Atmung unter Wasser – Die faszinierende Technik der Wasserkäfer

Wasserkäfer, darunter der Gelbrandkäfer, der Blatthornkäfer oder der Gemeine Schwimmkäfer,  haben eine faszinierende Atemtechnik entwickelt, die es ihnen ermöglicht, längere Zeit unter Wasser zu bleiben. Diese Technik basiert auf der Speicherung von Luft unter ihren Flügeln, genauer gesagt unter den sogenannten Elytren (den verhärteten Vorderflügeln). Sie wird „Physikalische Kiemenatmung“ genannt.

Diese Bezeichnung rührt daher, dass die Luftblase, die unter den Elytren gespeichert wird, eine ähnliche Funktion wie Kiemen übernimmt, indem sie den Gasaustausch (Sauerstoffaufnahme und Kohlendioxidabgabe) ermöglicht. Die physikalische Kiemen wirkt dabei wie eine Art „temporäre Lunge“, die den Käfer mit Sauerstoff versorgt, während er sich unter Wasser aufhält.

So funktioniert die Physikalische Kiemenatmung:

Luftaufnahme 

Wenn ein Wasserkäfer an die Wasseroberfläche kommt, richtet er seinen Hinterleib nach oben und nimmt mit seinen Atemöffnungen (Spirakeln), die sich am Hinterleib befinden, Luft auf. Die Käfer neigen dabei häufig den Körper so, dass die Luft direkt unter die Elytren gezogen wird.

Luftspeicherung

Die aufgenommene Luft wird unter den Elytren gespeichert, wo sie einen Luftfilm bildet. Dieser Luftvorrat bleibt unter den Flügeln haften, da die Elytren die Luft in einer schützenden Blase umschließen.

Atmung unter Wasser

Während der Käfer unter Wasser ist, diffundiert der im Wasser gelöste Sauerstoff in diese Luftblase, wodurch die Käfer weiterhin atmen können, ohne sofort zur Oberfläche zurückkehren zu müssen. Gleichzeitig wird das in der Blase enthaltene Kohlendioxid ins Wasser abgegeben.

Luftauffrischung

Sobald der Sauerstoffvorrat in der Luftblase erschöpft ist, muss der Käfer zur Wasseroberfläche zurückkehren, um frische Luft aufzunehmen. Dieser Prozess kann mehrfach wiederholt werden, was den Wasserkäfern erlaubt, längere Zeit unter Wasser zu verbringen, während sie auf Nahrungssuche gehen oder sich vor Feinden verstecken.

Diese Methode der Luftspeicherung und Nutzung unter den Elytren erlaubt den Wasserkäfern längere Zeit unter Wasser zu verbringen, während sie auf Nahrungssuche gehen oder sich vor Feinden verstecken und macht sie zu effektiven Jägern und Überlebenskünstlern in aquatischen Lebensräumen.

Wie atmen die Käfer im Winter?

Nicht alle Wasserkäfer überwintern im Teich, doch die Käfer, die am Teichgrund verbleiben oder sich im Schlamm eingraben, haben auch hier eine raffinierte Methode entwickelt: Während der Überwinterung verlangsamt sich der Stoffwechsel der Wasserkäfer drastisch, nur noch sehr geringe Mengen an Sauerstoff werden benötigt.

Nun nutzen die Käfer das Prinzip der Diffusion, also den Prozess, bei dem Moleküle (in diesem Fall Gase) sich von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration bewegen, bis ein Gleichgewicht erreicht ist. So kann Sauerstoff, der im Wasser gelöst ist, durch die Körperoberfläche ins Innere des Körpers gelangen, während Kohlendioxid aus dem Körper abgegeben wird.

Diese Art der Atmung ist nicht besonders effizient und reicht nicht aus, um einen aktiven Käfer mit ausreichend Sauerstoff zu versorgen. Für die Zeit der Überwinterung reicht sie aber aus. 

Autorin: Caroline Haller für www.einrichtungsbeispiele.de