Wärmeregulation bei Wirbeltieren

Wärmeregulation bei Wirbeltieren Übung

• Nenne wechselwarme und gleichwarme Tiere.

  Tipps

  Lurche sind wechselwarme Tiere.

  Alle Tiere mit einer vor Kälte schützenden Körperbedeckung sind gleichwarm.

  Lösung

  Säugetiere und Vögel sind gleichwarme Tiere. Das erkennt man gut an ihrer Körperbedeckung. Sie dient dem Schutz gegen die Kälte. Gleichwarme Tiere haben nämlich eine konstante Körpertemperatur. Diese aufrecht zu erhalten kostet viel Energie. Daher ist es wichtig, nicht viel Wärme an die Umgebung abzugeben.

  Reptilien, Lurche und Fische sind dagegen wechselwarme Tiere. Ihre Körpertemperatur gleicht immer der Umgebung. Daher brauchen sie sich nicht vor dem Auskühlen zu schützen. Diese Art des Wärmehaushaltes ist sehr energiesparend, dafür sind viele Körperfunktionen von der Außentemperatur abhängig.

• Gib das Ergebnis des Versuches zur Wärmeabgabe wieder.

  Tipps

  Wärme ist eine Form der Energie, die dazu neigt sich zu verteilen.

  Lösung

  Wärme ist eine Form von Energie und kann übertragen werden. Kälte ist dagegen das Fehlen von Wärme, also Energie. Daher verteilt sich die Wärme.

  Für dieses Experiment bedeutet das, dass die Wärme im Reagenzglas an die kältere Umgebung übertragen wird. Das führt dazu, dass das Wasser im Reagenzglas kälter und das Wasser in der Thermoskanne wärmer wird. Die Temperaturen gleichen sich an.

• Erkläre die unterschiedlichen Körpergrößen der Pinguine.

  Tipps

  Hier siehst du eine Karte von Südamerika. Auch die Verbreitungsgebiete zweier Pinguinarten sind dort zu sehen.

  Das Klima ist weltweit unterschiedlich. Man kann davon ausgehen, dass es wärmer wird, je näher man dem Äquator kommt.

  Demnach ist es am Südpol natürlich kälter als in Südamerika.

  Denke nochmal an den Zusammenhang zwischen der Körpergröße eines Tieres und der Wärmeabgabe.

  Lösung

  Die Kaiserpinguine sind die südlichsten Pinguine, sie leben also in der kältesten Region, dem Südpol. Aber nicht nur das, sie sind mit 1 -1,3 m auch die größten Pinguine überhaupt. Diese Tatsache ist der Grund für ihren Namen.

  Die Adeliepinguine leben an den Küsten der Antarktis, dort ist es schon etwas wärmer. Das spiegelt sich in ihrer Körpergröße wieder. Sie sind ca. 70 cm groß.

  Die Magellan-Pinguine leben an den südlichsten Küsten von Südamerika. Dort ist es natürlich nochmal etwas wärmer und daher sind sie ein wenig kleiner. Benannt sind sie übrigens nach Ferdinand Magellan, einem bekannten Entdecker. Er forschte viel im Lebensraum der Pinguine.

  Schließlich die kleinsten der hier genannten Pinguine: Sie werden ca. 50 cm groß. Weil sie nach der Inselgruppe benannt sind, auf der sie leben, wurde ihr Name noch nicht erwähnt. Es handelt sich um die Galapagos-Pinguine.

  Den Zusammenhang zwischen der Körpergröße und der Temperatur des Lebensraums kann man bei vielen Tieren beobachten und wird übrigens auch, nach ihrem Entdecker, als Bergmannsche Regel bezeichnet. Der Grund dafür ist das Verhältnis zwischen dem Volumen des Körpers und der Oberfläche. Bei einem großen Tier ist die Oberfläche im Verhältnis zum Körpervolumen kleiner. Über die Oberfläche wird die Wärme an die Umgebung abgegeben. In kälteren Regionen ist es von Vorteil, weniger Wärme abzugeben. Daher sind Tiere in kälteren Regionen größer.

  Zum Schluss ein Rätsel: Warum fressen Eisbären eigentlich keine Pinguine?

• Erkläre die Regulation der Körpertemperatur bei Robben.

  Tipps

  Reptilien, Amphibien, Fische und Kieferlose sind wechselwarm. Säugetiere und Vögel sind dagegen, was?

  Auch wir Menschen sammeln überschüssige Energie unter der Haut an. In einer Fettschicht.

  Lösung

  Viele Tiere der polaren Regionen machen sich die Eigenschaften von Fett zu Nutze, um sich vor der Kälte zu schützen.

  Fett hat eine besonders schlechte Wärmeleitfähigkeit und isoliert daher vor der Kälte.

  Die Fettschicht hat sogar noch andere praktische Vorteile. Sie dient als Speicher für Nährstoffe. Wird die Nahrung knapp, kann die Energie, die im Fett gespeichert ist, als Reserve genutzt werden. Des Weiteren hast du sicher schon mal gehört, dass Fett im Wasser immer oben schwimmt. Fett hat nämlich eine geringere Dichte als Wasser und ist somit leichter. Auch das ist nützlich für die Robben.

• Nenne den Grund für die Verwendung von Daunendecken.

  Tipps

  Es gibt viele Menschen, die gegen die Haare verschiedener Säugetiere allergisch sind. Warum sollte das nicht auch für Vogelfedern gelten?

  Federn sind tatsächlich sehr leicht, allerdings wären das künstlich hergestellte Materialien auch und die sind deutlich günstiger.

  Lösung

  Daunenfedern sind sehr kleine Federn, die sehr eng am Körper des Vogel anliegen. Sie sind weich und auch leicht, aber ihre besondere Eigenschaft ist ihre Fähigkeit Wärme zu speichern.

  Diese Eigenschaft haben wir Menschen uns zu Nutze gemacht und füllen viele unserer Bettdecken, aber auch Jacken und andere Kleidungsstücke mit Daunenfedern. Denn sie halten uns genauso gut warm, wie sie es bei den Vögeln tun.

• Interpretiere die Temperaturtoleranzkurve eines wechselwarmen Tieres.

  Tipps

  Die höchste Aktivität zeigen wechselwarme Tiere in ihrem Temperaturoptimum.

  Werden die Temperaturen zu niedrig oder zu hoch, fallen wechselwarme Tiere in eine Starre.

  Bei noch höheren oder niedrigeren Temperaturen, also beim Maximum oder Minimum, kann es zum Hitze- oder Kältetod kommen.

  Lösung

  Diese Temperaturtoleranzkurve zeigt die Aktivität eines wechselwarmen Tieres in Abhängigkeit von der Temperatur.

  Jedes wechselwarme Tier besitzt eine spezifische Temperatur, bei der die Aktivität am höchsten ist. Diesen Punkt auf der Kurve nennt man Optimum.

  Die Ränder der Kurve, also Minimum und Maximum, markieren die Punkte, bis zu denen das Tier lebensfähig ist. Bei Temperaturen darunter oder darüber kommt es zum Tod.

  Bei sehr niedrigen oder sehr hohen Temperaturen fallen wechselwarme Tiere in eine Starre. Dies ist ein Schutzmechanismus und ermöglicht es den Tieren bei extremen Temperaturen bis zu einem gewissen Grad zu überleben.