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Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere

Erfahre, warum Tiere an unterschiedliche Temperaturen angepasst sind und wie die Temperatur biochemische Reaktionen beeinflusst. Entdecke die RGT-Regel und welche Strategien Tiere entwickeln, um bei extremen Temperaturen zu überleben. Interessiert? Das und vieles mehr findest du im folgenden Text!

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Team Digital
Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere
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Grundlagen zum Thema Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere

Einfluss der Temperatur auf Tiere

Wenn dir im Winter kalt ist, ziehst du dir sicher eine dicke Jacke und eine Mütze an. Und an heißen Sommertagen kannst du eine kurze Hose und T-Shirt tragen. Je nachdem wie die Temperaturen draußen sind, gibt es bestimmt immer ein passendes Kleidungsstück in deinem Kleiderschrank, sodass dir weder zu kalt noch zu warm ist. Doch wie passen sich Tiere an unterschiedliche Temperaturen an? Sie können ja wohl kaum Jacke und Mütze anziehen, wenn sie frieren, oder Kleidungsstücke ablegen, wenn ihnen zu warm ist. Heute beschäftigen wir uns mit der Frage, welchen Einfluss die Temperatur auf die Tiere hat.

Der Umweltfaktor Temperatur

Die Temperatur ist ein abiotischer, also unbelebter, Umweltfaktor. Im Tierreich gibt es die unterschiedlichsten Strategien, durch die Tiere an wechselnde Temperaturen angepasst sind. Doch warum hat die Temperatur überhaupt einen so großen Einfluss auf das Leben der Tiere? Grund dafür ist, dass alle biochemischen Reaktionen, zum Beispiel Enzymreaktionen, temperaturabhängig sind. Auch physikalische Reaktionen, beispielsweise die Diffusion, können durch die Temperatur beeinflusst werden.

Die RGT-Regel

Allgemein gilt in der Biologie die sogenannte RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel). Diese besagt, dass eine chemische Reaktion bei einer Temperaturerhöhung um zehn Grad Celsius doppelt so schnell abläuft. Chemische Reaktionen verlaufen bei niedrigen Temperaturen demnach langsamer als bei höheren.

Temperaturobergrenzen und -untergrenzen

Heißt das, je wärmer es ist, umso besser? Nein, denn es gibt auch eine Temperaturobergrenze für Leben. Das ist die Temperatur, bei der die Proteine denaturieren und die Enzyme somit ihre Wirksamkeit verlieren. Zur Erinnerung: Enzyme sind Proteine, die den Ablauf biochemischer Reaktionen beeinflussen. Die Temperaturobergrenze ist bei den meisten Proteinen bei Temperaturen ab 45 Grad Celsius erreicht. Allerdings gibt es auch thermophile Bakterien, die in heißen Quellen leben und Temperaturen von über 80 Grad Celsius ertragen können. Sie besitzen veränderte Proteine, die sehr temperaturstabil sind.

Es gibt jedoch auch eine Temperaturuntergrenze für Leben. Diese liegt bei dem Gefrierpunkt von Wasser, also bei null Grad Celsius. Flüssiges Wasser ist wichtig für alle Reaktionen, die in den Zellen ablaufen. Doch es gibt auch Lebewesen, die bei Temperaturen unter null Grad Celsius überleben. Wie ist das möglich? Grund dafür ist, dass bei diesen Lebewesen die Körperflüssigkeit nicht gefriert. Der Polardorsch erreicht dies durch eine erhöhte Glycerinkonzentration in seinen Körperflüssigkeiten. Das ist ein ähnliches Prinzip wie das Streuen von Salz im Winter, um das Gefrieren von Wasser auf der Straße zu verhindern.

In der Abbildung siehst du die Reaktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt.

RGT- Regel

Du siehst also, die Temperatur hat einen großen Einfluss auf Lebewesen.

Anpassung von Tieren an den Umweltfaktor Temperatur

Tiere haben zwei unterschiedliche Strategien entwickelt, um bei wechselnden Temperaturen zu überleben. Es gibt gleichwarme Tiere und wechselwarme Tiere.

Gleichwarme Tiere

Gleichwarme Tiere halten ihre Körpertemperatur nahezu konstant. Sie werden auch als homoiotherme oder endotherme Tiere bezeichnet. Dazu gehören Vögel und Säugetiere, also auch wir Menschen. Die Körperwärme muss durch den Stoffwechsel produziert werden. Es sind also große Energiemengen für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur nötig. Den Prozess der Aufrechterhaltung der Körpertemperatur in einem lebensfähigen Bereich nennt man Thermoregulation. Auf diese Weise sind der Körper und damit alle Zellfunktionen gleichwarmer Tiere immer aktiv, ganz unabhängig von der Umgebungstemperatur.

Wie passen sich gleichwarme Tiere an extreme Temperaturen an?

Die Anpassung erfolgt durch eine Regulation der Durchblutung ihrer Körperorgane. Bei uns Menschen beispielsweise weiten sich bei hohen Temperaturen die Blutgefäße, bei niedrigen Temperaturen verengen sie sich. Auch durch Schwitzen ist eine Regulation der Körpertemperatur möglich.

Bei kalten Temperaturen wenden viele gleichwarme Tiere das Gegenstromaustauschprinzip an, um Wärmeverluste zu vermeiden. Hierbei wird dem Blut, das zum Beispiel in die Extremitäten fließt, Wärme entzogen und auf das in den Körper zurückfließende Blut übertragen. Die Wärme wird so dem Körperinneren wieder zugeführt, sodass möglichst wenig Wärme verloren geht.

Einige gleichwarme Tiere, wie der Igel und die Fledermaus, überbrücken die kalte Jahreszeit mit einem Winterschlaf. In diesem Zustand ist die Körpertemperatur herabgesetzt und der Stoffwechsel und damit auch der Energieverbrauch minimiert. Dadurch überleben sie die Nahrungsknappheit im Winter. Andere Tiere, wie Eichhörnchen und Waschbären, halten eine Winterruhe mit kurzen Unterbrechungen. Es existieren verschiedene Überwinterungsstrategien.

Wechselwarme Tiere

Wechselwarme Tiere passen ihre Körpertemperatur der Umgebungstemperatur an. Sie werden auch als poikilotherme oder ektotherme Tiere bezeichnet. Dazu gehören Fische, Amphibien, Reptilien und alle wirbellosen Tiere wie Insekten oder Weichtiere. Sie beziehen ihre Körperwärme aus der Umgebung. Dadurch brauchen sie zwar nur wenig Energie, aber ihre körperliche und zelluläre Aktivität ist stark abhängig von der Außentemperatur.

Wie passen sich wechselwarme Tiere an extreme Temperaturen an?

Wird die minimale Temperatur unterschritten, beispielsweise im Winter, treten wechselwarme Tiere in eine Kältestarre ein. Das ist ein bewegungsunfähiger Zustand, der ein passives Überleben bei stark herabgesetztem Stoff- und Energiewechsel ermöglicht.
Bei Überschreitung der maximalen Temperatur kommt es zunächst zur Hitzestarre. Auch hierbei wird ein passives Überleben bis zu dem Punkt gesichert, an dem die Temperaturen zu hoch sind und die Tiere sterben.

Wechselwarme Tiere, wie zum Beispiel Insekten oder Reptilien, kommen in den Erdregionen in besonders großer Vielfalt vor, in denen die Temperatur gleichbleibend hoch ist, beispielsweise in den Tropen.

Einfluss der Temperatur auf Tiere – Zusammenfassung

Nun hast du gelernt, welchen Einfluss der abiotische Umweltfaktor Temperatur auf Tiere hat und welche Strategien Tiere zur Anpassung entwickelt haben. In der Tabelle sind die eben gelernten Anpassungen zusammengefasst. Beachte, dass gleichwarme und wechselwarme Tiere verschiedene Anpassungsstrategien haben.

Anpassungen an niedrige Temperaturen Anpassungen an hohe Temperaturen
  • Erhöhung der Glycerinkonzentration
  • Winterschlaf, Winterruhe
  • Kältestarre
  • Hitzestabile Proteine
  • Regulation der Durchblutung
  • Hitzestarre
  • In diesem Video wird dir der Einfluss der Temperatur auf gleichwarme und wechselwarme Tiere einfach erklärt. Außerdem lernst du, wie die Angepasstheit von Tieren an extreme Temperaturen zustande kommt. Anschließend kannst du mit den Übungen dein Wissen über den Einfluss der Temperatur auf Tiere festigen.

    Wenn du noch mehr über abiotische Faktoren erfahren möchtest, kannst du dir die Videos Temperatur als abiotischer Faktor – Anpassung der Pflanzen, Einfluss der Temperatur auf Pflanzen oder Abiotischer Faktor Wasser – Einfluss auf Tiere ansehen. Viel Spaß!

    Häufig gestellte Fragen zum Thema Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere

    Erkläre, warum größere Tiere mehr Wärme verlieren als kleinere Tiere.
    Begründe, warum die Bergmannsche Regel nicht auf Poikilotherme zutrifft.
    Menschen sind als Säugetiere endotherm. Erkläre die Regulation der Körpertemperatur sowohl von innen als auch durch das Verhalten.
    Erkläre, welche Verhaltensweisen Kröten und Frösche zeigen, um in unseren Breiten den Winter zu überleben.
    Erkläre folgenden Befund. Eine Eidechse verzehrt pro Jahr etwa das zwei- bis vierfache ihrer eigenen Körpermasse, also ca. 20 - 40 g, während der Rotfuchs bei einer Körpermasse von 6 - 10 kg mindestens 50 Hasen, also ca. 100 kg, frisst.
    Erkläre, warum du ein rotes Gesicht bekommst, wenn dir zu warm ist.
    Erkläre den wesentlichen Unterschied zwischen dem Winterschlaf bei einem Igel und der Kältestarre bei der Zauneidechse.
    Welche der folgenden Tiere überwintern in der Kältestarre: Rotfuchs, Assel, Frosch und Karpfen.
    Welchen Einfluss hat die Temperatur auf Tiere?
    Welchen Einfluss haben Körperanhänge auf die Körpertemperatur von Tieren?
    Welche Tiere passen sich der Temperatur an?
    Wie sind Lebewesen an den Umweltfaktor Temperatur angepasst?
    Warum sind Tiere in kalten Regionen größer?
    Warum sind Tiere in kälteren Regionen häufig größer als ihre Artgenossen in wärmeren Regionen, haben dafür aber kleinere Ohren und Schwänze?
    Auf welche Tiere bezieht sich die Allensche Regel?
    Warum sind Tiere wechselwarm?
    Wie halten gleichwarme Tiere ihre Körpertemperatur?
    Ist eine Maus wechselwarm?
    Welche Tiere sind gleichwarm, welche wechselwarm?
    Warum können wechselwarme Tiere ihre Temperatur nicht halten?
    Was sind wechselwarme Tiere?
    Was sind gleichwarme Tiere?
    Ist ein Fisch ein Kaltblüter?
    Warum wird der Fisch als wechselwarmes Tier bezeichnet?
    Welche Vorteile haben gleichwarme Tiere?
    Ist der Igel ein gleichwarmes Tier?
    Was bedeutet homoiotherm?
    Warum sind Vögel gleichwarme Tiere?
    Sind Vögel gleichwarm oder wechselwarm?
    Sind alle Säugetiere gleichwarm?

    Transkript Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere

    An einem mopsig-frostigen Tag ein heißes Bad! Das tut SO gut! Sieht der Rotgesichtsmakake übrigens genauso – er verbringt an kalten Wintertagen gut und gerne einige Stunden in heißen Quellen. Na, gute Idee, lieber Rotgesichtsmakake – wir verstehen uns! Aber was haben andere Tiere eigentlich für Strategien auf Lager? Das lernst du unter anderem in diesem Video über den "abiotischen Faktor Temperatur". Dabei erfährst du, was er für einen Einfluss auf Tiere hat. Wenn es so richtig kalt draußen wird, ziehen wir uns einen dicken Pulli an, kochen heißen Tee und drehen die Heizung ordentlich auf. Das war nicht immer so und mal im Ernst – was machen Tiere eigentlich, wenn die Temperaturen stark fallen? Nun ja, dazu haben sich im Tierreich die unterschiedlichsten Strategien entwickelt. Schauen wir uns jedoch zunächst einmal an, weshalb der Faktor Temperatur überhaupt so einen großen Einfluss auf das Leben der Tiere hat. Die Temperatur ist ein abiotischer Umweltfaktor, also einer der unbelebten Umwelt, beziehungsweise ein physikalischer Faktor, an dem Lebewesen nicht erkennbar beteiligt sind. Alle Lebensvorgänge sind an temperaturabhängige bio-chemische und physikalische Prozesse gebunden. Anders gesagt: bio-chemische Reaktionen wie Enzymreaktionen sowie physikalische Reaktionen wie Diffusion sind temperaturabhängig. Dabei führt eine Temperaturerhöhung um zehn Grad Celsius zu einer Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit um das Zwei- bis Dreifache, ein Absenken der Temperatur verlangsamt entsprechende Reaktionen dagegen. Im Allgemeinen wird dieser Zusammenhang mit der sogenannten R-G-T-Regel beschrieben. Die Abkürzung steht für "Reaktions-Geschwindigkeits-Temperatur-Regel". Heißt das nun: je wärmer, desto besser? Wenn wir schon so fragen, natürlich nicht. Es ergibt sich ein begrenzter Temperaturbereich, in dem bio-chemische und physikalische Reaktionen ablaufen können. Über der TemperaturOBERGRENZE kommt es zur Denaturierung der Proteine. Proteine, wie zum Beispiel Enzyme, verlieren dabei ihre räumliche Struktur und können wichtige Funktionen im Stoffwechsel dadurch nicht mehr übernehmen. Bei den meisten Proteinen passiert das bei Temperaturen über fünfundvierzig Grad Celsius. Es gibt eine Ausnahme: sogenannte thermophile Bakterien, die sehr temperaturstabile Proteine besitzen, können dadurch auch in heißen Quellen leben – super spannend, oder? Naja, bleiben wir im Tierreich. Es gibt übrigens auch eine UNTERGRENZE für Leben. Diese liegt bei null Grad Celsius. Sinkt die Temperatur deutlich unter null Grad, so gefriert das Wasser in den Zellen und das Gewebe wird unumkehrbar geschädigt. Auch hier gibt es Ausnahmen: ein Tier, das in sehr kalter Umgebung lebt, ist beispielsweise der Polardorsch. Er hat eine erhöhte Glycerin-Konzentration in seinen Körperflüssigkeiten, wodurch diese nicht gefrieren. Abgefahren, oder? Alle Lebewesen können die Ausprägung einzelner Umweltfaktoren jeweils mehr oder weniger gut ertragen – sie besitzen eine unterschiedliche Toleranz gegenüber den Faktoren, wie der Temperatur. Darüber hinaus gibt es zwei ganz unterschiedliche Strategien, die sich im Tierreich entwickelt haben, um bei wechselnden Temperaturen zu überleben. GLEICHWARME, im Fachbegriff HOMOIOTHERME Tiere halten ihre Körpertemperatur nahezu konstant – in einem physiologisch optimalen Bereich von sechsunddreißig bis vierzig Grad Celsius, unabhängig von der Umgebungstemperatur. Wie machen die das? Bei sinkenden Temperaturen steigt deren Stoffwechselrate, sodass mehr chemisch gebundene Energie in Wärme umgewandelt wird. Außerdem wenden sie eine Vielzahl von sogenannten Thermo-Regulationsstrategien an, um ihre Körpertemperatur auf einem Niveau zu halten. Du kennst das: bei hohen Temperaturen beginnst du zu schwitzen , Hunde hecheln dagegen. Außerdem wird die Durchblutung angeregt. Bei niedrigen Temperaturen hilft zum Beispiel ein Federkleid oder ein dickes Fell. Wir Menschen beginnen zu zittern und wie bereits erwähnt – du ziehst dir wahrscheinlich einen dicken Pulli an. Wärmeverluste werden außerdem durch ein sogenanntes "Gegenstromaustauschprinzip" verhindert , bei dem Blut, welches in die Extremitäten fließt , Wärme entzogen und auf das in den Körper zurückfließende Blut übertragen wird. Es existieren zudem verschiedene Überwinterungsstrategien, um die kalte Jahreszeit zu überbrücken. Der Winterschlaf oder die Winterruhe sind Beispiele dafür, die du sicher schon einmal gehört hast. Zu den gleichwarmen Tieren zählen Säugetiere und Vögel. Moment mal, was ist dann mit Wirbellosen , Fischen , Amphibien und Reptilien? Das sind WECHSELWARME, auch POIKILOTHERME Tiere genannt. Sie passen ihre Körpertemperatur der Umgebungstemperatur an. Schauen wir uns dazu mal ein Beispiel an. Eidechsen suchen immer wieder sonnige Plätze auf, um regungslos abzuhängen und ihren Körper aufzuwärmen. Bei etwa fünfunddreißig Grad erreichen die Tiere schließlich ihre volle Aktivität. Wenn die Körpertemperatur weiter ansteigt, ziehen sie sich wieder in den Schatten zurück – so folgt ihre Körpertemperatur passiv der Umgebungstemperatur. Sie steuern diese also nur durch ihr Verhalten. Wenn die Außentemperatur drastisch fällt oder steigt, verfallen Poikilotherme Tiere in eine Kälte- beziehungsweise Wärmestarre, bevor auch sie bei zu niedrigen oder zu hohen Temperaturen sterben. Der Vorteil dieser Strategie ist, dass die Tiere keine Energie für die Thermoregulation verbrauchen. Nachteilig erweist sich, dass die körperliche und zelluläre Aktivität dieser Lebewesen stark von der Außentemperatur abhängig ist, weshalb zum Beispiel Eidechsen meist nur in sehr warmen Regionen vorkommen können. Bevor dir bei all den Infos die Birne überhitzt und du ebenfalls in den Schatten flüchtest – fassen wir noch einmal zusammen. Alle Lebensvorgänge sind an temperaturabhängige Prozesse gebunden. Die R-G-T-Regel beschreibt dabei den Zusammenhang zwischen Stoffwechselaktivität und Temperatur. Der abiotische Faktor Temperatur hat somit großen Einfluss auf Tiere und diese haben unterschiedliche Strategien entwickelt, um mit wechselnden Temperaturen leben zu können. Gleichwarme oder auch homoiotherme Tiere halten ihre Körpertemperatur durch Stoffwechselaktivität und Thermoregulation konstant. Wohingegen die Körpertemperatur der Wechselwarmen, im Fachbegriff Poikilotherme, von der Außentemperatur abhängig ist. Tut mir ja leid, dass du so frierst, lieber Rotgesichtsmakake. Mein Frauchen sorgt immer dafür, dass mir warm genug ist.

    3 Kommentare
    3 Kommentare
    1. Hallo Frau Koss,
      vielen Dank für den Hinweis! Wir werden den Fehler schnellstmöglich korrigieren.
      Herzliche Grüße aus der Redaktion

      Von Tatjana Elbing, vor 3 Monaten
    2. Korrektur des Fachbegriffs für gleichwarme Tiere: Homoiotherme Tiere

      Von Andrea Koss, vor 3 Monaten
    3. Hat mir sehr geholfen
      Danke

      Von Fahad, vor 4 Monaten

    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.
    • Bestimme gleichwarme und wechselwarme Tiere.

      Tipps

      Gleichwarme Tiere nutzen zur Thermoregulation zum Beispiel ein Federkleid oder Fell.

      Nur zwei der Bilder zeigen gleichwarme Tiere.

      Lösung

      Im Tierreich haben sich zwei unterschiedliche Strategien entwickelt, um bei wechselnden Temperaturen zu überleben:

      Gleichwarme (homoiotherme) Tiere halten ihre Körpertemperatur unabhängig von der Umgebungstemperatur nahezu konstant.
      Dazu gehören alle Säugetiere, zu denen auch wir Menschen gerechnet werden, und Vögel.

      Wechselwarme (poikilotherme) Tiere passen dagegen ihre Körpertemperatur der Umgebungstemperatur an.
      Dazu zählen Wirbellose wie Schnecken, Fische, Amphibien und Reptilien.

    • Beschreibe den Einfluss der Temperatur auf Tiere.

      Tipps

      Allgemein laufen biochemische Prozesse bei höheren Temperaturen schneller ab.

      Ein genanntes Lebewesen trägt in seinem Namen den Hinweis auf ein eisiges Zuhause.

      Lösung

      Die Temperatur ist ein abiotischer Umweltfaktor mit großem Einfluss auf die Tiere. Denn biochemische Reaktionen wie Enzymreaktionen und physikalische Reaktionen wie Diffusionen sind temperaturabhängig.
      Eine Temperaturerhöhung um 10 °C führt zu einer Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit um das Zwei- bis Dreifache. Ein Absenken der Temperatur verlangsamt entsprechende Reaktionen.
      Allgemein wird dieser Zusammenhang als RGT-Regel beschrieben. Die Abkürzung steht für „Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel“.

      Für den Ablauf temperaturabhängiger Reaktionen ergibt sich ein begrenzter Temperaturbereich: Über der Temperaturobergrenze kommt es zur Denaturierung der Proteine. Beispielsweise verlieren Proteine wie Enzyme dabei ihre räumliche Struktur und können wichtige Funktionen im Stoffwechsel nicht mehr übernehmen. Bei den meisten Proteinen passiert das bei Temperaturen über 45 °C.
      Allerdings gibt es Ausnahmen wie sogenannte thermophile Bakterien. Sie besitzen nämlich hitzestabile Proteine und können deswegen auch in heißen Quellen leben.
      Die Temperaturuntergrenze für Leben liegt bei 0 °C: Sinkt die Temperatur deutlich unter 0 °C gefriert das Wasser in den Zellen und das Gewebe wird unumkehrbar geschädigt.
      Aber auch hier gibt es Ausnahmen: Ein Tier, das in sehr kalter Umgebung lebt, ist beispielsweise der Polardorsch. Er hat eine erhöhte Glycerinkonzentration in seinen Körperflüssigkeiten, wodurch diese nicht gefrieren.

    • Vervollständige die Übersichtstabelle zu den wechselwarmen und gleichwarmen Tieren.

      Tipps

      Wechselwarme Tiere sind stark abhängig von ihrer Umgebungstemperatur.

      Gleichwarme Tiere haben eine Vielzahl an Thermoregulationsmechanismen.

      Lösung

      Im Tierreich haben sich zwei ganz unterschiedliche Strategien entwickelt, um bei wechselnden Temperaturen zu überleben. Man unterscheidet die Strategien gleichwarmer und wechselwarmer Tiere.
      Alle Säugetiere und Vögel sind gleichwarme Tiere. Zu den wechselwarmen Tieren zählen die Wirbellosen, Fische, Amphibien und Reptilien.

      Ein wesentliches Merkmal zur Unterscheidung beider Strategien ist die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur:
      Bei wechselwarmen Tieren folgt sie passiv ihrem Verhalten, indem diese Tiere beispielsweise Sonnen- oder Schattenplätze aufsuchen. Ein Nachteil ist, dass ihre Aktivität daher stark abhängig von der Umgebungstemperatur ist.
      Dagegen halten gleichwarme Tiere ihre Körpertemperatur konstant. Sie regulieren aktiv durch ihren eigenen Stoffwechsel ihre Körperwärme. Diese Strategie benötigt allerdings viel Energie. Darüber hinaus verwenden sie zahlreiche Thermoregulationsmechanismen.

      Alle Tiere nutzen unterschiedliche Strategien, um sich vor extremen Temperaturen zu schützen. Während viele wechselwarme Tiere in eine Kälte- oder Wärmestarre verfallen, schützen sich gleichwarme Tiere beispielsweise im Winter durch Winterruhe oder Winterschlaf.
      Außerdem sind sie auf unterschiedliche Weise an extreme Bedingungen angepasst. Der Polardorsch etwa hat eine erhöhte Glycerinkonzentration in seinen Körperflüssigkeiten und viele Vögel nutzen beispielsweise das Gegenstromaustauschprinzip, um sich vor Kälte zu schützen.

    • Nenne Möglichkeiten, wie sich Lebewesen vor extremen Temperaturen schützen.

      Tipps

      Gleichwarme Tiere haben viele verschiedene Thermoregulationsmechanismen.

      Fünf der Auswahlmöglichkeiten sind korrekt.

      Lösung

      Lebewesen besitzen eine unterschiedliche Toleranz gegenüber extremen Temperaturen. Darüber hinaus haben wechselwarme und gleichwarme Tiere unterschiedliche Strategien entwickelt, um sich vor wechselnden oder extremen Temperaturen zu schützen.
      Alle Lebensvorgänge sind an temperaturabhängige biochemische und physikalische Prozesse gebunden. Allerdings laufen sie nur in einem begrenzten Temperaturbereich ab.
      Bei Temperaturen über 45 °C denaturieren Proteine. Enzyme werden dadurch inaktiv und können wichtige Funktionen im Stoffwechsel nicht mehr übernehmen. Thermophile Bakterien besitzen aber hitzestabile Proteine, die es ihnen ermöglichen, in heißen Quellen zu leben. Solche Bakterien bilden somit eine Ausnahme.
      Bei Temperaturen unter 0 °C gefriert das Wasser in den Zellen und das Gewebe wird unumkehrbar geschädigt. Auch hier gibt es eine Ausnahme: Der Polardorsch weist eine hohe Glycerinkonzentration in der Körperflüssigkeit auf und schützt sich so vor dem Erfrieren.

      Eidechsen sind wechselwarme Tiere und passen ihre Körpertemperatur passiv durch ihr Verhalten an die Umgebung an. Sie erreichen bei 35 °C ihre volle Aktivität. Bei höheren Temperaturen suchen sie schattige Plätze auf, um sich vor Überwärmung zu schützen. Bei extremen Temperaturen verfallen viele wechselwarme Tiere in eine Kältestarre oder Wärmestarre.

      Gleichwarme Tiere regulieren bei wechselnden Temperaturen ihre Körpertemperatur über ihre Stoffwechselaktivität und über zahlreiche Thermoregulationsmechanismen, zum Beispiel Schwitzen, Hecheln und Zittern, oder durch die Regulation der Durchblutung. Zudem besitzen sie häufig ein Fell, Federkleid oder eine dicke Speckschicht, um sich unter anderem vor Wärmeverlust zu schützen.

    • Ordne die beschriebenen Merkmale gleichwarmen und wechselwarmen Tieren zu.

      Tipps

      Zur Erinnerung: Vögel und Säugetiere sind gleichwarme Tiere.

      Zwei der Sätze sind den wechselwarmen Tieren zuzuordnen.

      Lösung

      Gleichwarme Tiere halten ihre Körpertemperatur unabhängig von der Umgebungstemperatur nahezu konstant bei etwa 36 bis 40 °C. Bei sinkenden Temperaturen steigt ihre Stoffwechselrate, sodass mehr Körperwärme produziert wird.
      Zusätzlich wenden sie eine Vielzahl von Thermoregulationsstrategien an: Bei hohen Temperaturen schwitzen oder hecheln sie und ihre Durchblutung wird angeregt. Außerdem besitzen sie meist ein Federkleid oder Fell, das sie vor Kälte schützt.
      Es existieren verschiedene Überwinterungsstrategien wie Winterschlaf und Winterruhe, um die kalte Jahreszeit zu überbrücken.

      Wechselwarme Tiere passen ihre Körpertemperatur der Umgebungstemperatur an. Ihre körperliche und zelluläre Aktivität ist also stark von der Außentemperatur abhängig. Bei extremen Temperaturen fallen sie in eine Kältestarre oder Wärmestarre, um so passiv zu überleben.

    • Bestimme die Anpassungen der Tiere an extreme Situationen.

      Tipps

      Auch wechselwarme Tiere greifen auf Thermoregulationsstrategien zurück, um sich zu wärmen oder abzukühlen.

      Lösung

      Um sich vor extremen Temperaturen im Sommer und Winter zu schützen, haben unsere Haus- und Wildtiere verschiedene Strategien entwickelt:

      Beispielsweise kann die Durchblutung reguliert werden, indem die Blutgefäße sich bei höheren Temperaturen weiten und bei niedrigeren verengen. Diese Strategie sehen wir beim Menschen, aber auch bei Tieren mit großen Körperoberflächen wie dem Afrikanischen Elefanten, der seine großen Ohren verstärkt durchblutet und so für Abkühlung sorgt.
      Andere gleichwarme Tiere wenden das Gegenstromaustauschprinzip an, um sich vor Kälte zu schützen. Beispielsweise können Enten die Wärme aus dem Blut, das aus dem Körper in die Extremitäten fließt, unmittelbar an das Blut, das zurück in den Körper strömt, zurückgeben: Die Füße bleiben kalt und können nicht festfrieren, während die Wärme ins Körperinnere zurückgeleitet wird.
      Vögel können ihr Federkleid aufplustern und dadurch eine schützende Isolierschicht schaffen.
      Fledermäuse fahren im Winter bei kalten Temperaturen ihren Stoffwechsel runter und halten Winterschlaf.
      Wechselwarme Tiere wie Bienen bilden im Winter eine Traube und können zusätzlich Wärme über Muskelzittern erzeugen. Kühlung verschaffen sie sich durch gemeinsamen Flügelschlag.
      Füchse hecheln wie Hunde, um sich abzukühlen.