Information

Warum können Fische außerhalb des Wassers überleben?


Offensichtlich können Menschen für kurze Zeit unter Wasser überleben. Ich bin davon ausgegangen, dass es uns irgendwann genützt hat, kurz mit dem Atmen aufzuhören, und so haben wir ein Atmungssystem entwickelt, das in der Lage ist, kurze Pausen einzulegen.

Ebenso können Fische für kurze Zeit außerhalb des Wassers überleben. Ich kann mir jedoch keinen einzigen Fall vorstellen, bei dem die meisten Fische diese Fähigkeit hätten entwickeln müssen. Sogar ihre Vorfahren stammen aus aquatischen Umgebungen, daher glaube ich nicht, dass es eine Restfähigkeit ist, die sie nicht mehr brauchen.

Warum haben Fische ein Atmungssystem entwickelt, das Pausen einlegen kann wie unseres?


Haben Sie keine zu "panselektionistische" Sicht der Evolution!

Sie können eine Weile in einem Quecksilberbad überleben. Sie können eine Weile nackt im Weltraum überleben (siehe hier). Doch keiner Ihrer Vorfahren war solchen Bedingungen ausgesetzt. Wir können bestimmten Bedingungen gegenüber tolerant sein, ohne dafür ausgewählt worden zu sein, sie zu tolerieren.

Ebenso haben Sie es geschafft, in Ihrer ganz spezifischen Umgebung zu überleben. Doch keiner Ihrer Vorfahren ist jemals dieser speziellen Umgebung begegnet.

Mit anderen Worten, Evolution ist mehr als nur natürliche Selektion. Nicht jeder Phänotyp in jeder Umgebung, die Sie sich vorstellen können, ist das Ergebnis eines direkten Selektionsdrucks, der auf ihn einwirkt. Eine klassische und leicht zu lesende Arbeit zu diesem Thema ist Gould und Lewontin (1979).

Warum sterben Fische nicht plötzlich außerhalb des Wassers?

Der Hauptgrund, warum Fische außerhalb des Wassers sterben, ist, dass sie keinen Sauerstoff aus der Luft aufnehmen können (siehe Atmung unter Wasser; Lungenfische nicht berücksichtigen). Sobald Fische also nur der Luft ausgesetzt sind, hören sie auf, Sauerstoff aufzunehmen, verbrauchen den Sauerstoff, den sie in ihrem Kreislaufsystem und Gewebe verbleiben, und sterben langsam an Erstickung, aber es gibt keinen Grund für den direkten und plötzlichen Tod.


Die Antwort ist einfach. Die Kiemen eines Fisches sind sauerstoffreicher Luft ausgesetzt. Kiemen können Sauerstoff aus der Luft aufnehmen. Wir atmen kein Wasser ein, daher müssen Menschen unter Wasser den Atem anhalten. Ich gehe davon aus, dass sich die Frage nicht auf Lungenfische bezieht, die ihre Schwimmblase (homologe unserer Lunge) modifiziert haben, um Sauerstoff aufzunehmen.


Richtig, dass sie nicht "ausreichende" Mengen aufnehmen können, aber ein bisschen ist alles, was sie für eine Stunde oder so von der Erstickung braucht. Die Frage war nicht, warum Fische nicht ihr ganzes Leben ohne Wasser leben können, sondern warum sie nicht sofort sterben.


Tatsächlich gibt es eine große Gruppe von Fischen, die Luft atmen müssen, lebende Fische im Sumpf, stehendes Wasser ist sehr sauerstoffarm, deshalb schlucken viele Fische Luft (Luft enthält viel mehr verfügbaren Sauerstoff als stehendes Wasser), sogar Hausgoldfische tun dies ist schlecht mit Sauerstoff angereicherte Schalen (siehe unten). Tatsächlich zeigen die frühen Vorfahren terrestrischer Wirbeltiere viele Anpassungen an das Leben im Sumpf, Beine funktionieren auch in Sümpfen besser als Flossen (zumindest ab einer bestimmten Größe), weshalb so viele Sumpffische beinähnliche Flossen entwickeln, wie der Schlangenkopffisch . Dies sind keine Anpassungen für Land, sondern für flaches stehendes Wasser, insbesondere Luftschlucken für hypoxisches Wasser.

Beachten Sie, dass die meisten dieser Fische keine Lungenfische (oder Lappenflossenfische) sind, sondern Strahlenflossenfische, sie verwenden ihre Schwimmblase, um Sauerstoff zu extrahieren. Die aquatische Oberflächenatmung ist bei Fischen eigentlich ein sehr weit verbreitetes Verhalten und kann bei einer sehr großen Anzahl von Rochenfischen ausgelöst werden. Das Verhalten ist recht gut untersucht und hat mehrfach zu einer besser entwickelten Luftatmung geführt.

Fische, die dies nicht können (wie Haie), werden an Land sehr schnell ersticken, da Kiemen in der Luft nicht funktionieren. Das Risiko für normale Fische besteht in der Austrocknung ihres Atemgewebes, oder wenn sie sich im Wasser befinden, gibt es eine einfache Lösung.


1. Brauchen Fische tatsächlich Sauerstoff?

Als Menschen brauchen wir Sauerstoff zum Atmen bei Fischen ist das nicht anders. Anstatt wie wir Sauerstoff aus der Luft zu nehmen, sammeln sie beim Schwimmen gelösten Sauerstoff aus dem Wasser.

In der Luft ist viel mehr Sauerstoff als im Wasser. Dies macht es viel einfacher, an Land Sauerstoff zu bekommen, aber Fische haben Kiemen entwickelt, damit sie im Wasser überleben können.

    nehmen beim Atmen eine große Menge Salz auf, da es im Wasser ist. Folglich benötigen sie einen speziellen Mechanismus, um überschüssiges Salz aus ihrem Körper zu entfernen.
  • Süßwasserfische haben das gegenteilige Problem. Es gibt nicht viel Salz im Wasser, daher brauchen sie einen Mechanismus, um so viel wie möglich davon zu halten.

Fische brauchen Sauerstoff aus den gleichen Gründen wie der Mensch. Ohne sie werden sie Schwierigkeiten haben zu atmen und schließlich sterben.

Sauerstoff wird mit anderen Elementen kombiniert, um Proteine ​​​​zu erzeugen und sogar neue Zellen zu bilden.
Beim Abbau von Nahrung im Körper wird Sauerstoff verwendet, um seine Energie umzuwandeln und zu speichern. Diese Energie wird bei allen aktiven Prozessen im Körper verwendet.

Fische brauchen nicht ganz so viel Sauerstoff wie wir, da sie kaltblütig sind. Warmblüter brauchen zusätzliche Energie, um den Körper warm zu halten. Fische brauchen diese Energie nicht, sodass sie mit weniger Nahrung und Sauerstoff überleben können.

Es gibt eine begrenzte Menge an Sauerstoff in einem Gewässer. Je größer das Gewässer ist, desto größer ist die Oberfläche und desto mehr Sauerstoff.

In einem Aquarium kann dies ein großes Problem sein. Es gibt nur eine geringe Menge Wasser, sodass ihm schnell der Sauerstoff ausgehen kann. Dies ist nur ein Grund, warum die Tankgröße so wichtig ist.

Aquarianer können Pflanzen verwenden, um während der Photosynthese etwas Sauerstoff in das Aquarium einzuführen. Luftpumpen sind auch nützlich, da sie sauerstoffarmes Wasser an die Oberfläche bringen und einen kleinen Kreislauf bilden.


Podcast: Wie funktionieren mRNA-Impfstoffe und warum wurden sie so schnell entwickelt?

Genetics Unzipped ist zurück für 2021 mit einer neuen Reihe von Geschichten aus der Welt der Gene, Genome und DNA, von der Geschichte der Genetik bis zur neuesten Spitzenforschung. In der ersten Folge wirft die Genetikerin Dr. Kat Arney einen Blick auf die Entdeckung der Boten-RNA (mRNA) und erfährt, wie mRNA in rasender Geschwindigkeit als COVID-19-Impfstoff in Betrieb genommen wurde.

An der Entdeckung der mRNA in den 1960er Jahren waren einige große Namen beteiligt – Francis Crick, Sydney Brenner, Francois Jacob und mehr –, aber wer hat diesen lebenswichtigen molekularen Botenstoff tatsächlich entdeckt? Und warum hat dafür niemand einen Nobelpreis bekommen?

Der Wissenschaftler und Autor Matthew Cobb erklärt: „Wer hat mRNA entdeckt? Es ist kompliziert. Kein Wunder, dass das Nobelpreiskomitee nicht versucht hat, die Entdeckung zu belohnen. Nur drei (oder sogar sechs) Personen zu nennen, wäre ekelhaft – mRNA war das Produkt jahrelanger Arbeit einer Forschergemeinschaft, die verschiedene Arten von Beweisen sammelte, um ein Problem zu lösen, das heute offensichtlich erscheint, aber zu dieser Zeit äußerst schwierig war.& #8221

Von den 1960er Jahren kommen wir bis heute, um mRNA-Impfstoffe für COVID-19 zu betrachten, die mit rasender Geschwindigkeit entwickelt wurden, um die Pandemie zu bekämpfen. Wir untersuchen die wichtigsten Durchbrüche, die das schmachtende Feld der mRNA-Therapeutika in eine bahnbrechende Medizintechnologie verwandelt haben, sehen uns genauer an, wie mRNA-Impfstoffe funktionieren und warum sie so schnell für COVID-19 entwickelt wurden, und untersuchen, wie sich diese neue Technologie verändern könnte das Gesicht der Immunisierung und der öffentlichen Gesundheit in der Zukunft.


Evolution: Aus dem Meer

Am Donnerstag, 26. Juli, wurde SciLogs.com gestartet, ein neues englischsprachiges Wissenschaftsblog-Netzwerk. SciLogs.com, das brandneue Zuhause für Nature Network-Blogger, ist Teil der internationalen SciLogs-Blogsammlung, die bereits auf Deutsch, Spanisch und Niederländisch existiert. Um diesen Zuwachs in der NPG-Wissenschaftsblogging-Familie zu feiern, veröffentlichen einige der NPG-Blogs Beiträge zum Thema „Anfänge“.

An diesem netzwerkübergreifenden Blogging-Festival nehmen der Soapbox Science-Blog von nature.com, der Student Voices-Blog von Scitable und Blogger von SciLogs.com, SciLogs.de, Scitable und Scientific Americans Blog Network teil. Begleiten Sie uns, wenn wir die vielfältigen Interpretationen der Anfänge erkunden – von wissenschaftlichen Beispielen wie Stammzellen bis hin zu ersten Erfahrungen wie der Veröffentlichung Ihrer ersten Arbeit. Mit dem Hashtag #BeginScights können Sie auch den Gesprächen in den sozialen Medien folgen und einen Beitrag dazu leisten. – Bora

Am Anfang war die Erde ohne Form und Leere und Dunkelheit lag auf der Tiefe, als eine riesige Wolke aus Gas und Staub zusammenbrach, um unser Sonnensystem zu bilden. Die Planeten wurden geschmiedet, als sich der Nebel drehte, von einer nahen Supernova in Bewegung versetzt und im Zentrum die schnellste Kompression von Teilchen entzündete, um unsere Sonne zu werden. Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren begann eine geschmolzene Erde abzukühlen. Heftige Kollisionen mit Kometen und Asteroiden brachten die Flüssigkeit des Lebens – Wasser – und die Wolken und Ozeane begannen Gestalt anzunehmen. Erst eine Milliarde Jahre später wurde das erste Leben geboren und füllte die Atmosphäre mit Sauerstoff.

In den nächsten paar Milliarden Jahren verschmolzen einzellige Organismen und wurden zu vielzelligen Körperplänen, die sich diversifizierten und ausstrahlten und in eine Reihe von Wirbellosen explodierten. Doch all diese Fülle und das Leben waren auf die Meere beschränkt, und ein riesiges und reiches Land lag ungenutzt. Vor etwa 530 Millionen Jahren gibt es Beweise dafür, dass Tausendfüßler-ähnliche Tiere begannen, die Welt über Wasser zu erkunden. Vor etwa 430 Millionen Jahren bepflanzten und kolonisierten die nackte Erde, wodurch ein Land reich an Nahrung und Ressourcen entstand, während sich Fische aus angestammten Wirbeltieren im Meer entwickelten. Es dauerte weitere 30 Millionen Jahre, bis diese prähistorischen Fische aus dem Wasser krochen und die evolutionäre Linie begannen, auf der wir heute sitzen. Um das Leben, wie wir es kennen, zu verstehen, müssen wir auf unsere Herkunft zurückblicken und verstehen, wie unsere Vorfahren einer brandneuen Welt über den Wellen trotzten.

Es war ein kleiner Schritt für Fische, aber ein riesiger Sprung für die Tierwelt. Wenn man sich jedoch moderne Fischarten ansieht, kann man sich die langsame Anpassung an das Leben außerhalb des Meeres nicht so schwer vorstellen. Neulich fütterte ich meinen Drachenkopf Stumpy, und er überraschte mich mit diesem langsamen, bewussten Kriechen in Richtung seines Futters:

Eine Reihe von Fischen weist Merkmale auf, die denen der ersten Tetrapoden nicht unähnlich sind: die viergliedrigen Wirbeltiere, die zuerst dem Leben an Land trotzten, direkte Nachkommen uralter Fische. Viele von Stumpys Verwandten, einschließlich der Knurren, sind für ihr "Gehen"-Verhalten bekannt. In ähnlicher Weise haben sich Schlammspringer anatomisch und verhaltensmäßig angepasst, um an Land zu überleben. Sie können nicht nur ihre Flossen benutzen, um von Ort zu Ort zu springen, sie können auch wie Amphibien durch ihre Haut atmen und so überleben, wenn sie ihre flachen Becken verlassen. Laufende Welse haben ihr Atmungssystem so stark verändert, dass sie Tage ohne Wasser überleben können. Aber all dies sind nur flüchtige Einblicke in die Anfänge der ersten Tetrapoden, da sich keines dieser Tiere vollständig an das Leben an Land angepasst hat. Um zu verstehen, wie Tetrapoden eine solche Leistung vollbracht haben, müssen wir zunächst die Barrieren verstehen, die zwischen ihrem Leben unter dem Meer und dem Land darüber lagen, das sie erwartete.

Das Leben in Luft statt in Wasser ist mit Schwierigkeiten verbunden. Die Fortbewegung ist ein Problem, obwohl die Evolution in einer Reihe von Abstammungslinien gezeigt hat, dass es kein so großes Problem ist, wie Sie vielleicht denken. Doch während Schlammspringer und Welse mit Leichtigkeit zu gehen scheinen, kann dies von unseren Vorfahren nicht gesagt werden. Einige der frühesten Tetrapoden, wie Ichthyostega waren an Land ziemlich umständlich und verbrachten wahrscheinlich die meiste Zeit im Komfort des Wassers. Diese ersten Tetrapoden stammten aus einer alten Fischlinie namens Sarcopterygii oder Lobe-Finned Fish, von denen heute nur noch wenige überleben. Wie der Name schon sagt, haben diese Tiere fleischige, paddelartige Flossen anstelle der fadenscheinigen Strahlen der meisten modernen Fischarten. Diese mit Fleisch bedeckten Lappenflossen waren reif, um sich in Gliedmaßen anzupassen.

Aber diese frühen Tetrapoden mussten mehr als eine neue Art des Laufens entwickeln - ihr gesamtes Skelett musste sich ändern, um mehr Gewicht zu tragen, da Wasser die Masse auf eine Weise unterstützt, die Luft einfach nicht kann. Jeder Wirbel musste zur Unterstützung stärker werden. Rippen und Wirbel veränderten ihre Form und entwickelten sich für zusätzliche Unterstützung und eine bessere Gewichtsverteilung. Schädel getrennt und Hälse entwickelt, um eine bessere Beweglichkeit des Kopfes zu ermöglichen und den Stoß beim Gehen zu absorbieren. Knochen gingen verloren und wurden verschoben, wodurch die Gliedmaßen gestrafft und das fünfstellige Muster geschaffen wurde, das sich immer noch in unseren eigenen Händen und Füßen widerspiegelt. Gelenke für Bewegung artikuliert und nach vorne gedreht, um vierbeiniges Krabbeln zu ermöglichen. Insgesamt dauerte es etwa 30 Millionen Jahre, um einen Körperplan zu entwickeln, der für das Gehen an Land geeignet ist.

Gleichzeitig standen diese schwerfälligen Möchtegern-Landbewohner vor einem weiteren Hindernis: der Luft selbst. Mit Kiemen, die in der Lage waren, Sauerstoff aus Wasser zu ziehen, waren die frühen Tetrapoden schlecht für das Atmen von Luft gerüstet. Während viele denken, dass frühe Tetrapoden ihre Kiemen in Lungen verwandelt haben, stimmt dies in Wirklichkeit nicht – stattdessen hat sich das Verdauungssystem der Fische an die Lungenbildung angepasst. Die ersten Tetrapoden, die das Wasser verlassen, indem sie Luft schlucken und Sauerstoff in ihrem Darm aufnehmen. Im Laufe der Zeit bildete sich eine spezielle Tasche, die einen besseren Gasaustausch ermöglicht. Bei vielen Fischen existiert eine ähnliche Struktur - eine sogenannte Schwimmblase -, die es ihnen ermöglicht, den Auftrieb im Wasser anzupassen, und daher haben viele die Hypothese aufgestellt, dass die Lungen von Tetrapoden Koop-Schwimmblasen sind. Tatsächlich ist unklar, wann Tetrapoden Lungen entwickelt haben. Während die einzigen überlebenden Verwandten der frühen Tetrapoden - die Lungenfische - auch Lungen besitzen (wenn ihr Name das nicht verrät), scheinen viele fossile Tetrapoden sie nicht zu haben, was darauf hindeutet, dass Lungenfische ihre Fähigkeit zum Atmen von Luft unabhängig entwickelt haben. Was wir wissen ist, dass Tetrapoden erst vor etwa 360 Millionen Jahren wirklich wie ihre modernen Nachkommen atmeten.

Das andere Problem mit Luft ist, dass sie dazu neigt, die Dinge auszutrocknen. Sie haben vielleicht die Statistik gehört, dass unser Körper zu 98% aus Wasser besteht, aber als gut entwickelte Landorganismen haben wir hoch entwickelte Strukturen, die dafür sorgen, dass all dieses Wasser nicht einfach verdunstet. Die frühen Tetrapoden mussten diese selbst entwickeln. Wie die Amphibien, die aus ihnen hervorgehen würden, hielten sich viele Tetrapoden zunächst wahrscheinlich an feuchten Lebensräumen fest, um Wasserverlust zu vermeiden. Aber um Trockengebiete und Wüsten zu erobern, mussten die Tiere schließlich einen anderen Weg finden, um sich vor dem Austrocknen zu bewahren. Es ist wahrscheinlich, dass viele der frühen Tetrapoden damit begannen, mit Möglichkeiten zu experimentieren, ihre Haut wasserdicht zu machen. Noch wichtiger war das Thema Trockeneier. Amphibien lösen das Trockenheitsproblem, indem sie ihre Eier ins Wasser legen, aber die Tetrapoden, die das Land eroberten, hatten diesen Luxus nicht.

Die Lösung für die trockene Natur des Landes bestand darin, Eier in eine Reihe von Membranschichten zu umhüllen, die heute als Amnion-Ei bekannt sind. Auch unsere eigenen Kinder spiegeln dies wider, denn menschliche Babys wachsen immer noch in einer Fruchtblase, die den Fötus umgibt, obwohl wir keine Eier mehr legen. Diese entscheidende Anpassung ermöglichte es Tieren, Verbindungen zu wässrigen Lebensräumen zu trennen, und unterscheidet die Hauptlinie der Tetrapoden, einschließlich Reptilien, Vögel und Säugetiere, von Amphibien.

Diese entscheidenden Anpassungen an die Skelette und die Anatomie von Tetrapoden ermöglichten es ihnen, die Welt über den Wellen zu erobern. Ohne ihren evolutionären Einfallsreichtum wäre eine Vielzahl von Tieren, einschließlich aller Säugetiere, nicht dort, wo sie heute sind. Dennoch verstehen wir kaum die ökologischen Rahmenbedingungen, die diese frühen Tiere aus dem Meer vertrieben haben. Bietet trockenes Land eine endlose Fülle an Nahrung, die man nicht aufgeben darf? Vielleicht, aber es gibt Hinweise darauf, dass unsere Vorfahren der trockenen Welt sehr früh trotzten, noch vor den meisten Landpflanzen oder Insekten, daher ist es möglich, dass die Erde unfruchtbar war. Entkamen sie Konkurrenz und Raub in der Tiefe? Oder war Land aus einem noch unbestimmten Grund wichtig? Wir werden es vielleicht nie erfahren. Aber wenn wir über unsere Anfänge nachdenken, müssen wir den wagemutigen Tieren Anerkennung zollen, die die vielfältige evolutionäre Abstammungslinie begannen, der wir angehören. Wir werden vielleicht nie verstehen, warum sie das Wasser verlassen haben, aber wir sind dankbar, dass sie es getan haben.

Andere Beiträge in der Evolution-Serie:

Foto: Ein Modell von Tiktaalik rosea, einer der frühesten Vorfahren der Tetrapoden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Tyler Keillor.


Invasion der Schlangenköpfe

Die Szene ist das Büro eines Sheriffs in der Nähe eines Bergsees, wo ein Jäger und sein Hund tot aufgefunden wurden. Der Sheriff legt eine leuchtend orangefarbene Jagdweste auf seinen Schreibtisch vor eine besorgte Frau. Sie nickt und identifiziert es als ihren Ehemann. "Er hat diesen Hund geliebt", sagt sie und weint.

"Hör zu, Norma", sagt der Sheriff. “Wenn ich irgendwas tun kann, sag es mir.”

"Du kannst das Tier finden, das dies getan hat, und es direkt in die Hölle schicken. Das kannst du tun.”

Der Täter in dem TV-Film des Sci-Fi-Kanals Schlangenkopf-Terror entpuppt sich als ein See voller Monsterfische. Dieser Star-Turn passt zu dem zahnigen “Frankenfish”, der viele haarsträubende Zeitungs- und Fernsehnachrichten hervorgebracht hat— der nördliche Schlangenkopf.

Der Auftritt der Schlangenköpfe in nordamerikanischen Gewässern in den letzten Jahren hat nicht nur Filmemacher inspiriert, sondern auch Wildbiologen sowie Berufs- und Sportfischer beunruhigt. Sie befürchten, dass es in neue Flüsse eindringen, sich wuchernd vermehren und andere Arten verdrängen wird.

Der nördliche Schlangenkopf stammt aus Asien und ist eine von 29 Schlangenkopfarten. Es hatte sein nationales Nachrichtendebüt im Jahr 2002, nachdem ein Angler an einem Teich hinter einem Einkaufszentrum in Crofton, Maryland, einen langen, mageren Fisch gefangen hatte, der etwa 18 Zoll lang war und weder er noch sein Angelkumpel erkannte. Sie fotografierten den Fisch, bevor sie ihn einen Monat später zurückwarfen, einer von ihnen brachte das Bild zum Maryland Department of Natural Resources (DNR). Ein Biologe der Agentur schickte das Bild per E-Mail an Fischexperten, die Maryland mitteilten, dass er einen Schlangenkopf an den Händen habe.

Nachdem ein anderer Angler im selben Teich einen Schlangenkopf gefangen und ein paar Babys gefangen hatte, war die Hölle los. Nationale Zeitungs- und Fernsehnachrichten beschrieben Schlangenköpfe als bösartige Raubtiere, die jeden Fisch in einem Teich fressen, dann über Land zu einem anderen Gewässer watscheln und es reinigen. Ein Reporter der Baltimore Sun nannte es „einen Gefährten für die Kreatur aus der Schwarzen Lagune“. Die gruseligsten Berichte erwiesen sich glücklicherweise als falsch. Während einige Arten von Schlangenköpfen tatsächlich weite Strecken über den Boden schlängeln können, scheint der nördliche Schlangenkopf – die einzige im Crofton-Teich gefundene – nicht einer von ihnen zu sein. Aber nördliche Schlangenköpfe essen gerne andere Fische, und ein starker Regen könnte einen oder mehrere aus dem Teich in einen nahe gelegenen Fluss spülen, der durch ein National Wildlife Refuge und in die Chesapeake Bay, die größte Mündung Nordamerikas, fließt. Um die Bedrohung durch den Schlangenkopf zu beseitigen, warfen die Wildtierbeamten von Maryland das Pestizid Rotenon in den Crofton-Teich und töteten alle seine Fische. Sechs ausgewachsene Schlangenköpfe gingen den Bauch hoch, wie mehr als 1.000 Jungtiere. Problem gelöst. Oder so schien es.

Zwei Jahre später erfüllten nördliche Schlangenköpfe die schlimmsten Befürchtungen der Biologen und tauchten im Potomac River auf. Experten befürchteten, dass Schlangenköpfe im Potomac, indem sie andere Fische fressen oder sie um Nahrung verdrängen, die Zahl der begehrteren Arten wie Maifisch oder Forellenbarsch verringern könnten. Sie können Gift in einen kleinen, geschlossenen Teich schütten, aber Sie können den Potomac nicht vergiften. Es ist ein breiter, flacher Fluss, der in West Virginia entspringt und 380 Meilen fließt, bevor er in den Chesapeake mündet. Die Bucht treibt die Wirtschaft der Region durch Erholung und Fischerei an. Schlangenköpfe konnten im leicht salzigen Wasser der Bucht nicht überleben, aber sie konnten Seefische fangen, Fische, die im Potomac und anderen Süßwasserzuflüssen laichen. Millionen von Dollar wurden bereits für Fischbesatz, Dammänderungen und andere Projekte ausgegeben, um dem Maifisch zu helfen, der früher reichlich genug war, um eine kommerzielle Fischerei in der Bucht zu unterstützen.

Neben Crofton und dem Potomac sind die Fische an mehreren anderen Orten in den Vereinigten Staaten aufgetaucht. 1997 wurde einer in einem See in Südkalifornien gefangen. Ein paar weitere tauchten 2000 in Florida auf. In Massachusetts wurde 2001 einer gefangen und 2004 ein zweiter. Und im Juli 2004 fing ein Angler zwei in einem See in einem Park in Philadelphia. Wie die Crofton-Fische hatten sich die Philadelphia-Fische eingelebt und begannen sich zu vermehren. Aber im Gegensatz zu den Crofton-Fischen hatten sie Zugang zu einem Fluss, dem Schuylkill, der in den Delaware mündet. Außerdem waren Gezeitentore, die normalerweise Fische im Park halten, zwei Jahre lang offen geblieben. Die Fischereimanager von Philadelphia entschieden, dass eine Vergiftung oder Trockenlegung der miteinander verbundenen Teiche des Parks den ansässigen Fischen mehr Schaden zufügen würde als die Schlangenköpfe, und haben sich damit abgefunden, dass Schlangenköpfe ein neues Mitglied des Ökosystems des Parks werden. Der letzte überraschende Auftritt war im vergangenen Oktober, als ein nördlicher Schlangenkopf aus dem Michigansee gezogen wurde. Der Fang hat Befürchtungen geweckt, dass das gefräßige Raubtier die Großen Seen übernehmen könnte.

Der nördliche Schlangenkopf, der in Teilen Chinas, im fernen Osten Russlands und auf der koreanischen Halbinsel beheimatet ist, mag dem uneinsichtigen Auge hässlich erscheinen – er hat große, spitze Zähne und aufgrund seiner besonders starken Schleimbedeckung ein Schleimproblem. Er kann bis zu fünf Meter lang werden. Wie sein Reptiliennamensvetter ist es lang und schlank und kann fleckige, schlangenartige Muster auf seiner Haut aufweisen. Im Gegensatz zu den meisten Fischen hat der nördliche Schlangenkopf kleine Säcke über seinen Kiemen, die fast wie Lungen funktionieren, die der Fisch an die Oberfläche bringen und Luft in die Säcke saugen kann, um dann beim Schwimmen Sauerstoff aus der gespeicherten Luft zu ziehen. Die Luftsäcke sind praktisch, um in sauerstoffarmen Gewässern zu überleben und ermöglichen es den Fischen sogar, einige Tage außerhalb des Wassers zu überleben, solange es nicht austrocknet. Ein Weibchen legt Tausende von Eiern auf einmal, und beide Elternteile bewachen ihren Nachwuchs in einem großen Nest, das sie auf einer Lichtung von Wasserpflanzen bauen.

Nördliche Schlangenköpfe sind ein beliebtes Essen in ihrer Heimat, sie sollen gut gegessen werden, insbesondere in Brunnenkressesuppe, wenn sie etwas knochig ist. Sie werden kommerziell gefischt und in Fischfarmen in Asien aufgezogen. Sie wurden auch live auf Märkten in den USA verkauft. Die Crofton-Schlangenköpfe wurden schließlich zu einem Mann aus Maryland zurückverfolgt, der zwei der Fische in New York City für seine Schwester zum Essen gekauft hatte. Als sie Widerspruch einlegte, behielt er sie in seinem Aquarium und ließ sie später wieder frei. Der US-amerikanische Fisch- und Wildtierdienst verbot bald die Einfuhr und den zwischenstaatlichen Transport von Schlangenköpfen, ein Plan, der bereits in Arbeit war, genau aus Befürchtungen, dass einige Schlangenkopfarten in Parks, Flüssen und Seen gedeihen könnten, wenn sie sich loslösen. Das Verbot machte es illegal, alle lebenden Schlangenkopfarten zu importieren, einschließlich der bunten tropischen Arten, die das eine oder andere Aquarium bevölkern. Virginia hat den Besitz aller Schlangenköpfe verboten.

Aber die Verbote haben nicht alle aufgehalten. Ein Lebensmittelhändler aus Los Angeles wurde im vergangenen Mai festgenommen, weil er angeblich lebende Schlangenköpfe des Nordens aus Korea ins Land geschmuggelt und in seinem Laden verkauft hatte. Er bekannte sich schuldig, eine schädliche Spezies importiert zu haben. US-Fans von Schlangenkopfsuppe und anderen Delikatessen können jedoch immer noch legal getötete, gefrorene Schlangenköpfe erhalten, die auf vielen asiatischen Märkten erhältlich sind, die sie einst live verkauft haben.

Eines Tages im vergangenen April fing ein Angler einen lebhaften nördlichen Schlangenkopf im Pine Lake in Wheaton, Maryland, außerhalb von Washington, D.C. Lokale Beamte entwässerten den See, fanden aber keine Schlangenköpfe mehr. Dann, wie bei einem ökologischen Spiel von Whac-a-Mole, erhob ein anderer nördlicher Schlangenkopf in der nächsten Woche seinen zahnigen Kopf, als ein professioneller Barschfischer einen 12 1/2-Zoller aus Little Hunting Creek, einem Nebenfluss des Potomac in Virginia, etwa 24 km entfernte südlich der Hauptstadt des Landes. Biologen versuchten, Schlangenköpfe im Fluss mit Netzen zu fangen, entschieden aber schließlich, dass es besser wäre, die Angler mit einfachen alten Haken und Schnüren auf die Fische gehen zu lassen, was zu einem der seltsameren Angelturniere der letzten Zeit führte.

An einem bewölkten Freitagmorgen im Juli traf ich ein paar Dutzend Angler in der Columbia Island Marina in Arlington, Virginia, über einen schmalen Kanal vom Pentagon. Der Snakehead Roundup 2004 stand kurz bevor. Die Razzia wurde von der Marina Operators Association of America gesponsert, um Bootsbesitzer daran zu erinnern, darauf zu achten, dass keine unerwünschten Arten von einem Ort zum anderen transportiert werden, beispielsweise als Anhalter auf ihren Booten oder Anhängern, und um sie wissen zu lassen, wie nördliche Schlangenköpfe aussehen . Obwohl bis dahin 16 erwachsene Schlangenköpfe im Potomac gefangen worden waren, wusste niemand, ob sie dort geboren wurden oder ob jemand sie einfach hineingeworfen hatte, oder wie häufig sie waren.

Ich fuhr mit drei Managern eines Familienunternehmens in einem 6 Meter langen weiß-blauen Skiboot mit, deren Chef es nicht zu stören schien, dass die IT-Abteilung an diesem Tag selbst lief. “Wir führen ein Offsite-Meeting durch,” der Software-Designer Brian Turnbull. Turnbulls Schwiegervater, der Vietnamese ist, bat ihn, einen Schlangenkopf nach Hause zu bringen. “Er sagt, wenn Sie einen fangen, müssen Sie ihn nicht dem Staat übergeben. Es ist eine Delikatesse. ” Zum Glück musste Turnbull nicht zwischen der Pflicht gegenüber der Familie oder der Gesellschaft wählen, weil er keinen Schlangenkopf gefangen hatte. Weder noch jemand auf dem Boot, und wir fanden es auch nicht heraus, als wir später am Yachthafen anhielten, noch jemand anderes in der Razzia.

Ein paar Wochen später schien John Odenkirk, ein Biologe vom Virginia Department of Game and Inland Fisheries, den Sheriff in Schlangenkopf-Terror, der seinen mörderischen See voller Schlangenköpfe tötet, indem er sie mit einer heruntergefallenen Stromleitung elektrisiert. Odenkirk, der ein Aluminiumboot durch Dogue Creek, einen Nebenfluss des Potomac, fuhr, war "Elektrofischerei", bei der etwa 1.000 Volt durch einen Baum liefen, der aus dem Bug herausragte und Drähte wie Tentakel im Wasser schleppte. “Hochspannung. . . Die zweitbeste Sache nach Sprengstoff, ”, lesen Sie den kleinen Aufdruck auf der Rückseite von Odenkirks grünem “Snakehead Task Force”-T-Shirt, das er entworfen hat, um es an Kollegen für 12 US-Dollar pro Stück zu verkaufen.

Elektrofischerei, eine gängige Probenahmemethode in der Fischereiforschung, ist nicht dazu gedacht, Fische zu töten. Aber es kann sie für eine Weile umhauen. (Es gilt nicht als sportlich und erfordert eine Sondergenehmigung.) Odenkirk fuhr das Boot ein paar Meilen flussabwärts von Little Hunting Creek in die leeren Liegeplätze des Mount Vernon Yacht Clubs hinein und wieder heraus. Winzige Fische sprangen aus dem Wasser, während andere sich fassungslos auf dem Rücken räkelten, knapp unter der Wasseroberfläche. Der Biologe Steve Owens und der Techniker Scott Herrmann beugten sich über den Bug und hielten langstielige Netze fest. Die Reaktion eines Fisches auf den elektrischen Strom hängt von seiner Skelettstruktur, seinen Schuppen, seiner Größe und seiner Nähe zu den Drähten ab. “Schlangenköpfe sind —sie’die Art von Bad-Asses,” Odenkirk. “Sie mögen den Saft nicht und versuchen, ihn zu vermeiden.” Trotzdem würde ein Schlangenkopf, der sich den Schleppdrähten näherte, betäubt und auftauchen, damit Herrmann oder Owens sich verfangen könnten. Das war zumindest die Theorie. Wir rasten den Potomac zurück, vorbei am Mount Vernon nach Little Hunting Creek, wo im Mai der erste Potomac-Schlangenkopf von einem Fischer gefangen wurde. Am Ende von anderthalb Stunden Elektrofischerei umfasste der Fang viele Karpfen, mehrere Arten von Welsen, einen Haufen Goldfische, einen Langnasen-Gar, eine Schildkröte und keine Schlangenköpfe. Odenkirk sagte, er sei nach einem erfolglosen Tag beim Schlangenkopffischen immer in Konflikt geraten. Einerseits, sagte er, sei er enttäuscht, dass er es nicht geschafft hatte, einen zu fangen. Andererseits “du’, wenn du nie wieder einen sehen würdest.”

Obwohl wir an diesem Tag keine Schlangenköpfe gesehen haben, sagt Odenkirk, dass er sicher ist, dass der Fisch im Potomac etabliert ist oder bald sein wird. “Es ist einfach keine Option, dass wir sie alle gefangen haben.” Er sagt, die Fische nisten wahrscheinlich in weiten, flachen Weiten von Seerosenblättern und Feuchtgebieten. “Wir können einfach nicht in diese Bereiche zurückkehren.”

Aber andere Beamte sagen, sie seien nicht davon überzeugt, dass die Fische hier sind, um zu bleiben. Steve Early, stellvertretender Direktor im Fischereidienst des DNR, arbeitete 2002 am Crofton-Teich und hat einige der Potomac-Schlangenköpfe behandelt. Er glaubt, dass die Fische erst vor kurzem in den Fluss geworfen wurden, vielleicht nach dem Verbot von Schlangenköpfen durch Virginia im Jahr 2002. Er weist darauf hin, dass die meisten der in diesem Jahr gefangenen Schlangenköpfe 2 bis 6 Jahre alt waren und dass, wenn sie seit Jahren im Potomac leben würden, sicherlich schon jemand einen gefangen hätte. Early blieb auch nach dem Fund eines Baby-Schlangenkopfes in einem Nebenfluss des Potomac im vergangenen September nicht überzeugt. Es war der 20. nördliche Schlangenkopf, der in der Potomac-Wasserscheide gefangen wurde, und der erste Jungfisch. “Nun, es ist keine gute Nachricht,”, sagt er über die Entdeckung, weist aber darauf hin, dass, wenn es einigen Schlangenköpfen gelingt, sich zu vermehren, sie im großen Fluss möglicherweise nie gedeihen. Ihre Zukunft hängt auch davon ab, ob andere Fische im Potomac eine Vorliebe für Schlangenkopfbrut entwickeln.

Im Moment arbeiten Wissenschaftler daran, herauszufinden, wie die Erwachsenen dorthin gelangt sind. Es ist eine kritische Frage, —, wenn die Fische erst vor kurzem in den Fluss geworfen wurden, besteht die Möglichkeit, dass sie sterben, ohne eine sich selbst erhaltende Population gebildet zu haben, aber es wird mehr als eine Rute und eine Rolle oder einen Elektroschocker erfordern Antworten.

Hinter einer Tür des National Museum of Natural History in Washington, D.C., ruhen Exemplare der weltweit größten Fischsammlung. Der Smithsonian-Ichthyologe Thomas Orrell ging einen Gang zwischen Reihen grauer Metallregale entlang, die Gläser mit Etiketten wie “China 1924” enthielten. Orrell hielt ein Glas mit der Aufschrift . hoch Channa argus, der nördliche Schlangenkopf. "Das sind wirklich schöne Fische"", sagte er.

Orrell versucht herauszufinden, ob die nördlichen Schlangenköpfe, die im vergangenen Sommer im Potomac gefangen wurden, dort geboren wurden. Er analysiert die DNA von 16 Fischen, wenn einige der Potomac-Exemplare eng verwandt sind, ist es wahrscheinlich, dass die Fische im Fluss gezüchtet wurden. Wenn sie nicht verwandt sind, wurden sie wahrscheinlich in den Fluss geworfen. Orrell vergleicht auch die DNA von Potomac-Fischen mit der von Fischen, die im Crofton-Teich gefangen wurden, und testet die Idee, dass jemand Jungtiere gefangen haben könnte, bevor der Teich vergiftet und im Potomac freigelassen wurde.

Orrell führte mich eine kahle Treppe hinunter in den Keller des Museums, vorbei an Sandsäcken, die bei starkem Regen in der Nähe eines Eingangs aufgetürmt waren, und einem begehbaren Gefrierschrank, der nach längst toten Fischen roch und unter anderem einen riesigen, seither gefrorenen Thunfisch enthielt die 1960er Jahre. Er hob den Deckel einer nahegelegenen Gefriertruhe an, wühlte herum und zog einen langen schwarzen Klumpen heraus. “Achte auf herumfliegende Trümmer,”, sagte er, wickelte einen schwarzen Müllsack aus und verstreute gefrorene Blutstücke. Darin befand sich einer der jüngsten Potomac-Fänge: ein dunkler, rautenförmiger Schlangenkopf von mehr als einem Fuß Länge, jetzt fest wie ein Fels. Nachdem er es gezeigt hatte, zuckte Orrell mit den Schultern, wickelte es ein, legte es zurück in den Gefrierschrank und wusch sich die Hände. He already knows whether the snakeheads are reproducing in the Potomac, but he isn’t telling adhering to scientific protocol, Orrell declines to share his data until they’ve been reviewed by other experts and published in a scientific journal.

If northern snakeheads do have some ecological impact in the Potomac, largemouth bass are likely to suffer, says U.S. Geological Survey fishery biologist Walter Courtenay, who in 2002 wrote a snakehead risk assessment for the agency. The two species have similar habitats and would probably eat each other’s young. Capt. Steve Chaconas, one of only a few full-time fishing guides on the Potomac, does not like snakeheads one bit. “Of course, I’m worried about what potential it could have to impact the fishery,” he says. “Also because I’m a businessperson and my business relies entirely on people coming here to fish.” Even now, he says, customers ask how much the snakeheads have hurt fishing. It’s hard to estimate the extent of the snakehead’s impact on largemouth bass and other Potomac species. The northern snakehead was introduced to rivers in Japan in the early 20th century, but there has been little study of its ecological effects there. (The largemouth bass, native to North America, was introduced to Japanese waters in 1925 and is reportedly terrorizing native fish and snakeheads alike.)

In southern Florida, a close relative of the northern snakehead, the bullseye or cobra snakehead, has been living for a few years in the canals of BrowardCounty. The fish, which is native to rivers in South Asia and Southeast Asia, can grow to four feet or longer, but there are not yet enough data to know what effect the bullseye snakehead has had or will have on Florida ecology. Courtenay says the fish probably first got into Florida waters through ritual animal release, a common practice in East Asia that some immigrants have continued in their new land. (A study conducted in Taiwan in the 1990s, for instance, found that 30 percent of Taipei citizens— most of them Buddhists—had released animals as part of a prayer.)

Florida is home to dozens of introduced fish. Paul Shafland, a fisheries scientist with the Florida Fish and Wildlife Conservation Commission, has worked with invasive fish for 30 years, but he isn’t as troubled by them as most biologists. “We have philosophically, largely determined that exotics are inherently bad, and that’s fine,” he says. But, he adds, some introduced fish might fill up some part of the food web that was previously unoccupied.

In fact, introduced fish are just about everywhere. Rainbow trout, native to the western United States, have been transplanted into cold waters all over the Midwest and East. In the Great Smoky MountainsNational Park, on the border between Tennessee and North Carolina, rainbows have taken over at least 70 percent of the native brook trout’s territory since the 1930s. In the late 1960s, the walking catfish, an Asian species that really can move over land, escaped into the Florida wild. They’ve walked their way into warm waters throughout the southern half of the state, without causing major damage so far, Shafland says.

Lake Michigan, says Philip Willink, an ichthyologist at Chicago’s FieldMuseum, is also infested with nonnative fish. “Out of eight species of salmon here, six are introduced,” Willink says. But, as in the Potomac, some native fish still hang on in the lake, and he says it’s worth fighting new invasions. “We’re just trying to preserve what is left, because once it’s gone, it’s gone.” Since the Lake Michigan snakehead was found in a fairly deep harbor with little vegetation—an unlikely snakehead habitat—Willink surmises that the fish was probably just tossed into the water. Scientists did some electrofishing in the harbor to look for more snakeheads but didn’t turn up any.


How do gills work?

As water passes over or is pumped over the gills, oxygen is absorbed by through the walls of the secondary lamellae and CO2 es ist veröffentlicht worden. The secondary lamellae contain blood with low levels of oxygen. As water flows over the lamellae oxygen is asborbed into the blood and then the blood pumped around the body by the fish’s heart. The large surface area of the secondary lamellae is also helpful for exchanging body heat, ions and water between the fish’s body and the surrounding water.

Having so many tiny secondary lamellae creates an enormous surface area for oxygen to be absorbed through. This is helped further by the fact that secondary lamellae have thin walls so gas can be absorbed into the blood stream easier. Dissolved oxygen is found in much lower concentrations in water than it is in air so gills need to be far more efficient with their absorption than lungs do.


Do you ever wonder what happens to the fish in a frozen lake?

It is winter in the Northern Hemisphere. The vicious cold has transformed the scattered blue lakes of the North Woods into white disks — barren wastelands of ice. The harsh winds rushing across the icy plains combined with average air temperatures that are just above freezing seem to offer a less-than-hospitable refuge for wildlife.

But a keen sportsman knows better. Cutting a hole in the ice and dropping a colorful lure down into the depths of the lake, a patient ice fisher knows that luck is on her side. Obscured from human eyes underneath the ice lies a healthy stock of fish, tantamount to populations in the warmest months of the year.

“They survive just fine under the ice,” says Jake Vander Zanden, Director of the University of Wisconsin–Madison Center for Limnology. “They are adapted to survive in these low temperatures it’s not that big of a deal.”

Fish survive quite well in the winter because they evolved experiencing the annual changes that take place in the Northern latitudes, which include big changes in temperature and the availability of oxygen throughout the seasons.

In the summer months, the water at the surface of a freshwater lake is heated by the sun, while the water at the bottom of the lake remains colder. Because cold water is more dense, it gets “locked in,” stuck underneath the warmer, less dense water.

As the months move by and the weather gets colder, the lake slowly moves toward an even temperature. Once the temperatures match between layers, the density differential dissipates and the water column flips over, in a process called fall mixing. The same mixing process happens again in the spring once the ice melts and the winds can churn the waters once again.

Following the fall water cycle, water temperatures across the lake reduce and the lake surface freezes. Because fresh water is maximally dense at 4 C, or 39.2 F, the water at temperatures below 4 C actually rise to the top of the water column, making the bottom layer the warmest, and the most attractive habitat for certain fish species to survive in during the winter.

Freshwater fish are “poikilotherms” that cannot regulate their body temperature except by their own actions, like swimming or basking. They are divided into two categories, warmwater and coldwater species.

“An example of a warmwater fish is a bass, they have their optimal temperature conditions on the warmer side,” Vander Zanden says. “They might be just found at around 25 C (77 F) and above, whereas coldwater fish may have their optimal conditions at 10 C (50 F).”

Outside of their optimal temperature range, fish must make adjustments to survive. One of the most common ways that fish adjust to the winter temperatures is by decreasing movement, thereby slowing down their metabolism to conserve energy, and diminishing their need to hunt or forage. And certain fish, like some species of catfish , will actually burrow into the soft silt down on the lake bed to stay warm.

“ Many fish species are low energy during the winter, they’re sitting there not moving around very much, and not feeding at all,” says Vander Zanden. “But, if you’re a fish swimming around, you still might get eaten by another fish.”

“The same predator prey interactions are happening under the ice,” he adds.

The consistency in the food chain under the ice assures that ice fishermen can secure a catch, knowing that hungry fish will be attracted to their lures. But food is one side of the survival coin for fish. On the other side are their oxygen needs.

“ From the perspective of a fish or any organism that needs oxygen, the aquatic environment is not a great place to be, because oxygen is in really low abundance in aquatic systems versus air,” Vander Zanden says.

When the water is not covered by ice, oxygen from the air is readily cycled into the water. But once that icy lid is placed over the top of the lake, that process largely stops. Some amount of oxygen is replenished through the photosynthesizing plants that survive under the ice, although light cannot get through the ice when heavy snow is packed on top. Underneath the ice, fish consume an ever-decreasing supply of oxygen.

According to Vander Zanden, Lake Mendota presents some additional challenges for fish looking for oxygen.

Due to farming runoff and pollution, algal blooms form and sink to the bottom of the lake. In the winter as the blooms decompose under the ice, the process sucks precious oxygen out of the water. An area where a larger mass of the blooms is decomposing can become anoxic, or oxygen-starved.

“We never have [anoxic events] in the atmosphere, we never say, ‘Oh yea, my backyard went anoxic today,’ that doesn’t happen,” laughs Vander Zanden. “But it is an issue for fish, so fish have a lot of adaptations for extracting oxygen from their environment.”

According to Vander Zanden, fish can extract oxygen through a variety of adaptations, not only through their gills. Different fish species do this either by absorbing oxygen into their skin, into the blood vessels in the walls of their swim bladders, stomach and gut, and some even inhale the air bubbles that form underneath the ice through their mouth.

However, sometimes anoxic events become too widespread for the fish populations to escape. When an entire lake becomes oxygen starved, winter-kill events take place. As the anoxic zone creeps upwards into the water column, fish cling to the under-surface of the ice as the oxygen is depleted, until they suffocate to death. This can lead to some alarming sights, like this photograph captured after a winter-kill event in South Dakota.

These fish suffocated in an anoxic zone in the Lake Andes National Wildlife Refuge in South Dakota, floating towards the surface and eventually getting trapped in the ice. When the ice was pushed up against shore it buckled, exposing these icy remains. (Taken by Kelly Preheim)

Winter-kill events are more common in lakes much smaller than Mendota, says Vander Zanden, where the volume of water makes those events unlikely.

“The fish are there in the fall and they are there again in the spring,” Vander Zanden says. “The whole food web is alive and kicking in the winter.”


Dissolved oxygen

The availability of dissolved oxygen in the water of a lake is vital for supporting lake ecosystems. Aquatic plants make oxygen available for animals and microbes through photosynthesis. Bacteria can deplete oxygen supplies which can lead to the death of fish, invertebrates and other organisms that depend on oxygen to survive.

Nutrient rich waters are at increased risk of becoming oxygen deprived. High levels of nutrients can support large algal blooms but as the algae dies, they are decomposed by bacteria which can use up all the available dissolved oxygen. The result can lead to mass death and a complete desolation of the ecosystem.

Zusammenfassung

  • A lake is an area of land filled with water.
  • They are the largest source of available freshwater.
  • Lakes can be found on all continents including Antarctica.
  • They are hugely important as a source of freshwater, as a habitat, and for their recreational and cultural significance.
  • A lake can be formed in a variety of ways such as by volcanic eruptions, land slides, depressions carved out by glaciers and tectonic movement.
  • Salt lakes can form when a lake has no outlet.
  • Different concentrations of nutrients make lakes eutrophic, mesotrophic and oligotrophic. Nutrient levels affect the plants, animals and microorganisms that can survive in a lake.
  • The presence of dissolved oxygen in a lake's water is vital for supporting a healthy ecosystem.

Last edited: 16 January 2016

KOSTENLOSER 6-wöchiger Kurs

Geben Sie Ihre Daten ein, um Zugang zu unserem KOSTENLOSEN 6-wöchigen Einführungskurs in die Biologie zu erhalten.

Erfahren Sie mehr über Tiere, Pflanzen, Evolution, den Lebensbaum, Ökologie, Zellen, Genetik, Biologie und mehr.

Erfolg! Eine Bestätigungs-E-Mail wurde an die soeben angegebene E-Mail-Adresse gesendet. Überprüfen Sie Ihre E-Mails und stellen Sie sicher, dass Sie auf den Link klicken, um mit unserem 6-wöchigen Kurs zu beginnen.

Grundlagen der Biologie: Eine Einführung

Auch erhältlich bei Amazon, Book Depository und allen anderen guten Buchhandlungen.


How Do Fish Breathe Underwater?

The air-breathing lungs of mammals, including humans, must be dry and empty of fluids to work properly. When we take a breath, tiny air sacs in our lungs pull oxygen out of the air and carry it to our bodies' cells.

The lungs of mammals would not work very well for a fish, because one breath underwater would fill them with fluid and make them useless. Nonetheless, fish need oxygen to breathe, too. In order to remove oxygen from the water, they rely on special organs called "gills."

Gills are feathery organs full of blood vessels. A fish breathes by taking water into its mouth and forcing it out through the gill passages. As water passes over the thin walls of the gills, dissolved oxygen moves into the blood and travels to the fish's cells.

If fish can breathe underwater, then why do some fish, like dolphins and whales, swim to the surface of the ocean? Because dolphins and whales aren't fish at all! They are mammals, just like humans.

Dolphins and whales are similar to humans in many ways: They give birth to live babies instead of laying eggs, are warm-blooded and have lungs for breathing air. When a whale or dolphin surfaces, it breathes air through its nose (commonly called a "blowhole") on the top of its head.

  • There are more species of fish than all the species of amphibians, reptiles, birds and mammals combined.
  • Fish have been on the earth for more than 450 million years.
  • The largest fish is the great whale shark, which can reach 50 feet in length.

Wonder Contributors

jon and Jojo from AL
for contributing questions about today’s Wonder topic!


Gill Arches

Most fishes have three or more gill arches on each side of the body. These support the gill filaments and are cartilaginous or bony and shaped like a boomerang. Each gill arch consists of an upper and a lower limb that is joined in the back. Gill filaments and gill rakers are attached to the gill arches.

The gill arches offer support for the gills as well as the blood vessels.   Arteries that enter the gills bring blood with low oxygen and a high concentration of wastes. Arteries that leave the gills contain blood with little waste that's rich with oxygen.


Schau das Video: Fisk fra Danmarks (Januar 2022).