Haben Fische Schwierigkeiten beim Atmen?

Fische atmen mit ihren Kiemen, doch für viele von ihnen ist dies im wahrsten Sinne des Wortes nur die halbe Wahrheit. Die Schwierigkeit, Sauerstoff aus dem Wasser zu gewinnen, ist der entscheidende Faktor, der die Evolution der Fische prägt. Landtiere sind meist derselben Sauerstoffkonzentration ausgesetzt, während Fische in Gewässern mit stark unterschiedlichem und sich rasch änderndem Sauerstoffgehalt leben müssen. Zudem enthält Wasser viel weniger Sauerstoff als Luft, und die Sauerstoffdiffusion im Wasser verläuft um Größenordnungen langsamer als in der Luft. Daher war die Evolution der Fische gezwungen, kreative Wege zu finden, um

1. den Sauerstoffgehalt des Blutes auf eine Weise aufzufüllen, die ohne die Kiemen auskommt, und
2. den Sauerstoffverlust aus den roten Blutkörperchen zu verhindern, wenn diese sauerstoffarmem Wasser ausgesetzt sind.

In unserem jüngsten Übersichtsartikel  legen wir dar, dass sich eine dieser Anpassungen – das sogenannte sekundäre Gefäßsystem (SVS) – ursprünglich entwickelt hat, um beide Aufgaben zu erfüllen. Später entwickelten sich einige Fische zu Landtieren. Bei diesen Tieren ist der Nachfolger des SVS heute als lymphatisches Gefäßsystem bekannt. Bei Säugetieren wie dem Menschen resorbieren die Lymphgefäße Flüssigkeit, die aufgrund des hohen intravaskulären Drucks aus den Blutgefäßen austritt. Fische haben keinen so hohen Blutdruck wie Säugetiere, und in ihren Körpern treten nicht die hohen hydrostatischen Druckunterschiede auf, wie sie beim Menschen vorkommen. Brauchen sie überhaupt Lymphgefäße? Das Lymphsystem spielt bei allen Infektionskrankheiten sowie bei Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen eine wichtige Rolle. Da Biomediziner immer mehr Forschung an Zebrafischen betreiben, erscheint es wichtig, die Anatomie und Funktionsweise ihres Gefäßsystems zu verstehen! Um 1980 kam es unter Fischforschern zu einer Kontroverse: Einige bestritten, dass Fische ein Lymphsystem besitzen, während andere Beweise dafür vorlegten. Diese Kontroverse ist jedoch viel älter, denn bereits vor mehr als 100 Jahren gab es widersprüchliche Befunde. Die Frage, ob Fische Lymphgefäße besitzen und in welcher Beziehung diese zum sekundären Gefäßsystem von Fischen stehen, taucht regelmäßig auf Tagungen der Gefäßbiologie auf. Gleichzeitig gibt es in der wissenschaftlichen Literatur kaum Belege zu dieser Kontroverse. Gute Wissenschaftler sind von Natur aus vorsichtig, und alle haben stets auf weitere Daten gewartet, bevor sie Stellung bezogen haben. Wir hatten schließlich genug davon und beschlossen, den aktuellen Stand der Dinge zu dokumentieren. Gemeinsam mit unseren Kollegen aus Deutschland und Schweden haben wir eine einvernehmliche Interpretation der Daten erarbeitet. Auch wenn wir uns nicht in allen Punkten zu 100 % sicher sind, ist unser Modell eines koexistierenden und sich teilweise überschneidenden sekundären Gefäßsystems (SVS) und lymphatischen Gefäßsystems mit den meisten verfügbaren Daten vereinbar. Wichtig ist, dass das Modell bei der Konzeption neuer Forschungsvorhaben hilft. Wir freuen uns, bekannt geben zu können, dass dieser Übersichtsartikel über das Gefäßsystem von Fischen nun in der renommierten Fachzeitschrift Biological Reviews veröffentlicht wurde: https://doi.org/10.1111/brv.13114  . Vielen Dank an alle, die an diesem Projekt mitgewirkt haben! Mit 26 Seiten, 8 Abbildungen und 263 Literaturangaben, die den Zeitraum von 1845 bis 2024 abdecken, ist dies bislang unser umfangreichster Übersichtsartikel.