Gasaustausch: Diffusion durch dünne Flächen — Biologie, 14–17
Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid bewegen sich durch Diffusion über besondere Oberflächen. Leistungsfähige Lungen, Kiemen und Blätter besitzen eine große, feuchte, dünne Austauschfläche und halten einen Konzentrationsunterschied aufrecht.
Gase breiten sich über eine Grenze aus
Gasaustausch bedeutet, dass Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid zwischen einem Organismus und seiner Umgebung oder zwischen Blut und Gewebe wandern. Die Moleküle diffundieren durch eine sehr dünne Barriere von hoher zu niedriger Konzentration.
Warum braucht es eine besondere Oberfläche?
Ein großes Tier kann sich nicht darauf verlassen, dass Gase nur durch die Außenhaut gelangen: Tiefe Zellen liegen zu weit entfernt. Daher begünstigte die Evolution oft gefaltete oder verzweigte Flächen, denn mehr Fläche und kürzere Wege beschleunigen die Diffusion.
Sauerstoff durch die Lunge verfolgen
Du atmest Luft mit ungefähr 21 % Sauerstoff ein. In einem Lungenbläschen ist die Sauerstoffkonzentration höher als im ankommenden Blut, deshalb diffundiert Sauerstoff durch die feuchte, eine Zelle dünne Wand in ein Kapillargefäß. Kohlenstoffdioxid wandert umgekehrt hinaus.
Die Falle: Atmen gleich Aufnahme
Atmen bewegt Luft hinein und hinaus, bringt aber allein noch keinen Sauerstoff ins Blut. Der Gasaustausch geschieht in den Lungenbläschen: Konzentrationsunterschied, Feuchtigkeit und eine dünne Barriere ermöglichen die Diffusion. Luftbewegung und Diffusion sind nicht dasselbe.
Sport, Höhe und Aquarien
Beim Sport verbrauchen Muskeln Sauerstoff schneller und bilden mehr Kohlenstoffdioxid; Atmung und Blutfluss nehmen zu. In großer Höhe erschwert der Luftdruck die Sauerstoffaufnahme. In einem Aquarium sorgt eine Pumpe dafür, dass Wasser über die Kiemen strömt.
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