Ursprung und Entwicklung der Lunge

Die Lunge ist eines der wichtigsten Atmungsorgane bei Säugetieren, auch beim Menschen. Aber wie haben sich diese Organe bei Tieren entwickelt? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler seit langem, und heute wissen wir, dass die Lunge eine lange Evolutionsgeschichte hat, die bei Fischen beginnt.

Bei einigen Fischgruppen finden wir erste Hinweise auf Lungen. Einige primitive fossile Fische entwickelten einen Vorsprung am vorderen Ende des Verdauungstrakts, und in dem Zweig der Fische, aus dem später Landwirbeltiere hervorgingen, entwickelte sich aus diesem Vorsprung die Lunge. Bei anderen Fischen hat sich dieser Auswuchs in eine Schwimmblase verwandelt, die hauptsächlich der Erleichterung des Schwimmens dient, manchmal aber auch eine Atmungsfunktion hat. Die Schwimmblase kommt heute bei Fischen verschiedener Arten vor und weist unterschiedliche Größen und Formen auf.

Aber nicht nur Fische haben Schwimmblasen. Auch einige Lungenfische, die enge Verwandte der Landwirbeltiere sind, besitzen dieses Organ. Sie leben in periodisch austrocknenden Stauseen und bleiben während der Trockenzeit im Schlick eines ausgetrockneten Flussbettes, wo sie mit Schwimmblasen atmen. Sie haben auch eine Lungenarterie, eine Vorstufe der Lunge anderer Wirbeltiere.

Die Lunge der meisten primitiven Amphibien, etwa Molche und Amblystome, besteht aus zwei einfachen langen Beuteln, die außen mit Kapillaren bedeckt sind. Frösche und Kröten haben Falten im Lungensack, die die Atemfläche vergrößern. Ihr Atemmechanismus ist völlig anders als der des Menschen. Es basiert auf der Wirkung der Ventile in den Nasenlöchern und der Muskeln im Rachenraum. Bei geöffneten Nasenklappen senkt sich der Mundboden und Luft dringt ein. Dann schließen sich die Nasenklappen und die Rachenmuskulatur zieht sich zusammen, wodurch sich die Mundhöhle verkleinert und Luft in die Lunge verdrängt.

Die weitere Entwicklung der Atmungsorgane erfolgte in Richtung einer allmählichen Aufteilung der Lunge in immer kleinere Hohlräume, so dass die Struktur der Lunge bei Reptilien, Vögeln und Säugetieren nach und nach komplexer wurde. Bei Vögeln entstehen an mehreren Stellen Luftbläschen aus der Lunge und breiten sich im ganzen Körper aus. Dank ihnen kann die Luft durch die gesamte Lunge strömen und sich bei jedem Atemzug vollständig erneuern. Bei Säugetieren besteht die Lunge aus vielen kleinen Kammern, den sogenannten Alveolen, die eine große Atemfläche für den Gasaustausch bieten.

So verlief die Entwicklung der Lunge schrittweise, mit der Entstehung einfacher Atmungsorgane bei Fischen und Amphibien und deren anschließender Komplikation bei Reptilien, Vögeln und Säugetieren. Diese Veränderungen erfolgten unter dem Einfluss verschiedener Faktoren wie Umweltveränderungen, Anpassung an neue Lebensbedingungen und Konkurrenz mit anderen Arten. Durch diese Veränderungen wurde die Lunge zu einem der wichtigsten Atmungsorgane der Säugetiere und versorgte sie mit der zum Leben notwendigen Menge Sauerstoff.