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Schwimmblase
Die Schwimmblase ist ein Organ der Knochenfische. Sie dient dem Fisch dazu, sein spezifisches Gewicht dem des umgebenden Wassers anzugleichen, sodass er im …
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Grundfunktion und Bedeutung
Die Schwimmblase ist ein Organ der Knochenfische. Sie entsteht aus einer Ausstülpung des Vorderdarms und gilt als Weiterentwicklung der Fischlunge: Ihre Funktion wandelte sich von der Atmung zu einer hydrostatischen Aufgabe, also zur Regelung des Auftriebs im Wasser.
Sie hilft dem Fisch, sein spezifisches Gewicht an das umgebende Wasser anzugleichen. Dadurch kann er ohne ständiges Schwimmen im Wasser schweben und Energie sparen. Weil die Schwimmblase dorsal, also oben im Körper, liegt, befindet sich der Massenmittelpunkt unter dem Volumenmittelpunkt. Das stabilisiert die Lage des Fisches.
Die meisten Knochenfische haben eine Schwimmblase. Die Groppe besitzt beispielsweise keine und bewegt sich meist am Boden. Andere nicht am Boden lebende Fische ohne Schwimmblase müssen ihren Auftrieb anders erzeugen: Haie durch ständiges Schwimmen, der Mondfisch (Mola) durch ein reduziertes Knochenskelett und Fettspeicherung.
Auftrieb bei Tiefenänderungen
Wasser hat etwa die 800-fache Dichte und etwa die 55-fache Viskosität von Luft. Da tierische Gewebe dichter als Wasser sind, würden wasserlebende Tiere ohne besondere Anpassungen absinken. Weniger dichte Gewebe oder Organe wie die Schwimmblase bringen die Gesamtdichte näher an die Dichte des Wassers.
Beim Abtauchen muss ein Fisch Gas in die Schwimmblase sezernieren, damit deren Volumen und Dichte konstant bleiben. Beim Auftauchen muss er Gas abgeben: Sonst vergrößert sich das Blasenvolumen, die Dichte des Fisches nimmt ab und er könnte zur Oberfläche schießen.
Ähnlich nimmt ein freitauchender Mensch viel Luft in der Lunge vor allem für tiefes Abtauchen mit. Gerätetaucher regeln den Auftrieb ihrer Tarierweste bei Tiefenänderungen durch Luftzufuhr oder Luftablassen und atmen beim Auftauchen sicherheitshalber aus.
Füllung und Entleerung
Für die Füllung gibt es zwei Mechanismen. Physostomen schlucken Luft; diese gelangt über den Darm in die Schwimmblase. Physoklisten erhalten Gas gelöst über Blutgefäße, die es von den Kiemen transportieren; sie leben in der Regel in tieferen Gewässern. Viele Physoklisten sind als Jungtiere zunächst Physostomen. Auch bei ihnen wird die Schwimmblase daher zunächst durch Luftschlucken gefüllt.
Im Wundernetz der Schwimmblase verhindert passive Diffusion von Sauerstoff aus arteriellen, O₂-reichen Kapillaren zu venösen, O₂-armen Kapillaren, dass O₂ aus der Schwimmblase in das Blut übertritt; bereits übergetretener Sauerstoff wird zurückgeführt. Dies beruht auf dem Gegenstromprinzip. Der dafür wichtige Scheitel liegt im sogenannten Roten Körper an der Schwimmblase und ist mit einem gebogenen Schlauch vergleichbar, durch den O₂ diffundieren kann.
Der hohe O₂-Gehalt der Schwimmblase entsteht durch den obligat anaeroben, also glykolytischen, Stoffwechsel der Epithelzellen der Gasdrüse. Dabei gebildetes Lactat bewirkt den Aussalzeffekt und den Bohr-Effekt: Es vermindert die O₂-Löslichkeit des Blutes und senkt den pH-Wert. So entsteht ein O₂-Gradient, der die Schwimmblase füllt.
Physostomen geben Sauerstoff über den Ductus pneumaticus ab, eine Verbindung zwischen Schwimmblase und Kiemendarm und damit zur Außenwelt. Physostome Störe besitzen weder Oval noch Roten Körper, können ihr Schwimmblasenvolumen aber langsam auch ohne Luftschlucken oder Luftabgeben regulieren. Physoklisten nutzen zur Entleerung das Oval, einen stark durchbluteten Bereich der Schwimmblase, in dem Gas ins Blut resorbiert wird. Muskeln steuern dabei die Oberfläche des Ovals und damit die Sauerstoffresorption.
Weitere Aufgaben im Körper
Die Schwimmblase kann Schall erzeugen. Dazu wird sie durch innere oder äußere Muskulatur bewegt. Innere, auch intrinsische Trommelmuskeln, liegen in der Schwimmblasenwand, etwa bei Krötenfisch und Knurrhahn. Äußere, extrinsische Trommelmuskeln haben mindestens einen Ansatz außerhalb der Schwimmblase. Beim direkten Typ setzen die Muskeln an der Schwimmblase an, beispielsweise am Querfortsatz der Wirbelsäule; ein Beispiel ist der Antennenwels. Beim indirekten Typ setzen die Muskeln nicht an der Schwimmblase an, beispielsweise bei Piranhas. Manche Welsfamilien besitzen einen Springfederapparat.
Als Teil des Hörorgans kann die Schwimmblase über den Weberschen Apparat Schallwellen zum Innenohr leiten.
Sie kann außerdem primär oder sekundär als Atmungsorgan dienen. Das ermöglicht manchen Fischen das Überleben in Dürreperioden oder bei niedrigem Sauerstoffgehalt des Wassers, zum Beispiel Arapaima und Knochenhecht (Lepisosteus).
Nutzung durch Menschen
In einigen asiatischen Kulturen gelten Schwimmblasen größerer Fische als Delikatesse. In China heißen sie maw 花 膠 / 鱼鳔 und werden in Suppen oder Eintöpfen serviert.
Die Lebensmittelindustrie nutzt Schwimmblasen als Kollagenquelle, beispielsweise als Schönungsmittel für Weine. Sie sind außerdem der Hauptrohstoff für Fischleim, der etwa bei der Herstellung von Kompositbögen seit der Bronzezeit verwendet wurde. Früher wurden Schwimmblasen auch zur Herstellung von Kondomen genutzt.
