Direkte und indirekte Atmung

Bei kleinen Wassertieren wie dem Pantoffel oder der Hydra ist der Gasaustausch ein sehr einfacher Vorgang: Gelöster Sauerstoff diffundiert aus dem umgebenden Wasser in die Zellen und Kohlendioxid diffundiert heraus, ein spezielles Atmungssystem ist nicht erforderlich. Diese Art der Atmung wird als direkte Atmung bezeichnet, da die Körperzellen direkt Sauerstoff und Kohlendioxid mit der Umgebung austauschen.

Mit dem Aufkommen höher organisierter, komplexerer Formen wurde der direkte Gasaustausch zwischen jeder Tierzelle und der Umgebung unmöglich.

Es war eine Art indirekter Atmung erforderlich, die auf diese Funktion spezialisierte Körperstrukturen einbezog. Das spezialisierte Organ muss eine dünne Wand haben (die Membran dieser Wand muss semipermeabel sein), um die Diffusion nicht zu behindern; es muss immer eine feuchte Oberfläche haben, damit Sauerstoff und Kohlendioxid im Wasser gelöst werden können; Schließlich muss es gut durchblutet sein. Fische, Krabben, Krebse und viele andere Tiere haben Kiemen zur indirekten Atmung entwickelt; höhere Wirbeltiere – Reptilien, Vögel und Säugetiere – entwickelte Lungen; Der Regenwurm nutzt seine feuchte Haut zum Atmen; Insekten haben Luftröhren – Röhren, die den gesamten Körper durchdringen und über Poren mit der Außenumgebung kommunizieren.

Bei der indirekten Atmung umfasst der Gasaustausch zwischen den Körperzellen und der Umgebung zwei Phasen – äußere und innere. Bei der äußeren Atmung handelt es sich um den Austausch von Gasen durch Diffusion zwischen der äußeren Umgebung und dem Blut mithilfe eines speziellen Atmungsorgans, beispielsweise der Lunge bei Säugetieren. Bei der inneren Atmung handelt es sich um den Austausch von Gasen zwischen Blut und Körperzellen.

Der Gastransfer zwischen diesen beiden Atmungsphasen erfolgt über das Kreislaufsystem.