Die Kiemen
Die Sache mit der Atmung unter Wasser

Jeder Taucher weiß, wie unvollkommen unsere Technik im Bezug auf die Atmung unter Wasser funktioniert. Wir bekommen jederzeit vor Augen gehalten, daß wir nur Besucher auf Zeit in diesem Element sind.

Doch wie funktioniert die Atmung bei den Haien?
Fast alle Lebewesen benötigen Sauerstoff zum Leben! Sauerstoff ist lebensnotwendig: chemische Prozesse, die in den Geweben und Organen aller Lebewesen ablaufen um durch Verdauung Energie zu gewinnen, werden erst durch Sauerstoff möglich.

Bei allen landlebenden Wirbeltieren funktioniert der Prozess des Gasaustausches zum großen Teil in den Lungen und zu kleinen Teilen über die Haut. Fische und Fischartige verfügen über keine Lungen (Ausnahmen sind die Lungenfische) sondern besitzen Kiemen. Diese liegen bei Fischen geschützt unter deren Kiemendeckeln und bei den Haien innerhalb der Kiemenspalten.
Das Wasser fließt durch das Maul in die Kiemen und über die Kiemenspalten wieder hinaus. Alle Haie besitzen mindestens 5 Kiemenspalten, einige wenige 6 oder sogar 7.

Jede Kiemenspalte wird durch einen Bogen aus Knorpel gestärkt und gestützt. Jede Kiemenspalte beherbergt hunderte von federartigen Ausstülpungen. Jeder dieser Strukturen besteht wiederum aus Millionen von mikroskopisch kleinen Verästelungen: den sog. Lamellen. Diese bilden eine große Oberfläche um soviel Sauerstoff wie möglich absorbieren zu können.

Die Lamellen verfügen über sehr dünne Zellwände; so kommt das Blut sehr nahe in Kontakt mit dem vorüber fließenden Wasser. Die relativ hohe Sauerstoff-Konzentration des Wassers führt zu einem Sauerstoffübertrag in das Sauerstoff ärmere Blut - im umgekehrten Sinn wird das im Blut vorhandene Kohlendioxid in das Wasser abgegeben, bevor es die Kiemenspalten verlässt.

Da nur sehr wenige Haie über eine aktive Atmung verfügen (vergleichbar mit dem Zwerchfell des Menschen) müssen diese konstant mit frischem Wasser umspült werden. Durch eine Grundgeschwindigkeit von ca. 3-5km/h wird genügend frisches Wasser durch die Kiemenspalten "gepumpt", um alle Organe und Gewebe ausreichend mit Sauerstoff zu versorgen. Einige Haiarten, vor allem bodenlebende Haie, verfügen über das bereits erwähnte Saugloch (Spirakulum). Mit Hilfe dessen sind diese Haie in der Lage über einen Gewissen Zeitraum Wasser anzusaugen, ohne das Maul öffnen zu müssen. Das hat den Vorteil, daß sie beim Ruhen auf dem Meeresgrund kein Sediment mit einsaugen und so die Kiemenspalten nicht "verunreinigen".

Doch auch diese Atmung funktioniert nur temporär, d.h. wenn Haie sich in Netzen verfangen oder an die Haken der Langleinenfischer gehen, müssen diese über kurz oder lang verenden.
Da Haie über keinerlei Lungen oder Gasblasen verfügen, besitzen diese auch keinerlei gasgefüllte Hohlräume um einen Auftrieb herzustellen. Dies ist allerdings von großem Vorteil, bei schnellen Auf- oder Abwärtsbewegungen, welche den Fischen sonst zum Verhängnis werden würden: ihre Gasblase würde unter dem schnell ansteigenden Druck platzen!

Eine anatomische Besonderheit stellen die Kiemen der Wal- und Riesenhaie dar: sie dienen nicht nur der Atmung, sondern auch als Reusen zum Fang von Plankton.

Unsere Umgebungsluft enthält ca. 21% Sauerstoff und mit einem Atemzug können wir Menschen ca. 25% davon aufnehmen. Das Meerwasser der oberen Schichten enthält ca. nur 1% gelösten Sauerstoff und dieser Anteil fällt in der Tiefsee bis auf ca. 1/4 % ab. Mit Hilfe der beschriebenen extrem großen Oberfläche der Kiemen können Haie bis zu 4/5 des im Wasser gebundenen Sauerstoffs aufnehmen.