Osmoregulation bei Fischen
Bereit, den geheimnisvollen Mechanismus der Osmoregulation zu entschlüsseln? Entdecke, wie Fische ihren Wasser- und Salzhaushalt kontrollieren und lerne die Unterschiede zwischen Süß- und Salzwasserfischen kennen. Tauche ein in die faszinierende Welt der Biologie und entdecke die erstaunlichen Anpassungen der Fische an ihre Umgebung!
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Grundlagen zum Thema Osmoregulation bei Fischen
Osmoregulation bei Fischen – Biologie
Jedes Lebewesen ist bestrebt, die Wasser- und Salzkonzentration in seinem Körper auf einem konstanten Level zu halten. Zu viel Salz entzieht dem Körper Wasser. Aber wie können Salzwasserfische ihren Wasserhaushalt konstant halten und zusätzlich verhindern, zu viel Salz aus dem Salzwasser aufzunehmen?
Wie du bestimmt weißt, liegt im Süßwasser eine geringere Salzkonzentration als im Salzwasser vor. Welchen Mechanismus verwenden Süßwasserfische, um Salz- und Wasserhaushalt konstant zu halten?
Sowohl bei Salz- als auch bei Süßwasserfischen wird diese Regulation als Osmoregulation bezeichnet. Wie die Osmoregulation bei Fischen funktioniert, erfährst du nun.
Osmoregulation – Definition
Was bedeutet Osmoregulation? Der Begriff Osmoregulation leitet sich von dem Wort Osmose ab. Unter Osmose versteht man die Diffusion eines Lösungsmittels durch eine semipermeable Membran, die nur für das Lösungsmittel, jedoch nicht für gelöste Stoffe wie Ionen durchlässig ist. Die Osmose erfolgt entgegen dem Konzentrationsgefälle der gelösten Stoffe. Das Lösungsmittel strömt immer vom Ort der niedrigeren zum Ort der höheren Konzentration an gelösten Stoffen.
Osmoregulation bedeutet daher nichts anderes als die Fähigkeit von Lebewesen, osmotisch wirksame Stoffe, wie beispielsweise Ionen, über bestimmte Mechanismen kontrollieren zu können. Die Osmoregulation ist wichtig, um den Wasser- und Salzgehalt im Körper konstant zu halten, um so eine Austrocknung oder eine zu große Wassereinlagerung zu vermeiden.
Aber was bedeutet dies für die Fische? Dazu solltest du zunächst wissen, dass es Unterschiede zwischen Süß- und Salzwasserfischen gibt. Außerdem gibt es bestimmte Ausnahmen, bei denen die Osmoregulation anders funktioniert als bei normalen Süß- und Salzwasserfischen. Diese Unterschiede schauen wir uns im Folgenden an.
Osmoregulation – Süßwasserfische
Süßwasserfische leben im Süßwasser. Die Fische sind hyperosmotisch, da sie eine höhere Salzkonzentration in ihren Körperzellen haben als das sie umgebende Wasser. Aufgrund von Osmose nehmen sie dauerhaft Wasser über ihren Körper und die Kiemen auf und müssen das überschüssige Wasser wieder ausscheiden. Damit sie nicht noch mehr überschüssiges Wasser aufnehmen, trinken Süßwasserfische nicht. Sie scheiden das überschüssige Wasser in großen Mengen verdünnten Urins aus. Allerdings verlieren sie durch die Abgabe des Urins Salze. Daher werden die Salze aktiv über Ionenpumpen an den Kiemen der Fische aus dem Wasser aufgenommen.
Der Karpfen und die Forelle sind typische Süßwasserfische, die auf die gerade beschriebene Osmoregulation angewiesen sind.
Osmoregulation – Salzwasserfische
Fische, die im Salzwasser leben, haben eine geringere Salzkonzentration in ihren Zellen als das sie umgebende Salzwasser. Daher bezeichnet man diese Fische auch als hypoosmotisch. Aufgrund von Osmose strömt das Wasser aus den Zellen hinaus. Der Wasserstrom erfolgt entgegen dem Konzentrationsgefälle der gelösten Salze. Der Salzwasserfisch würde auf diese Weise austrocknen.
Damit dies nicht passiert, wird der Wasser- und Salzhaushalt der Fische über die Osmoregulation reguliert. Die Fische müssen fortlaufend Wasser durch Trinken aufnehmen, um nicht auszutrocknen. Es werden außerdem nur kleine Mengen stark konzentrierten Urins ausgeschieden, um möglichst wenig Wasser, neben dem passiven Wasserverlust durch die Osmose, zu verlieren. Neben dem benötigten Wasser wird zusätzliches Salz aus dem Salzwasser gefiltert. Da dies in der hohen Konzentration nicht benötigt wird, wird es über spezielle Zellen in den Kiemen und damit verbundene Ionenpumpen wieder ausgeschieden.
Diesen Vorgang der Osmoregulation findet man bei den meisten Salzwasserfischen wie dem Thunfisch, dem Hering oder auch der Scholle.
Osmoregulation – Ausnahmen
Bei den Salzwasserfischen gibt es Ausnahmen: Diese Fische können ihren Salzgehalt im Körper an den der Umgebung anpassen. Zu diesen Fischen zählen Haie und Rochen. Sie lagern Harnstoff und andere osmotisch wirksame Ionen in ihren Körper ein. Dadurch verhindern sie, dass sie Wasser durch die Osmose verlieren.
Periphere Süßwasserfische können sowohl in Salz- als auch in Süßwasser leben. Hierzu zählen zum Beispiel der Lachs und der Aal. Diese Fische können die Pumprichtung ihrer Ionenpumpen umstellen, sodass sie entweder Salz aufnehmen oder Salz abgeben.
Osmoregulation bei Fischen – Zusammenfassung
Die wichtigsten Punkte der Osmoregulation von Süß- und Salzwasserfischen findest du in der unten stehenden Abbildung zusammengefasst. Als Vertreter für die Süßwasserfische ist eine Forelle und für die Salzwasserfische ein Thunfisch abgebildet.
- Osmoregulation: Regulation der Wasser- und Salzkonzentration im Körper
- Salzwasserfische: Sie nehmen große Mengen an Salzwasser auf, da sie Wasser an die Umgebung verlieren. Zudem scheiden sie nur wenig Urin aus und geben das überschüssige Salz über die in den Kiemen sitzenden Ionenpumpen an ihr Umgebungswasser ab.
- Süßwasserfische: Sie nehmen über die Haut und Kiemen ständig Wasser auf und müssen somit kein zusätzliches Wasser trinken. Das überschüssige Wasser wird durch viel verdünnten Urin abgegeben. Salz wird aus dem Umgebungswasser aktiv über die Ionenpumpen aufgenommen.
- Ausnahmen sind beispielsweise Haie, Rochen und periphere Süßwasserfische wie Lachse und Aale.
Du hast nun gelernt, dass die Osmoregulation in der Biologie sehr wichtig ist. Durch die verschiedenen Beispiele zur Osmoregulation kannst auch du die Osmoregulation einfach erklären. Zur Überprüfung deines Wissens kannst du im Anschluss das Arbeitsblatt zur Osmoregulation bearbeiten.
Transkript Osmoregulation bei Fischen
Hallo! Bestimmt hast du schon mal gehört, dass man Salzwasser nicht trinken sollte. Vielleicht hast du beim Schwimmen im Meer auch schon einmal Salzwasser in den Mund bekommen und gemerkt, dass es ganz schön salzig war. Wenn man große Mengen Salzwasser trinkt, trocknet der Körper aus und man verdurstet sozusagen.
Das hängt mit der Osmose zusammen: Wasser strömt immer von den niedriger konzentrierten Salzlösungen – also den Körperzellen – zu den höher konzentrierten, also dem Salzwasser. Aber wie machen das Fische, die sogar im Salzwasser leben? In diesem Video möchte ich dir zeigen, wie sich Fische an das Leben im Salzwasser oder Süßwasser angepasst haben.
Allgemeines
Generell müssen alle Lebewesen besondere Anpassungen an das Leben im Salz- und Süßwasser haben, wenn das umgebene Wasser einen anderen Salzgehalt als ihre Körperzellen hat. Salzwasser- oder Meerwasserlebewesen sind beispielsweise in der Regel hypoosmotisch, d.h. ihre Körperzellen besitzen einen niedrigeren Salzgehalt als das sie umgebene Salzwasser. Aufgrund von Osmose strömt also Wasser aus ihrem Körper hinaus.
Süßwasserlebewesen sind dagegen hyperosmotisch, d.h. ihre Körperzellen besitzen in der Regel einen höheren Salzgehalt als das sie umgebene Süßwasser. Bei ihnen strömt aufgrund von Osmose Wasser in den Körper hinein. Wir wollen uns jetzt einmal genauer anschauen, welche Anpassungen Lebewesen, insbesondere Fische, an das Leben im Salz- bzw. Süßwasser haben.
Meerwasserfische
Salz- bzw. Meerwasserfische sind z.B. der Thunfisch, der Hering oder auch die Scholle. Durch Osmose verlieren sie fortlaufend Wasser und müssen diesen Flüssigkeitsverlust ausgleichen, um nicht auszutrocknen. Daher trinken sie große Mengen an Salzwasser.
Wenn man Meerwasserfische am Trinken hindert, sterben sie aufgrund des Flüssigkeitsverlustes durch Osmose. Um nur wenig Wasser zu verlieren, scheiden sie nur kleine Mengen Urin aus. Über die Kiemen scheiden sie zudem einen Großteil des Salzes aus dem aufgenommenen Salzwasser wieder aus.
Eine Ausnahme unter den Meerwasserfischen bilden die Haie und Rochen. Sie können nämlich den Salzgehalt ihres Körpers an den ihrer Umgebung anpassen. Wie sie das machen? Sie lagern Harnstoff und andere osmotisch wirksame Ionen in ihren Körper ein und verhindern so, dass sie Wasser durch Osmose verlieren.
Süßwasserfische
Süßwasserfische sind z.B. der Karpfen oder auch die Forelle. Bei ihnen ist die Osmoregulation genau umgekehrt wie bei den Meerwasserfischen. Durch Osmose nehmen sie ständig Wasser über ihre Haut und die Kiemen auf und müssen das überschüssige Wasser wieder ausscheiden, damit sie nicht platzen. Daher trinken Süßwasserfische auch nicht. Stattdessen scheiden sie große Mengen Urin aus. Mit dem Harn verlieren sie auch Salze und da diese für den Fisch wichtig sind, nimmt er über Ionenpumpen an den Kiemen aktiv Ionen auf.
Lachse und Aale
Manche Fische, so genannte periphere Süßwasserfische, können sowohl in Meer- als auch in Süßwasser leben. Dazu gehören Lachse oder Aale. Solche Fische haben Anpassungen an das Meer- und Süßwasser; Sie können z.B. die Pumprichtung von Ionen an den Kiemen einfach umkehren, wenn sie vom Salz- ins Süßwasser schwimmen oder umgekehrt. So sind z.B. ihre Wanderbewegungen zum Laichgewässer hin möglich.
Zusammenfassung
Du und jeder andere Mensch könnte nicht überleben, wenn er im Salzwasser lebt und große Mengen davon aufnimmt, da du dann durch Osmose viel Wasser verlieren würdest und dein Körper austrocknen würde.
In diesem Video hast du gesehen, dass Meerwasserfische aber ganz besondere Anpassungen besitzen, die ihnen ein Leben im Salzwasser ermöglichen. Sie trinken große Mengen an Salzwasser und scheiden nur wenig Urin aus. Zudem scheiden sie über ihre Kiemen aktiv Salz aus.
Bei den Süßwasserfischen ist es dagegen umgekehrt. Sie nehmen über die Haut und die Kiemen ständig Wasser auf. Daher trinken sie nicht und geben große Mengen an Urin ab. Über die Kiemen werden zudem wichtige Salze aktiv aufgenommen. Tschüss und bis zum nächsten Mal!
Osmoregulation bei Fischen Übung
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Beschreibe die Anpassung zwei spezieller Fische an ihren Lebensraum.
TippsDer Lachs gehört zu den peripheren Süßwasserfischen.
LösungEinige Salzwasserfische wie der Hai und der Rochen können sich dem Salzgehalt ihrer Umgebung anpassen. Sie lagern Harnstoff oder andere osmotisch wirksame Ionen ein und verhindern so, Wasser zu verlieren.
Zu den peripheren Süßwasserfischen gehören Lachse und Aale. Sie können im Meerwasser und Süßwasser leben. Das gelingt ihnen dadurch, dass sie die Pumprichtung der Ionen an den Kiemen umkehren können. Das ist wichtig, da sie zum Laichen Süß- und Meerwasser durchqueren müssen.
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Bestimme verschiedene Salz- und Süßwasserfische.
TippsDie Scholle ist ein Plattfisch. Ihr platter Körper ermöglicht es ihr, sich im Sand des Meeresbodens zu vergraben. So ist sie besonders gut getarnt.
Die Forelle lebt in Fließgewässern. Nicht selten trifft man sie in Bachläufen, nahe der Quelle an.
LösungWir unterscheiden zwischen Salzwasserfischen und Süßwasserfischen. In diesem Video hast du von beiden Gruppen bekannte Vertreter kennengelernt.
Die Scholle und der Hering gehören zu den Salzwasserfischen. Um trotz des hyperosmotischen Salzwassers nicht zu auszutrocknen, trinken sie große Mengen Wasser und scheiden besonders viele Salze aus.
Der Karpfen und die Forelle sind Süßwasserfische. Im Gegensatz zu den Salzwasserfischen trinken sie nur wenig Wasser und scheiden besonders wenig Salze aus. Denn das Süßwasser ist im Gegensatz zu ihrem Körperinneren hypoosmotisch.
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Erkläre die Funktion der Kiemen.
TippsDie Fische atmen durch die Kiemen.
LösungDie Kiemen bestehen aus einem Kiemenbogen, mit kleinen Kiemenblättchen. Diese werden vom Kiemendeckel geschützt.
Wenn du nun das Bild betrachtest, siehst du, dass der Fisch zuerst sein Maul öffnet. Wasser strömt in sein Inneres. In den Kiemen, findet der Gasaustausch statt. Hier wird der Sauerstoff aus dem Wasser an die Blutgefäße abgegeben und der Kohlenstoffdioxid wird ins Wasser entlassen. Das Maul des Fisches schließt sich und der Kiemendeckel öffnet sich – das Wasser strömt wieder heraus.
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Begründe, wie die Wassertemperatur den Sauerstoffgehalt beeinflusst.
TippsBeobachtest du kochendes Wasser, so fällt dir auf, dass Wasserdampf aufsteigt.
Der Vorgang, der für den geringeren Sauerstoffgehalt im Wasser verantwortlich ist, heißt Brownsche Molekularbewegung.
LösungIn der Luft ist 30 Mal mehr Sauerstoff als im Wasser vorhanden, trotzdem kommen die Fische gut damit zurecht. Viele von ihnen bevorzugen kälteres Wasser. Denn je kälter das Wasser ist, desto höher ist der Sauerstoffgehalt. Im warmen Wasser sind die Sauerstoffteilchen beweglicher. Ihre Eigenbewegung, die Brownsche Molekularbewegung ist erhöht. Somit entweicht der Sauerstoff leichter aus dem Wasser. In kaltem Wasser sind sie nicht so beweglich und entweichen daher nicht so leicht. Beobachten kannst du das an dem Wasserdampf der aufsteigt, wenn du Wasser zum Kochen bringst.
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Bestimme, welche Fische trinken müssen.
TippsFür die richtige Lösung beachte das osmotische Gesetz.
Das Innere der Süßwasserfische ist im Gegensatz zum Wasser um sie herum hyperosmotisch.
LösungDer Fisch besteht wie alle Lebewesen aus kleinen Zellen. In diesen Zellen und um sie herum befindet sich eine salzige Flüssigkeit, das ist bei sowohl bei Salzwasser- als auch bei Süßwasserfischen so.
Das osmotische Gesetz besagt, dass zwei salzhaltige Flüssigkeiten, die von einer halb durchlässigen Wand (in unserem Fall der Fischhaut) voneinander getrennt sind, sich solange vermischen, bis der Salzgehalt auf beiden Seiten gleich ist.
Der Salzwasserfisch ist innen salzig, aber das Meerwasser hat eine höhere Salzkonzentration. Somit verliert er unablässig Wasser. Wenn er nicht trinken würde, würde er verdursten.
Anders bei den Süßwasserfischen, bei ihnen dringt Wasser über die Haut und Kiemen ein. Die Salzkonzentration ist im Fisch höher als im Wasser. Süßwasserfische trinken also nicht, sondern scheiden permanent Wasser über die Nieren aus, sonst würde der Fisch platzen.
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Erkläre die Wanderung der Aale.
TippsAale sind Wanderfische, sie ziehen zum Laichen vom Süßwasser ins Salzwasser.
LösungAale sind Wanderfische, auf ihrer Wanderung durchqueren sie Süß- und Salzwasser. Der europäische Aal beginnt seine Wanderung im August. Zu diesem Zeitpunkt hat er sich eine große Fettreserve angefressen, die braucht er auch, denn während der Wanderung frisst er nicht mehr. Er schwimmt flussabwärts bis zum Westatlantik. Der Sargassosee ist sein Laichplatz. Nach dem Laichen stirbt der Aal. Die Eier treiben an die Wasseroberfläche, wo die Larven schlüpfen. Diese machen sich dann wieder auf den Heimweg.
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Gut !
Danke
danke
Gutes Video, auch wenn darin das Meiste Wiederholungen aus den vorigen Videos sind, was nicht schlecht sein muss ! Allerdings die Frage welcher Fisch kein Salzwasserfisch ist hat jetzt nicht besonders viel mit der Funktion der Osmoregulation zu tun.