Die Atmung ist ein lebenswichtiger Prozess für alle Lebewesen, bei dem Sauerstoff aufgenommen und Kohlendioxid abgegeben wird.
Bei Insekten erfolgt die Tracheenatmung über ein verzweigtes Röhrensystem. Die Luft gelangt durch kleine Öffnungen, die Stigmen, direkt in die Tracheen. Von dort wird der Sauerstoff zu allen Organen und Geweben transportiert. Anders als bei Menschen haben Insekten kein geschlossenes Kreislaufsystem - die Tracheenatmung ermöglicht eine direkte Versorgung der Zellen mit Sauerstoff. Obwohl Insekten ein einfaches Herz besitzen, dient dieses hauptsächlich der Hämolymphbewegung und nicht dem Gasaustausch.
Bei Fischen findet die Atmung über Kiemen statt. Der Aufbau der Kiemen ist hochspezialisiert: Zahlreiche feine Kiemenblättchen vergrößern die Oberfläche und ermöglichen einen effizienten Gasaustausch mit dem umgebenden Wasser. Die Kiemenatmung funktioniert, indem sauerstoffreiches Wasser durch den Mund aufgenommen und über die Kiemen geleitet wird. Dabei wird Sauerstoff aus dem Wasser ins Blut aufgenommen und Kohlendioxid ans Wasser abgegeben. Die Steuerung der Atmung erfolgt bei Fischen automatisch über das Atemzentrum im Gehirn, das die Atemfrequenz an den Sauerstoffbedarf anpasst. Der normale CO2-Gehalt im Wasser spielt dabei eine wichtige Rolle für die Atmungseffizienz. Die äußere Atmung beschreibt dabei den Gasaustausch zwischen Kiemen und Umgebung, während die innere Atmung den Austausch zwischen Blut und Gewebe bezeichnet.
