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abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere 07:41 min

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Transkript abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere

Hallo! Bestimmt fandest du es im Winter schon einmal eisig kalt. Oder dir war ziemlich heiß im Sommer. Du kannst dir eine warme Jacke und Mütze anziehen, wenn dir kalt ist, oder ins kalte Wasser springen, wenn du Abkühlung brauchst. Aber hast du mal darüber nachgedacht, wie Tiere mit wechselnden Temperaturen umgehen?

Im Tierreich gibt es nämlich die unterschiedlichsten Strategien, durch die Tiere an den Faktor Temperatur angepasst sind. Und welche das sind, wirst du in diesem Video sehen.

RGT-Regel

Hast du eine Idee, warum die Temperatur überhaupt so einen wichtigen Einfluss auf das Leben der Tiere hat? Das liegt daran, dass alle biochemischen Reaktionen, wie z.B. Enzymreaktionen, temperaturabhängig sind. Aber auch physikalische Reaktionen wie die Diffusion sind temperaturabhängig.

Alle chemischen Reaktionen laufen bei niedrigen Temperaturen langsamer ab als bei höheren. Es gilt allgemein die so genannte RGT-Regel, die Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel. Diese sagt aus, dass eine chemische Reaktion bei einer Temperaturerhöhung von 10°C doppelt so schnell abläuft.

Ober- und Untergrenze vom Leben

Die Temperatur-Obergrenze für Leben ist die Temperatur, bei der Proteine denaturieren, denn damit verlieren z.B. Enzyme ihre Wirksamkeit. Das passiert bei den meisten Proteinen bei Temperaturen über 45°C. Allerdings gibt es auch thermophile Bakterien, die in heißen Quellen leben und damit Temperaturen von über 80°C ertragen können. Diese besitzen dann veränderte Proteine, die sehr temperaturstabil sind. Auch einige höheren Tiere können in Lebensräumen mit sehr hohen Temperaturen leben.

Die Untergrenze für Leben ist der Gefierpunkt des Wassers. Wasser gefriert bei 0°C. Flüssiges Wasser ist wichtig für alle zellulären Reaktionen. Einige Organismen können den Gefrierpunkt des Wassers herabsetzen und so bei Temperaturen von unter 0°C überleben. Der Arktisdorsch erreicht dies beispielsweise durch erhöhte Glycerin-Konzentrationen in seinen Körperflüssigkeiten. Das funktioniert ähnlich wie das Streuen von Salz im Winter, um das Gefrieren von Wasser auf der Straße zu verhindern.

Gleichwarme Tiere

Tiere haben zwei ganz unterschiedliche Strategien entwickelt, um bei wechselnden Temperaturen zu überleben. Gleichwarme Tiere halten ihre Körpertemperatur nahezu konstant. Sie werden auch als gleichwarm oder homoiotherm bezeichnet. Dazu gehören z.B. Vögel und Säugetiere.

Sie müssen ihre Körperwärme durch den Stoffwechsel produzieren. Das bedeutet, dass sie ziemlich große Energiemengen für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur benötigen. Diesen Prozess der Aufrechterhaltung der Körpertemperatur in einem lebensfähigen Bereich nennt man Thermoregulation. Auf diese Weise ist ihr Körper und alle Zellfunktionen immer aktiv, ganz unabhängig von der Umgebungsgtemperatur.

An extreme Temperaturen können sich gleichwarme Tiere durch Regulation der Durchblutung ihrer Körperorgane anpassen. Beispielsweise weiten sich beim Menschen die Blutgefäße bei hohen Temperaturen, bei niedrigen verengen sie sich. Durch Schwitzen wird ebenso eine Regulation der Körpertemperatur möglich.

Wärmeverluste bei niedrigen Temperaturen werden bei vielen gleichwarmen Tieren durch ein so genanntes Gegenstromaustauschprinzip verhindert. Hierbei wird dem Blut, das z.B. in die Extremitäten strömt, Wärme entzogen und auf das in den Körper zurück fließende Blut übertragen. Die Wärme wird so dem Körperinneren wieder zugeführt und auf diese Weise der Wärmeverlust gering gehalten.

Einige gleichwarme Tiere wie Igel oder Fledermäuse überbrücken die kalte Jahreszeit mit einem Winterschlaf. In diesem Zustand ist die Körpertemperatur herabgesetzt und der Stoffwechsel und damit der Energieverbrauch minimiert. Auf diese Weise überleben die Tiere die Nahrungsknappheit im Winter.

Wechselwarme Tiere

Wechselwarme Tiere passen ihre Körpertemperatur der Umgebungstemperatur an. Man nennt diese Tiere auch als poikilotherm. Fische, Amphibien, Reptilien und alle wirbellosen Tiere wie Insekten oder Weichtiere sind wechselwarm.Sie beziehen ihre Körperwärme aus der Umgebung. Bestimmt hast du schon einmal einen Frosch oder eine Eidechse beim Sonnenbaden gesehen, oder?

Auf diese Weise brauchen sie zwar wenig Energie, allerdings hängt ihre körperliche und zelluläre Aktivität auch sehr stark von der Außentemperatur ab. Wird die minimale Temperatur unterschritten, treten diese Tiere in eine Kältestarre ein, in welcher die Tiere passiv weiterleben können.

Bei Überschreitung der maximalen Temperaturen kommt es zunächst zur Hitzestarre, die wiederum ein passives Überleben ermöglicht, bevor aber auch die wechselwarmen Tiere bei zu hohen Temperaturen absterben. Wechselwarme Tiere wie z.B. Insekten oder Reptilien kommen in den Erdregionen in besonders großer Vielfalt vor, in denen die Temperatur gleichbleibend hoch ist, wie z.B. in den Tropen.

Zusammenfassung

Du hast jetzt gesehen, wie Tiere tiefen Temperaturen begegnen: Sie können sich keine Jacken und Mützen anziehen; stattdessen erhöhen sie die Glycerin-Konzentration in den Körperflüssigkeiten, machen Winterschlaf oder fallen in eine Kältestarre.

Erhöhte Temperaturen werden nicht durch einen Sprung ins kalte Wasser sondern z.B. durch hitzestabile Proteine, durch Regulation der Durchblutung oder eine Hitzestarre ertragen. Alle diese Reaktionen sind natürlich auch davon abhängig, ob ein Tier gleich- oder wechselwarm ist. Tschüss!

4 Kommentare
  1. Hallo Samaryaziji123,
    ich habe Aufgabe 1 gerade ausprobiert und bei mir funktioniert sie ohne Probleme. Du musst alle abgebildeten Tiere den beiden Zentralbegriffen (wechselwarm und gleichwarm) zuordnen. Dafür klickst du erst auf ein Tier und dann auf den entsprechenden Zentralbegriff. Es dürfen keine Tiere unten übrig bleiben.
    Wenn die Aufgabe immer noch nicht klappt, wende dich bitte an unser Support-Team (E-Mail: support@sofatutor.com Telefon: 030 - 515 88 22 20).
    Beste Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor etwa 2 Monaten
  2. IRGEND WAS STIMMT NICHT BEI MIR GEHT DE ERSTE ÜBUNG NICHT DIE SAGEN DU MUSST ALLE KÄRTCHEN BENUTZEN. (DANKE FÜR KEINE ÜBUNG IN IRONISCH )

    Von Samaryaziji123, vor etwa 2 Monaten
  3. War ganz gut, wurde nu etwas zu schnell erklärt. Aber dafür kann ich das Video ja anhalten oder zurückspulen.
    Danke!

    Von Franz K., vor fast 2 Jahren
  4. Super !

    Von Marcel Freibuchner, vor fast 6 Jahren

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abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere kannst du es wiederholen und üben.

  • Nenne Möglichkeiten, wie sich Tiere vor zu niedrigen Temperaturen schützen können.

    Tipps

    Durch das Weiten der Blutgefäße kann Wärme besser abgegeben werden.

    Eine Erhöhung der Konzentration von Glycerin wirkt ähnlich wie das Streuen von Salz im Winter.

    Lösung

    Tiere haben verschiedene Möglichkeiten gefunden, um sich vor zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen zu schützen.

    Einige gleichwarme Tiere überbrücken die kalte Jahreszeit durch Winterschlaf. Wechselwarme Tiere können durch eine Kältestarre niedrige Temperaturen passiv überleben. Einige Fische, z.B. der Polardorsch, bilden eine erhöhte Glycerinkonzentration in den Körperflüssigkeiten, die dadurch bei Temperaturen unter 0 °C nicht gefrieren. Das funktioniert ähnlich wie beim Streuen von Salz im Winter, wodurch das Gefrieren des Wassers verhindert wird.

    Zu hohe Temperaturen können wechselwarme Tiere durch Hitzestarre passiv überstehen. Bei Hitze regulieren gleichwarme Tiere ihre Durchblutung durch Weiten der Blutgefäße. Dadurch wird die Wärme schneller abgegeben.

    Thermophile Bakterien leben in heißen Quellen. Sie bilden hitzestabile Proteine aus und können dadurch Hitze von über 80 °C ertragen.

  • Bestimme gleichwarme und wechselwarme Tiere.

    Tipps

    Die Fledermäuse gehören zu den Säugetieren.

    Der Salamander gehört wie der Frosch zu den Amphibien (Lurchen).

    Lösung

    Man unterscheidet zwischen gleichwarmen (homoiothermen) und wechselwarmen (poikilothermen) Tieren.

    Tiere, die ihre Körpertemperatur selbst regulieren und relativ konstant halten, nennt man gleichwarm. Dazu gehören alle Säugetiere, z.B. Bär, Maus, Fledermaus und alle Vögel.

    Tiere, die ihre Körpertemperatur nicht regulieren können, nennt man wechselwarm. Zu ihnen gehören Fische, Amphibien (z.B. Frösche, Salamander), Reptilien (z.B. Schildkröte) und alle wirbellosen Tiere, wie die Insekten (z.B. Schmetterlinge).

  • Beschreibe den Einfluss der Temperatur auf Tiere.

    Tipps

    Die RGT-Regel bedeutet Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel. Sie wird in der Biochemie und Ökologie angewandt.

    Bei 45 °C verlieren die Enzyme ihre Wirksamkeit.

    Denaturierung bedeutet, Moleküle, z.B. Proteine, verändern ihre Struktur, z.B. durch Hitze, und verlieren dadurch ihre biologische Funktion.

    Lösung

    Die Temperatur ist ein abiotischer Umweltfaktor mit großem Einfluss auf Tiere. Biochemische Reaktionen, wie z.B. die Enzymreaktionen, sind temperaturabhängig. Aber auch die physikalischen Reaktionen, wie z.B. die Diffusion, sind temperaturabhängig.

    Alle Reaktionen laufen bei niedrigen Temperaturen langsamer ab und bei hohen Temperaturen bis zu einer Obergrenze schneller.

    Die RGT-Regel, Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel, besagt, dass chemische Reaktionen bei einer Temperaturerhöhung von 10 °C mindestens doppelt so schnell ablaufen.

    Die Temperaturobergrenze für die Enzymaktivität liegt bei 45 °C. Bei dieser Temperatur denaturieren die Proteine. Das bedeutet, sie verändern sich und verlieren ihre biologische Funktion. Enzyme verlieren ihre Wirksamkeit.

    Die Temperaturuntergrenze für das Leben ist der Gefrierpunkt des Wassers bei 0 °C. Flüssiges Wasser ist lebensnotwendig für Tiere.

  • Analysiere Möglichkeiten des Temperaturausgleichs bei Bienen.

    Tipps

    Bei Hitze verdunstet das Wasser.

    Durch Muskelbewegung kann Wärme erzeugt werden.

    Lösung

    Durch soziale Verhaltensweisen können staatenbildende Insekten extremen Temperaturen entgehen. Bienen haben dafür unterschiedliche Strategien entwickelt.

    So ballt sich bei Kälte im Winter das Bienenvolk zu einer großen Traube zusammen. Durch das enge Zusammenrücken wird schützende Wärme erzeugt. Um das Brutnest vor Kälte zu schützen, haben Bienen eine weitere Strategie entwickelt. Sie zittern mit ihrer Flugmuskulatur und erzeugen dadurch Wärme.

    Bei Hitze verschaffen sich die Bienen Kühlung durch Flügelschlagen. Zusätzlich tragen sie Wasser in ihre Nester. Durch die Verdunstung des Wassers entsteht eine Kühlung, die durch den Wind beim Flügelschlagen noch erhöht wird.

  • Ermittle die Eigenschaften wechselwarmer Tiere.

    Tipps

    Wechselwarme Tiere sind auf Wärme bzw. Kühlung von außen angewiesen.

    Lösung

    Gleichwarme Tiere haben eine innere Körpertemperatur von 35 °C bis 44 °C. Sie schwankt nur um ca. 1 °C. Die äußere Körpertemperatur ist nicht so konstant. Gleichwarme Tiere müssen ihre Körperwärme durch Stoffwechselvorgänge erhalten. Sie benötigen große Energiemengen für die Aufrechterhaltung ihrer Körpertemperatur. Ihre Zellfunktionen sind ständig aktiv. Durch die Regulation der Durchblutung ihrer Körperorgane können sie sich extremen Temperaturen anpassen. Vögel schützen sich mit Federn, viele Säugetiere mit Fell.

    Bei wechselwarmen Tieren hängt die Körpertemperatur und damit ihre körperliche und zelluläre Aktivität stark von der Außentemperatur ab. Sie beziehen ihre Körperwärme aus der Umgebung. So nutzen sie sonnige Plätze zum Sonnenbad, um ihren Körper aufzuwärmen, um so überhaupt aktiv werden zu können. Sie können in Kältestarre oder Hitzestarre fallen, um so passiv zu überleben.

  • Ordne den Tieren ihre jeweiligen Überlebensstrategien im Winter zu.

    Tipps

    Manche Säugetiere unterbrechen ihren Schlaf, um Nahrung zu suchen, z.B. Waschbär, Dachs, Eichhörnchen, Braunbär.

    Beim Winterschlaf wird die Körpertemperatur deutlich herabgesetzt, im Gegensatz zur Winterruhe, wo dies nicht geschieht.

    Bei der Zauneidechse, der Erdkröte, dem Regenwurm, dem Karpfen und dem Frosch handelt es sich um wechselwarme Tiere. Erinnerst du dich, welche Strategie sie anwenden, um den Winter zu überstehen?

    Lösung

    Es gibt unterschiedliche Strategien von Tieren, um die kalte Jahreszeit Winter gut zu überstehen.

    Wechselwarme Tiere, wie z.B. Zauneidechse, Erdkröte, Regenwurm, Karpfen und Wasserfrosch, suchen Verstecke auf und fallen in Winterstarre (Kältestarre). Dabei sind sie bewegungsunfähig. Die Körpertemperatur und damit ihr Stoff- und Energiewechsel ist stark heruntergesetzt.

    Gleichwarme Tiere haben sehr unterschiedliche Strategien zur Überwinterung entwickelt.

    Manche gleichwarme Tiere, wie z.B. Igel, Feldhamster, Murmeltier, Haselmaus und Fledermaus, suchen sich auch Verstecke und fallen in einen durchgehenden Winterschlaf. Beim Winterschlaf sind die Lebensprozesse auf ein Minimum reduziert. Die Körpertemperatur wird herabgesetzt.

    Andere Tiere, wie z.B. Braunbär, Eichhörnchen, Dachs und Waschbär, halten Winterruhe, die sie zur Nahrungssuche zwischendurch unterbrechen. Bei der Winterruhe sind die Aktivitäten eingeschränkt. Die Körpertemperatur wird aber kaum herabgesetzt.