:: wikimiki.org ::

Atmung

Atmung

Unter Atmung (lat.: Respiration) versteht man allgemein den aeroben, das heißt Sauerstoff verbrauchenden Abbau (Dissimilation) von Stoffen zur Energiegewinnung und die damit einhergehende Abgabe von Kohlendioxid. In der Pflanzenwelt findet neben dem Aufbau (Assimilation) auch Atmung statt, zum Beispiel nachts und in nichtgrünen Pflanzenteilen. Einige Mikroorganismen gewinnen den freien Sauerstoff in Abwesenheit von Luft aus anorganischen Verbindungen durch Denitrifikation. Diesen Prozess nennt man anaerobe Atmung. In der Biologie des Tierreiches wird dabei nach anatomisch/physiologischen und biochemischen Aspekten die äußere von der inneren Atmung (Zellatmung) unterschieden.

Äußere Atmung

Man unterscheidet:
- die Hautatmung, bei der der Gasaustausch über die gesamte Körperoberfläche erfolgt.
- die Kiemenatmung, bei der der Gasaustausch über dünne, durchblutete Hautausstülpungen, die Kiemen, erfolgt. Sie kommt bei vielen Wirbellosen, darunter auch Landtieren, und bei Fischen vor.
- die Tracheenatmung über röhrenförmige Einstülpungen der Körperhaut. Sie kommt bei Insekten, Spinnen und Tausendfüßern vor. Siehe Tracheen.
- die Lungenatmung mit Hilfe von in den Körper eingestülpten Säcken, die als Lungen bezeichnet werden. Sie kommt zum Beispiel bei lungenatmenden Schnecken und bei Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren einschließlich des Menschen vor.
- Gasaustausch der Pflanzen über die Stomata

Atemwege der Säuger

Beim Atmen strömt die Luft durch Mund oder Nase in den Körper. Wird durch die Nase eingeatmet, wird die Luft zunächst durch Haare der Nase und Schleimhäute gereinigt, angefeuchtet und angewärmt. Anschließend gelangt die Atemluft über den Rachenraum vorbei an Kehlkopf und Stimmbändern in die Luftröhre (Trachea). Die Luftröhre verzweigt sich in die beiden Äste der Bronchien, die sich immer weiter verzweigen (Bronchiolen). Am Ende befinden sich die Lungenbläschen (Alveolen) in der Lunge, durch deren dünne Membran Sauerstoff in die Kapillargefäße übertritt und auf umgekehrtem Weg Kohlendioxid aus dem Blut an die Lunge abgegeben wird.

Atemmechanik der Säuger

Bei der Einatmung (Inspiration) vergrößert sich durch das Zusammenziehen der Brustmuskulatur und des Zwerchfells das Volumen des Brustkorbes. Dabei dehnt sich die Lunge aus und es entsteht ein Unterdruck, Luft strömt durch die Atemwege in die Lunge. Damit sich die Lunge mit dem Brustkorb ausdehnen kann, befindet sich die Pleura zwischen Lunge und Brustkorb beziehungsweise Zwerchfell. Das die Lunge umgebende Lungenfell und die an der Innenseite des Brustkorbs (Brustfell) sowie auf dem Zwerchfell und dem Mediastinum liegende Pleura parietalis kleben dabei aneinander wie zwei Glasplatten, zwischen denen sich eine Flüssigkeit befindet. Das ermöglicht einerseits die Verschiebbarkeit der beteiligten Strukturen und verhindert andererseits durch den im Brustraum vorhandenen Unterdruck einen Kollaps der Lungen beziehungsweise ermöglicht deren Entfaltung. Bei der Ausatmung (Exspiration) zieht sich die Lunge wieder zusammen und die Luft strömt durch den Überdruck wieder durch die Atemwege hinaus. Beim Einatmen dehnt sich durch Senkung des Zwerchfells die dementsprechende Muskulatur des Rumpfs. Das bewirkt, dass sich zum Beispiel der Bauch dabei nach vorne wölbt. (Siehe auch Bauchatmung, Brustatmung)

Atemsteuerung der Säuger

Gesteuert wird die Atmung durch das Gehirn beziehungsweise das Atemzentrum im verlängerten Rückenmark. Ausschlaggebend ist dabei die Reaktion von Chemorezeptoren auf den Kohlendioxid-Gehalt (Kohlendioxid-Partialdruck) des Blutes. Übersteigt dieser einen gewissen Schwellenwert, setzt der Atemreiz ein. Rezeptoren die auf den pH-Wert des arteriellen Blutes sowie einen Sauerstoffmangel (Hypoxie) reagieren, haben nur eine zweitrangige Bedeutung als Atemreiz. Über die sensiblen Fasern des Nervus vagus (Rami bronchales und pulmonales) wird auch die Ausdehnung der Lunge erfasst. Überschreitet diese ein gewisses Maß, so wird die Inspiration reflektorisch begrenzt (Hering-Breuer-Reflex).

Messgrößen

Atemfrequenz des Menschen

Die Zahl der Ein- und Ausatmungen, die Atemfrequenz (AF), beträgt

Atemzugvolumen des Menschen

Das Atemzugvolumen (AZV) beträgt ca. 10 ml / kg Körpergewicht (m), sodass es bei einem Erwachsenen in Ruhe zwischen 0,5 und 0,8 Liter beträgt. :

AZV = m \cdot 001l

Atemminutenvolumen des Menschen

Das Atemminutenvolumen (AMV) erechnet sich aus der Multiplikation der Atemfrequenz (AF) und des Atemzugvolumen (AZV): :

AMV = AF \cdot AZV

Totraumvolumen des Menschen

Als Totraumvolumen bezeichnet man die Luftmenge, die nicht aktiv am Gasaustausch beteiligt ist, also bei der Atmung im gasleitenden System (Raum zwischen Mund und Lungenbläschen) "stehen bleibt". Das Totraumvolumen beträgt ca. 2 ml / kg Körpergewicht (m). Bei einem Erwachsenen entspricht dies etwa 150 ml. :

Totraumvolumen = m \cdot 0002l

Atemluft in einem Leben

Ein Mensch atmet durchschnittlich ca. 5.000.000 m³ Luft ein.

Pathologische Atmungsformen

Die Störungen der Atmung werden in der ICD-10 unter den Symptomen, die das Kreislaufsystem und das Atmungssystem betreffen als [http://www.lumrix.de/icd2005.php?f=lumrix-get&r=resource%2Fr%2Fr06.xml&h=2&ss=flar R06] zusammengefasst. (Die folgenden Beispiele dienen zunächst nur als Arbeitsgrundlage!)
- Biot-Atmung (Zeichen für zentrale Atemstörung; Atmung typisch für Hirnverletzung (Schädel-Hirn-Trauma, betroffen: Stammhirn), erhöhten Hirndruck oder Meningitis)
- Cheyne-Stokes-Atmung (Zeichen für zentrale Atemstörung; Atmung typisch für Hirnverletzung (z.B. Schädel-Hirn-Trauma, betroffen: Großhirn)
- Hyperventilation; exklusive psychogene Hyperventilation!
- Kussmaul-Atmung (Typisch für diabetische Ketoazidose; daraus folgt eine Hyperventilation)
- Mundatmung, Schnarchen
- Obstruktives Schlafapnoe-Syndrom
- Seufzeratmung
- Schnappatmung
- Schluckauf; exklusive psychogener Singultus
- Stridor Die klinische Atemtherapie befasst sich mit den Krankheiten und Funktionsstörungen von Lunge und Stimmapparat.

Innere Atmung

Hauptartikel: Zellatmung Als innere Atmung oder Zellatmung oder werden jene Stoffwechselprozesse bezeichnet, die dem Energiegewinn der Zellen dienen. Insbesondere versteht man hierunter die biochemischen Vorgänge der Atmungskette in der inneren Membran der Mitochondrien, an deren Ende ATP synthetisiert wird.

Siehe auch

- Atem
- Atemgift
- Atemschutz
- Atemschutzreflex
- Atemspende
- Atemtherapie
- Bauchatmung
- Beatmung
- Husten
- Luft
- Stoffwechsel

Weblinks

- [http://members.aon.at/alois.krenn/atmung.htm Physiologische Grundlagen der Atmung und deren Störungen]
- [http://www.uniklinik-saarland.de/med_fak/physiol1/Praktikum/LUNGE.pdf Lungen-Praktikum der Uniklinik-Saarland]
- [http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/bio/5866 Atmungsregulation]
- [http://www.zum.de/Faecher/Materialien/hupfeld/Oekologie/sauerstoff-faktor-atmung.htm Übersicht der Atmungsformen und deren Entwicklung] Kategorie:Atmungsapparat Kategorie:Pneumonologie Kategorie:Airway-Management ja:呼吸

Aerob

Aerobie (von lat. aer, Luft) bezeichnet eine Lebensweise, bei der elementarer Sauerstoff (O₂) benötigt wird. Lebewesen mit dieser Lebensweise werden als Aerobier bzw. als aerob bezeichnet. Im Gegensatz dazu bezeichnet "Anaerobie" Lebensvorgänge, die ohne Sauerstoff ablaufen. Lebewesen, die keinen Sauerstoff benötigen oder sogar durch ihn gehemmt oder abgetötet werden, bezeichnet man als "Anaerobier" bzw. "anaerob". Beispiele für aerobe Vorgänge:
- Atmung
- Nitrifikation
- Kompostierung Chemisch betrachtet stellen aerobe Vorgänge Oxidationen dar. Wird die Sauerstoffzufuhr unterbrochen, so verlaufen häufig andere, anaerobe biochemische Reaktionen ab, insbesondere Gärungsvorgänge. Ein Beispiel dafür ist der Stoffwechsel von Muskeln, auch beim Menschen. Normalerweise erfolgt die Energiegewinnung aerob durch Oxidation von Glucose mit Sauerstoff in der Zellatmung. Wird der Muskel so stark beansprucht, dass die Sauerstoffversorgung nicht mehr ausreicht, dann schalten die Muskelzellen auf die Milchsäuregärung um, die allerdings weniger Energie aus gleicher Menge Glucose liefert. Daher kommt es nach längerer starker Belastung zu einem Leistungsabfall. Wegen seiner Bedeutung für viele Lebensvorgänge ist Sauerstoff ein wichtiger abiotischer Faktor in der Ökologie. Man bezeichnet Sauerstoff-haltige Habitate als "oxysch", Habitate ohne Sauerstoff als "anoxysch". Bei Biotopen, in denen der Sauerstoffgehalt unterschiedlich ist, spricht man von oxyschen und anoxyschen Zonen.
Beispielsweise ist im Schlickwatt des Wattenmeers die obere Zone hell und relativ gut mit Sauerstoff versorgt. Sie stellt eine aerobe Zone dar. Das Redoxpotential liegt hier oberhalb von +100 mV (Millivolt). Sauerstoff kann chemisch nachgewiesen werden. Dieser Teil des Schlickwatts ist extrem dicht besiedelt. In wenigen Millimetern bis Zentimetern Tiefe ändert sich das Erscheinungsbild: Das Watt sieht schwarz aus; die Färbung entsteht durch Sulfide von Schwermetallen, insbesondere durch Eisenmonosulfid (FeS). Es tritt ein typischer Geruch nach Schwefelwasserstoff auf. Messungen zeigen, dass das Redoxpotential hier unter -200 mV liegt. Molekularer Sauerstoff ist allenfalls noch in Spuren nachweisbar. In dieser anoxyschen Zone können nur solche Lebewesen existieren, die entweder ohne Sauerstoff auskommen (anaerobe Bakterien) oder durch besondere Atmungsorgane (Sipho bei Muscheln) bzw. ihr Verhalten (Wattwurm) Sauerstoff von der Oberfläche holen.

Aerobier

Als Aerobier bezeichnet man in der Ökologie Lebewesen, die zum Leben elementaren Sauerstoff (O₂) benötigen. Der Sauerstoff wird ganz überwiegend für oxidative Stoffumsetzungen im Energiestoffwechsel benötigt, wie zum Beispiel bei der Atmung der höheren Lebewesen.
Lebewesen, die Sauerstoff in nur geringen Konzentrationen bevorzugen, nennt man mikroaerophil. Kategorie:Ökologie Kategorie:Mikrobiologie Kategorie:Biochemie

Dissimilation

Als Dissimilation (lat. Entähnlichung) bezeichnet man:
- die Umwandlung eines Lautes in einen anderen zur Vermeidung des Aufeinanderfolgens gleicher Laute, siehe Dissimilation (Phonetik)
- den Abbau der durch Assimilation oder Nahrungsaufnahme aufgebauten Energiespeicher, siehe Dissimilation (Biologie)

Kohlenstoffdioxid

Kohlenstoffdioxid ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und gehört damit neben Kohlenstoffmonoxid zur Gruppe der Kohlenstoffoxide. Es wird manchmal auch als Kohlendioxid bezeichnet, was aber nicht korrekt ist, da die Verbindung ein Oxid des Elementes Kohlenstoff und nicht der (lediglich kohlenstoffhaltigen) Kohle ist. Seine chemische Formel ist CO₂. Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas. Es ist in geringer Konzentration ein natürlicher Bestandteil der Luft und entsteht bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, wenn Sauerstoff im Überschuss vorhanden ist. Auch im Organismus von Lebewesen entsteht Kohlenstoffdioxid als Kuppelprodukt der Zellatmung. Das CO₂ wird dabei über den Atem abgegeben. Umgekehrt sind Pflanzen, manche Bakterien und Archaeen in der Lage, CO₂ durch die Kohlenstoffdioxid-Fixierung in Biomasse umzuwandeln. So produzieren Pflanzen beispielsweise bei der Fotosynthese aus anorganischem CO₂ Glukose.

Physikalische Eigenschaften

Das Kohlenstoffdioxid-Molekül ist linear aufgebaut. Obwohl die Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen polar sind heben sich deren elektrische Dipolmomente durch die Molekülsymmetrie nach außen hin gegenseitig auf, so dass das Molekül selbst kein elektrisches Dipolmoment aufweist. Dennoch ist Kohlenstoffdioxid aufgrund der inneren Dipolmomente gut in Wasser löslich und absorbiert einige schmale Teile des elektromagnetischen Spektrums im Bereich der Infrarotstrahlung.

Chemische Eigenschaften

In Wasser gelöstes Kohlenstoffdioxid bildet Kohlensäure H₂CO₃, wobei aber mehr als 99% des Kohlenstoffdioxids nur physikalisch gelöst sind. Die Kohlensäure als solche liegt vor in einem Gleichgewicht mit ihren Dissoziationsprodukten (Spezies) Hydrogencarbonat ("Bicarbonat", HCO₃^–) und Carbonat (CO₃^2–), die in einem vom pH-Wert abhängigen Mengenverhältnis zu einander stehen. Fängt man die bei der Dissoziation gebildeten Oxonium-Ionen (H⁺, eigentlich H₃O⁺) durch Zugabe einer Lauge mit Hydroxidionen (OH^–) ab, so verschiebt sich das Mengenverhältnis zu Gunsten von Carbonat.

Verwendung

Kohlenstoffdioxid findet im festen Aggregatzustand unter der Bezeichnung Trockeneis Anwendung in der Technik. Trockeneis schmilzt nicht, sondern sublimiert bei −78 °C, allerdings kann man es unterhalb der kritischen Temperatur von 31 °C durch Drucksteigerung zu einer farblosen Flüssigkeit verdichten. Bei der Sublimation entsteht ein weißer Nebel aus dem kaltem CO₂-Luft-Gemisch und kondensierender Luftfeuchtigkeit, der als Effekt in der Bühnentechnik Einsatz findet. Viele Getränke enthalten Kohlenstoffdioxid, um beim Trinken einen besseren Erfrischungseffekt zu erzielen. Bei manchen Getränken entsteht es durch Gärung (Bier, Sekt), bei anderen wird es künstlich zugesetzt (Limonade, Sodawasser) oder es wird kohlenstoffdioxidhaltiges, natürliches Mineralwasser verwendet. Als Lebensmittelzusatzstoff trägt es die Bezeichnung E 290. Bei der Herstellung wird Kohlenstoffdioxid unter hohem Druck in das Getränk gepumpt, wobei es mit Wasser zu Kohlensäure reagiert. Da Kohlensäure eine unbeständige Säure ist, zerfällt sie beim Druckabfall durch Öffnen des Gefäßes in ihre Ausgangsprodukte: Wasser und Kohlenstoffdioxid, welches bläschenförmig aufsteigt. Der Zerfall der Kohlensäure auf der Zunge beim Trinken stimuliert die Geschmackssinneszellen, was einen Erfrischungseffekt zur Folge hat. Kohlenstoffdioxid kommt auch in Feuerlöschern zum Einsatz, da es Sauerstoff vom Brandherd verdrängt (siehe auch Brandbekämpfung, Löschmittel). Kohlenstoffdioxid wird als Dünger in Gewächshäusern eingesetzt. Grund ist der CO₂-Mangel durch ungenügenden Luftaustausch, besonders im Winter bei geschlossener Lüftung und dass Pflanzen bei höheren CO₂-Gehalten schneller wachsen. Dabei wird das Kohlenstoffdioxid entweder direkt als reines Gas (relativ teuer) oder als Verbrennungsprodukt aus Propan oder Erdgas verwendet (Kopplung von Düngung und Heizung). Auch durch Zuführung von organischer Substanz wird der CO₂-Gehalt erhöht. Die mögliche Ertragsteigerung ist abhängig davon, wie stark das CO₂ im Minimum steht, und wie hoch die Lichtintensität ist (Wirksamkeit steigt mit zunehmendem Lichtangebot). Überkritisches Kohlenstoffdioxid kann in vielen Bereichen giftige organische Lösungsmittel ersetzen und wird auch in der Halbleiterindustrie zur Reinigung von Wafern verwendet. Auch zur Extraktion von Naturstoffen wie z. B. Koffein aus Pflanzen wird superkritisches Kohlenstoffdioxid verwendet. In zunehmendem Maße kommt Kohlenstoffdioxid als natürliches Kältemittel in Klimaanlagen zum Einsatz. Kohlenstoffdioxid wird auch als Schutzgas in der Schweißtechnik eingesetzt - entweder in reiner Form oder häufiger als Zusatz zu Argon und/oder Helium. Da Kohlenstoffdioxid bei hohen Temperaturen thermodynamisch instabil ist, wird es nicht als Inertgas sondern als Aktivgas bezeichnet. CO₂ wird auch in Abführmitteln (Zäpfchen) verwendet. Durch eine chemische Reaktion während der Auflösung des Zäpfchens wird CO₂ freigesetzt und dehnt den Darm, was wiederum den Stuhlreflex auslöst.

Treibhausgas

Stuhlreflex Stuhlreflex Kohlenstoffdioxid absorbiert einen Teil der Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung), während kurzwelligere Strahlung, beispielsweise sichtbares oder ultraviolettes Licht, passieren kann. Diese Eigenschaft macht Kohlenstoffdioxid zu einem so genannten Treibhausgas. Von vielen Wissenschaftlern wird die Hypothese vertreten, dass eine vom Menschen verursachte Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zum so genannten anthropogenen Treibhauseffekt führe, der einen Klimawandel (Globale Erwärmung) zur Folge habe. Einen wesentlichen Beitrag dazu leiste das CO₂, das durch die Verbrennung der fossilen Energieträger Erdöl, Erdgas und Kohle freigesetzt wird. Während über die Reduktion des CO₂-Ausstoßes weitgehend Einigung besteht (Kyoto-Protokoll), werden Verfahren zur CO₂-Sequestrierung kontrovers diskutiert. Der Beitrag von CO₂ zum Treibhauseffekt bzw. ob ein solcher nachweisbar ist, und damit die negativen Folgen der CO₂-Freisetzung durch den Menschen, wird allerdings von Klimakritikern bestritten, die daher auch entsprechende Umweltschutzmaßnahmen als unnötig ablehnen. Den weltweit höchsten Kohlenstoffdioxidausstoß pro Einwohner haben die USA, Kanada, Finnland, Tschechien und Belgien (Stand 2002), wobei in Zukunft auch die stark wachsende Industrie asiatischer Staaten eine wesentliche Rolle spielen wird. In der Europäischen Union wird der Ausstoß von CO₂ weiter zunehmen, obwohl durch die Verbesserung des Wirkungsgrades beispielsweise bei der Verstromung von Kohle im Elektrizitätswerk der spezifische Emmissionsgrad von 0,41 Millionen Tonnen CO₂ pro Terawattstunde erzeugten Stromes im Jahr 2000 auf 0,36 Millionen Tonnen CO₂ pro TWh im Jahr 2020 sinken wird. Trotz dieser Maßnahmen wird angenommen, dass die Menge des von den Kraftwerken produzierten Kohlendioxides innerhalb der EU im gleichen Zeitraum von 1250 Millionen Tonnen auf etwa 1600 Millionen Tonnen zunehmen wird. Seit dem 1. Januar 2005 besteht ein europaweites CO₂-Handelssystem Emissionsrechtehandel. Jeder Staat hat sich zu bestimmten Reduktionszielen verpflichtet. Die Staaten wiederum teilen den Unternehmen, die CO₂ freisetzen, nur so viel CO₂-Emissionsberechtigungen zu, wie erforderlich ist, um die CO₂-Reduktionsziele im jeweiligen Staat zu erreichen. Unternehmen, die durch Einsparmaßnahmen weniger Berechtigungen brauchen, als ihnen jährlich zugeteilt wurden, können diese verkaufen. Unternehmen, die mehr benötigen, müssen zukaufen. Am Ende eines Jahres muss jedes Unternehmen angeben, wieviel CO₂ es ausgestoßen hat und die entsprechende Anzahl von CO₂-Berechtigungen wieder abgeben. Der CO₂-Emissionsbericht der Unternehmen wird vor Übergabe an die Behörde von unabhängigen Sachverständigen, z.B. Umweltgutachter überprüft. Die Preise für Berechtigungen zum Ausstoss von 1 Tonne CO₂ sind von ca. (6,-- Euro Anfang 2005) auf ca. 25,-- Euro (Mitte Juli 2005) gestiegen und geben den Unternehmen damit einen deutlichen Anreiz zur Reduktion der CO₂-Emissionen. In Deutschland ist die zuständige Behörde die Deutsche Emissions-Handelsstelle (DEHSt) neben den Landesbehörden, die für die Genehmigung und Kontrolle der Überwachung und Berichte zusständig sind. CO₂-Berechtigungen werden z.B. in Deutschland an der Leipziger Börse (EEX) gehandelt.

Gefahren

Immer wieder kommt es zu Unfällen mit CO₂. In Weinkellern, Futtersilos und Jauchegruben können sich durch Gärprozesse beträchtliche Mengen an CO₂ bilden. Bei der Vergärung von einem Liter Most (Apfelwein) entstehen etwa bis zu 50 Liter Gärgas. Wenn nicht für ausreichende Entlüftung gesorgt ist, bilden sich gefährliche Konzentrationen, und zwar aufgrund der höheren Dichte von CO₂ im Vergleich zu Luft vor allem in Bodennähe ("Kohlendioxid-See"). (Die Dichte von Gasen lässt sich mit der molaren Masse und der Regel von Avogadro abschätzen: Luft besteht im wesentlichen aus Stickstoff (N₂) und Sauerstoff (O₂), Kohlenstoffdioxid hingegen aus CO₂ Molekülen, welche eine deutlich größere molare Masse haben. In einem gleichen Volumen sind auch bei unterschiedlichen Gasen ungefähr gleich viele Moleküle vorhanden, also muss die Dichte von Kohlenstoffdioxid größer sein als die von Luft.) Die weit verbreitete Ansicht, CO₂ sei an sich ungiftig und wirke nur durch Verdrängen des lebensnotwendigen Sauerstoffs, ist falsch. Daher ist auch die alte "Kerzenprobe" zum Erkennen von gefährlicher Sauerstoffknappheit zu ungenau. Dies liegt auch daran, dass Kerzen auch dann noch brennen, wenn der Sauerstoff zum Atmen bereits nicht mehr reicht. Kommt CO₂ in der atmosphärischen Luft noch zu ca. 0,03 Prozent vor, sind es in der menschlichen abgeatmeten Atemluft schon ca. 4,5 Volumenprozent. Im Blut gelöstes CO₂ aktiviert in physiologischer und leicht gesteigerter Konzentration das Atemzentrum des Gehirns, in deutlich höherer Konzentration führt es jedoch zur Verminderung oder sogar Aufhebung des reflektorischen Atemanreizes (Atemdepression; diese Tatsache kann man sich bei gerade hyperventilierenden Personen zu Nutze machen, indem man sie in ein luftdichtes Behältnis hinein- und auch wieder daraus einatmen lässt, da so schnell atemdepressive Atemluftkonzentrationen an CO₂ erreicht werden und der übersteigerte Atemantrieb der Hyperventilierenden wirkungsvoll gedämpft wird). Ab etwa 5 Prozent in der eingeatmeten Luft treten Kopfschmerzen und Schwindel auf, bei höheren Konzentrationen beschleunigter Herzschlag (Tachykardie), Blutdruckanstieg, Atemnot und Bewusstlosigkeit (die so genannte CO₂-Narkose). CO₂-Konzentrationen über 8 Prozent sind tödlich. Immer wieder fallen ganze Familien einer Gärgasvergiftung zum Opfer, weil mehrere Personen bei der Rettung eines Familienmitglieds selbst Kohlenstoffdioxid einatmen und bewusstlos werden. Der Ersthelfer begibt sich mit einem Rettungsversuch nur selbst in Gefahr - niemand kann mit angehaltenem Atem einen Bewusstlosen aus einem Keller tragen. Statt dessen ist eine Entlüftung (falls vorhanden) einzuschalten und der Notruf abzusetzen. Die Rettung eines Verunglückten aus CO₂-verdächtigen Situationen (Weinkeller usw.) ist nur für professionelle Einsatzkräfte (Feuerwehr) mit schwerem Atemschutz möglich. In seltenen Fällen kommt es auch zu Naturkatastrophen mit Kohlenstoffdioxd; die bekannteste ereignete sich 1986 am Nyos-See in Kamerun.

Siehe auch

- Pasteur-Effekt
- CO₂-Partialdruck
- Emissionsrechtehandel

Literatur

- Eike Roth: "Globale Umweltprobleme - Ursachen und Lösungsansätze", Friedmann Verlag München 2004, ISBN 3-933431-31-X (gut lesbare Darstellung des Treibhausefektes einschließlich seiner Verursachung und Diskussion der Argumente für und gegen einen anthropogenen Einfluss)

Weblinks

- http://www.uni-bayreuth.de/departments/didaktikchemie/umat/csaeure/kohlensaeure.htm
- http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBwerkstoffmaterialsubstanz/Kohlendioxid.php
- http://www.dehst.de
- http://www.eex.de Kategorie:Chemische Verbindung Kategorie:Gas Kategorie:Umweltschutz Kategorie:Löschmittel Kategorie:Klimatologie ja:二酸化炭素 ko:이산화 탄소 ms:Karbon dioksida simple:Carbon dioxide th:คาร์บอนไดออกไซด์

Assimilation

Assimilation (lat.: similis „ähnlich“) hat in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen unterschiedliche Bedeutungen:
- In der Biologie: Assimilation bezeichnet den Prozess der Umwandlung von Stoffen, die nicht körpereigen sind, in körpereigene Stoffe. So ist die Aufgabe der Photosynthese, im speziellen der so genannten „Dunkelreaktion“, die Fixierung des Kohlendioxids und die weitere Verstoffwechslung des Fixierungsproduktes. Für die Fixierung benutzen
– C3-Pflanzen Ribulosebisphosphat und
– C4-Pflanzen Phosphoenolpyruvat
als Akzeptormolekül. Erste fassbare Produkte sind dann (zwei Moleküle) 3-Phosphoglycerat bzw. Oxalacetat.
- In der Phonetik: Hier bezeichnet Assimilation Angleichungserscheinungen zwischen Lauten, wie zum Beispiel im deutschen Wort „gibt“. Hier wird das „b“ an das „t“ angeglichen und wie „p“ ausgesprochen.
- In der Psychologie Jean Piagets bezeichnet Assimilation die Integration eines Gegenstandes in ein bereits vorhandenes kognitives Schema.
- In der Sinnesphysiologie: Assimilation bezeichnet einen Prozess im Auge. Um das Sehen von Farben zu ermöglichen, werden die Sehsubstanzen in der Netzhaut wieder aufgebaut.
- In der Soziologie/Sozialpsychologie: Assimilation bezeichnet den Prozess der Anpassung an das soziale Umfeld (nicht zu verwechseln mit Integration) und den biologischen Prozess der Vermischung. Daher wird der Begriff oft im Zusammenhang mit Einwanderern in ein Land verwendet, die sich im Laufe von Generationen auch im biologischen Sinne in die einheimische Bevölkerung einfügen. Die Assimilation wird in der soziologischen Literatur auch als Endphase des Prozesses der Akkulturation angesehen.
- In der Geologie: Assimilation ist hier die Interaktion von Nebengestein innerhalb einer magmatischen Schmelze mit dieser. Dabei können Blöcke innerhalb der Schmelze durch sie verändert oder sogar komplett verdaut werden.
- Siehe auch: Dissimilation.

Denitrifikation

Unter Denitrifikation versteht man die bakterielle Umwandlung des im Nitrat (NO₃^-) gebundenen Stickstoffs in N₂. Der im Nitrat gebundene Stickstoff wird so in eine Form überführt, die weitgehend inert (lat. träge, untätig) ist und von den meisten Lebewesen nicht als Nährstoff genutzt werden kann. In Gewässern und Böden ist er damit nicht mehr im Sinne eines Düngemittels verfügbar und nicht mehr umweltrelevant. Der entstandene Stickstoff (N₂) entweicht größtenteils in die Atmosphäre, in der er ohnehin Hauptbestandteil ist. Die Denitrifikation erfolgt durch bestimmte heterotrophe und einige autotrophe Bakterien (Denitrifizierer). Diese nutzen das Nitrat als Oxidans (als Elektronenakzeptor) für ihren oxidativen Energiestoffwechsel, wenn kein gelöster elementarer Sauerstoff (Dioxygen O₂) vorhanden ist (anoxische Verhältnisse). Die Denitrifikation erfolgt in mehreren Schritten über die Zwischenstufen Nitrit NO₂^-, Stickstoffmonoxid NO und Distickstoffmonoxid N₂O, die Bruttogleichung lautet: 2 NO₃^- + 2 H⁺ + 10 → N₂ + 6 H₂O. Darin steht für Reduktionsäquivalente, die aus der Oxidation der organischen oder anorganischen Stoffe (s. u.) stammen. Bei der Denitrifikation wird allerdings neben N₂ immer auch eine kleinere Menge der Zwischenstufe N₂O frei. Dieser Prozess findet in der Natur überall statt, wo Nitrat und durch Denitrifizierer oxidierbare organische Stoffe unter anoxischen Bedingungen zur Verfügung stehen (z.B. Sümpfe, Böden, Sedimente in Flüssen und Seen) Von bestimmten Bakterien können auch elementarer Wasserstoff (Dihydrogen, H₂) und Schwefelwasserstoff (H₂S) mit Nitrat unter Bildung von N₂ oxidiert werden. Beispiele für denitrifizierende Bakterien sind: Pseudomonas stutzeri (heterotroph, Oxidation von organischen Stoffen), Paracoccus denitrificans (autotroph, Oxidation von H₂), Thiobacillus denitrificans (autotroph, Oxidation von H₂S). Technisch wird die Denitrifikation in der Abwasserreinigung in Kläranlagen zur Eliminierung von Nitrat eingesetzt. Die biologische Umwandlung von Nitrat zu N₂ kann auch zur Entfernung von Nitrat in der Trinkwassergewinnung (siehe Wasseraufbereitung) verwendet werden. Als Substratquelle wird dabei z.B. Alkohol, seltener Wasserstoff angewandt. Siehe auch: Ammonifikation, Nitrifikation, biologischer Nährstofftransport Kategorie:Biochemie Kategorie:Ökologie

Zellatmung

Als Zellatmung oder innere Atmung werden jene Stoffwechselprozesse bezeichnet, die dem Energiegewinn der Zellen dienen. Insbesondere versteht man hierunter die biochemischen Vorgänge der Atmungskette in der inneren Membran der Mitochondrien, an deren Ende ATP synthetisiert wird. Andere Formen der Atmung - im Sinne des Gasaustausches von Organismen - werden unter dem Begriff der äußeren Atmung zusammengefasst. Zellen nehmen zu ihrer Energieversorgung Traubenzucker (Glucose) auf. Der Traubenzucker wird von Eukaryoten im Cytoplasma und in den Mitochondrien vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut:

C_6H_O_6 + 6\,O_2 + 6 H_2O \rightarrow 6\,CO_2 + 12\,H_2O\,|\, \Delta H=-2880\ \mathrm

Dabei werden in einer Reihe von komplizierten Reaktionsschritten – darunter viele Redoxreaktionen – Wasserstoffatome von den Abbauprodukten der Glucose-Moleküle abgetrennt und mit Hilfe von Wasserstoffüberträgern (NAD) zu den Mitochondrien transportiert. Dort reagieren die Wasserstoffatome innerhalb der Atmungskette mit Sauerstoff zu Wasser („biologische Knallgasreaktion“); die Glucose-Moleküle werden letztlich vollständig oxidiert. Am Ende des Abbauprozesses gewinnt die Zelle mit Hilfe der bei der biologischen Knallgasreaktion frei werdenden Energie die energiereiche Verbindung ATP. Sie ist für viele Stoffwechselvorgänge als universelle Energiequelle erforderlich. Die zusammenfassende Reaktionsgleichung der Zellatmung entspricht von rechts nach links gelesen der Reaktionsgleichung für die Photosynthese. Die Zellatmung gliedert sich in vier Teilschritte: #die Glykolyse, #die oxidative Decarboxylierung #den Citratzyklus (Zitronensäurezyklus) und #die Endoxidation in der Atmungskette. Siehe auch: Gärung, respiratorischer Quotient, Stoffwechsel Kategorie:Biochemie Kategorie:Stoffwechsel Kategorie:Zellbiologie ja:呼吸

Gasaustausch

Der Gasaustausch der Lungenatmung erfolgt in den Lungenbläschen, wo Sauerstoff von diesen in das Blut, genauer in das Hämoglobin der Erythrozyten diffundiert und das vom Herzen kommende kohlendioxidreiche Blut durch die 0,001 mm große Membran der Alveolen kommt. Der Körper atmet den Kohlendioxid aus, und somit erfolgt der Gasaustausch, in dem auch Energie gewonnen wird, in Form von Adenosintriphosphat-Molekülen. Siehe auch: Kiemenatmung (Kieme), Tracheenatmung (Trachea), Hautatmung (Haut), Gasaustausch der Pflanzen (Stoma) Kategorie:Physiologie

Kiemen

Die Kieme (meist. Plural; v. mittelhochdeutsch: kimme Einschnitt, Kerbe) ist das Organ, welches die Wasseratmung vermittelt und so bei Wassertieren dem Blut den im Wasser gelösten Sauerstoff zuführt. Sie sind daher im Wesentlichen mit einer sehr dünnen und durchlässigen Haut bekleidet und lassen in ihrem Inneren das Blut entweder in besonderen Adern oder in Lücken zirkulieren, so dass es dem Wasser möglichst nahe gebracht wird. Meist liegen die Kiemen frei, können jedoch gewöhnlich unter die Haut zurückgezogen werden oder sind in besonderen Höhlungen geschützt untergebracht. Um dem Wasser auf kleinem Raum eine große Fläche zu bieten, sind sie kamm-, blatt-, büschel- oder baumförmig. Kiemen finden sich bei sehr vielen Wasser- und auch bei einigen in feuchter Luft lebenden Landtieren, also bei Schnecken (Ausnahme: Lungenschnecken), Muscheln und anderen Weichtieren, bei diversen "Würmern", bei Krebsen etc., ferner ganz allgemein bei den Fischen und bei den Larven (und einigen Erwachsenen) der Amphibien. Die durch Tracheen atmenden Insekten sind nur ausnahmsweise mit Kiemen (teils ohne, teils in Verbindung mit Tracheen) ausgestattet. Hier sind es vor allem die wasserlebenden Larven der Libellen, Eintagsfliegen, Steinfliegen, Schlammfliegen und einiger Zweiflügler. Meist ersticken die durch Kiemen atmenden Tiere sehr rasch außerhalb des Wassers, weil die Kiemenblättchen leicht eintrocknen, aber auch im Wasser, sobald der Sauerstoff desselben verbraucht ist. Manche Fische und Krebse sind durch besondere Vorkehrungen (welche zum Beispiel das Atemwasser von neuem mit Sauerstoff versorgen) zu längerem Aufenthalt außerhalb des Wassers befähigt. Kategorie:Zootomie Kategorie:Atmungsapparat ja:えら simple:Gill

Fische

Fische (Pisces) sind wechselwarme fast ausschließlich im Wasser lebende Wirbeltiere mit Kiemen. Etwa die Hälfte aller Wirbeltierarten sind Fische, die ältesten bekannten Fossilien sind rund 450 Millionen Jahre alt. Man unterscheidet speziell Knorpelfische (Chondrichthyes), zu denen unter anderem die Haie und Rochen zählen und Knochenfische (Osteichthyes), die alle anderen Fische umfassen. Zwei weitere Fischtaxa, die Panzerfische (Placodermi) und die Stachelhaie (Acanthodii) sind ausgestorben. Das mit Fischen befasste Forschungsgebiet heißt Ichthyologie.

Körperbau und -funktionen

Form

Die Körperform der Fische ist je nach Lebensweise mehr oder weniger lang gestreckt - schnelle Schwimmer sind torpedoförmig, bodenlebende Arten abgeplattet, Arten die in Riffen oder Tangwäldern leben, seitlich zusammengedrückt. Die Größe ausgewachsener Fische schwankt, je nach Art, zwischen kaum mehr als einem Zentimeter und 18 Metern.

Knochenbau

Tangwäldern Das Skelett besteht aus Knorpel (Knorpelfische) oder Knochen (Knochenfische). Am Schädel befindet sich das Kiemenskelett aus vier bis sieben Kiemenbögen, von denen der vordere zum Unterkiefer umgebildet ist. Die Wirbelsäule ist mit dem Schädel verbunden. In der Rumpfregion tragen die Wirbel Rippen, über die ganze Länge Dornfortsätze auf der Rückenseite, im Schwanzbereich auch auf der Bauchseite. In den Muskelscheiden von Knochenfischen befinden sich häufig Gräten aus verknöchertem Bindegewebe. Zur Steuerung und Fortbewegung dienen die Flossen, die bis auf die Fettflossen (bei Lachsen, Salmlern, Welsen) mit knochigen Flossenstrahlen (Radien) verstärkt sind. Brust- und Bauchflossen sind paarig und mit dem Schulter- beziehungsweise - Beckengürtel verbunden. Die unpaarigen Rücken, Schwanz- und Afterflossen sind über Flossenträger (Radiale) mit der Wirbelsäule verwachsen. Die bei manchen Arten zwischen Rücken- und Schwanzflossen gelegenen Fettflossen verfügen über kein Skelett, können aber hornartig verstärkt sein. Zur Fortbewegung dient - zusammen mit einer seitlich schlängelnden Körperbewegung - vor allem die Schwanzflosse. Einige Arten bewegen sich jedoch auch überwiegend mittels der Brustflossen fort und nutzen die Schwanzflosse lediglich als Ruder.

Haut

Die Haut der Fische besteht aus zwei Schichten: der bindegewebshaltigen Lederhaut, in der sich Schuppen und Farbzellen befinden, und der mit Schleimdrüsen versehenen Oberhaut. Der Schleim verringert den Strömungswiderstand, da er die Grenzgeschwindigkeit für die Entstehung von Turbulenzen heraufsetzt. Des Weiteren hat der Fischschleim eine schützende Wirkung auf die Schuppen und die darunterliegende Haut, da er antibakteriell wirkt. Bei Knorpelfischen übernehmen winzige, zahnartige Placoidschuppen eine vergleichbare Funktion.

Kreislauf und Atmung

Fische haben einen geschlossenen Blutkreislauf mit einem nahe an den Kiemen gelegenen, einfachen Herz, das aus einem Vorhof und einer Herzkammer besteht. Es pumpt venöses Blut direkt in die Kiemen, die aus zahlreichen, mit Kapillaren durchzogenen Blättchen, feinen Hautausstülpungen, bestehen. Die Kiemen nehmen über ihre große Oberfläche gelösten Sauerstoff aus dem Wasser auf und geben ihn an das Blut weiter. Die sehr hohe Effektivität der Sauerstoffaufnahme über die Kiemen (bis zu 70% des verfügbaren Sauerstoffs) kann auf das Prinzip des Gegenstromaustauschers in den Kiemen und die sehr hohe Affinität von einigen Fischhämoglobinen zu Sauerstoff zurückgeführt werden. Bei Knochenfischen sind die Kiemenspalten durch hornartige Kiemendeckel (Operculum) verdeckt. Durch die Absenkung des Mundbodens und das gleichzeitige Abheben des Kiemendeckels kommt es zu einem Einstrom von Wasser durch das Maul. Membranen an den Kiemendeckeln verhindern einen Einstrom des Wassers. Beim Auspressen schließt sich im vorderen Maulbereich eine Klappe und das Wasser wird durch die Kiemenspalten nach hinten ausgepresst. Knorpelfische, deren Kiemenspalten von außen sichtbar sind, müssen sich dagegen ständig mit geöffnetem Maul bewegen, damit das Wasser an den Kiemen entlang strömen kann. Bei einigen Knochenfischen (beispielsweise Aalen) ist die Kiemenhöhle nur durch eine kleinen Spalt nach außen geöffnet, wodurch die Kiemen auch auf dem Trockenen eine gewisse Zeit feucht und damit funktionsfähig bleiben. Einige mehr oder weniger amphibisch lebende Fischarten verfügen über weitere Atmungsorgane: Schlammspringer können Luftsauerstoff durch Hautatmung aufnehmen. Verbreiteter ist die Darmatmung, beispielsweise beim Schlammpeitzger, dabei wird Luft geschluckt, der Gasaustausch findet an den Wänden des stark durchbluteten Vorderdarms statt. Einige Fische (Labyrinthfische) atmen auch Luft, indem sie Ausstülpungen im Kopfbereich zur Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft nutzen. Fischen, deren Schwimmblase noch mit dem Darm verbunden ist, wie den Knochenhechten, dient auch die Schwimmblase zur Luftatmung. Bei Flösselhechten und Lungenfischen haben sich diese Darmausstülpungen bereits zu Lungen entwickelt.

Schwimmblase

Bei den meisten Fischarten hat die Schwimmblase die Funktion, das spezifische Gewicht (die Dichte) zu regulieren, so dass sie ohne Kraftanstrengung im Wasser schweben können oder nur sehr langsam zu Boden sinken. Hervorgegangen ist sie aus einer Ausstülpung an der Oberseite des Darmeingangs; sie kann, wie bei den Karpfen, noch mit ihm verbunden sein oder (physiostom), wie bei den Barschen, vom Darm getrennte Kammern bilden (physioklist). Zur Regulierung des spezifischen Gewichts werden Gase (Sauerstoff, Kohlendioxid, Stickstoff) aus dem Blut über die so genannte Gasdrüse oder einen Verbindungsgang zum Darm, den ductus pneumaticus in die Schwimmblase abgegeben. Zur Leerung der Schwimmblase gelangt das Gas entweder über den ductus pneumaticus in den Vorderdarm oder über einen stark durchbluteten Bereich in der Schwimmblasenwand, das oval, wieder zurück ins Blut. Knorpelfischen, aber auch bodenlebenden oder besonders gut schwimmenden Knochenfischen fehlt die Schwimmblase – sie sinken zu Boden, wenn sie sich nicht bewegen.

Nervensystem und Sinnesorgane

Das Nervensystem ist einfach, das Gehirn klein, eine Großhirnrinde fehlt. Der Geruchssinn der Fische ist sehr ausgeprägt, Nasen- und Mundhöhle sind voneinander getrennt. Die Ohren bestehen aus geschlossenen, flüssigkeitsgefüllten Blasen, bei einigen Arten sind sie durch bewegliche Knochen mit der Schwimmblase verbunden. Im Aufbau ähneln sie dem Innenohr des Menschen. Die meisten Fischarten können Signale unterhalb 1 kHz wahrnehmen, einige haben ihr Hörvermögen durch spezielle Strukturen verbessert und den Hörbereich bis 5 oder mehr kHz erweitert. Die Augen haben eine starre Linse, die auf Nahsicht fokussiert ist. Sie nehmen auch ultraviolettes Licht wahr. Besonders bei bodenlebenden Fischen ist der Tastsinn gut entwickelt. Vor allem an Lippen und Barteln befinden sich in der Oberhaut Sinneszellen, die Berührungsreize übertragen. Als "sechsten Sinn" verfügen Fische über Organe zur Wahrnehmung von Wasserströmungen, die Seitenlinienorgane, die sich seitlich etwa in der Mitte über einen Großteil der Körperlänge erstrecken. Sie bestehen aus einer Reihe von Hauteinstülpungen, in denen sich Sinneszellen mit Sinneshaaren befinden, die durch Strömungsveränderungen bewegt werden.

Fortpflanzung

Die Fortpflanzungsorgane der Fische befinden sich seitlich und oberhalb des Darms. Die Befruchtung findet bei den meisten Arten ohne Kopulation statt, stattdessen wird der weibliche Rogen (die Eier) und die männliche Milch (der Samen) etwa gleichzeitig ins Wasser abgesetzt. Dabei schwankt die Anzahl der Eier extrem: Störe legen mehrere Millionen, die brutpflegenden Stichlinge nicht mehr als hundert. Bei brutpflegenden Arten sind es häufig die Männchen, die die Pflege übernehmen. Einige Fischarten haben kein genetisch bestimmtes Geschlecht, es prägt sich erst durch den Kontakt mit Partnern oder durch Umweltbedingungen aus und kann mehrmals gewechselt werden. Es gibt auch Fische, die über Kopulationsorgane verfügen, wie beispielsweise Haie. Solche Fische sind häufig lebendgebärend.

Benennung

Der weibliche Fisch heißt Rogner und der männliche wird Milchner genannt.

Systematik

Die Fische sind ein paraphyletisches Taxon, das bedeutet, dass die Gruppe nicht alle Nachkommen des gemeinsamen Vorfahren aller Fische umfasst. Es fehlen nämlich die Landwirbeltiere (Tetrapoda), die eigentlich eine Untergruppe der Knochenfische darstellen. So sind beispielsweise die Quastenflosser und Lungenfische enger mit den Landwirbeltieren verwandt als mit anderen Fischen. Aus kladistischer Sicht sind die Fische daher kein gültiges Taxon mehr, da nach dieser Methode nur monophyletische Gruppen anerkannt und benannt werden. Die Wikipedia folgt hier aber der traditionellen Systematik. Die Fische lassen sich dann am besten als Ausschlusstaxon definieren: Fische sind alle Kiefermäuler, die keine Landwirbeltiere sind. Grundsätzlich nicht zu den Fischen gehören die Kieferlosen (Agnatha), wie beispielsweise die Neunaugen, die dennoch manchmal im populären Sprachgebrauch als "Fische" bezeichnet werden. Neunaugen

Fische und der Mensch

Der Fisch wird im Christentum als Sinnbild Jesu Christi benutzt. Oft wird der Name mit den Buchstaben des griechischen Wortes für Fisch (Ichthys) gedeutet: J(esus) Ch(ristos) Th(eou) Y(ios) S(oter) (dt. „Jesus Christus, Gottes Sohn, der Erlöser“). In wirtschaftlicher Hinsicht bedeutend ist die Fischerei, aber auch der Handel mit Zierfischen. Beide können jedoch die Fischbestände bedrohen, die zudem auch durch die Einleitung von Schadstoffen in ihren Lebensraum gefährdet sind; eine zu starke Belastung kann zu Fischsterben führen. Auf die ökologische Gefährdung der Fische soll die regelmäßige Ausrufung je einer Art als Fisch des Jahres aufmerksam machen. Siehe auch: Systematik der Knorpelfische, Systematik der Knochenfische

Literatur

- K. A. Frickhinger: Mergus Fossilien-Atlas Fische. Eine bibliophile und ichthyologische Kostbarkeit, Mergus Verlag 1991
- H. Gebhardt, A. Ness: Fische, BLV-Verlag, München, 2005. ISBN:3-405-15106-6.

Weblinks

Systematik der Knochenfische]
- [http://filaman.uni-kiel.de/search.php?lang=German FishBase Datenbank Alle Fischarten (27 000)]
- [http://www.fischdb.de/ FischDB - Fischdatenbank, enthält biochemische Daten]
- [http://www.starfish.ch/Korallenriff/Physiologie.html Fische - Anatomie]
- [http://www.tierreich.de/tierreich/fische/_allgemein/einleitung/d_default.asp Informationen sowie Bilder rund um die Fischwelt ]
- [http://www.pivi.de Rote Liste, Literatur und Datenbank zu einheimischen Fischen, Neunaugen und Krebsen]
- [http://www.senckenberg.de/root/index.php?page_id=283 Informationen zu Fischen] aus dem Naturmuseum Senckenberg, Frankfurt am Main
- [http://www.zierfischverzeichnis.de Datenbank Zierfische + Forum (auf deutsch)]
- [http://www.fischederurzeit.de.vu Fische der Urzeit] ja:魚類 ko:물고기 ms:Ikan simple:Fish th:ปลา zh-min-nan:Hî !

Tracheenatmung

Die Trachea (griech.), Mehrzahl Tracheen, ist eine Kanalröhre zur Atmung bei Insekten, Tausendfüßern und Spinnentieren. Im Gegensatz zu Vertebraten atmen die meisten Insekten und Spinnentiere nicht mit Lungen oder Kiemen, sondern der Gasaustausch erfolgt größtenteils passiv mittels der Tracheen. Da die meisten Insekten kein Hämoglobin besitzen und so keinen Sauerstoff in ihrer Hämolymphe transportieren können, und da sie ferner keine Lungen besitzen, muss der Sauerstoff durch Diffusion direkt bis an die Zellen herangeführt werden. Inzwischen weiß man, dass durch Muskelkontraktionen und Flügelschlag ein erhöhter Gasaustausch erreicht werden kann, die Diffusion kann also auch aktiv verstärkt werden. Ähnliche Organe finden sich bei Spinnen und Tausendfüßern. Bei den Tracheen handelt es sich um Röhren, die bei den höher entwickelten Insektentaxa miteinander durch Längs- und Queranastomosen in Verbindung stehen. Es wird daher auch als Tracheensystem bezeichnet. Die Tracheen bestehen als Teil des Außenskeletts aus Chitin und verzweigen sich vielfach im Körperinneren, so dass die Atemluft an alle Organe gelangen kann. Größere Tracheenäste sind oft mit spiralförmigen Chitinleisten, so genannten Spiraltaenidien, mechanisch verstärkt. Segmental angelegt münden die Hauptäste der Tracheen über paarige Atemöffnungen (so genannten Stigmen oder Stigmata, auch Spirakeln) an der Körperoberfläche. Man unterscheidet primäre, sekundäre und tertiäre Tracheenäste. Bei der Taufliege Drosophila melanogaster bestehen die primären Tracheenäste (der Dorsalstamm oder "dorsal trunk") im Querschnitt betrachtet aus mehreren Zellen. Die sekundären Äste werden im Querschnitt von nur einer Zelle gebildet, und eine einzelne Terminalzelle hat wiederum mehrere tertiäre Äste. Die tertären Äste wachsen bis in die umliegenden Zellen hinein, und in elektronenmikroskopischen Aufnahmen konnte gezeigt werden, dass sie dabei in engen Kontakt mit den Mitochondrien der Zielzelle treten. Die Stigmen können paarig am Thorax und Abdomen liegen. Bei vielen Insektenarten sind die Stigmen mit Reusenapparaten versehen und verschließbar, um zu verhindern, dass Schmutz oder Parasiten ins Tracheensystem eindringen. Entwicklungsgeschichtlich haben Tracheen den Sauerstofftransport durch Hämocyanin ersetzt. Kategorie:Anatomie (Wirbellose)

Insekten

Die Insekten (Insecta), auch Kerbtiere oder Kerfe genannt, sind die artenreichste Klasse der Gliederfüßer (Arthropoda) und mit weit über einer Million bekannter Arten zugleich die artenreichste Gruppe der Tiere überhaupt. Nach verschiedenen Hochrechnungen rechnet man allerdings mit einem Vielfachen tatsächlich existierender Arten, wobei vor allem in den tropischen Regenwäldern noch Millionen unentdeckter Arten vermutet werden. Ihr wissenschaftlicher Name leitet sich vom Lateinischen insectare, „einschneiden“, ab, was sich auf die stark voneinander abgesetzten Körperteile bezieht, der deutsche Begriff Kerbtiere geht auf den deutschen Schriftsteller Philipp von Zesen zurück. Früher wurde auch der wissenschaftliche Name Hexapoda (griechisch Sechsfüßer) verwendet, der heute für eine übergeordnete Gruppe reserviert ist (siehe dazu die Anmerkung im Systematik-Abschnitt weiter unten). Die Wissenschaft von den Insekten ist die Entomologie.

Merkmale

Entomologie (vorne)
3. Ocellus (oben)
4. Komplexauge (Facettenauge)
5. Gehirn
6. Prothorax
7. rückseitige (dorsale) Arterie
8. Tracheen
9. Mesothorax
10. Metathorax
11. Erstes Flügelpaar
12. Zweites Flügelpaar
13. Mitteldarm
14. Herz
15. Eierstock
16. Hinterdarm (Rektum)
17. Anus
18. Vagina
19. bauchseitiges Nervensystem mit Ganglien
20. Malpighische Drüse
21. Tarsomer
22. Prätarsus
23. Tarsus
24. Tibia
25. Femur
26. Trochanter
27. Vorderdarm
28. Thoraxganglion
29. Coxa
30. Speicheldrüse
31. Unterschlundganglion
32. Mundwerkzeuge
]] Die Größe der Insekten variiert sehr stark und liegt bei den meisten Arten zwischen einem und 20 Millimeter. Die kleinsten bekannten Arten sind dabei Vertreter der zu den Käfern gehörenden Federflügler sowie Erzwespen mit Körperlängen um 0,2 Millimeter. Die größten bekannten Insekten sind Stabheuschrecken mit etwa 33 Zentimetern Körperlänge sowie der Bockkäfer Titanus giganteus mit einer Körperlänge von 16 Zentimeter und dabei einer Breite von etwa 6 Zentimetern.

Äußere Anatomie

Allen Insekten gemeinsam ist die meist deutlich sichtbare Gliederung des Leibes in Kopf (Caput), Brust (Thorax) und Hinterleib (Abdomen), der feste Chitinpanzer, das Vorhandensein von drei Beinpaaren (die auch zu „Flossen“ oder „Armen“ umgebildet sein können), ein komplizierter Apparat von Mundwerkzeugen (Mandibeln) und Atemtracheen.

Lebensräume

Insekten sind mit Ausnahme der Ozeane in fast allen Lebensräumen und Gebieten der Erde zu finden. Dabei existiert die größte Artenvielfalt in den tropischen Gebieten während in Extremlebensräumen wie den Polargebieten, den Hochgebirgen und den küstennahen Meeresgebieten nur sehr wenige hochangepasste Insektenarten leben. So findet man etwa in der Antarktis die Zuckmückenart Belgica antarctica oder einzelne zu den den Wasserläufern gehörende Wanzen sowie die Zuckmücken der Gattung Clunio auf der Meeresoberfläche. Einige Arten sind sehr stark spezialisiert und kommen entsprechend nur in besonders geeigneten Lebensräumen vor (stenöke Arten), andere dagegen können in fast allen Lebensräumen mit Ausnahme der Extremlebensräume leben (euryöke Arten) und wurden teilweise durch den Menschen weltweit verbreitet, so dass sie heute Kosmopoliten darstellen.

Ontogenese

Anhand ihrer Ontogenese (Entwicklung) werden sie in holometabole und hemimetabole Insekten unterteilt. Holometabole Insekten durchlaufen eine Metamorphose, ausgehend vom Ei über die Larve zur Puppe und dann zum erwachsenen Tier (Imago). Die Larve hat oft nicht die geringste physische Ähnlichkeit mit der Imago. Beispiele sind Ameisen, Schmetterlinge, Käfer, Fliegen und andere. Hemimetabole Insekten haben kein Puppenstadium, die Larve ähnelt in Grundzügen dem erwachsenen Tier. Beispiele hierfür sind Silberfischchen, Heuschrecken, Libellen, Eintagsfliegen und andere. Es gibt Insekten in allen Lebensräumen der Erde mit Ausnahme der Arktis, der Antarktis und des offenen Meeres. Die artenreichste Untergruppe der Insekten sind die Käfer.

Systematik

Drei Gruppen, die traditionell zu den Insekten gezählt wurden, die Springschwänze (Collembola), Doppelschwänze (Diplura) und Beintastler (Protura) gelten heute nicht mehr als eigentliche Insekten. Sie werden zusammen mit diesen hier innerhalb der übergeordneten Gruppe der Sechsfüßer (Hexapoda) geführt.
- Unterklasse Felsenspringer (Archaeognatha)
- Unterklasse Fischchen (Zygentoma)
- Unterklasse Fluginsekten (Pterygota)
- Überordnung Eintagsfliegen (Ephemeroptera)
- Überordnung Libellen (Odonata)
- Überordnung Neuflügler (Neoptera)
- Ordnung Steinfliegen (Plecoptera)
- Ordnung Tarsenspinner (Embioptera)
- Ordnung Grillenschaben (Notoptera)
- Ordnung Ohrwürmer (Dermaptera)
- Ordnung Fangschrecken (Mantodae)
- Ordnung Schaben (Blattodea)
- Ordnung Termiten (Isoptera)
- Orthopteroidea
- Ordnung Gespenstschrecken (Phasmatodea)
- Ordnung Gladiatoren (Mantophasmatodea)
- Ordnung Langfühlerschrecken (Ensifera)
- Ordnung Kurzfühlerschrecken (Caelifera)
- Ordnung Bodenläuse (Zoraptera)
- Ordnung Staubläuse (Psocoptera)
- Ordnung Tierläuse (Phthiraptera)
- Ordnung Fransenflügler (Thysanoptera)
- Ordnung Schnabelkerfe (Hemiptera)
-
- Unterordnung Gleichflügler (Homoptera)
-
- Unterordnung Wanzen (Heteroptera)
-
- Unterordnung Scheidenschnäbler (Coleorrhyncha)
- Holometabola
- Ordnung Schlammfliegen (Megaloptera)
- Ordnung Kamelhalsfliegen (Raphidioptera)
- Ordnung Hafte, Netzflügler (Planipennia)
- Ordnung Käfer (Coleoptera)
- Ordnung Fächerflügler (Strepsiptera)
- Ordnung Hautflügler (Hymenoptera)
- Ordnung Köcherfliegen (Trichoptera)
- Ordnung Schmetterlinge (Lepidoptera)
- Ordnung Schnabelfliegen (Mecoptera)
- Ordnung Flöhe (Siphonaptera)
- Ordnung Zweiflügler (Diptera) Siehe auch: Systematik der Insekten

Insekten und Menschen

Eine Reihe von Insekten ist als Schädling (Ungeziefer) an Nutz- und Zierpflanzen, Holzkonstruktionen und -produkten (Holzschutz) und Nahrungsvorräten bekannt, andere leben als Parasiten am Menschen und seinen Haustieren. Ferner sind einige Insekten Überträger von Krankheiten wie der Rattenfloh für die Pest oder Mücken der Gattung Anopheles für die Malaria. Als Nutztiere hält der Mensch vor allem die Honigbiene, die Raupe des Seidenspinners sowie in vielen Ländern Heuschrecken und Grillen als Nahrungsmittel. Der Verzehr von Insekten ist über große Teile Südostasiens und Mittel- bzw. Südamerikas verbreitet und wird als Entomophagie bezeichnet. Einige Insekten werden auch als Haustiere in Terrarien gehalten. Besonders zu nennen sind dabei die Ameisen, die in Formicarien gehalten werden. Sie gehören zu den Hautflüglern und sind somit enge Verwandte der Bienen, Wespen und Hornissen.

Materialien zu Insekten

Hornisse Sich reinigende Fleischfliege (4:05 Minuten Film) – 8 MB XviD in ogg-Container
Der Film zeigt eine Fleischfliege in Portugal, die mit Hilfe ihrer Vorder- und Hinterbeine ihre Flügel und ihren Kopf reinigt. Um die sehr schnellen Bewegungen der Fliege besser sehen zu können wird der Film mit halber Geschwindigkeit wiedergegeben.

Museen/Sammlungen

ogg Stift Admont (Stmk., Österreich): Die wissenschaftliche Insektensammlung im Naturhistorischen Museum von Pater Gabriel Strobl (1846-1925) beinhaltet 252.000 Exemplare aus 57.000 verschiedenen Arten. Die Dipteren-Sammlung zählt mit ihren etwa 80.000 aufbewahrten Exemplaren und ca. 7.500 verschiedenen Artnamen zu den drei bedeutendsten Fliegen-Kollektionen in Europa.

Literatur

- Michael Chinery: Field Guide to Insects of Britain and Northern Europe. 3. Auflage. Harper Collins, 1993, S. 448, ISBN 0-00219-918-1
- Michael Chinery: Pareys Buch der Insekten. Franckh-Kosmos, o. O. 2004, S. 328, ISBN 3440099695
- Christopher O’Toole: Faszinierende Insekten. Bechtermünz Verlag, S. 223, ISBN 3-8289-1584-1
- E. Stresemann (Begr.), H.-J. Hannemann, B. Klausnitzer, K. Senglaub: Exkursionsfauna von Deutschland, Wirbellose: Insekten. 9. Aufl. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 2000, S. 959, ISBN 3-8274-0922-5

Weblinks

- [http://www.arthropods.de/ ausführliche Insektenseite]
- [http://www.insektenbox.de Systematik, Körperbau, Fotos und Angaben zur Lebensweise von über 500 Insektenarten in Mitteleuropa]
- [http://www.ent.iastate.edu/list/ Iowa State Entomology Index of Internet Resources] (engl. Seite: The directory and search engine of insect-related resources on the Internet)
- [http://bugbios.com/ Bugbios – Insects on the Web] (engl. Seite)
- [http://www.faunistik.net/DETINVERT/_KEYS/ORDERS/order_001.html Insektenbestimmung]
- [http://www.phasmidenwelt.de/html/visualisierte_anatomie.html Anatomie eines Insekts] (Flash-Datei)
- [http://www.stiftadmont.at] Insektensammlung im Stift Admont ! ja:昆虫類 ko:곤충 ms:Serangga simple:Insect th:แมลง

Tausendfüßer

Die Tausendfüßer (Myriapoda) bilden eine Überklasse von Gliederfüßern (Arthropoda) und werden zu den Tracheentieren (Tracheata) gerechnet. Zu den Tausendfüßern gehören eine Reihe entwicklungsgeschichtlich sehr alter Arten. Wie die Insekten (Insecta) sind sie Tracheenatmer. Insgesamt enthält diese Gruppe über 13.500 Arten, wobei die überwiegende Mehrheit (etwa 10.000) den Doppelfüßern zugeordnet wird, etwa 3.000 Arten stellen die Hundertfüßer. Tiere dieser Gruppen haben eine hohe bodenbiologische Bedeutung. Einige Tausendfüßer, wie beispielsweise der Saftkugler (Glomeris marginata), besitzen die Fähigkeit sich bei Gefahr einzurollen und ein stark riechendes, zum Teil Blausäure-haltiges Sekret abzugeben. Tausendfüßer, besonders die größeren tropischen Arten, werden auch gerne als Terrarientiere gehalten. Sie erfordern zwar, wie alle anderen Tiere auch, regelmäßige Pflege und artgerechte Unterbringung, weisen aber den Vorteil auf, sehr kostengünstig im Unterhalt zu sein, da sie weder Lebendfutter noch spezielle Beleuchtung, üblicherweise auch nicht mal Heizung benötigen. Die meisten Tausendfüßer ernähren sich von abgestorbenen Pflanzenteilen, Früchten und Algen, die auf Pflanzen, auf Baumrinde und im Boden wachsen. Manchmal fressen sie aber auch tote Tiere. Einige Tausendfüßer sind jedoch auch Räuber und erbeuten hauptsächlich Insekten.

Bau der Tausendfüßer

Die Tausendfüßer tragen ein Paar Antennen am Kopf, ihr Rumpf besteht aus Segmenten, die ersten drei Segmente weisen jeweils ein Laufbeinpaar auf, alle weiteren bei den Doppelfüßern jeweils zwei Laufbeinpaare, bei allen anderen Gruppen nur je ein Laufbeinpaar. An den letzten paar Segmenten befinden sich gar keine Beine. Eine weitere Körpergliederung existiert nicht. Die angesprochenen Merkmale können jedoch als ursprüngliche Merkmale (Plesiomorphien) angesehen werden; die tatsächlich verbindenen Merkmale der vier Klassen sind offensichtlich nur der Verlust der Punktaugen auf der Kopfoberseite (Medianaugen) sowie die Auflösung der Facettenaugen in mehrere seitliche Einzelaugen, wobei diese jedoch einen sehr übereinstimmenden Aufbau haben. Bei ihnen fehlt ein zentraler Kristallkegel, die Linse wird durch mehrere Epidermiszellen abgeschieden und es besteht eine mehrschichtige Netzhaut. Linse]

Systematik der Tausendfüßer

Aufgrund dieser sehr dürftigen Begründung der Tausendfüßer als natürliche Gruppe (Monophylum) wurden verschiedene alternative Stammbäume der Tracheentiere vorgeschlagen, bei denen die Tausendfüßer als nicht natürliche Gruppe (Paraphylum) betrachtet und entsprechend aufgelöst wurden. Gemeinsam ist diesen alternativen Hypothesen, dass sie die Tausendfüßer in die Taxa Hundertfüßer und Progoneata auflösen und jede dieser beiden Taxa als Schwestergruppe der Sechsfüßer (Hexapoda) ansiedeln. Die Zusammenfassung der Hundertfüßer und der Sechsfüßer als eine Gruppe wurde allerdings mittlerweile wieder verworfen und soll nicht weiter verfolgt werden. Die alternativen Theorien sollen in der Folge kurz vorgestellt und diskutiert werden:

Alternative 1: Myriapoda - Hexapoda

Diese Hypothese spiegelt die klassische Systematik der Tracheentiere wieder, wie sie auch oben dargestellt ist. Die Myriapoda stellen eine natürliche Gruppe dar und sind zugleich die Schwestergruppe der Sechsfüßer. Als Begründung für die Myriapoda dienen die fehlenden Medianaugen sowie die aufgelösten Facettenaugen (siehe oben ). ------Tracheentiere - Tracheata |--- Sechsfüßer - Hexapoda '--- Tausendfüßer - Myriapoda |--- Hundertfüßer - Chilopoda '--- Progoneata: Symphyla, Diplopoda, Pauropoda

Alternative 2: Chilopoda - Labiophora

In der ersten Alternativhypothese werden die Tausendfüßer als Paraphylum aufgelöst. Stattdessen stellen hier die Hundertfüßer die Schwestergruppe eines gemeinsamen Taxons aus Sechsfüßern und Progoneata dar, welches als Labiophora bezeichnet wird. Begründet wird die Zusammenfassung der Labiophora durch den Besitz einer verschmolzenen Unterlippe (Labium) aus den basalen Gliedern der 2.Maxille und der Existens von ausstülpbaren Organen an den Hüftgliedern (Coxen) sowie durch Styli. ------Tracheentiere - Tracheata |--- Hundertfüßer - Chilopoda '--- Labiophora |--- Sechsfüßer - Hexapoda '--- Progoneata: Symphyla, Diplopoda, Pauropoda Auf der Basis molekularer Ergebnisse ist bislang ebenfalls noch keine befriedigende Auflösung dieses Problems gefunden worden, da die bisherigen Untersuchungen widersprüchliche Ergebnisse liefern. So untermauert die Analyse von Wheeler (1997) die Labiophora-Theorie, Zrzavy´ et al. (1997) sowie Friedrich & Tautz (1995) stützen die Myriapoda-Theorie. In der weiteren Darstellung wird die Myriapoda-Hypothese trotz der Zweifel weiter verfolgt, um die zugehörigen Gruppen vorzustellen.

Interne Systematik

Die interne Systematik der Myriapoda ist relativ gut gesichert. So bilden die Doppelfüßer und die Wenigfüßer aufgrund mehrerer gut begründeter Merkmale das Taxon Dignatha. Diese Merkmale sind eine Verschmelzung der basalen Glieder der ersten Maxille zu einer Unterlippe (Gnathocilarium), der Verlust der zweiten Maxille beziehungsweise rudimentäre Anlage derselben in der Embryonalentwicklung, Genitalöffnungen im zweiten Segment, Tracheenöffnungen nahe der Beine, Jungtier mit nur drei Beinpaaren. Die Dignatha wiederum bilden mit den Zwergfüßern das Taxon Progoneata aufgrund der Darm- und Fettkörperbildung innerhalb des Dotters sowie dem Aufbau der Mechanorezeptoren (Trichobothrien).
- Tausendfüßer - Myriapoda
- Hundertfüßer - Chilopoda
- Progoneata
- Zwergfüßer - Symphyla
- Dignatha
- Wenigfüßer - Pauropoda
- Doppelfüßer - Diplopoda

Literatur

- Anderson, DT (2001): Invertebrate Zoology, 2nd Ed., Oxford Univ. Press, Kap. 12, S. 275, ISBN 0195513681
- Barnes, RSK, Calow, P., Olive, PJW, Golding, DW, Spicer, JI (2001): The invertebrates - a synthesis, 3rd ed., Blackwell, Kap. 8.5.3a, S. 181, ISBN 0-632-04761-5
- Brusca, RC, Brusca, GJ (2003): Invertebrates, 2nd Ed., Sinauer Associates, Kap. 18, S. 637, ISBN 0878930973
- Moore, J (2001): An Introduction to the Invertebrates, Cambridge Univ. Press, Kap. 14.6, S. 217, ISBN 0521779146
- Ruppert, EE, Fox, RS, Barnes, RP (2004), Invertebrate Zoology - A functional evolutionary approach, Brooks/Cole, Kap. 20, S. 702, ISBN 0030259827

Weblinks

- [http://www.mnhn.fr/assoc/myriapoda/CIMINFUK.HTM Website der Internationalen Gesellschaft für Myriapodologie] (auf Englisch)
- [http://www.diplopoda.de Deutsche Website mit Informationen über die Biologie, Systematik, Haltung und Zucht von Tausendfüßern] Kategorie:Wirbellose

Schnecken

Schnecken (Gastropoda) bilden die artenreichste Tierklasse aus dem Stamm der Mollusca (Weichtiere). Man kennt über 43.000 Arten, das heißt, 78% aller bekannten Weichtiere sind Schnecken. Schnecken leben an Land und im Wasser. Auch amphibische Formen kommen vor. Ihre Größe variiert von unter 1 mm bis zu über einem Meter. Fossil sind Schnecken seit dem Kambrium bekannt.

Merkmale

Kambrium Schnecken besitzen häufig eine spiralförmig um eine Spindel (Columella) gewundene Schale (das sog. Schneckenhaus), in die sie ihren weichen Körper bei Gefahr zurückziehen können. Dadurch erhalten sie eine Asymmetrie, die sich in ihrem Körperinneren fortsetzt. Der Grund dafür liegt in der Torsion der Schneckenschale, die eine Drehung des Eingeweidesackes und des Mantels impliziert. Die ursprünglich hinten liegende Mantelhöhle mit den Kiemen und den Ausführgängen für den Darm, die Nieren und die Geschlechtsorgane drehte sich nach vorn.Später kam es zu einer leichten Rückdrehung und der Reduktion der nun hinten liegenden Kieme. Bei den Lungenschnecken (Pulmonata) wandelte sich die erhalten gebliebene Kieme in eine Lungenfläche um. Auch gibt es einige Vertreter der Vorderkiemenschnecken (Fächerzüngler), bei denen sich die Kiemen zurückbildeten und aus ein Blutgefässnetz in der Mantelhöhle eine funktionelle Lunge entwickelt hat.

Schneckenhaus

Lunge Das Schneckenhaus wird bereits während der Entwicklung im Ei gebildet. Anfangs ist die Schale noch zu weich, um die Schnecke vor Gefahren zu schützen. Durch kalkreiche Nahrung wird die Schale des Schneckenhauses zu einer fast undurchdringlichen Schutzhülle gegen Fressfeinde. Im Alter von fünf Monaten ist das Haus der Weinbergschnecke bereits so hart und dick, dass die meisten ihrer Feinde beim Versuch die Schale zu knacken scheitern. Viele Schnecken bilden am Hinterteil ihres Fußes einen hornigen Deckel oder kalkigen Verschlussstein (Operculum), die die Schale verschließen können. Dieser Verschluss ist zum Beispiel bei Strandschnecken von Nöten, wenn durch die Ebbe eine Vertrocknungsgefahr besteht. Aber auch zur Zeit des Winterschlafes wird die Schneckenhausöffnung bis zum Erwachen im Frühjahr verschlossen.
Bei vielen Schnecken zeigt sich auch die Tendenz zum Verlust der Schale, um eine größere Beweglichkeit zu erreichen.

Fortbewegung

Winterschlaf Am Kopf tragen sie ein oder zwei Paar einziehbare Fühler, an den Enden der vorderen Tentakel oder an deren Basis befinden sich Augen. Mit einem breiten, muskulösen Fuß bewegen sie sich fort. Dies geschieht bei kleinen Arten auf einem Wimpernteppich, bei größeren häufig auf einer Schleimspur. Einige Schnecken vollführen auch eine Art Schreitgang, da ihr Fuss in zwei Sohlenhälften segmentiert ist
Der Fuß ist äußerst beweglich und kann zum Greifen und zum Formen von Eipaketen verwendet werden. Viele Arten schwimmen auch mit Hilfe des Fußes und einige wasserlebenden Schnecken sind in der Lage, ihre Fusssohle exakt an den des Untergrunds anzupassen und sich mit einem imensen Druck festzusaugen. Nachts lösen sie sich von diesem Platz, um auf Futtersuche zu gehen, und wandern am Tag wieder auf die exakt gleiche Stelle zurück. Dies kann aber auch soweit gehen dass sich einige Arten zu sessil lebenden Schnecken entwickelt haben, welche, ähnlich den Muscheln, ihre Nahrung durch Einstrudeln des Wassers aufnehmen und sich mit Hilfe des Wasserstromes vermehren.

Fortpflanzung

Muscheln Anders als gern behauptet, sind die meisten Schneckenarten getrenntgeschlechtlich, nur Landlungenschnecken und manche Süßwasserschnecken sind Zwitter (Hermaphroditen). Als Larvenstadium kommt bei Schnecken häufig eine Veligerlarve vor. Junge Schnecken schlüpfen bereits mit einem fertigen Schneckenhaus. Wie einige festsitzende Arten der Wurmschnecken sich mit Hilfe des Wasserstromes vermehren, so haben andere sessile Arten wie die Pantoffelschnecke haben einen besonderen Zwittertum entwickelt: Abhängig vom Alter des Tieres reifen die Geschlechtsorgane, so dass sie in jungen Jahren männliche und in älteren weibliche Funktionen erfüllen. Da sie festsitzen und sich demnach nicht fortbewegen, setzt sich die Nachkommenschaft mit Vorliebe im beweglichen Veligerlavenstadium rechts auf ein älteres Tier. Nach Reifung der Larve zur erwachsenen männlichen Schnecke können sich beide Arten durch den Altersunterschied vermehren und das Spiel kann mit der Nachkommenschaft von vorn beginnen.

Systematik

Pantoffelschnecke Pantoffelschnecke Die Systematik der Schnecken ist in wesentlichen Zügen bisher ungeklärt, es existieren mehrere verschiedene Systeme nebeneinander, die diskutiert werden. Ein vollständiges phylogenetisches System besteht bislang nicht. Eine moderne Hypothese stellt folgendes System dar:
- Unterklasse Eogastropoda
- Ordnung Patellogastropoda
- Unterklasse Orthogastropoda
- Überordnung Cocculiniformia
- Überordnung Hot-Vent-Taxa
- Ordnung Neomphalida
- Überordnung Neritopsina
- Überordnung Vetigastropoda
- Überordnung Caenogastropoda
- Ordnung Architaenioglossa
- Ordnung Sorbeoconcha
- Infraordnung Littorinimorpha
- Infraordnung Ptenoglossa
- Infraordnung Neogastropoda
- Überordnung Heterogastropoda
- Ordnung Allogastropoda
- Ordnung Opisthobranchia
- Ordnung Pulmonata Das traditionelle System teilt die Schnecken in drei Hauptgruppen mit diversen Untergruppen (Unterordnungen) ein. Das folgende System stellt eine modifizierte Version des klassischen System dar (Quelle Götting 1996) - mit einigen Beispielarten:

Prosobranchia - Vorderkiemerschnecken

Vorderkiemerschnecken Vorderkiemerschnecken
- Archaeogastropoda – Altschnecken
- Haliotis spec. – Hasenohr
- Mikadotrochus spec. – Millionärsschnecke
- Patella spec. – Napfschnecke
- Pleurotomaria spec. - Schlitzbandschnecke
- Theodoxus fluviatilis – Flussnixenschnecke
- Mesogastropoda – Mittelschnecken
- Ampullariidae - Apfelschnecken
- Viviparus spec. – Sumpfdeckelschnecke
- Littorina spec. – Strandschnecke
- Turritella communis – Turmschnecke
- Hydrobia ulvae – Wattschnecke
- Crepidula fornicata – Pantoffelschnecke
- Cypraea spec. – Kaurimuschel
- Neogastropoda – Neuschnecken
- Murex brandaris – Herkuleskeule
- Nucella lapillus – Nordische Purpurschnecke
- Buccinum undatum – Wellhornschnecke
- Conus spec. – Kegelschnecke
- Allogastropoda
- Architectonica spec. – Sonnenuhrschnecke
- Odostomia spec. - Pyramidenschnecke

Pulmonata – Lungenschnecken

Lungenschnecken
- Archaeopulmonata – Altlungenschnecken
- Ovatella myosotis – Mausohrschnecke
- Carychium spec. – Zwergschnecke
- Onchidella celtica
- Siphonaria pectinata
- Trimusculus reticulatus
- Basommatophora – Wasserlungenschnecken
- Acroloxus lacustris – Teichnapfschnecke
- Lymnaea stagnalis – Spitzhorn-Schlammschnecke
- Galba truncatula – Kleine Schlammschnecke
- Planorbarius corneus – Posthornschnecke
- Ancylus fluviatilis – Flussmützenschnecke
- Stylommatophora – Landlungenschnecken
- Succinea putris – Bernsteinschnecke
- Achatina fulicata – Große Achatschnecke
- Arion ater – Große Wegschnecke
- Limax cinereo-niger – Schwarzer Schnegel
- Limax maximus – Großer Schnegel oder Tigerschnegel
- Helicella itala – Große Heideschnecke
- Capaea spec. – Schnirkelschnecke
- Helix pomatia – Weinbergschnecke
- Ariolimax dolichophallus - Bananenschnecke

Opisthobranchia – Hinterkiemerschnecken

- Cephalospidea (Bullomorpha) – Kopfschildschnecken
- Acteon tornatilis
- Retusa obtusa
- Acochlidiacea
- Microhedyle lactaea
- Saccoglossa – Schlundsackschnecken
- Berthelinia spec.
- Midorigai spec.
- Thecosomata – Seeschmetterlinge
- Criseis acicula – Seeschmetterling
- Gymnosomata – Ruderschnecken
- Clione limacina
- Anaspidea – Seehasen
- Aplysia spec. – Seehase
- Umbraculomorpha – Schirmschnecken
- Umbraculum sinicum
- Pleurobranchmorpha – Seitenkiemer
- Pleurobranchus californicus
- Nudibranchia - Nacktkiemer
- Doridoidei - Sternschnecken
- Polycera faeroensis – Färöische Hörnchenschnecke
- Archidoris pseudoargus – Meerzitrone
- Dendronotoidei - Baumschnecken
- Dendronotus frondosus – Bäumchenschnecke
- Arminodei - Furchenschnecken
- Aelidoidei - Fadenschnecken
- Facelina aureculata – Fadenschnecke
- Flabellina affinis - Violette Fadenschnecke

Die Schnecke als Schädling

In der Landwirtschaft und im Gartenbau ist die Schnecke ein gefürchteter Schädling. Besonders bei kühler und nasser Witterung können Schnecken zu einem Problem werden. Es sind vorwiegend die Nacktschnecken, die unsere Pflanzen bis zum Kahlfraß schädigen können.

Schadbild

Am Tage bekommt man die Tiere in der Regel kaum zu Gesicht, sie machen sich vor allem in den Abend- und Nachtstunden bevorzugt über junge Pflänzchen und weiche Pflanzenteile her. Die Blätter werden vom Rand durch einen typischen Schabefraß geschädigt. Die hinterlassenen Kothäufchen und die Schleimspuren auf den Blättern oder auch Blüten sind ein sicherer Hinweis auf Schneckenbefall.

Bekämpfung

Für die Bekämpfung von Schnecken gibt es ein breites Angebot von verschiedenen Möglichkeiten:
- Absammeln ist am billigsten und zudem sehr wirkungsvoll, allerdings etwas mühsam.
- Legt man alte Bretter auf dem Boden aus, so sammeln sich tagsüber unter diesen die Schnecken und können dann leicht beseitigt werden.
- Schneckenzäune besitzen am oberen Ende einen nach aussen und unten gerichteten scharfen Knick, den die Schnecken nicht überwinden können.
- Als Bierfallen bezeichnet man Becher oder Gläser, die ebenerdig eingegraben und zur Hälfte mit Bier gefüllt werden. Die Schnecken werden vom Bier angelockt und ertrinken in den Gefäßen. Statt Bier kann man auch Anti-Schnecken-Lösungen auf Alkoholbasis im Fachhandel erwerben.
- Wichtig ist auch die Förderung natürlicher Feinde wie Igel, Frösche, Kröten, Vögel, Eidechsen und anderen, auf deren Speiseplan Schnecken stehen.
- Schneckenkorn wird von vielen Gärtnern immer noch gerne ausgestreut. Die Verwendung ist jedoch keineswegs unbedenklich, da die Dosierung schwierig ist und das Mittel den Boden belastet.
Gärtner, die auf Schneckenkorn nicht verzichten wollen, sollten das Mittel in ebenerdig eingerabenen Bechern ausbringen, um eine Bodenbelastung zu vermeiden. Zwei bis drei Körner pro Becher genügen vollauf. Die Schnecken werden regelmäßig entfernt und das Schneckenkorn erneuert. Weinbergschnecken sollten soweit wie möglich geschont werden, da sie nützlich sind und auch Eigelege von Nacktschnecken fressen.

Siehe auch

- Schnecke (Lebensmittel), Schneckenkönig

Literatur

- Rosina Fechter und Gerhard Falkner: Steinbachs Naturführer – Weichtiere, 1990, Mosaik-Verlag, München
- M. P. Kerney, R. A. D. Cameron und J. H. Jungbluth: Die Landschnecken Nord- und Mitteleuropas, 1983, Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin, ISBN 3490179188
- Ludger Buse und Dora Godan: Nacktschnecken - Auf leisen Sohlen durch die Welt, 1999, Georgsmarienhütte, ISBN 3923792441

Weblinks

- [http://www.weichtiere.at/Schnecken/ www.weichtiere.at] Kategorie:Schnecken ja:カタツムリ

Reptilien

Die Kriechtiere (Reptilia) oder Reptilien (von lateinisch "reptilis": kriechend) bilden eine der Wirbeltiere. Als phylogenetisches Taxon oder als geschlossene Abstammungsgruppe müssten sie auch die Vögel beinhalten. In der hier wiedergegebenen klassischen Zusammenstellung sind die Reptilien entsprechend keine natürliche Gruppe, sondern ein paraphyletisches Taxon, weil sie nicht alle Nachkommen ihres letzten gemeinsamen Vorfahrens enthalten. Es sind wechselwarme Tiere, die einen Schwanz, eine Haut mit Hornschuppen und meist vier Beine besitzen, die allerdings bei den Schlangen zurückgebildet wurden. Kriechtiere atmen durch Lungen. Sie legen Eier oder gebären lebende Junge (eierlebendgebärend, ovovivipar) und entwickeln sich direkt, das heißt ohne Larven-Zwischenform.

Abstammungsgeschichte

Entwicklungsgeschichtlich stammen die Reptilien einschließlich der Vögel von amphibischen Landwirbeltieren ab. Wesentliches Unterscheidungsmerkmal ist, dass Lurche kein Amnion, das den sich entwickelnden Embryo umgibt, besitzen. Die übrigen Landwirbeltiere werden danach auch als Amnioten bezeichnet. Sie sind im Gegensatz zu den Lurchen zur Fortpflanzung nicht auf Wasserstellen angewiesen, und auch generell besser an trockene Lebensräume angepasst. Die Amniota spalteten sich in zwei Zweige auf, die nach der Anzahl der Schädelöffnungen (außer Auge, Nase, Ohr) als Synapsida (eine Öffnung) und Diapsida (zwei Öffnungen) bezeichnet werden; die Ur-Amniota hatten keine Öffnungen (Anapsida). Die Diapsida wurden zu den Reptilien und Vögeln, mit so bekannten ausgestorbenen Gruppen wie den Dinosauriern (Dinosauria) oder Flugsauriern (Pterosauria). Kontrovers ist die Situation der Schildkröten: Ihr Schädel weist keine Öffnungen auf, was sie als ursprüngliche Anapsida ausweist; einige Paläontologen nehmen allerdings an, dies sei eine spätere Rückentwicklung aus Diapsiden. Auch aufgrund der Lage der Halsarterien und der Ausbildung der Aorta werden sie heute in die Verwandtschaft der Reptilien als Schwestergruppe der Archosauria eingeordnet. Die Fossiliensituation erlaubt derzeit aber keine endgültige Klärung. Die ersten Reptilien treten im frühen Perm (vor etwa 300 Mill. Jahren) auf. Eine erste Aufspaltung fand sehr früh in uneigentliche Reptilien (Parareptilia) und eigentliche Reptilien (Eureptilia) statt. Vertreter der Parareptilia sind die im Trias ausgestorbenen Procolophonida, die oft als nahe Verwandte der Schildkröten angesehen werden, und die schon im Perm ausgestorbenen Pareiasauria. Die Eureptilia spalteten sich in eine Vielzahl von Zweigen auf. Der Zweig der Archosauria umfasst die Krokodile, die Flugsaurier und die Dinosaurier (und damit nach heutigem Verständnis auch die Vögel). Der parallele Zweig der Leptosauria enthält die nahe verwandten Echsen, Schlangen und Doppelschleichen, sowie die etwas entfernteren Brückenechsen. Daneben kennt man noch den ausgestorbenen Zweig der Sauropterygia, große Meeresreptilien.

Systematik

Version 1 (Klassische Version): Schildkröten als Anapsida Dinosaurier In dieser Version stellen die Reptilien eine vollkommen künstliche Gruppe dar (Polyphylum), da sie sowohl die Synapsida (mit den Säugetieren) als auch die Vögel ausschließen:
- "Kriechtiere" ("Reptilia")
- Anapsida
- Schildkröten (Testudinata oder Chelonia)
- Romeriida
- Diapsida
- Echsen (Sauria)
-
- Lepidosauromorpha
-
- Schuppenkriechtiere (Squamata)
-
- Sphenodontida
-
- Schnabelköpfe (Rhynchocephalia) mit der Familie der Brückenechsen (Sphenodontidae)
-
- Archosauromorpha
-
- † Fischsaurier (Ichthyosauria)
-
- †