26.01.2020 Selektionstheorie
13.12.2019 Evolution

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Atmung unter Wasser - Lösungshinweise

A. Welche Atmungsorgane kennst du von wirbellosen Tieren?

Tier bzw. Tiergruppe Atmungsorgane
1. Insekten
Tracheensystem
2. Krebse
Kiemen
3. Regenwurm
Haut

B. Untersuche drei wirbellose Tiere aus einem Bach.

Es sollten Organismen mit mindestens drei verschiedenen Atmungsorganen bereitgestellt werden.

  1. Gruppe: Kiemen:
    Flohkrebse
  2. Gruppe: Öffnung der Tracheen zur Luft:
    Larve des Mistbiene Eristalis, Larven von Käfern, bspw. Helodes, Imagines der Schwimmkäfer, bspw. Gefleckter Schnellschwimmer Platambus maculatus, Stabwanze, Wasserskorpion (die beiden letzteren aus Stillgewässern)
  3. Gruppe: Tracheen nach außen durch Tracheenkiemen geschlossen:
    Larven der Eintagsfliegen, einiger Köcherfliegen, bspw. Rhyacophila oder Hydropsyche, Steinfliegen, Hakenkäfer

C. Welche Tiere atmen Luftsauerstoff, welche entziehen dem Wasser den gelösten Sauerstoff?

  1. Gruppe: Kiemen:
    Der Sauerstoff wird dem Wasser entzogen.
  2. Gruppe: Öffnung der Tracheen zur Luft:
    Der Sauerstoff wird der Luft entzogen.
  3. Gruppe: Tracheen nach außen durch Tracheenkiemen geschlossen:
    Der Sauerstoff wird dem Wasser entzogen.

D. Untersuchungen von speziellen Arten

1. Alle Insekten, die zum Luftholen an die Wasseroberfläche kommen: Larven von Waffenfliegen, Wasserwanzen (Rückenschwimmer, Wasserskorpion usw.), Schwimmkäfer etc.

Beschreibe den Mechanismus, mit dem das Insekt verhindert, dass die unter Wasser mitgenommene Luft entweicht.

Mit Haaren wird die Fläche der Luftblase so stabilisiert, dass die Luft auf Grund der Oberflächenspannung des Wassers nicht entweichen kann. Gut zu beobachten bspw. an der Spitze des Schnorchels von Waffenfliegen.

E. Wie reagieren Insektenlarven auf unterschiedliche Sauerstoffkonzentrationen im Wasser?

Das abgekochte Wasser kann vorbereitet werden.

Becherglas 1 2 3
Wasser Abgekocht Abgekocht, danach 10 Sekunden mit Luft kräftig geschüttelt Abgekocht, danach 60 Sekunden mit Luft kräftig geschüttelt
Sauerstoffkonzentration Sehr klein
Mittel Groß (gesättigt)

Wenn eine Möglichkeit zur quantitativen Bestimmung der Sauerstoffkonzentration besteht, sollte diese genutzt werden: bspw. Sauerstoffelektrode.

Für den Versuch benötigt man Eintagsfliegenlarven wie Ecdyonurus oder Baetis. Bis zum Beginn des Versuchs in kühlem, sauerstoffreichen Wasser aufbewahren. Jeweils nur kurz in jedem Becherglas belassen.

Diese Eintagsfliegenlarven schlagen bei geringen Sauerstoffkonzentrationen mit ihren Tracheenkiemen, um eine Wasserströmung zu erzeugen.