Liebes Expertenteam
Meine Tochter muss für eine morgige Prüfung wissen, wieso Walfische nicht unter der Wasseroberfläche bleiben können? Lunge, Kiemen, Luftfontäne - wie verhält sich das? Danke für Eure Hilfe, die Prüfung ist für das Kind sehr wichtig! Mit liebem Gruss, Corinne
Hi Corinne
Meine Tochter muss für eine morgige Prüfung wissen, wieso
Walfische nicht unter der Wasseroberfläche bleiben können?
Als erstes mal gleich: Wale sind keine Fische, sondern Säugetiere.
Womit die Frage, warum sie nicht unter der Wasseroberfläche bleiben können, eigentlich schon beantwortet ist 
Aber mehr zum Thema findest Du hier:
http://www.lehrerweb.at/ms/projekte/bu14/walesin.htm
und auch hier http://de.wikipedia.org/wiki/Wale
Gruß
Edith
Hallo Corinne,
auf die Schnelle: Walfische sind Säugetiere, das heißt sie können nicht wie Fische durch Kiemen atmen, sondern müssen sich wie wir ihrer Lungen bedienen. Sie können zwar wesentlich länger „die Luft anhalten“ als wir, was ihnen die langen und tiefen Tauchgänge ermöglicht, aber über kurz oder lang müssen sie auftauchen und Luft holen.
Und wenn Deine Tochter glänzen will kann sie ja mal erwähnen, dass die Wale zur gleichen Gruppe gehören wie Kühe Evolutionsbiologisch gesehen gehören sie nämlich zu den Paarhufern, ihre nächsten Verwandten sind allerdings nicht Kühe sondern die Flusspferde.
Grüße,
Roland
Hi Edith,
Als erstes mal gleich: Wale sind keine Fische, sondern Säugetiere.
wohl wahr, aber ich dachte immer, die fehlenden Kiemen, genauer die Lungen würden das Auftauchen erzwingen. Treten Lungenatmung und Säugen denn immer gemeinsam auf? Wenn mich nicht alles täuscht, atmen Vögel ebenfalls mit Hilfe der Lunge. Und jetzt beim Schreiben merke ich, dass der Schuss nach hinten losgeht. Also, besser gefragt: Sind alle Säuger Lungenatmer?
Gruß Ralf
Also, besser gefragt: Sind alle Säuger
Lungenatmer?
Ja.
Alle landlebenden Wirbeltiere (Säugetiere, Reptilien, Vögel, Amphibien) sind Lungenatmer. Die Lungen haben sich entwickelt, als die ersten Tiere an Land gekrochen sind.
Zwischenstation waren die sogenannten Lungenfische, die es auch heute noch gibt. Auch diese besitzen eine Lunge und nutzen diese zum Atmen. Die Lunge hat sich wahrscheinlich aus der Schwimmblase entwickelt.
In der Biologie gibt es die ungeschriebene Regel, das die Evolution unumkehrbar ist (Dollo’sche Regel). Das heißt, wurde die Kiemenatmung einmal aufgegeben, ist sie für immer verloren. Daher konnten die Wale bei ihrer Rückkehr ins Wasser auch nicht wieder auf Kiemenatmung umsteigen und mussten mit ihrer Lunge klarkommen.
Auch Kevin Costners Kiemen in Waterworld sind also nicht machbar
Grüße,
Roland
In der Biologie gibt es die ungeschriebene Regel, das die
Evolution unumkehrbar ist (Dollo’sche Regel).
Weswegen das „Leben“ auch nicht wieder ins Wasser zurückkehrt? Ich
weiß nich…manche Regeln haben Ihre Berechtigung über die Zeit
verloren.
CU
Lalle
Hallo,
In der Biologie gibt es die ungeschriebene Regel, das die
Evolution unumkehrbar ist (Dollo’sche Regel).
diese Regel sollte wohl auch besser nicht geschrieben werden.
Das heißt, wurde
die Kiemenatmung einmal aufgegeben, ist sie für immer
verloren. Daher konnten die Wale bei ihrer Rückkehr ins Wasser
auch nicht wieder auf Kiemenatmung umsteigen und mussten mit
ihrer Lunge klarkommen.
Meines Wissens gab es folgenden Vorgang:
Die Reptilien und Vögel hatten (und haben immer noch) 4 unterschiedliche Farbrezeptoren in den Augen. Da die ersten Säugetiere nachtaktiv waren, haben sie 2 dieser Rezeptoren zugunsten besserer Dunkelsicht eingebüßt. Als dann die Primaten wieder tagaktiv wurden, haben sie zumindest einen dritten Farbrezeptor wieder zurückgewonnen. Aus diesem Grund ist der Mensch (und andere Primaten) auch das Säugetier mit dem besten Farbsehen.
Gruß, Niels
Hehe, das hab ich mir doch gedacht, dass bei der Dollo-Regel Diskussionsbedarf ist. Die Rückkehr des Lebens ins Wasser ist aber keine artspezifische Evolution sondern der Wechsel eines Lebensraums, an den sich durch Evolution angepasst wird.
Wale haben ja auch wieder Körper bekommen, die dem der Fische ähneln, obwohl sie von vierbeinigen Landlebewesen abstammen. Aber das ist eben keine Rückkehr zum alten Fischbauplan, sondern eine komplette Neuentwicklung. Die Ähnlichkeiten entstehen, weil eine gewisse Form im Wasser eben seine Vorteile hat. Dennoch gibt es im Skelettbau signifikante Unterschiede, als auffälligster sei mal die Schwanzflosse genannt.
Bei den Augen kenne ich mich nicht so aus, aber auch da gehe ich mal davon aus, dass nicht einer der alten Zapfentypen wieder hervorgeholt wurde, sondern dass der dritte Zapfentyp neu entwickelt wurde.
Also kein Bruch mit der Dollo’schen Regel, wenn überhaupt, dann eine Beugung. (Zumindest werden sich die Anhänger der Regel so immer aus der Affäre ziehen können )
Es zeigt sich ja immer wieder, dass ähnliche Lebensräume zu ähnlichen Körpermerkmalen führen. Dies muss nicht immer auf eine nahe Verwandschaft schliessen lassen.
Als Beispiel seien Säugetiere und Beuteltiere genannt. Obwohl sich die Linien schon sehr früh getrennt haben und es durch den Inselstatus von Australien sehr lange keinen Kontakt gegeben hat, haben manche Tierarten durch ähnliche Lebensräume erstaunlich ähnliche Merkmale entwickelt.
Grüße,
Roland
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Hallo Ralf,
wahrscheinlich wirfst Du hier ein paar Begriffe durcheinander.
Folgt man der klassischen Systematik, so bilden Säugetiere eine Klasse der Wirbeltiere. Die Wirbeltiere sind also eine umfassendere Gruppe, nämlich ein Unterstamm der Chordatiere.
Diese Einteilungen sind historisch gewachsen und orientieren sich hauptsächlich an morphologischen Kriterien. Sie bilden ein hierarchisches System. Der biologische Sinngehalt socher Einteilungen ist, nunja, überschaubar (um es positiv zu formulieren), aber der Mensch braucht solche Kategorien, um damit arbeiten zu können.
Ein Vergleich aus unserer unmittelbaren Erlebniswelt sind zB. die Begriffe „Fahrzeug“ und „Auto“: Fahrzeug = Unterstamm, Auto = Klasse. Man sieht: Alle Autos sind Fahrzeuge, aber nicht alle Fahrzeuge sind Autos. Fahrräder, Skateboards, LKW’s usw. wären andere Klassen der Unterstamms. Weiter spezialisiert kann man auch verschiedene Autos unterscheiden. Die Hersteller (Opel, VW, usw) wären dann verschiedene Ordnungen der Klasse „Auto“. Andersherum kann man auch weiter generalisieren und Fahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe zusammenfassen zu einem Stamm „Fortbewegungsmittel“.
Ok, zurück zur Biologie:
Wirbeltiere sind ein Unterstamm. Wie der Name schon sagt, sind das alle Tiere, die eine Wirbelsäule besitzen. Außerdem haben Wirbeltiere einen richtigen Schädel, eine spezielle Haut, Haare und Zähne. Auch der Aufbau der Augen und bestimmte Teile des Zentralnervensystems sind bei allen Wirbeltieren charakteristisch.
Andere Unterstämme der Chrodata sind Manteltiere und Schädellose. Im Ggs. zu den Wirbeltieren besitzen diese eben keine Wirbelsäule und keinen Schädel, keine „Wirbeltierhaut“, „-zähne“, „-auge“ und „-hirn“. Allen diesen Unterstämmen ist aber gemeinsam, dass die eine Chorda dorsalis (so ein Rückenstabilisierendes Teil als Vorläufer der Wirbelsäule) besitzen (die Wirbeltiere bilden das im Laufe der Embryogenese zurück - es wird durch die Wirbelsäule ersetzt). Ansonsten ist es die Embryonalentwicklung, die für Chordatiere charakteristisch ist. Bei anderen Stämmen wie zB. den Stachelhäutern, den Armfüßlern, den Weichtieren, den Ringelwürmern etc. läuft das im Detail eben etwas anders.
Andere Klassen der Wirbeltiere sind die Knorpelfische (Haie+Rochen), die Knochenfische (Forelle & Co), Amphibien (Frösche etc), Reptilien (Echsen) und die Vögel.
Die Evolution der Atmung:
Der Entwicklung von Atmungsorganen erfolgte in der Evolution mehrfach und ganz unterschiedlich. Die kleinen, dünnhäutigen Tierchen brauchen keine aktive Atmung. Ihnen reicht die Diffusion der Gase durch die Haut. Bei der Entstehung dickerer Häute und Schalen blieben immer Hautbereiche frei, über die der Gasaustausch stattfinden konnte. Gliedertiere hatten dann ein sehr einfaches Konzept entdeckt, die Körpergröße zu erhöhen, was natürlich die relative Größe der Gasaustauschfläche verringert. Um das zu kompensieren, wurden parallel zwei Methoden verfolgt. Im Wasser lag es nahe, einfach zunächst die Extremitäten oder auch einfach Hautlappen zur Unterstützung heranzuziehen. Da viele Arten sowieso Nahrung mit viel Wasser durch ihren Darm schleußten, konnten zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen werden, indem überschüssiges Wasser durch Spalten im Vor-Darm herausgeschleußt wurde (um die Nahrung zu filtern). Hier waren dünne Hautlappen gut angebracht, um dem vorbeiströmenden Wasser Sauerstoff zu entnehmen (->„Kiemendarm“). Bei Übergang an Land konnte die Kiemenatmung durch den Gasaustausch an der dünnen, geschützt im Körperinneren liegenden Darmwand unterstützt werden. Hier wurde die Fläche einfach durch eine weitere Einstülpung erreicht, so dass ein Luftsack entstand, den man heute noch bei Lungenfischen und anderen „primitiven“ Wirbeltieren sehen kann. Wir haben heute im Prinzip auch nur einen solchen Luftsack, die Lunge, die bei uns aber in unzälige Bläschen (Alveolen) unterteilt ist, um die Fläche zu vergrößern. Damit haben wir zwar eine recht leistungsfähige Lunge, aber das ist nichts gegen die Vogellunge. Die basiert zwar auch auf dem „Luftsack“, ist aber stark umgebaut worden (zu sog. Lungenpfeifen mit ausgeklügeltem Blasebalgsystem) und wird so zu einem hocheffizienten Gegenstromtauscher. Einen ganz anderen Weg sind einige Arten mit fester Außenhülle gegangen: Sie haben Röhren ins Körperinnere eingestülpt, um die Luft direkt ins Körperinnere zu bringen („Tracheen“). Das haben Insekten bis zur Perfektion gebracht, wo die Ausläufer der Tracheen feiner sind als Einzelzellen und bis in die Zellen hinein direkt zu den Sauerstoff-verbrauchenden Zellkraftwerken (Mitochondrien) reichen. Das ist also praktisch ein „Direkteinspritzer-System“.
Man kann also ungefähr folgende Atmungstypen unterscheiden:
In der Systematik lässt sich die Atmung nicht gut nutzen. Es gibt Schnecken mit Kiemen und mit Lungen (zB. die Weinbergschnecke), Asseln haben sogar „Tracheenlungen“, sogar Wassergurken als echte wasserlebende Tiere haben eine Lunge, die hier am Enddarm ansetzt (sie atmen also über ihren Popo). Bei Wirbeltieren gibt es Kiemen und Lungen. Bei den Säugern gibt es nur Lungen. Also: Jedes Säugetier hat eine Lunge, aber nicht jedes Tier mit Lunge ist ein Säugetier!
Damit kamm man Deine Frage
Sind alle Säuger Lungenatmer?
Klar mit Ja beantworten. Das gilt auch noch für die nächst höhere Ebene der Zusammenfassung: für die Landwirbeltiere oder Tetrapoda („Vierfüßler“). Bei genau diesen hat sich nämlich die Lunge als das Gasaustauschorgan beim Übergang zum Landleben etabliert und erst danach haben sich die unterschiedlichen Landwirbeltierklassen (Amphibien,Reptilien,Vögel,Säuger) herausdifferenziert (sie bilden eine monophyletische Gruppe).
Grüße,
Jochen
PS: Sorry, ist doch lang geworden…
Einspruch,
Wirbeltiere sind ein Unterstamm. Wie der Name schon sagt, sind
das alle Tiere, die eine Wirbelsäule besitzen. Außerdem haben
Wirbeltiere einen richtigen Schädel, eine spezielle Haut,
Haare und Zähne.
falsch, das ist den Säugetieren vorbehalten.
Wirbeltiere sind Vögel, Fische, Reptilien, Amphibien und Säuger - Vögel haben Federn, Fische haben Schuppen, Reptilien im weitesten Sinne auch, Amphibien haben eine weiche glatte Haut.
Bei Wirbeltieren gibt es Kiemen und Lungen.
Und Hautatmung bei den Amphibien.
Grüße
Cess
Einspruch,
Korrekt!
Danke für die Richtigstellung! Jetzt will man helfen, Klarheit zu schaffen und stiftet mehr Verwirrung. Ich bitte um Entschuldigung!
Kennzeichen der Wirbeltiere (u.a.): Haut,Schädel,Wirbelsäule.
Kennzeichen der Säuger (u.a.): Haare,Zähne,Gehirn(Neocortex),Säugen.
Grüße,
Jochen
Hi,
Danke für die Richtigstellung! Jetzt will man helfen, Klarheit
zu schaffen und stiftet mehr Verwirrung. Ich bitte um
Entschuldigung!
ansonsten fand ich deinen Beitrag aber sehr gut. 
Kennzeichen der Wirbeltiere (u.a.): Haut,Schädel,Wirbelsäule.
Kennzeichen der Säuger (u.a.):
Haare,Zähne,Gehirn(Neocortex),Säugen.
Jo.
Gruß
Cess
Wobei man bei den Zähnen noch dazusagen muss, dass es um die komplizierten und vielfältigen Zähne der Säuger geht. Reptilien haben ja schließlich auch Zähne, aber die sind eben einfacher aufgebaut.
Grüße,
Roland
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Oweh,
Wobei man bei den Zähnen noch dazusagen muss, dass es um die
komplizierten und vielfältigen Zähne der Säuger geht.
Reptilien haben ja schließlich auch Zähne, aber die sind eben
einfacher aufgebaut.
siehst du, da hab ich jetzt nicht aufgepasst. Klar, Fische haben übrigens auch Zähne, Beispiel Haie …
Gruß
Cess
Oweh,
Wobei man bei den Zähnen noch dazusagen muss, dass es um die
komplizierten und vielfältigen Zähne der Säuger geht.
Reptilien haben ja schließlich auch Zähne, aber die sind eben
einfacher aufgebaut.siehst du, da hab ich jetzt nicht aufgepasst. Klar,
Fische haben übrigens auch Zähne, Beispiel Haie …
Und da hab ich nicht aufgepasst, gut dass immer irgendwer aufpasst
Und da hab ich nicht aufgepasst, gut dass immer irgendwer
aufpasst
Vielleicht sollte ich mir heute abend die Mühe machen, alles Richtige aus unseren gesammelten Aussagen mal zu einer FAQ zusammen zu fassen? Tipps zur Formulierung nehm ich gerne an, ich hab momentan nicht so viel Zeit.
Grüße
Cess
Die Dollo’sche Regel,
sollte man eh nur auf einzelne Strukruren oder Organe anwenden… Also wär es seeeehr fraglich, die auf einen ganzen Bauplan zu beziehen…
Aber bei einzelnen Strukturen trifft die i.d.R. *g* zu.
Ich meine, die wurde 1890 aufgestellt. Von Genetik hatte der bestimmt keine Ahnung… Aber entwicklungsbiologisch macht das ja immerhin „relativ“ viel Sinn…
VG, Stefan
Hallo Cess
…dann gibt es ja auch noch die Bartenwale…
Grüße
Volker
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Und was will
uns Volker damit sagen?
Ich weiss jetzt nicht, was das Posting von dir zu bedeuten hatte, aber Bartenwale leiten sich von prähistorischen Zahnwalen ab, genauso wie die Zahnwale. Die mit den Barten sind also „moderne“ Wale…
Jetzt lebende (rezente) Zahnwale haben ja gleichartige Zähne (wie Flipper:wink: wohingegen manche prähistorische „Urwale“ ein „klassisches“ Raubtiergebiss haben, das einem Hundegebiss ähnelt…
Hallo Cess
…dann gibt es ja auch noch die Bartenwale…Grüße
Volker
VG, Stefan
uns Volker damit sagen?
Ich muss zugeben, das hab ich mich auch gefragt …