1. Struktur:
* Filamente und Lamellen: Kiemen bestehen aus dünnen, fadenartigen Filamenten, die sich von den Kiemenbögen abweichen. Jedes Filament ist mit noch kleineren, plattenartigen Strukturen bedeckt, die als Lamellen bezeichnet werden. Diese Lamellen erzeugen eine riesige Oberfläche für den Gasaustausch.
* Kapillarnetzwerk: Ein dichter Netzwerk von Kapillaren verläuft durch die Lamellen und bringt desoxygener Blut in die Nähe des Wassers.
* Gegenstromfluss: Der Wasserfluss über den Kiemen ist entgegengesetzt zu dem Blutfluss innerhalb der Lamellen. Dieser Gegenstromfluss behält einen Konzentrationsgradienten auf, um sicherzustellen, dass das Wasser immer eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als das Blut, wodurch die Sauerstoffdiffusion maximiert wird.
2. Diffusion:
* Sauerstoffgradienten: Das über die Kiemen fließende Wasser enthält gelösten Sauerstoff, während das Blut in den Kapillaren eine geringere Sauerstoffkonzentration aufweist. Dieser Unterschied in der Sauerstoffkonzentration erzeugt einen Gradienten und treibt Sauerstoff aus, um sich vom Wasser in das Blut zu bewegen.
* Dünne Membranen: Die dünnen Membranen der Lamellen und der Kapillaren ermöglichen eine einfache Diffusion von Sauerstoffmolekülen, wodurch die Resistenz minimiert wird.
* hohe Oberfläche: Die riesige Oberfläche der Lamellen maximiert die Fläche für den Gasaustausch und erhöht die Sauerstoffabsorption.
Zusammenfassend:
* Die Kiemenfilamente und Lamellen bieten eine enorme Oberfläche.
* Das Gegenstromstromsystem hält einen konstanten Sauerstoffgradienten.
* Die dünnen Membranen und das Kapillarnetz ermöglichen eine schnelle Diffusion von Sauerstoff in das Blut.
Zusammen ermöglichen diese Merkmale Fische, die maximale Sauerstoffmenge aus dem Wasser zu extrahieren, selbst in Umgebungen mit niedrigem Sauerstoffgehalt.