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Extreme Lebensräume – Anpassung von Pflanzen und Tieren 06:24 min

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Transkript Extreme Lebensräume – Anpassung von Pflanzen und Tieren

Extreme Lebensräume – Pflanzen und Tiere

Hallo! Sicher warst Du schon einmal ganz durstig, als es im Sommer ziemlich heiß und trocken war. Oder dir war ganz kalt, wenn Du im Winter draußen warst. Aber es gibt Lebensräume, die noch viel extremer sind als unsere heimische Natur.

Denk zum Beispiel an Wüsten, Salzseen oder die polaren Eismeere. Und trotzdem gibt es jede Menge Tiere und Pflanzen, die unter solchen extremen Bedingungen problemlos leben können. Diese haben sich nämlich besonders an diesen Lebensraum angepasst und können so unter Bedingungen überleben, unter denen andere Tiere oder Pflanzen sterben würden. Dafür gibt es einige unglaubliche Beispiele. Welche das sind, siehst du in diesem Video!

Gehen wir zunächst in die heißen und trockenen Gebiete der Erde: die Wüsten. Und obwohl es dort sehr heiß ist und nur selten regnet, leben dort Pflanzen und Tiere. Diese müssen an die Bedingungen angepasst sein, indem sie Wasser speichern oder nur wenig Wasser verlieren. Kakteen und Sukkulenten können Wasser in ihrem Gewebe speichern und dann lange Zeit ohne Regen leben.

Außerdem besitzen Sie ein dickes ledriges Abschlussgewebe, das den Wasserverlust reduziert. Oftmals haben diese Pflanzen auch Haare, die die Verdunstung von Wasser verhindern.

Neben Pflanzen können natürlich auch Tiere in diesen Klimabereichen der Erde leben: Sicher kennst Du Kängururatten aus dem Zoo, oder? Kängururatten sind auch an das Leben in der Wüste angepasst. Sie leben in tiefen Erdbauten, weil es dort schön kühl ist. Außerdem besitzen sie einen sehr angepassten Wasser-Stoffwechsel.

Sie können zum Beispiel ihre Ausatemluft herunter kühlen, so dass das Wasser in der Atemluft im Körper kondensiert und so nicht ausgeatmet wird. Daher brauchen Kängururatten nur wenig Wasser zum Überleben.

Schauen wir unsjetzt mal einen anderen sehr extremen Lebensraum an: die kalten Gewässer rund um die Antarktis. Die Wassertemperaturen liegen dort um den Gefrierpunkt herum. Kannst Du Dir vorstellen, dass dort trotzdem Tiere leben können? Der Eisfisch ist ein Beispiel für ein solches Tier, das an die extreme Kälte dieser Gewässer angepasst ist. Das Blut des Menschen würde bei diesen Temperaturen gefrieren bzw. würden die roten Blutkörperchen des Blutes zerstört werden.

Wie Du sicher weißt, transportieren die roten Blutkörperchen den Sauerstoff in unserem Körper und sind daher ganz besonders wichtig. Eisfische haben keine roten Blutkörperchen für den Sauerstofftransport. Bei ihnen wird der Sauerstoff einfach physikalisch im Blut gelöst. Das ist zwar nicht so effektiv wie der Sauerstofftransport mittels Blutkörperchen, aber aufgrund des hohen Sauerstoffgehaltes der polaren Gewässer und des geringen Sauerstoffverbrauchs des Eisfisches reicht diese Form der Sauerstoffversorgung vollkommen aus.

Außerdem findet man im Blut von Eisfischen Eiweißstoffe, die verhindern, dass sich Eiskristalle im Blut bilden. Diese Eiweiße sind sozusagen ein Frostschutzmittel und ermöglichen es dem Fisch, in Gewässern zu leben, in denen das Blut anderer Tiere bereits gefrieren würde.

Und hast Du schon einmal einen Salzsee gesehen? Auch das ist nämlich ein extremer Lebensraum, da dort sehr hohe Salzkonzentrationen herrschen und die Seen häufig austrocknen. Aber auch dort gibt es Tiere, die sich perfekt an diese Bedingungen angepasst haben: Die Salinenkrebschen. Diese können Salz über ihre Kiemen ausscheiden und verhindern so, dass die Salzkonzentration im Körper zu hoch wird.

Außerdem können sie so genannte Dauereier legen, die lange Zeit ohne Wasser überleben können. Das hilft den Eiern, auch zu überleben, wenn ein Salzsee austrocknet.

Ganz ähnlich machen es auch die Bärtierchen. Das sind mikroskopisch kleine Lebewesen, die in Gewässern leben. Wenn die Umweltbedingungen zu extrem sind, also wenn eine Pfütze zum Beispiel austrocknet oder gefriert, können sich die Bärtierchen in einen todesähnlichen Zustand versetzen. In diesem Zustand drosseln sie zum Beispiel ihren Stoffwechsel auf ein Minimum und brauchen daher auch keine Nahrung. Wenn die Umweltbedingungen wieder besser sind, leben sie normal weiter.

Du siehst also, dass es in der Tier- und Pflanzenwelt die verschiedensten Arten der Anpassung an extreme Lebensräume gibt. Dazu gehören verschiedene Mechanismen, die es den Tieren und Pflanzen ermöglichen, mit wenig Wasser, extremen Temperaturen oder hohen Salzkonzentrationen zurecht zu kommen.

Vielleicht fallen Dir die Beispiele aus diesem Video ein, wenn Du das nächste Mal im eisig kalten Winter frierst oder wenn Du im Sommer Durst hast und Dir warm ist. Es gibt nämlich jede Menge Tiere und Pflanzen, die unter viel extremeren Bedingungen leben können. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

2 Kommentare
  1. GUT ERKLÄRT

    Von Samara M., vor 2 Monaten
  2. MIT GROßEM ABSTAND die beste Stimmer aller Sofatutorvideos die ich bis jetzt gesehen habe. Bei den meisten Stimmen denkt man der/die Redner schläft gleich ein! Bitte mehr Emotionen in den Stimmen. Gerade bei "trockenem" Lernstoff hilft das unglaublich!

    Von Saphimal, vor 7 Monaten

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Extreme Lebensräume – Anpassung von Pflanzen und Tieren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Extreme Lebensräume – Anpassung von Pflanzen und Tieren kannst du es wiederholen und üben.

  • Nenne Anpassungen an verschiedene Lebensräume.

    Tipps

    Sukkulenz von lat. suculentus = saftreich

    Zu den Sukkulenten gehören z.B. Kakteen oder Agaven. Sie speichern Wasser in bestimmten Pflanzenorganen, z.B. in Blättern oder im Spross.

    Menschliche Proteine sind nur bei Körpertemperatur funktionsfähig. Sinkt die Temperatur deutlich darunter, funktionieren menschliche Proteine nicht mehr ordnungsgemäß. Die Proteine einiger Tiere sind an viel kältere Temperaturen angepasst – sie sind also kältetolerant.

    Lösung

    Es gibt für jeden Lebensraum, extrem oder nicht, typische Anpassungen. Im Video werden einige davon genannt:

    Sukkulenz ist eine typische Eigenschaft für Pflanzen in warmen und trockenen Gebieten. Sukkulente Pflanzen speichern in einem Pflanzenorgan Wasser über längere Zeit. Daher auch der Name, denn sucus kommt aus dem Lateinischen und bedeutet Saft. Je nachdem wie viel Wasser die Pflanze noch gespeichert hat, sind die entsprechenden Organe, z.B. Spross oder Blätter, dicker oder dünner. Beispiele sind Kakteen, Agave oder Aloe Vera. Eine weitere Anpassung an Hitze ist die Rückbildung von Blättern, auch das kennst du von Kakteen. Um die Oberfläche und damit auch die Transpiration zu verringern, werden Blätter stark reduziert. Übrig bleiben Haare oder Dornen. Durch die Kühlung der Atemluft kann die Kängururatte ihren Wasserverbrauch reduzieren. Das in der Atemluft enthaltene Wasser kondensiert so vor dem Ausatmen.

    Salzseen sind besonders feindliche Lebensräume. Das aktive Ausscheiden von Salz hilft Tieren beim Überleben in diesen Regionen. Auch Dauereier helfen beim Überleben. Sie stellen sicher, dass der Nachwuchs selbst dann überlebt, wenn der See zwischenzeitlich ausgetrocknet ist.

    An Kälte angepasste Proteine sind eine Voraussetzung fürs Überleben im Eismeer. Nur wenn die Proteine kältetolerant sind, kann der Stoffwechsel funktionieren. Da die Körpertemperatur der Meeresbewohner von der Wassertemperatur abhängt, müssen alle Stoffwechselvorgänge auch bei geringer Temperatur ablaufen können.

    Doch auch manche Tiere, die normalerweise nicht mit solch extremen Bedingungen klarkommen müssen, können bei Eiseskälte überleben – z.B., indem sie den Stoffwechsel stark drosseln und sich so in einen todesähnlichen Zustand versetzten, der aber nur anhält, bis die Lebensbedingungen wieder besser werden.

  • Bestimme den Lebensraum der Tiere.

    Tipps

    Flamingos ernähren sich unter anderem von Salinenkrebschen.

    Lösung

    Die Kängururatte kommt in heißen und trockenen Lebensräumen vor. Sie ist genauso wie das Kamel perfekt an das Leben in der Wüste angepasst.

    Der Eisfisch lebt in den eisigen Polarmeeren. Dort ist auch der Eisbär manchmal anzutreffen. Bei ihm handelt es sich zwar um das größte Landraubtier, doch ist er auch ein ausgezeichneter Schwimmer.

    Das Salinenkrebschen lebt in Salzseen. Es ist oft Nahrung für verschiedene Vogelarten, z.B. den Flamingo. Der Flamingo ist durch seine langen Beine gut vor dem stark salzhaltigen Wasser geschützt.

  • Beschreibe die Anpassung der Kängururatte an die Wüste.

    Tipps

    Ein kleiner Exkurs in die Physik:

    Bei steigender Temperatur steigt auch die Fähigkeit der Luft, Wasser aufzunehmen. Anders formuliert: Je wärmer die Luft, desto leichter lösen sich Wassermoleküle bzw. verdunstet Wasser. Deswegen föhnen wir uns die Haare auch mit warmer Luft, statt mit kalter.

    Lösung

    Bei uns Menschen sorgt die Nasenschleimhaut unter anderem für eine Erwärmung der Atemluft. Da sie laufend Wärme an die Luft abgibt, ist sie besonders gut durchblutet. Bei der Kängururatte ist das etwas anders. Hier ist die Nasenschleimhaut schlechter durchblutet als der restliche Körper. Dadurch ist die Nasenschleimhaut auch etwa 10°C kälter als der restliche Körper.

    Die Umgebungsluftist in der Heimat der Kängururatte etwa 30°C warum und relativ trocken (Wassergehalt von 10 mg Wasser / 1 Liter Luft). Beim Einatmen nimmt die trockene Luft Wasser von den feuchten Schleimhäuten auf. Durch die Verdunstung werden die Schleimhäute kühl gehalten (etwa 27-30°C). Im Körper nimmt die Luft weiter Wasser auf, sodass sie am Ende einen Wassergehalt von etwa 60 mg/l hat.

    Wird die nun sehr feuchte und auch warme Luft wieder ausgeatmet, kühlt sie durch die Nasenschleimhäute wieder ab. Dadurch gibt sie einen Teil des Wassers wieder an die Schleimhäute ab. Zwar wird die Luft dadurch nicht wieder genauso trocken wie vorher, aber die Kängururatte kann so ihren Wasserverlust doch stark reduzieren.

  • Analysiere die Evolution der Wirbeltiere im Hinblick auf ihre Anpassungen an den Lebensraum.

    Tipps

    Bei der Amnionhöhle handelt es sich um einen mit Fruchtwasser gefüllten Raum im Ei von Reptilien und Vögeln. Der Embryo entwickelt sich in dieser Blase. Damit sind die betreffenden Tiere bei der Fortpflanzung nicht mehr auf Wasser angewiesen.

    Lösung

    Die Amphibien sind die ältesten Landsäugetiere. Sie sind perfekt angepasst für ein Leben an Land und im Wasser. Für die Fortpflanzung sind sie auf Wasser angewiesen. Sie legen ihre Eier unter Wasser. Es schlüpfen Larven, die sich im Wasser zu einem adulten Tier entwickeln (Metamorphose) und dann an Land gehen. Während dieser Veränderung bilden sich die Kiemen zu Lungen um und ein Skelett bildet sich aus.

    Reptilien sind im Vergleich zu Amphibien besser an ein Leben an Land angepasst. Ihr Nachwuchs entwickelt sich in einer sogenannten Amnionhöhle (mit Fruchtwasser gefüllte Höhle) innerhalb des Eis. Dadurch sind Reptilien bei der Fortpflanzung nicht mehr auf Wasser angewiesen. Die Tiere durchlaufen keine Metamorphose mehr, sondern entwickeln sich direkt vom Embryo zum Jungtier.

    Vögel gehören zoologisch betrachtet zur Gruppe der Dinosauria und zählen somit zu den Reptilien. Trotzdem werden sie meist unabhängig davon betrachtet. An ihr Leben in der Luft sind sie bestens angepasst: leichte Knochen, gefiederte Flügel, eine leistungsfähige Lunge sind nur ein paar der Merkmale, die zu den Vögeln gehören. Ihr Schnabel dient zur Nahrungsaufnahme, aber auch als Werkzeug. Je nach Aufgabe ist er anders gestaltet. Die Bürzeldrüse ist ein weiteres typisches Merkmal für diese Gruppe. Sie versorgt das Gefieder mit Fett und macht es so wasserundurchlässig.

    Säugetiere gelten als die höchst entwickelten Landwirbeltiere. Die heutigen Wirbeltiere sind Nachfahren einer Reptiliengruppe. Sie unterscheiden sich in vielen Merkmalen von den anderen Landwirbeltieren. Säugetiere findet man in allen Gebieten der Erde. Ein Grund dafür ist sicherlich die Fähigkeit, ihre Körpertemperatur aufrecht zu erhalten (Homoiothermie). Dadurch ist ihr Stoffwechsel nicht direkt von der Umgebungstemperatur abhängig, wie z. B. bei den Reptilien. Weitere Anpassungen sind Haare bzw. Fell, ein ausdifferenziertes Gebiss (Heterodontie) und die namensgebenden Milchdrüsen. Zudem sind Säugetiere (bis auf die Kloakentiere) lebendgebärend.

  • Erläutere die Anpassungen der Eisfische an das Polarmeer.

    Tipps

    Im Video hast du gelernt, dass das Blut der Eisfische keine roten Blutkörperchen (Erythrozyten) enthält.

    Lösung

    Das Blut der Eisfische ist etwas Besonderes. Es unterscheidet sich stark vom Blut anderer Wirbeltiere und sorgt so dafür, dass der Eisfisch im kalten Polarmeer überleben kann. Der auffälligste Unterschied ist die Farbe: Das Blut der Eisfische ist farblos. Es enthält keine Erythrozyten und somit auch nicht den Blutfarbstoff Hämoglobin. Wie werden die Zellen trotzdem mit Sauerstoff versorgt? Je kälter Wasser ist, desto mehr Sauerstoff ist darin gelöst. Dementsprechend ist der Sauerstoffgehalt der Polarmeere deutlich höher als in warmen Gewässern. Außerdem ist der Stoffwechsel eines Eisfisches deutlich reduziert im Vergleich zu dem eines Tropenfisches. Also brauchen Eisfische zum einen nicht so viel Sauerstoff. Zum anderen reicht der hohe Sauerstoffgehaltes des Wassers aus, um im erythrozytenarmen Blut genug Sauerstoff zu transportieren. Dabei ist der Sauerstoff im Blut genauso gelöst wie im Wasser. Es bedarf keiner weiteren Hilfsmittel zum Transport (wie z.B. Erythrozyten).

    Weitere Anpassungen, wie z.B. ein größeres Herz, ein größeres Blutvolumen, eine verringerte Viskosität des Blutes oder Blutgefäße mit einem größeren Durchmesser, machen die Anpassung der Eisfische perfekt.

  • Erarbeite mögliche Anpassungen an weitere extreme Lebensräume.

    Tipps

    Chemosynthese (analog zur Fotosynthese): Durch die freigesetzte Energie einer exergonen Reaktion (z.B. Oxidation von Schwefelwasserstoff) werden organische Stoffe aufgebaut. In Tiefseequellen sind chemosynthetisch aktive Bakterien die einzigen Primärproduzenten.

    Besonders stabile Proteine und robuste DNA sind toleranter gegenüber hohen Temperaturen. Durch zusätzliche Bindungen innerhalb der Moleküle behalten sie bei steigenden Temperaturen länger ihre Form und damit auch ihre Funktionalität.

    Lösung

    Lebewesen in Hochgebirgen müssen an die schroffe Umgebung – Steilhänge und Felswände – angepasst sein. Bei Pflanzen macht sich dies u. a. durch Kleinwüchsigkeit bemerkbar. Es wird weniger Energie ins Wachstum investiert, dafür mehr in die Fortpflanzung und den Schutz gegen niedrige Temperaturen und hohe UV-Strahlung. Bei Tieren zeigen sich die Anpassungen zum einen durch den Körperbau. Steinböcke z.B. sind exzellente Kletterer mit starken Muskeln und Sehnen. Zum anderen ist der Stoffwechsel optimiert: Der Hämoglobingehalt im Blut ist deutlich höher als bei Tieren in tieferen Lagen. Dadurch kann, trotz des geringen Sauerstoffgehaltes in der Luft, genug Sauerstoff durch den Körper transportiert werden.

    In der Tiefsee ist der enorme Wasserdruck das größte Problem. Es gibt viele Tiefseebewohner, die dem einen sehr weichen Körper entgegensetzen, wie z.B. der Riesenkalmar oder der Blobfisch. Im Gegensatz zu den Hochgebirgen ist hier Riesenwuchs eine Anpassung an die Umwelt. Wer groß ist, wird nicht so schnell gefressen.

    In heißen Quellen gibt es kaum Lebewesen, zumindest keine, die uns auffallen würden. Hier leben vor allem Mikroorganismen, z.B. Bakterien, die an warme und sauerstoffarme Standorte angepasst sind. Sie besitzen Proteine und DNA, die besonders hitzebeständig sind. So gibt es Organismen, die auch noch bei einer Temperatur von 60, 80 oder gar 100°C noch überleben können.

    Black Smokers sind heiße Quellen in der Tiefsee. Durch den hohen Wasserdruck steigt die Siedetemperatur von Wasser, sodass hier Temperaturen von bis zu 400°C möglich sind. Dabei darfst du nicht vergessen, dass das Wasser in der Tiefsee meist eine Temperatur von nur etwa 2°C hat. Zu den extremen Temperaturen kommt noch einer besonders hoher Gehalt an verschiedenen Salzen und Schwefelverbindungen. Das hört sich alles sehr ungemütlich an und trotzdem werden diese Unterwasserquellen von unzähligen verschiedenen Arten von Mikroorganismen bewohnt. Besonders wichtig sind dabei chemosynthetische Bakterien, die in der Lage sind, organische Verbindungen aufzubauen und so die Rolle der Primärproduzenten einnehmen.