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Schwimmblase

Schwimmblase einer Rotfeder

Die Schwimmblase ist ein Organ der Knochenfische. Sie dient dazu, das spezifische Gewicht des Fisches dem des umgebenden Wassers anzugleichen, sodass der Fisch im Wasser schweben kann. Sie wird aus einer Ausstülpung des Vorderdarms der Fische gebildet.

Die meisten Knochenfische besitzen eine Schwimmblase. Eine Ausnahme macht zum Beispiel die Groppe, sie bewegt sich deshalb meist nur am Boden. Fische, die über keine Schwimmblase verfügen und trotzdem nicht zu den Bodenfischen zählen, beispielsweise die Haie, müssen durch ständiges Schwimmen Auftrieb erzeugen.

Füllung der Schwimmblase

Es gibt zwei Mechanismen zur Füllung der Schwimmblase:

• über Abschlucken von Luft, die über den Darm in die Schwimmblase gelangt
• Fische in mehreren 100 Metern Tiefe füllen und leeren ihre Schwimmblase über Adern, die mit den Kiemen verbunden sind.

Im sogenannten Wundernetz der Schwimmblase kommt es zu folgenden Prozessen: Durch passive Diffusion von Sauerstoff aus arteriellen (O₂-reichen) Kapillaren zu venösen (O₂-armen) Kapillaren wird verhindert, dass O₂ aus der Schwimmblase in das Blut übertritt bzw. wird dieser wieder zurückgeführt. Das Prinzip dahinter ist das Gegenstromprinzip, bedingt durch einen Scheitel, der an der Schwimmblase liegt, vergleichbar mit einem gebogenen Schlauch, durch den O₂ diffundieren kann.

Der hohe O₂-Gehalt der Schwimmblase wird über den obligat anaeroben (glykolytische) Stoffwechsel in den Epithelzellen der Gasdrüse in die Schwimmblase erzeugt. Das hier glykolytisch gebildete Lactat hat 2 Effekte: Aussalzeffekt und Bohr-Effekt. Das Lactat vermindert zum einen die O₂-Löslichkeit des Blutes, zum anderen wird die pH-Wert durch Lactat gesenkt. Durch die beiden Effekte entsteht ein O₂-Gradient, der die Schwimmblase füllt.

Entleerung der Schwimmblase

Zur Entleerung der Schwimmblase gibt es zwei verschiedene Wege:

• Die Physoclisten verwenden das sogenannte Oval, ein stark durchbluteter Bereich der Schwimmblase, um Gas wieder in die Blutbahn zu resorbieren. Die Oberfläche des Ovals und die damit verbundene Sauerstoffabgabe wird über Muskeln kontrolliert.
• Die Physostomen verwenden den sogenannten Ductus pneumaticus, eine Verbindung von Schwimmblase und Darm (und damit eine Verbindung zur Außenwelt), um den Sauerstoff abzugeben.

Funktionsweise

Beim Aufwärtsschwimmen dehnt sich die Schwimmblase, da Gas in die Schwimmblase abgegeben wird. Der Wasserdruck, der auf dem Körper lastet, wird dadurch geringer, d. h. die Schwimmblase dehnt sich aus. Somit lässt der Druck auf der Schwimmblase nach. Da Luft in gewissem Maße zusammengedrückt werden kann, dehnt sich die in der Schwimmblase befindliche Luft auch etwas aus, wenn der Druck auf die Schwimmblase nachlässt. Dadurch wird der Rauminhalt des ganzen Körpers größer. Bei gleichem Gewicht hat der Fisch dann eine größere Wasserverdrängung.

Die Schwimmblase als lautbildendes Organ

Die Schwimmblase kann über innere oder äußere Muskulatur auch zur Lautbildung eingesetzt werden.

• Innere (intrinsische) Trommelmuskeln (Ton-Muskel oder sonische Muskel) befinden sich in der Schwimmblasenwand bei Krötenfisch und Knurrhahn
• Äußere (extrinsiche) Trommelmuskeln (zumindest ein Ansatz an Strukturen außerhalb der Schwimmblase)
  • Direkter Typ: Die Muskeln setzen an der Schwimmblase an, z. B. am Querfortsatz der Wirbelsäule, z. B. Antennenwels
  • Indirekter Typ: Die Muskeln setzen nicht an der Schwimmblase an, z. B. Piranhas. Manche Welsfamilien besitzen einen Springfederapparat.

Die Schwimmblase als Atmungsorgan

Sekundär kann die Schwimmblase auch zu einem Atmungsorgan umgewandelt worden sein, was diese Fische dazu befähigt, auch in Dürreperioden oder bei niedrigem Sauerstoffgehalt des Wassers zu überleben. Dies ist z. B. bei Arapaima oder Lepisosteus der Fall.