zoologie 2 Flashcards
Warum haben Fische keine Lungen sondern Kiemen?
Kiemen sind effizienter im Wasser, da es energetisch nicht sinnvoll ist eine große Masse in den Körper und wieder hinaus zu befördern/pumpen. Mit Hilfe der Kiemen kann so eine größere Menge Stoff abgearbeitet werden, was nötig ist, da im Wasser deutlich weniger Sauerstoff pro Volumen gebunden ist als in Luft. Luft hat geringere Dichte und kann sich deswegen schneller durch enge Gänge bewegen als Wasser.
Gegenstromprinzip ist effizienter
Bei Luft als Medium für kiemen verkleben die feinen Kiemen, wodurch sich ihre Oberfläche drastisch verringert, so hätten sie eine zu geringe Oberfläche zur O2-Aufnahme ums das Tier zu versorgen
Warum haben kleine Tiere höhere relative Stoffwechselraten (pro kg Körpermasse) als große Tiere?
Bergmannregel: Ein kleiner Körper verliert verhältnismäßig mehr Wärme als ein großer (Oberflächen: Volumen Ratio), deshalb müssen kleine Tiere einen höhere Stoffwechselrate aufrechterhalten.
Warum werden bei der Verdauung Proteine bis zu kleinen Bausteinen, Aminosäuren, zerlegt?
Weil die Proteine im Ganzen zu groß für die Resorption und den Transport wären müssen sie zerlegt werden und so können Aminosäuren in die Zellen aufgenommen und genutzt werden. So kann man sie auch schneller in etwas anderes umbauen.
In Ihrer Ausgangsform können Proteine nicht weiter genutzt werden
Warum verwenden Vögel ausgerechnet Harnsäure als Stickstoffexkretionsprodukt ?
Vögel, Reptilien und die Meisten Landinsekten scheiden Stickstoff hauptsächlich in Form von weniger giftigen Harnsäure aus. (Uricotelie) Dies verbraucht deutlich weniger Wasser als die Ausscheidung von Harnstoff und ist somit eine Anpassung an Wassermangel. (Harnstoff ist gut Wasserlöslich und erzeugt bei der Ausscheidung einen hohen osmotischen Druck – was zu Wasserverlust führt-)
Warum Salzsäureproduktion im Säugermagen (pH 1-2) ?
Magensäure ͟dient dem Aufschluss der Nahrung (hydrolytische Spaltung von Proteinen in Oligopeptide oder einzelne Aminosäuren) und hat eine bakterizide Wirkung. Viele für die Verdauung nötige Enzyme können nur in einem sauren Millieu arbeiten.
dort werden Keime/Parasiten abgetötet => Desinfektion
Welche Anpassungen findet man bei Lungen/Kiemen an die physikalischenEigenschaften von Diffusionsprozessen?
Lungen/ Kiemen haben eine extrem vergrößerte Oberfläche, um so möglichst effizient Diffusion betreiben zu können. (Bronchiolen, Bronchien oder Lamellen ) Außerdem werden sie Stark durchblutet, um den schnellen Gasaustausch und Transport zu gewährleisten.
Partialdruckgradient ist entscheident in den Lungenaterien:
Blut in Lungenarterien besitzen niedrigeren O2 und höheren C02 als die Luft in Alveolen. In Alveolen verteilt sich O2 ins Blut und C02 in die Luft.
Gegenstromaustausch prinzip kiemen wird zusätzlich durch ventilation der kiemen gefördert.
Schildern Sie die Vorteile des Gegenstromprinzips verglichen mit einem Gleichstromprinzip anhand einer Skizze
Durch 2 Flüssigkeiten die in die entgegegesetze richtung fließen (wasser blut), wodurch der 02 gehalt immer im Blut geringer ist, als im Wasser. (Luft/Wasser mehr gesättigt als Blut). Dadurch maximale Sauerstoffaufnahme möglich. Sättungsgradient kann aufrecht gehalten werden.
Vergleichen Sie die Vogellunge mit der Säugerlunge; welche Unterschiede und Vorteile gibt es?
Die Vogellunge ist nicht gelappt und vollzieht während der Atmung keine Volumenänderungen, (Die Luft strömt nur in eine Richtung). Die Lunge wird so nur von Sauerstoffreicher Luft durchströmt, so kann das Blut IMMER in Gegenrichtung strömen, was einen sehr effizienten Gasaustausch (auch in großen Höhen) ermöglicht. Luft in der Lunge wird also bei jedem Atemzug vollständig erneuert, wodurch der Partialdruck in der Lunge größer ist als bei Säugern.
Vögel haben effizientere Lungen; bei ihnen vermischen sich nicht Ein- mit Ausatemluft, da sie große Luftsäcke besitzen, die ein Durchströmungssystem ermöglichen
Schildern Sie Vor- und Nachteile des Tracheensystems gegenüber Lungen
Die Insekten (und andere Tracheentiere) leiten die Luft durch Tracheenröhren direkt zu den Organen. Das ermöglicht manchen fliegenden Insekten eine über hundertfache Steigerung ihrer Stoffwechselrate, ohne in Atemnot zu geraten! Der Nachteil der Tracheenatmung ist, dass die Tracheen nicht beliebig lang sein können (die Tracheentiere also nicht beliebig groß werden können), weil der Sauerstoff in den Tracheen passiv diffundiert. Bei zunehmender Länge fiele der Gasdruck immer stärker ab, so dass eine effiziente Sauerstoffversorgung nicht mehr gewährleistet wäre.
Welche Vorteile bietet ein vom Körperkreislauf getrennter Lungenkreislauf?
Der Einfacher Kreislauf hat den Nachteil, dass der Blutdruck eines Fisches schwach ist und der Blutstrom durch den Körper also relativ langsam erfolgt. Außerdem liegt der Sauerstoffgehalt im Blut eines Fisches weit unter dem des menschlichen Blutes.
-Lungen- und Körperkreislauf können mit unterschiedlichen Drücken arbeiten
(-keine Vermischung von sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Blut (bei Säugern)
-in den Körperkreislauf gelangt stets Blut mit dem maximalen Sauerstoffgehalt – in den Lungenkreislauf gelangt stets Blut mit dem höchsten CO2 Gehalt)
Zeichnen Sie die Sauerstoffbindungskurve von Hämoglobin und diskutieren Sie die Vorteile der sigmoiden Bindungskurve
Die Bindung des Sauerstoffs in der Lunge erfolgt in Abhängigkeit vom Sauerstoff-Partialdruck (pO2). Bei geringem Druck wird das erste O2-Molekül nur langsam gebunden. Durch die mit dieser Bindung erfolgte Veränderung der Hämoglobinstruktur und damit veränderten Interaktion der Hämoglobinuntereinheiten lagern sich das zweite und dritte O2-Molekül relativ leicht an das Hämoglobin an, worauf das vierte O2 Molekül sich wieder etwas schlechter in einer Sättigungsfunktion bindet. Die hieraus resultierende Beziehung zwischen pO2 und Sauerstoffsättigung des Hämoglobins lässt sich in der sigmoiden Sauerstoffbindungskurve verdeutlichen. Die Kenngröße der Sauerstoffbindungskurve ist der Sauerstoffhalbsättigungsdruck (P50) d.h. der pO2, bei dem 50 % des Hämoglobins mit O2 gesättigt sind. Er liegt in Ruhe bei ca. 27 mmHg.
https://de.wikipedia.org/wiki/H%C3%A4moglobin#/media/File:Haemo-BND-Kurve.SVG
Erläutern Sie welche Vorteile der Bohreffekt bringt (mit Skizze)
Der Bohr-Effekt bezeichnet das Sinken der Affinität (Bindungsstärke) von Hämoglobin (Hb) zu Sauerstoff, wenn der pH-Wert sinkt oder die CO2-Konzentration steigt, d.h. Es wird mehr Sauerstoff abgegeben, wenn mehr benötigt wird, (z.B. bei Muskelarbeit)
Wie muss die Sauerstoffbindungskurve des fötalen Hämoglobins gegenüber dem der Säugetiermutter verschoben sein? (Mit Zeichnung)
Während der Schwangerschaft wird Sauerstoff durch die Plazenta (Mutterkuchen) zum Fötus transportiert, den dieser dann effizient aufnimmt. Dies wird dadurch gewährleistet, dass die embryonalen und fetalen Hämoglobin-Typen eine deutlich höhere Sauerstoff-Bindungsaffinität haben als das später nachgeburtlich gebildete adulte Hämoglobin. Außerdem ist der Hämatokrit im Vergleich zur Mutter stark erhöht. Auf diese Weise gelangt durch die Nabelschnur genug Sauerstoff zum Fötus. Die embryonalen Hämoglobine werden in der Embryonalphase, d.h. während der ersten 8 Wochen nach der Befruchtung, im Dottersack gebildet.
Schildern Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen geschlossenen u. offenen Kreislaufsystemen. Bei welchen Tiergruppen kommen sie vor?
geschlossenes system: Blut strömt ausschließlich durch gefäße und ist von interstitieller flüssigkeit getrennt
Der geschlossene Kreislauf ist der am meisten Vorkommende. Alle Wirbeltiere haben diesen. Dabei wird das Blut vom Herzen durch die Arterien und Venen in eine festgelegte Richtung zurück zum Herzen gepumpt. Beim Menschen Wird das Blut zuerst mit Sauerstoff angereichert indem es durch den kleineren sogenannten Lungenkreislauf fliesst. Danach wird es durch den grösseren Körperkreislauf gepumpt wo das Blut die Organe und das Gewebe mit Sauerstoff versorgen bis es wieder zum Herz fliesst.
offenes system:
Hämplymphe ist gleichzeitig interstetielle Flüssigkeit
Zirkulierende Flüssigkeit umstülpt Organe direkt (Arthropoden, Mollusken)
Bei einigen wirbellosen Tieren oder Weichtieren gibt es den offenen Kreislauf. Dabei wird das Blut nicht genau auf festgelegten Bahnen durch den Körper befördert sondern nur durch kurze “Hauptgefässe”. Das Herz bringt das Blut vereinfacht gesagt nur in Bewegung sodass es sich einigermassen im ganzen Körper verteilt.
Vergleich:
Der Unterschied ist, dass beim geschlossenen System das Blut auf seiner Bahn (Arterien, Venen) bleiben muss während im offenen System das Blut eigentlich frei ist. Dieses offene System ist auch nicht mehr gross für die Sauerstoffversorgung verantwortlch da diese Tiere sehr klein sind und sich z.T. über Luftröhren direkt versorgen können. Bei grösseren Tieren wie dem Menschen würde das nicht mehr gehen.
Warum haben große Tiere relativ massivere Knochen als kleine
Allgemeine gilt: Vergrößere ich ein Objekt in der Länge (in jeder Richtung) um einen Faktor L, dann vergrößert sich seine Oberfläche um den Faktor LL (also L2), sein Volumen sogar um LL*L (also L3). Regeln dieser Art, die angeben, wie sich eine Größe ändert, wenn man ein Objekt vergrößert oder verkleinert, nennt man Skalierungsgesetze. Das Gewicht von größeren Tieren erfordert also überproportional starke Knochen, da das Gewicht sich nicht linear mitvergrößert, sondern proportional höher wird.
