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abiotischer Faktor Wasser – Einfluss auf Tiere 06:47 min

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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!

2 Kommentare
  1. Danke wollte mich nur für die nächste Bai-Stunde vorbereiten, um viel zu melden und mitmachen zu können (nicht aktiv genug für den Lehrer), aber jetzt bin ich zum Glück sehr gut vorbereitet

    Von Nagat A., vor 12 Monaten
  2. Habe viel gelernt. Danke!

    Von Julian D., vor mehr als 2 Jahren

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abiotischer Faktor Wasser – Einfluss auf Tiere Übung

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

  • Stelle dar, warum Fische in Seen überwintern können.

    Tipps

    Stoffe mit einer geringeren Dichte befinden sich oben im Wasser.

    Die Dichte und das Volumen eines Stoffes hängen zusammen. Erhöht sich das Volumen, verringert sich seine Dichte.

    Lösung

    Durch die Dichteanomalie des Wassers frieren Gewässer immer von oben nach unten zu. Dadurch ist ein Überleben von Fischen und anderen Tieren, wie z.B. Larven von Tieren, in der kalten Jahreszeit möglich. Die Eisschicht isoliert und schützt somit zusätzlich das Überleben der Tiere.

    Bei 4 °C hat Wasser seine höchste Dichte. Sinkt die Temperatur, nimmt die Dichte ab. Steigt die Temperatur, nimmt die Dichte auch ab.

    Die Wassermoleküle im Eis brauchen mehr Platz durch die Verkettung der Wasserstoffbrückenbindungen. Durch das höhere Volumen und damit geringere Dichte von Eis schwimmt das Eis auf dem Wasser.

    Die Dichte und das Volumen eines Stoffes hängen zusammen. Erhöht sich sein Volumen, verringert sich seine Dichte.

  • Gib an, wodurch sich Tiere vor Austrocknung schützen.

    Tipps

    Insekten schützen sich mit einer festen Schicht.

    Das Gefieder von Vögeln besteht aus einzelnen Federn.

    Lösung

    Menschen und Tiere benötigen zum Leben Wasser. Um sich vor Austrocknung zu schützen, haben Tiere unterschiedliche Formen gefunden. Sie verhindern die Verdunstung des Wassers durch die Bildung von Fell bzw. Haaren, Federn oder eines Chitinpanzers.

    Der Mensch schützt sich vor der Verdunstung mit Haaren. Viele Säugetiere haben ein Fell, z.B. Katzen, Mäuse und Hunde.

    Vögel, wie Blaumeise, Adler und Strauß, bilden ein Gefieder, das aus vielen einzelnen Federn besteht.

    Insekten, z.B. Marienkäfer, Bienen und Spinnen, schützen sich mit einer festen Schicht auf dem Körper, dem Chitinpanzer.

  • Nenne wichtige Eigenschaften des Wassers.

    Tipps

    Die Anziehung zwischen den Wassermolekülen bezeichnet man als Kohäsion.

    Durch die Dichteanomalie des Wassers friert ein See immer von oben nach unten zu.

    Lösung

    Wasser ist einer der wichtigsten Stoffe für das Leben auf der Erde. Die Eigenschaften des Wassers haben eine grundlegende Bedeutung für Lebewesen. Ein Wassermolekül besteht aus einem Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatomen. Zwischen den Sauerstoffatomen und den Wasserstoffatomen bestehen kovalente Bindungen. Das Wassermolekül ist polar. Das Sauerstoffmolekül zieht die bindenden Elektronenpaare stärker an als die Wasserstoffatome. Durch den Dipolcharakter ist Wasser ein gutes Lösungsmittel.

    Das Wassermolekül bildet schwache Bildungen zu Nachbarmolekülen aus, welche man als Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnet. Sie bestehen zwischen den Sauerstoff- und den Wasserstoffatomen. Sie sind schwächer als die kovalenten Bildungen im Wassermolekül.

    Diese schwachen Wasserstoffbrückenbindungen im Wassermolekül sind verantwortlich für wichtige Eigenschaften des Wassers, wie Kohäsion und die Dichteanomalie des Wassers. Als Kohäsion wird die Anziehung zwischen den Wassermolekülen bezeichnet. Wasser besitzt bei 4 °C seine größte Dichte. Wasser friert dadurch immer von oben nach unten zu. Dieses Phänomen bezeichnet man als Dichteanomalie des Wassers.

  • Erläutere, wie sich Salzwasserfische und Süßwasserfische dem Leben im Wasser angepasst haben.

    Tipps

    Durch Salz wird Wasser entzogen.

    Ist der Salzgehalt im Fisch höher als im umgebenden Wasser, diffundiert das Wasser selbstständig in den Fisch.

    Die einen müssen trinken, die anderen nicht.

    Lösung

    Alle Lebewesen stammen von im Meer lebenden Vorfahren ab. Fische haben sich an den unterschiedlichen Salzgehalt im Meerwasser und den in Gewässern mit Süßwasser, wie Seen, Flüsse und Bäche, angepasst. Man unterscheidet Salzwasserfische (Meeresfische) und Süßwasserfische.

    Die Salzwasserfische haben in ihren Körpern einen geringeren Salzgehalt als das sie umgebende Meerwasser, das heißt, der osmotische Druck ist im Fisch deutlich geringer. Durch Osmose verliert der Fisch ständig Wasser. Deshalb muss der Meeresfisch trinken, um den Wasserverlust auszugleichen. Den Überschuss an Salz, den sie dabei zu sich nehmen, gleichen sie aus, indem sie Salz über die Kiemen wieder ausscheiden. Das Ganze nennt man Osmoregulation.

    Bei den Süßwasserfischen ist der Salzgehalt im Körper deutlich höher als der Salzgehalt des sie umgebenden Süßwassers. Dadurch diffundiert das Wasser selbstständig in den Körper. Sie nehmen durch Haut und Kiemen das Wasser osmotisch auf. Dieses Wasser müssen sie wieder ausscheiden sonst würden sie platzen. Süßwasserfische trinken nicht. Den Prozess nennt man Osmoregulation der Süßwasserfische.

  • Entscheide, welche Tiere sich an feuchte bzw. trockene Lebensräume angepasst haben.

    Tipps

    Schnecken gehören auch zu den Feuchtlufttieren.

    Die dicke Hornhaut der Elefanten dient als Verdunstungsschutz.

    Lösung

    Tiere haben sich ihrer Umgebung und dem Umweltfaktor Wasser angepasst.

    Manche Tiere sind auf das Wasser angewiesen, wie die Fische. Sie atmen mit Kiemen und könnten an Land nicht überleben. Man bezeichnet sie als Wassertiere.

    Frösche sind Feuchtlufttiere. Sie müssen sich in der Nähe des Wassers und in feuchten Gebieten aufhalten, da sie einen geringen Verdunstungsschutz haben. Ihr Nachwuchs kommt im Wasser zur Welt.

    Schnecken zählen auch zu den Feuchtlufttieren. Sie können aber auch trockenere Zeiten durchstehen. Sie legen ihre Eier in den Boden.

    Hasen zählen zu den Trockenlufttieren. Sie haben sich z.B. durch ihr Fell einen Verdunstungsschutz zugelegt. Sie kommen in gemäßigten Gebieten vor.

    Elefanten haben sich mit ihrer dicken Hornhaut, die als Verdunstungsschutz dient, gut an die Trockenheit angepasst.

    Kamele sind Wüstentiere. Sie können längere Trockenperioden durchstehen. Sie gewinnen Wasser aus dem Abbau des Fettgewebes aus ihren Höckern. Aus der Ausatmungsluft können sie Wasser durch Kondensation zurückgewinnen.

  • Bestimme, wie sich Trockenlufttiere an den Umweltfaktor Wasser angepasst haben.

    Tipps

    Zu den Feuchtlufttieren zählt man Amphibien, Schnecken und Bodenorganismen. Zu den Trockenlufttieren gehören Säugetiere, Vögel, Kriechtiere und Insekten.

    Kröten und Frösche speichern Wasser in einer übergroßen Harnblase.

    Schnecken können sich bei Trockenheit in ihr Schneckenhaus zurückziehen und sich so schützen.

    Lösung

    Je nach dem Lebensraum und der Anpassung an feuchte bzw. trockene Gebiete unterscheidet man Feuchtlufttiere und Trockenlufttiere.

    Zu den Feuchtlufttieren zählt man Amphibien, Schnecken und Bodenorganismen. Amphibien schützen ihren Körper vor Austrocknung, indem sie Schleimdrüsen ausbilden, die die Haut feucht halten. Kröten und Frösche speichern Wasser in einer übergroßen Harnblase. Schnecken können sich bei Trockenheit in ihr Schneckenhaus zurückziehen und sich so schützen.

    Zu den Trockenlufttieren gehören Säugetiere, Vögel, Kriechtiere und Insekten. Sie schützen ihren Körper vor Austrocknung durch Ausbildung von Fell bzw. Harren, Federn, Hornhaut oder wie bei den Insekten durch einen wachshaltigen Chitinpanzer. Säugetiere und Vögel können durch Rückresorption von Wasser aus Kot und Urin die Ausscheidung von Wasser stark minimieren. Wüstentiere, z.B. Kamele und Kängururatten, können durch den speziellen Bau der Nasenregion Wasser durch Kondensation zurückgewinnen.