Ein Traum der Tiefe – aber nichts für Menschen
Im Ozean zu tauchen und seine Geheimnisse ohne künstlichen Sauerstoff zu erkunden, klingt wie ein Traum. Doch so sehr wir uns auch wünschen, wie Fische unter Wasser zu atmen, unser Körper ist dafür schlicht nicht gemacht. Der Schlüssel liegt in der Art, wie wir atmen – und vor allem in dem, was uns fehlt. Begleite uns auf eine Reise durch die Unterschiede zwischen Kiemen und Lungen und erfahre, warum die Biologie klare Grenzen setzt.
Die Geheimnisse derjenigen, die es können
Fische und viele wirbellose Meerestiere haben im Laufe der Evolution ein hocheffizientes System entwickelt, um Sauerstoff aus dem Wasser zu gewinnen: die Kiemen. Diese spezialisierten Strukturen lassen Wasser durch den Körper strömen, wobei Lamellen den gelösten Sauerstoff herausfiltern und Kohlendioxid abgeben.
Knochenfische wie Kabeljau oder Forelle leiten das Wasser über bewegliche Klappen, die sogenannten Kiemendeckel (Operculum), wieder aus. Knorpelfische wie Haie und Rochen nutzen Kiemenspalten. Auch wenn die Mechanismen unterschiedlich sind, haben sie eines gemeinsam: Das Wasser strömt durch das Maul ein und seitlich wieder heraus – ein kontinuierlicher Fluss, der den Gasaustausch ermöglicht.
Dieser Prozess ist so effizient, dass manche Arten bis zu 80 % des verfügbaren Sauerstoffs aus dem Wasser extrahieren können.
Lungen: Für eine andere Welt gemacht
Das menschliche Atmungssystem funktioniert völlig anders. Unsere Lungen sind darauf ausgelegt, Sauerstoff aus der Luft – nicht aus dem Wasser – aufzunehmen. Zwar enthält Wasser Sauerstoff in seiner Molekülstruktur (H₂O), doch dieser ist für uns nicht nutzbar.
Der für uns relevante Sauerstoff ist der molekulare (O₂), der im Wasser nur in sehr geringer Konzentration vorkommt – etwa 1 %, verglichen mit über 20 % in der Luft. Unsere Lungen sind schlicht nicht in der Lage, diesen effizient aus dem Wasser zu gewinnen.
Zudem funktioniert unser Atmungssystem bidirektional: Luft strömt durch dieselben Wege ein und aus. In einem dichten Medium wie Wasser würde das enorme Muskelarbeit erfordern – und unsere Lungen würden sich rasch mit Flüssigkeit füllen. Ein sicheres Desaster.
So atmen wir – und warum es funktioniert
Bei jeder Einatmung gelangt Luft durch Nase oder Mund über Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen bis in die Lungen. Dort erreicht sie Millionen winziger Luftbläschen, die Alveolen.
Der Sauerstoff diffundiert durch dünne Membranen in die Kapillaren, während Kohlendioxid den umgekehrten Weg nimmt. Dieses System erlaubt uns, pro Minute zwischen 5 und 6 Litern Luft zu erneuern – genug, um alle lebenswichtigen Funktionen mit Sauerstoff zu versorgen.
Nicht nur wir müssen auftauchen
Interessanterweise sind wir nicht die einzigen, die zum Atmen an die Oberfläche müssen. Alle Amnioten – also Reptilien, Vögel und Säugetiere – sind auf Luft angewiesen. Selbst Delfine und Wale, die ihr gesamtes Leben im Wasser verbringen, müssen regelmäßig auftauchen, um zu atmen.
Amphibien leben hingegen zwischen zwei Welten: Als Jungtiere atmen sie über Kiemen, später kombinieren sie rudimentäre Lungen mit Hautatmung – daher auch ihre feuchte, schleimige Haut.
Quelle: TheConversation.
