Wasserspinne ( Argyroneta aquatica )
Atmung nach dem Prinzip der physikalischen Kieme
Unter den Spinnen hat es nur die Wasserspinne geschafft, ständig unter Wasser leben zu können. Oberflächlich betrachtet hat sie wenige Änderungen erfahren. Die Beine sind unverändert und ermöglichen nur ein Klettern bzw. Laufen zwischen den Wasserpflanzen. Und deswegen findet man sie auch nur in stark verkrauteten Tümpeln, meistens in denen mit moorigem Untergrund.
Wasserspinne   Nur am Hinterleib befindet sich ein dichter Besatz von speziellen Härchen mit hydrophoben Eigenschaften. Sie verhindern das Eindringen von Wasser. Strecken die Spinnen ihren Hinterleib aus dem Wasser, so nehmen sie einen Luftvorrat mit, der die Atmung ermöglicht. Man erkennt es am silbrigen Glanz des Hinterleibes.
Diffusion:
Kommen zwei Stoffe nebeneinander in unter-schiedlichen Konzentra-tionen vor, d.h. gibt es ein Konzentrationsgefälle, so "wandert" der Stoff von der höheren Konzentra-tion zur tieferen, bis die Konzentrationen überall gleich sind. Dieses ge-schieht ohne Einwirkung von außen, also z.B. ohne Rühren oder Schütteln. Ursache ist die Bewegung der kleinsten Teilchen eines Stoffes. Man spricht von Diffusion und vom Diffundieren.
Aus diesem Luftvorrat nehmen sie den Sauerstoff für die Atmung. Erneuert wird er nach dem Prinzip der physika-lischen Kieme, da die Luft vom Wasser nicht durch eine Membran getrennt ist, die den Gasdurchtritt hemmen würde. Da das Wasser mit der Luft in Verbindung steht, lösen sich die Gase der Luft ( Sauerstoff und Stickstoff ) auch im Wasser. Das Tier veratmet einen Teil des Sauerstoffs aus der Gasblase. Dadurch wird dessen Konzentration geringer als der des im Wasser gelösten Sauerstoffs. Nun dringt nach dem Prinzip der Diffusion Sauerstoff aus dem Wasser in die Gasblase, der dann wiederum veratmet werden kann. Erst nach einer geraumen Zeit muss das Tier an die Wasserober- fläche und diesen Gasvorrat erneuern.   Wasserspinnen
Um das zu vermeiden, hat die Spinne einen weitereren Trick entwickelt: Sie legt unter Wasser eine Taucherglocke an. Sie webt zuerst aus Spinnfäden einen Teppich , der an den umgebenden Pflanzen befestigt wird. Dann transportiert sie Luft von der Wasseroberfläche unter diesen Teppich, der sich dadurch nach oben ausbuchtet und Glockenform an-nimmt. Durch wiederholte Transporte können sich beträcht-liche Luftmengen in derTaucherglocke befinden.
In solch einer Taucherglocke lauert sie auf Beutetiere, hier frisst sie, hier paart sie sich. In speziellen häutet sie sich und in anderen überwintert sie. 		 

Wasserspinne mit Taucherglocke

Warum muss die Wasserspinne eigentlich immer wieder ihren Gasvorrat an der Luft erneuern?
Dazu müssen wir uns die Wirkungsweise der physikalischen Kieme genauer ansehen:
Die Luft ist ein Gasgemisch und besteht im Wesentlichen zu 21% aus Sauerstoff und zu 78% aus Stickstoff. Sauerstoff und Stickstoff haben einen entsprechenden Anteil am Gesamtluftdruck: Deswegen spricht man von den Partialdrucken von Sauerstoff bzw. Stickstoff. Diese beiden Gase lösen sich im Wasser ungefähr (!) gleich gut. Dadurch sind dort die Partialdrucke ungefähr genau so hoch wie in der Luft.

Taucht die Spinne etwas tiefer ab, so drückt der Wasserdruck die Gasblase etwas zusammen, der Druck in ihr erhöht sich etwas. Dadurch erhöhen sich die Partialdrucke von Sauerstoff und Stickstoff. Jetzt sind diese höher als die im Wasser. Also diffundiert Sauerstoff und Stickstoff aus der Gasblase in das Wasser hinein. Dadurch wird sie kleiner.

Durch die Atmung nimmt aber die Menge des Sauerstoffs im Luftvorrat der Spinne schnell ab. Der Partialdruck des Sauerstoff sinkt so weit, dass der im Wasser höher ist. Deswegen diffundiert er nun in die Gasblase ein.
Das von der Spinne mit der Atmung abgegebene Kohlendioxid ist im Wasser so gut löslich, dass es sofort aus der Gasblase verschwindet und nicht weiter betrachtet werden muss.

Durch die Diffusion kann der veratmete Sauerstoff nicht voll ersetzt werden, deswegen sinkt sein Anteil in der Gasblasel. Entsprechend steigt der Anteil des Stickstoffes. Der Stickstoff-Partialdruck erhöht sich jetzt so weit, dass er höher als der im Wasser ist. Dadurch diffundiert Stickstoff aus der Gasblase heraus ins Wasser. Es geht Stickstoff verstärkt verloren. Die gesamte Gasblase wird also auf Dauer immer kleiner, zuletzt ist sie so klein, dass sie an der Wasseroberfläche oder in der Taucherglocke erneuert werden muss. Im Grunde muss also nicht der Sauerstoff, sondern der Stickstoff erneuert werden.

Partialdruck:
Jedes Gas hat einen be-stimmten Anteil am Luft-druck. Man spricht des-wegen vom Partialdruck des Sauerstoffes und dem des Stickstoffes.
Diese verhalten sich wie die prozentualen Anteile der betreffenden Gase zum Gesamtgasgemisch. Haben wir einen z.B. einen Luftdruck von 760 Torr, so ist der Partialdruck von Sauerstoff 160 , der von Stickstoff 593 Torr.
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