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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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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.
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 |
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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
Größere Tiere haben deutlich größere absolute Oberflächen als kleinere Tiere. Über ihre großen Hautflächen geben sie eine Menge an Körperwärme ab. In Relation zum Körpervolumen geben jedoch kleine Tiere mehr Wärme ab.
Die Bergmannsche Regel besagt, dass innerhalb einer Art die Individuen aus kalten Gebieten größer sind als die aus wärmeren Gebieten. Der Grund dafür ist das Verhältnis von Oberfläche und Volumen. Bei großen Körpern ist die Oberfläche im Verhältnis zum Körpervolumen kleiner, als bei kleinen Körpern. Tiere in kalten Gebieten mit größerem Körpervolumen verringern so ihren relativen Wärmeverlust. Diese Regel trifft auf Poikilotherme nicht zu, da diese keine Eigenwärme produzieren, sondern die Wärme aus ihrer Umgebung beziehen.
Als endotherme Tiere regulieren Menschen ihre Körpertemperatur unter anderem durch eine Regulation der Durchblutung. Zum Beispiel weiten sich die Blutgefäße bei hohen Temperaturen und verengen sich bei niedrigen Temperaturen. Eine Regulation der Körpertemperatur ist auch durch Schwitzen möglich. Bei Kälte wird mehr Wärme in das Blut in der Körpermitte gesteckt und dem Blut in Körperextremitäten entzogen. Die Thermoregulation beim Menschen schließt auch Verhalten mit ein, wie das Tragen von Kleidung oder Abkühlen im See an einem heißen Tag.
Kröten und Frösche sind wechselwarme Tiere, das heißt, sie können ihre Körpertemperatur nicht unabhängig von der Außentemperatur regulieren. Im Winter sind die Außentemperaturen sehr niedrig. Um ihren Körper vor Frost zu schützen, verstecken sich die Amphibien an frostfreien Orten. Das sind etwa Wurzelspalten, Erdlöcher oder Erdspalten. Der Wasserfrosch überwintert direkt im Wasser. Die Tiere fahren ihren Stoffwechsel herunter, bis ab einer gewissen Temperatur die Kältestarre eintritt. Hierbei handelt es sich um einen bewegungsunfähigen Zustand, der ein passives Überleben bei stark herabgesetztem Stoff- und Energiewechsel ermöglicht.
Gleichwarme Tiere wie der Rotfuchs verbrauchen große Mengen an Energie, um ihre Körpertemperatur konstant zu halten. Wechselwarme Tiere wie die Eidechse sparen diese Energie und müssen daher auch deutlich weniger Nahrung zu sich nehmen.
Menschen sind gleichwarme Tiere. Diese Tiere halten ihre Körpertemperatur konstant. Ein Methode hierzu ist das Ableiten von innerer Wärme nach Außen. Das passiert zum Beispiel durch eine Erhöhung der Durchblutung. Gut durchblutetes Gewebe ist auch von außen erkennbar. Es kommt zur Rotfärbung der Wangen.
Als Winterschlaf bezeichnet man einen langen Ruhezustand, in dem bestimmte gleichwarme Tiere ihren Stoffwechsel herunterfahren und von Energiereserven leben. Dieser Winterschlaf wird unter anderem chronobiologisch reguliert, etwa als Reaktion auf kürzere Tageslängen und innere jahreszeitlich bedingte Rhythmen. Bei äußeren Störungen ist es für das Tier möglich sich selbst auf Normaltemperatur zu erwärmen. Kältestarre ist ein Mechanismus bei wechselwarmen Tiere, wie etwa der Zauneidechse. Im Gegensatz zum Winterschlaf ist eine Hochregulierung bei der Kältestarre nicht möglich. Die Körpertemperatur passt sich der Außentemperatur an und die Kältestarre wird durch Temperaturen unterhalb einer gewissen Grenze ausgelöst. Wird die Außentemperatur zu niedrig, erfriert das Tier ohne reagieren zu können.
Die Kältestarre ist ein Mechanismus bei wechselwarmen Tieren, bei denen die Körpertemperatur mit sinkender Außentemperatur absinkt. Assel, Frosch und Karpfen sind wechselwarme Tiere und fallen daher bei niedrigen Temperaturen in die Kältestarre. Ob sie im Winter tatsächlich in eine Kältestarre verfallen, ist abhängig von ihrem Lebensraum und den dort herrschenden Temperaturen. Der Rotfuchs hingegen ist gleichwarm und überwintert nicht in der Kältestarre.
Temperatur hat einen großen Einfluss auf Tiere. Der Grund dafür ist, dass alle biochemischen Reaktionen temperaturabhängig sind, weil diese durch Enzyme reguliert werden. Dasselbe gilt für zahlreiche physikalische Reaktionen. Anpassungen an unterschiedliche Temperaturen finden wir deshalb in der Morphologie (Fell), Physiologie (Schwitzen) und dem Verhalten (Winterschlaf) von Tieren.
Unter Körperanhängen versteht man zum Beispiel die Nase, die Ohren oder den Schwanz eines Tieres. Körperanhänge vergrößern die Oberfläche des Körpers. Deshalb findet bei größeren Anhängen mehr Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.
Die Allensche Regelbesagt, dass gleichwarme Tiere, die in kälteren Regionen leben kürzere oder kleinere Körperanhänge haben, als deren Artgenossen, die in wärmeren Regionen leben, um Wärmeverlust zu verhindern.
Alle Tiere passen sich der Temperatur an, wobei wechselwarme Tiere unmittelbar von der Umwelttemperatur abhängig sind, da mit ihr auch ihre Körpertemperatur zu- und abnimmt.
Verschiedene Lebewesen haben unterschiedliche Strategien zum Umgang mit dem Umweltfaktor Temperatur entwickelt. Gleichwarme halten ihre Körpertemperatur konstant. Mögliche Anpassungen an schwankende Temperaturen sind erhöhte Durchblutung, Zittern oder Schwitzen. Manche halten auch Winterschlaf.
Wechselwarme passen ihre Körpertemperatur immer an die Außentemperatur an. Daher sonnen sie sich gerne und suchen bei niedrigen Temperaturen frostgeschützte Orte auf. Bei extremer Hitze oder Kälte fallen sie in Kältestarre oder Hitzestarre.
Pflanzen können ihre innere Temperatur auch nicht aktiv regulieren. Manche bilden Haare oder Wachsschichten aus, um sich vor Kälte zu schützen. Gegen Hitze schützen sich manche Aren mit besonderen Proteinen.
Dieses Gesetz gilt nur beim Vergleich von gleichwarmen Tieren der gleichen Art. Dass Tiere in kalten Regionen größer sind als ihre Artgenossen in warmen Regionen, liegt an dem Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen. Ein großer Körper hat im Verhältnis zum Körpervolumen eine kleine Oberfläche. Über die Körperoberfläche geben gleichwarme Tiere Wärme an die Umwelt ab. Daher hat ein größerer Körper mit einer relativ kleinen Oberfläche weniger Wärmeverlust und kann so besser in kalten Regionen überleben.
Dass Tiere in kalten Regionen größer sind als ihre Artgenossen in warmen Regionen, liegt an dem Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen und kann durch die Bergmannsche Regel begründet werden. Ein großer Körper hat im Verhältnis zum Körpervolumen eine kleine Oberfläche. Über die Körperoberfläche geben gleichwarme Tiere Wärme an die Umwelt ab. Daher hat ein größerer Körper mit einer relativ kleinen Oberfläche weniger Wärmeverlust und kann so besser in kalten Regionen überleben. Auch große Ohren und Schwänze vergrößern die Oberfläche eines Körpers. Deswegen haben die Tiere in kälteren Regionen kleinere Körperanhänge, als ihre Artgenossen in wärmeren Regionen. Die wird als Allensche Regel bezeichnet.
Die allensche Regel bezieht sich auf gleichwarme Tiere. Gleichwarme Tiere regulieren ihre Körpertemperatur ständig, um diese konstant zu halten. Die Größe der Körperanhänge ist eine Möglichkeit sich an kalte oder warme Regionen anzupassen.
Evolutionär gesehen, sind die wechselwarmen Tiere älter als die gleichwarmen Tiere. Der gleichwarme Lebensstil benötigt viel mehr Energie, da die Körpertemperatur permanent konstant gehalten wird. Wechselwarme Tiere brauchen also weniger Energie und somit auch weniger Nahrung. Daher ist es bei konstant warmen Außentemperaturen und begrenztem Nahrungsangebot vorteilhaft wechselwarm zu sein.
Gleichwarme Tiere haben unterschiedliche Mechanismen entwickelt, um ihre Körpertemperatur konstant zu halten. Einige Beispiele sind Schwitzen, Zittern, Anpassung der Durchblutung oder das Aufstellen von Haaren.
Eine Maus ist ein Säugetier. Da alle Säugetiere gleichwarm sind, ist eine Maus auch gleichwarm.
Alle Säugetiere und Vögel sind gleichwarm. Alle Reptilien, Amphibien, Fische, Insekten und alle anderen wirbellosen Tiere sind wechselwarm.
Wechselwarmen Tieren fehlen die evolutionären Anpassungen der gleichwarmen Tiere, um ihre Körpertemperatur konstant zu halten. So fehlen etwa das Muskelzittern oder das braune Fettgewebe, das durch die Oxidation von Fettsäuren zur Wärmeproduktion genutzt werden kann.
Wechselwarme Tiere sind die Tiere, deren Körpertemperatur abhängig von der Umgebungstemperatur ist. Zu ihnen gehören Fische, Reptilien, Amphibien, Insekten und alle anderen wirbellosen Tieren.
Gleichwarme Tiere sind die Tiere, die ihre Körpertemperatur unabhängig von der Außentemperatur regulieren und somit konstant halten können. Dazu zählen vor allem die Säugetiere und die Vögel.
Kaltblüter ist ein veralteter Begriff für wechselwarme Tiere. Somit sind die meisten Fische Kaltblüter. Wie so oft in der Biologie gibt es auch hier seltene Ausnahmen wie den Gotteslachs. Bei diesem Fisch wurde 2015 entdeckt, dass er ein echter Warmblüter ist, da er seine Körpertemperatur regulieren kann.
Fische werden als wechselwarme Tiere bezeichnet, da ihre Körpertemperatur abhängig von der Umgebungstemperatur ist. Mit der Umgebungstemperatur wechselt daher auch die Körpertemperatur der Fische.
Der gleichwarme Lebensstil ermöglicht mehr Unabhängigkeit von der Außentemperatur. Gleichwarme Tiere sind in der Regel leistungsfähiger, können besser mit Temperaturextremen umgehen und haben einen größeren Toleranzbereich. Zudem sind sie auch zu Tages- und Jahreszeiten aktiv, zu denen die Temperaturen nicht optimal sind. Das stellt besonders in Regionen mit schwankenden Temperaturen einen Vorteil dar.
Ja, der Igel ist ein Säugetier. Alle Säugetiere sind gleichwarme Tiere.
Der Begriff homoiotherm ist gleichbedeutend mit gleichwarm. Gleichwarme Tiere sind Tiere, die ihre Körpertemperatur konstant halten können.
Vögel können ihre Körpertemperatur, unabhängig von der Umgebungstemperatur konstant halten.Daher zählen sie zu den gleichwarmen Tieren.
Vögel sind gleichwarme Tiere.
Ja, alle Säugetiere sind gleichwarme Tiere.
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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.
Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere Übung
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Bestimme gleichwarme und wechselwarme Tiere.
TippsGleichwarme Tiere nutzen zur Thermoregulation zum Beispiel ein Federkleid oder Fell.
Nur zwei der Bilder zeigen gleichwarme Tiere.
LösungIm 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.
TippsAllgemein laufen biochemische Prozesse bei höheren Temperaturen schneller ab.
Ein genanntes Lebewesen trägt in seinem Namen den Hinweis auf ein eisiges Zuhause.
LösungDie 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.
TippsWechselwarme Tiere sind stark abhängig von ihrer Umgebungstemperatur.
Gleichwarme Tiere haben eine Vielzahl an Thermoregulationsmechanismen.
LösungIm 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.
TippsGleichwarme Tiere haben viele verschiedene Thermoregulationsmechanismen.
Fünf der Auswahlmöglichkeiten sind korrekt.
LösungLebewesen 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.
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Ordne die beschriebenen Merkmale gleichwarmen und wechselwarmen Tieren zu.
TippsZur Erinnerung: Vögel und Säugetiere sind gleichwarme Tiere.
Zwei der Sätze sind den wechselwarmen Tieren zuzuordnen.
LösungGleichwarme 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.
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Bestimme die Anpassungen der Tiere an extreme Situationen.
TippsAuch wechselwarme Tiere greifen auf Thermoregulationsstrategien zurück, um sich zu wärmen oder abzukühlen.
LösungUm 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.
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Abiotischer Faktor Wasser – Einfluss auf Tiere
Abiotischer Faktor Wasser – Einfluss auf Pflanzen (Basiswissen)
abiotischer Faktor Wasser – Einfluss auf Pflanzen (Vertiefungswissen)
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Hallo Frau Koss,
vielen Dank für den Hinweis! Wir werden den Fehler schnellstmöglich korrigieren.
Herzliche Grüße aus der Redaktion
Korrektur des Fachbegriffs für gleichwarme Tiere: Homoiotherme Tiere
Hat mir sehr geholfen
Danke