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Atmung bei Fischen: Kiemen – Bau und Funktion

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Team Digital
Atmung bei Fischen: Kiemen – Bau und Funktion
lernst du in der 5. Klasse - 6. Klasse

Grundlagen zum Thema Atmung bei Fischen: Kiemen – Bau und Funktion

Inhalt

Wie atmen Fische? – Biologie

Viele Tierarten, die im Wasser oder in feuchter Luft leben, atmen über Kiemen. Dazu gehören natürlich die Fische, aber auch viele Weichtiere und Krebstiere, einige Würmer oder die Larven von Amphibien (zum Beispiel die Kaulquappe).
Aber wie funktioniert die Atmung durch Kiemen eigentlich? Genau das wollen wir uns im folgenden Text genauer ansehen.

Die Atmung der Fische – einfach erklärt

Sogenannte Kiemen ermöglichen die Atmung der Fische. Wir Menschen atmen mithilfe unserer Lungen Sauerstoff ein und Kohlenstoffdioxid wieder aus. Das nennt man Gasaustausch.

Die Lungen der Fische sind die Kiemen. Durch sie kann der Fisch den Sauerstoff, der im Wasser enthalten ist, in seinen Körper aufnehmen. Gleichzeitig wird Kohlenstoffdioxid, das vom Fischkörper produziert wird, ins Wasser abgeben.

Von außen sind nur die beweglichen Kiemendeckel sichtbar, die sich jeweils auf beiden Seiten hinter dem Kopf des Fischs befinden. Die eigentlichen Kiemen liegen nämlich tief im hinteren Teil der Mundhöhle. Sie bestehen aus jeweils vier knöchernen Kiemenbogen, an denen zahlreiche hauchdünne Kiemenblättchen sitzen. Zudem liegen an jedem Kiemenbogen die Kiemenreusen. Sie dienen als Filter und halten Schmutzpartikel von den zarten Kiemenblättchen fern.

Unterricht Fisch Atmung unter Wasser

Die Kiemenblättchen sind gut durchblutet. An ihnen findet der Gasaustausch statt. Das Kohlenstoffdioxid des sauerstoffarmen Bluts wird hier abgegeben, während der Sauerstoff aus dem Wasser ins Blut aufgenommen wird. Da das Blut und das Wasser hier in entgegengesetzte Richtungen fließen, spricht man auch vom Gegenstromprinzip der Atmung der Fische. Das mit Sauerstoff angereicherte Blut wird durch den Körper des Fischs gepumpt, um die Organe des Fischs mit Sauerstoff zu versorgen. Da der Sauerstoffgehalt im Wasser nicht sehr hoch ist, müssen die Kiemen ständig von frischem Wasser umspült werden.

Wie funktioniert die Atmung der Fische? – Kiemenatmung

Die Atmung eines Fischs läuft immer nach dem gleichen Prinzip ab. Wie das genau funktioniert, kannst du dir in der folgenden Tabelle ansehen.

Weg des Wassers Maul/Kiemendeckel Was passiert?
Sauerstoffreiches Wasser strömt ein. Maul ist geöffnet und die Kiemendeckel sind geschlossen. Das Wasser strömt durch das Maul des Fischs zu den Kiemen.
Sauerstoffarmes Wasser wird ausgestoßen. Maul ist geschlossen und die Kiemendeckel sind geöffnet. Es entsteht ein Druck, der das Wasser durch die Kiemen hindurch nach außen presst. In dem Moment, wenn das Wasser an den Kiemen vorbeifließt, dringt der Sauerstoff durch die Haut der Kiemenblättchen in die Blutgefäße. Zur gleichen Zeit tritt Kohlenstoffdioxid aus, das dann wieder durch die Kiemen nach außen abgegeben wird. Das nun sauerstoffreiche Blut fließt durch die Kiemengefäße zu den Organen des Fischs zurück.

Atmung der Fische: Ablauf Kiemenatmung

Das Ein- und Ausatmen geschieht bei den Fischen, gleich wie bei uns Menschen, in einem ständigen Kreislauf. Der Fisch kann jedoch gleichzeitig ein- und ausatmen.

Warum atmen Fische manchmal schneller?

Weshalb es bei Fischen zu einer schnellen Atmung kommen kann, lässt sich durch den Sauerstoffgehalt im Fischkörper erklären. Die Atemfrequenz, also die Kiemenbewegung, wird erhöht, wenn der Fisch nicht genügend Sauerstoff bekommt. Das kann verschiedene Ursachen haben. Zum Beispiel ist der Sauerstoffgehalt in einem Gewässer temperaturabhängig. In kaltem Wasser ist mehr Sauerstoff gelöst als in warmem Wasser. Im Sommer kann es dadurch zu einem Sauerstoffmangel kommen. Die Fische schwimmen dann nah an der Wasseroberfläche und zeigen dabei schnelle Kiemenbewegungen.

Im Gegensatz dazu können Fische im Winter ihre Körpertemperatur absenken, die Atmung reduzieren und die Herzschlagrate senken. Die Atmung wird also laufend an die Bedingungen des Lebensraumes der Fische angepasst.

An Land können Fische übrigens nicht atmen, da die Kiemen so schnell an der Luft austrocknen, dass der Gasaustausch von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid rasant abnimmt und der Fisch schließlich erstickt.

Die Atmung der Fische – Zusammenfassung

Im Folgenden werden die wichtigsten Punkte zur Atmung der Fische nochmals zusammengefasst:

  • Fische atmen über Kiemen.
  • Die Kiemen liegen im hinteren Teil der Mundhöhle der Fische und bestehen aus knöchernen Kiemenbogen, an denen viele Kiemenblättchen sitzen, an denen der Gasaustausch stattfindet.
  • Kiemenatmung: Der Fisch öffnet sein Maul, um Wasser zu den Kiemen strömen zu lassen. Er schließt das Maul, um das Wasser durch die Kiemen wieder nach außen zu pressen.

Nun weißt du, wie Fische atmen und wie ihre Kiemen aufgebaut sind. Zur Überprüfung deines Wissens kannst du noch das Arbeitsblatt zur Atmung der Fische bearbeiten. Viel Spaß!

Häufige Fragen zum Thema Kiemen – Bau und Funktion

Wie funktionieren Kiemen?
Was sind Kiemen?
Was liegt schützend über den Kiemen einiger Fische?
Was schützt die Kiemen vor Schwebeteilchen?
Warum haben Wale keine Kiemen?
Was strömt durch die Kiemen?
Wie viele Kiemen hat ein Fisch?
Wie sind Kiemen aufgebaut?
Welche Tiere haben Kiemen?

Transkript Atmung bei Fischen: Kiemen – Bau und Funktion

Sauerstoff, den wir mit der Atemluft aufnehmen, ist überlebenswichtig. Für Fische etwa nicht? Der Fisch schwimmt schließlich nicht an die Luft! Wie soll es ihm möglich sein, unter Wasser zu atmen? Atmet er überhaupt und wie sieht das aus? All diese Fragen wollen wir in diesem Video zur „Atmung bei Fischen: Kiemen – Bau und Funktion“ klären. Eine Antwort kann schon einmal vorweggenommen werden: ja – auch für Fische ist Sauerstoff überlebenswichtig und sie sind auf die Atmung angewiesen. Aber wie soll das Atmen unter Wasser funktionieren? Fische besitzen im Gegensatz zu uns Menschen keine Lungen. Sie können hingegen mit speziellen Organen, den Kiemen, Sauerstoff aus dem Wasser aufnehmen und so unter Wasser atmen. Die Kiemen liegen seitlich hinter dem Kopf und werden von den knöchernen Kiemendeckeln geschützt. Um die Atmung mithilfe der Kiemen verstehen zu können, wollen wir den Fisch einmal genau beobachten. Was kannst du erkennen? Öffnet der Fisch sein Maul, sind die Kiemendeckel geschlossen. Schließt er sein Maul wieder, öffnen die Kiemendeckel. Was du sehen kannst, ist das Ein- und Ausatmen des Fisches. Betrachten wir den Aufbau und die Funktion der Kiemen einmal im Detail. Die Kiemen bestehen jeweils aus vier knöchernen Kiemenbogen, an denen die stark durchbluteten Kiemenblättchen angeordnet sind. Zudem liegen an jedem Kiemenbogen die Kiemenreusen, welche als Filter dienen und Schmutzpartikel von den zarten Kiemenblättchen fernhalten. Zurück zu unserer Beobachtung. Öffnet der Fisch sein Maul, strömt frisches, sauerstoffreiches Wasser ein und umfließt die Kiemenblättchen. Diese sind der Ort des Gasaustauschs. Im Detail sieht das ungefähr so aus. An den Kiemenblättchen tritt der im Wasser gelöste Sauerstoff ins Blut des Fisches über. Das angereicherte Blut versorgt dann weitere Organe mit Sauerstoff. Gleichzeitig wird Kohlenstoffdioxid aus dem sauerstoffarmen Blut an das Wasser abgegeben. Es erfolgt der Gasaustausch, der Fisch atmet. Das an den Kiemen vorbeigepresste Wasser ist nun sauerstoffarm und wird durch die geöffneten Kiemendeckel wieder nach außen abgegeben. Obwohl der Sauerstoffgehalt des Wassers viel geringer ist, als der der Luft, können Fische mit ihrem Atmungsorgan ausreichend Sauerstoff aufnehmen. Dazu müssen die Kiemen ständig von Wasser umspült sein. Zudem sind die Kiemenblättchen stark durchblutet und in so großer Anzahl vorhanden, dass eine enorm große Oberfläche für den Gasaustausch geschaffen ist. Dieses Prinzip der Oberflächenvergrößerung wird dir in der Biologie bestimmt noch häufiger begegnen. Ziemlich spannend! Mit den Kiemen können Fische übrigens nicht an Land atmen. Die zarten Kiemenblättchen besitzen nämlich keinen Verdunstungsschutz und würden daher an Land schnell austrocknen. Außerdem würden sie verkleben und es wäre kein Gasaustausch mehr möglich. Das kannst du dir so vorstellen, wie wenn du aus dem Wasser kommst und deine Haare aneinander kleben. Deshalb ersticken Fische an Land. Fassen wir noch einmal zusammen, was wir über die Atmung bei Fischen gelernt haben. Kiemen sind das Atmungsorgan der Fische. An den Kiemenblättchen findet der Gasaustausch statt. Um eine ausreichende Sauerstoffversorgung zu gewährleisten, sind die Kiemen dauerhaft von Wasser umströmt. Dazu öffnet und schließt der Fisch sein Maul sowie die Kiemendeckel abwechselnd, um somit das Ein- und Ausströmen des Wassers zu ermöglichen. Ziemlich beeindruckend, die Atmung bei Fischen! Wenn du auch mal zu ihnen abtauchen möchtest, ohne an die Luft zu kommen, empfehle ich dir, einen Schnorchel zu benutzen. Du hast schließlich keine Kiemen!

2 Kommentare

2 Kommentare
  1. 👍
    Ich bin be👻ert

    Von Anni, vor 5 Tagen
  2. Hallo,
    Liebes ,,Team Digital" ich finde das Video ziemlich interessant und informativ.
    Es ist auch sehr gut erklärt!
    Macht weiter so!!!
    Viele Grüße
    Lara

    Von Elias, vor 2 Monaten

Atmung bei Fischen: Kiemen – Bau und Funktion Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Atmung bei Fischen: Kiemen – Bau und Funktion kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, was Fische zur inneren Atmung aufnehmen müssen.

    Tipps

    Tiere an Land und im Wasser benötigen dasselbe Gas für die Zellatmung.

    Kohlenstoffdioxid wird bei der Atmung ausgestoßen.

    Lösung

    Tiere atmen Sauerstoff ein und Kohlenstoffdioxid aus.
    Bei Fischen, welche mithilfe von Kiemen atmen, ist der benötigte Sauerstoff im Wasser gelöst. Lebewesen mit Lungenatmung, wie wir Menschen, gewinnen den Sauerstoff aus der Luft.

  • Benenne das Prinzip, das es Fischen ermöglicht, ausreichend Sauerstoff aus dem Wasser aufzunehmen.

    Tipps

    Nur eine Antwort ist korrekt.

    Die Kiemenblättchen sind der Ort des Gasaustauschs.

    Lösung

    Bei allen vier Antworten handelt es sich um wichtige Prinzipien in der Biologie.
    Allerdings ist das Prinzip der Oberflächenvergrößerung der Grund dafür, dass Fische im Wasser genug Sauerstoff aufnehmen können. Durch die große Anzahl an Kiemenblättchen wird die Kiemenoberfläche stark vergrößert. Dadurch kann mehr Gasaustausch stattfinden und Sauerstoff wird vermehrt aufgenommen.

    Den anderen Prinzipien wirst du zum Beispiel bei der Funktionsweise der Neuronen oder der Zellteilung begegnen.

  • Erläutere, wie der Fisch Sauerstoff aus dem Wasser aufnehmen kann.

    Tipps

    Erst einmal muss das sauerstoffreiche Wasser in den Fisch gelangen.

    Lösung

    Der Fisch öffnet sein Maul.
    Sauerstoffreiches Wasser strömt ein und umfließt die Kiemenblättchen.
    Im Wasser gelöster Sauerstoff geht in das Blut des Fisches über. Gleichzeitig wird Kohlenstoffdioxid aus dem sauerstoffarmen Blut an das Wasser abgegeben.
    Sauerstoffarmes aber kohlenstoffdioxidreiches Wasser wird durch die Kiemendeckel nach außen abgegeben.

  • Beschreibe den Ablauf der Atmung bei Fischen.

    Tipps

    Fische haben andere Atemorgane als Säugetiere, die ihnen das Leben im Wasser ermöglichen.

    Sowohl die Kiemendeckel als auch die Kiemenreusen übernehmen eine schützende Funktion.

    Lösung

    Fische besitzen spezielle Organe zum Atmen im Wasser, die Kiemen. Die Kiemendeckel dienen dem äußeren Schutz dieser Organe.
    Diese Organe bestehen jeweils aus vier knöchernen Kiemenbögen. An diesen sind die stark durchbluteten Kiemenblättchen angeordnet. An den Kiemenbögen befinden sich auch die Kiemenreusen, welche als Filter dienen und vor Schmutz schützen.
    Wenn der Fisch sein Maul öffnet, dann fließt sauerstoffreiches Wasser ein und umfließt die Kiemenblättchen. Sie sind der Ort des Gasaustausches. Das Blut nimmt hier den Sauerstoff auf und gibt Kohlenstoffdioxid ab. Danach fließt sauerstoffarmes Wasser durch die geöffneten Kiemendeckel wieder nach außen.

  • Nenne das Atmungsorgan der Fische.

    Tipps

    Eines der Bilder zeigt ein menschliches Herz.

    Eines der Bilder zeigt die Hautatmung der Amphibien.

    Eines der Bilder zeigt die menschliche Lunge mit ihren Verästelungen.

    Fische atmen über Kiemen.

    Lösung

    Die Atmungsorgane der Fische sind die Kiemen. Diese sind in der Abbildung zu sehen. Sie sind gitterartig aufgebaut, sodass das Wasser optimal an den Kiemenblättchen vorbeiströmen kann.

    Die anderen Bilder zeigen ein menschliches Herz, eine Lunge und die Hautatmung bei Amphibien.

  • Bestimme, unter welchen der genannten Bedingungen Fische atmen können.

    Tipps

    Fische können ihre Kiemen nur im Wasser benutzen.

    Wasserpflanzen und Bewegungen des Wassers sind wichtig, damit neuer Sauerstoff ins Wasser gelangt.

    Die Löslichkeit des Sauerstoffs im Wasser nimmt mit steigender Temperatur ab.
    Warmes Wasser kann also weniger Sauerstoff binden als kaltes Wasser.

    Lösung

    Damit Fische durch ihre Kiemen atmen können, müssen sie sich im Wasser befinden.
    Wenn sie wie der Schwertfisch in unserem Beispiel an Land gespült werden, dann ersticken sie, weil ihre Kiemenblättchen vertrocknen und verkleben.

    Wasser alleine reicht allerdings auch nicht immer. In dem Wasser muss auch Sauerstoff vorhanden sein. Sauerstoff gelangt durch Verwirbelungen und durch Wasserpflanzen ins Wasser. Die Wasserpflanzen produzieren Sauerstoff. Bei hohen Temperaturen ist zudem weniger Sauerstoff im Wasser enthalten als bei niedrigen Temperaturen, da die Löslichkeit des Sauerstoffs im Wasser mit steigender Temperatur abnimmt.

    In einem großen See ist das meist kein Problem. Dort enthält das Wasser in der Regel genug Sauerstoff.
    Problematisch wird es nur, wenn der See umkippt. Das passiert, wenn zu viele Nährstoffe im Wasser vorhanden sind und Algen sich dadurch stark vermehren. Werden diese dann wiederum von Bakterien abgebaut, wird sehr viel Sauerstoff verbraucht und die Fische und andere Lebewesen, die Sauerstoff dringend benötigen, sterben. Darauf gab es in unserem kurzen Text allerdings keine Hinweise.

    Bei einem Aquarium spielt die richtige Ausstattung eine große Rolle bei der Sauerstoffversorgung. Viele Wasserpflanzen und eine Luftpumpe sorgen dafür, dass ausreichend Sauerstoff im Wasser ist und die Fische atmen können.

    In einem Glas ohne Pumpe und Wasserpflanzen gelangt nicht ausreichend neuer Sauerstoff ins Wasser. Wird das Wasser aufgrund der kleinen Gefäßgröße schnell warm, bindet es zudem weniger Sauerstoff. Sobald der Sauerstoff im Wasser verbraucht wurde, kann der Fisch nicht mehr atmen und stirbt.

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