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Transkript abiotischer Faktor Wasser – Einfluss auf Tiere

Im Sommer musst du viel Flüssigkeit zu dir nehmen, da du durchs Atmen und Schwitzen viel Wasser verlierst. Aber warum ist Wasser eigentlich so wichtig für deinen Körper?

Das hängt mit bestimmten Eigenschaften des Wassers und der Wassermoleküle zusammen, die ich dir in diesem Video erklären möchte. Einige Tiere können z.B. in Wüsten trotz totaler Trockenheit überleben, da sie sich besonders an die dort herrschenden Bedingungen angepasst haben. Mehr darüber erfährst du jetzt!

Wassermolekül und Wasserstoffbrückenbindungen

Ein Wassermolekül ist aus einem Sauerstoffatom O und zwei Wasserstoffatomen H aufgebaut, die über kovalente Bindungen miteinander verbunden sind. Es ergibt sich die chemische Summenformel H2O. Aufgrund der beiden zusätzlich noch am Sauerstoffatom vorliegenden freien Elektronenpaare, sind die Wasserstoffatome nicht linear, sondern in einem Winkel von gut 100° an das Sauerstoffatom gebunden.

Da Sauerstoff eine höhere Elektronegativität als Wasserstoff hat, werden die Elektronen der kovalenten Bindungen stärker zum O gezogen. Das Wassermolekül ist also polar. Deshalb gibt es noch schwache Bindungen zu Nachbarmolekülen, so genannte Wasserstoffbrückenbindungen.

Diese bilden sich immer zwischen einem Sauerstoff- und einem Wasserstoffatom aus. Sie sind aber wesentlich schwächer als kovalente Bindungen und können daher ständig gelöst und geknüpft werden. Trotzdem tragen diese Wasserstoffbrückenbindungen dazu bei, dass Wasser ganz besondere Eigenschaften hat.

Besonderheiten

Andere Moleküle mit einem vergleichbaren Molekulargewicht wie Wasser sind gasförmig. Beispielweise besitzt Methan CH4 ein ähnliches Molekulargewicht wie Wasser, ist aber bei Raumtemperatur gasförmig. Das ist auf die vielen Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen zurückzuführen. Die Anziehungskräfte zwischen den Wassermolekülen bezeichnet man auch als Kohäsion.

An der Wasseroberfläche sind die Bindungen von Wassermolekülen zu den Luftmolekülen eher schwach, so dass sich eine hohe Oberflächenspannung ergibt. Wasserläufer können aufgrund dieser besonderen Eigenschaft des Wassers auf der Wasseroberfläche laufen.

Die Polarität und der flüssige Aggregatzustand machen Wasser zu einem optimalen Lösungsmittel für geladene Teilchen und andere polare Stoffe. Diese Lösungsmitteleigenschaften sind für aquatische Lebensräume mit unterschiedlichen Salzkonzentrationen wichtig, aber auch für das Lösen und den Transport von Substanzen in Körperzellen oder in Körperflüssigkeiten.

Dichteanomalie

Eine weitere Besonderheit von Wasser ist dir bestimmt schon einmal aufgefallen, wenn du vor einem zugefrorenen See standest. Das Eis, also das Wasser im festen Aggregatzustand, schwimmt immer auf der Oberfläche des Sees. Warum ist das eigentlich so?

Meist erhöht sich die Dichte eines Stoffes mit sinkender Temperatur, nicht aber bei Wasser. Wasser hat seine höchste Dichte bei 4°C. Sinkt die Temperatur weiter, nimmt die Dichte wieder ab. Das liegt daran, dass die Wasserstoffmoleküle in kühlem Wasser und Eis mehr Platz brauchen.

Es bilden sich dann nämlich immer mehr stabile Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen aus, die eine ganz bestimmte Anordnung der Wassermoleküle zueinander erfordern. Diese Gegebenheit nennt man Dichteanomalie des Wassers. Dadurch frieren Gewässer von der Oberfläche her zu und ermöglichen es Tieren in tieferen Wasserschichten zu überwintern. Die schützende Eisschicht hat dabei auch eine isolierende Wirkung.

Anpassungen zum Verringern von Wasserverlust

Du hast gesehen, wie wichtig Wasser für alle Lebewesen ist. Besonders Landtiere müssen daher gut mit dem ihnen zur Verfügung stehenden Wasser haushalten und sich an trockene Lebensräume anpassen. Du als Mensch hast z.B. Haare auf deiner Haut, die eine zu große Verdunstung verhindern. Tiere haben oftmals ein richtig dichtes Fell, das den gleichen Effekt hat. Auch Chitinpanzer von Insekten, die Federn der Vögel oder die dicke Hornhaut von Elefanten verhindert Austrocknung.

Dein Enddarm entzieht dem Nahrungsbrei Wasser, so dass möglichst wenig davon ausgeschieden wird. Deine Niere konzentriert den Primärharn zum Endharn auf, so dass auch hier der Flüssigkeitsverlust möglichst gering ist. Einige Tiere, z.B. Vögel, können ihren Kot und Urin auch noch viel weiter konzentrieren als der Mensch.

Aber tierisches Leben gibt es auch in viel extremeren Lebensräumen wie z.B. in der Wüste. Kamele können beispielsweise große Mengen an Wasser in ihrem Körper speichern und lange Perioden ohne Wasseraufnahme unbeschadet überstehen. Einige Wüstenkäfer versammeln sich in der Nacht auf Sanderhebungen, um einige feine Tropfen vom morgendlichen Tau zu sammeln.

Kängururatten entziehen der Atemluft Wasser, das sie sonst ausatmen und verlieren würden. Alle diese Anpassungen erlauben es Tieren auch in sehr trockenen Lebensräumen unserer Erde zu leben.

Zusammenfassung

Du hast jetzt einige Besonderheiten des Wassers kennen gelernt. Wassermoleküle sind polar und können untereinander Wasserstoffbrücken ausbilden. Daraus ergeben sich der flüssige Aggregatzustand, die Oberflächenspannung, die guten Lösungsmitteleigenschaften und auch die Dichteanomalie des Wassers, die alle zusammen wichtige Auswirkungen auf das Leben haben.

Daher müssen alle Lebewesen genügend Wasser aufnehmen und verhindern, dass sie zu viel Wasser verlieren. Wasserspeicherung oder eine Körperbedeckung mit Haaren sind nur einige Beispiele dieser Anpassungen an Trockenheit. Tschüss!

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