Abiturvorbereitung Biologie
kompaktes Wissen

Temperaturregulation
Wie schaffen Lebewesen das nur?
Man unterscheidet in der Biologie zwischen homoiothermen ( =gleichwarmen ) und poikilothermen ( =wechselwarmen ) Lebewesen. Erstere besitzen die Fähigkeit eine konstante Körpertemperatur beizubehelten, die weitesgehend unabhängig von der herschenden Außentemperatur ist. Sie verfügen dazu über sehr leistungsfähige Mechanismen zur Temperaturregulation, welche die Natur im Laufe der Evolution entwickelt hat.
Gleichwarme Individuen besitzen also, unabhängig von Klimazone und Jahreszeit meist eine konstante Temperatur.
Da jedoch in vielen Gebieten mit einsetzendem Winter auch viele Nahrungsquellen versiegen, legen sich einige Tiese, wie z.B. das Eichhörnchen im Laufe der wärmeren Jahreszeiten quasi ein Depot / Nahrungslager an. Tritt der Winter ein, fallen die Säuger fortwehrend in die Winterruhe ( vergleichbar mit dem Standby Modus eines Rechners; nicht verwechseln mit dem Winterschlaf!!! ). Während dieser Zeit ist der Energiebedarf des Körpers weitaus niedriger als im aktiven Zustand. Die Körpertemperatur ist auch nur um wenige Grade herabgesetzt. Nun erinnert ihr euch aber sicher noch an das bereits erwähnte Verratslager. Von Zeit zu Zeit pausieren die Tiere ihre Winterruhe und stärken sich durch Zunahme der Nahrung.
Im Gegensatz zur Winterruhe ist der Winterschlaf eine noch um ein vielfaches Energie sparendere Methode. Dabei sinkt die Körpertemeratur auf ein Minimum ab und auch die lebenserhaltenden Funktionen werden drastisch abgestuft ( Atmungs- und Herzschlagfrequenz ). Der Energieumsatz sinkt auf 1/10 des regulären Umsatzes.
Kommen wir zu den homoiothermen Tieren. Ihre Körper gehen quasi "nicht so verschwenderisch" mit Energie um. Gleichwarme Tiere produzieren pausenlos Wärme. D.h. durch intrazelluläre, biochemische Prozesse werden Stoffe abgebaut und Energie entsteht, welche als Nebenprodukt Wärme freisetzt. Poikilotherme Tiere wärmen ihren Körper beispielsweise durch das "Sonnenbaden". Sie laden ihn also auf ( ist zwar weit hergeholt, aber es ist vergleichbar mit Solarzellen ). Hat sich der Körper ausreichend mit Wärme versorgt, so tritt das Tier in die "aktive Phase". In dieser Zeit ist das Tier auf Nahrungssuche und erledigt, was es sonst noch so zu tun hat. Würde das Tier sich nicht in den Schatten zurückziehen, so würde durch Überhitzung der Hitzetod eintreffen.
Im der winterkalten Jahreszeit mangelt es logischerweise an Aufwärmmöglichkeiten. Daher tritt das Tier in die sogenannte "reversible Kälestarre". Sie zeiht sich dazu in einen möglichst frostsicheren Unterschlupf zurück und überwintert. Vergleichbar mit dem Winterschlaf einiger gleichwarmer Tiere. Sollte der Frost jedoch so immens sein, dass das Versteck nicht genügend Schutz bietet, droht dem Tier der Kältetod.
Schließlich lässt sich schlussfolgern, dass homoiotherme Tiere ein weitaus größeres Präferendum haben. Jedoch hat es sich bereits kurz nach Unterschreitung des Minimum bzw. kurz nach Überschrietung des Maximum ausgelebt. Poikilotherme Tiere vermögen auch nach Überscheitung bzw. Überschreitung des Minimun bzw. Maximum weiterzuleben. Das aktive Leben endet zwar, aber das Tier stirbt nicht, sondern die Kälte- bzw. Wärmestarre tritt ein. Daher könnte man es als relatives Minimum bzw. relatives Maximumansehen. Die absoluten Werte setzen schließlich dem Leben ein Ende.
Um eine Unterschreitung bzw. Überschreitung der maximal möglichen Werte zu verhindern entwickelten sich bei gleichwarmen Individuen spezifische Mechanismen zur Regulation ihrer Körpertemperatur auch bei Extrema...
Muskelzitern, ´"Gänsehaut", Gefäßverengung bei Kälte ( z.B. agbesterbende Gliedmaßen bei extremer Kälte. So verloren bereits einige Bergsteiger aufgrund von Temperaturen weit unter dem 0 Punkt Zehen, Finger etc. ), Erweiterung der Gefäße bei Wärme.
Nachteile: hoher Energieverbrauch zur konstanthaltung der körpereigenen Temperatur Vorteile: Populationen gleichwarmer Tiere können auch extreme Standorte besiedelm, die Aktivität der Individuen hängt nicht zwangsläufig von der Außentemperatur ab ( Vergleich: Temperaturreguliertes Verhalten wechselwarmer Tiere: Sonnenbaden, Aktivität, Spreizstellung, Rückzug ), breiterer Toleranzbereich
Im Gegensatz zur Winterruhe ist der Winterschlaf eine noch um ein vielfaches Energie sparendere Methode. Dabei sinkt die Körpertemeratur auf ein Minimum ab und auch die lebenserhaltenden Funktionen werden drastisch abgestuft ( Atmungs- und Herzschlagfrequenz ). Der Energieumsatz sinkt auf 1/10 des regulären Umsatzes.
Kommen wir zu den homoiothermen Tieren. Ihre Körper gehen quasi "nicht so verschwenderisch" mit Energie um. Gleichwarme Tiere produzieren pausenlos Wärme. D.h. durch intrazelluläre, biochemische Prozesse werden Stoffe abgebaut und Energie entsteht, welche als Nebenprodukt Wärme freisetzt. Poikilotherme Tiere wärmen ihren Körper beispielsweise durch das "Sonnenbaden". Sie laden ihn also auf ( ist zwar weit hergeholt, aber es ist vergleichbar mit Solarzellen ). Hat sich der Körper ausreichend mit Wärme versorgt, so tritt das Tier in die "aktive Phase". In dieser Zeit ist das Tier auf Nahrungssuche und erledigt, was es sonst noch so zu tun hat. Würde das Tier sich nicht in den Schatten zurückziehen, so würde durch Überhitzung der Hitzetod eintreffen.
Im der winterkalten Jahreszeit mangelt es logischerweise an Aufwärmmöglichkeiten. Daher tritt das Tier in die sogenannte "reversible Kälestarre". Sie zeiht sich dazu in einen möglichst frostsicheren Unterschlupf zurück und überwintert. Vergleichbar mit dem Winterschlaf einiger gleichwarmer Tiere. Sollte der Frost jedoch so immens sein, dass das Versteck nicht genügend Schutz bietet, droht dem Tier der Kältetod.
Schließlich lässt sich schlussfolgern, dass homoiotherme Tiere ein weitaus größeres Präferendum haben. Jedoch hat es sich bereits kurz nach Unterschreitung des Minimum bzw. kurz nach Überschrietung des Maximum ausgelebt. Poikilotherme Tiere vermögen auch nach Überscheitung bzw. Überschreitung des Minimun bzw. Maximum weiterzuleben. Das aktive Leben endet zwar, aber das Tier stirbt nicht, sondern die Kälte- bzw. Wärmestarre tritt ein. Daher könnte man es als relatives Minimum bzw. relatives Maximumansehen. Die absoluten Werte setzen schließlich dem Leben ein Ende.
Temperaturregulation homoiothermer Tiere
Um eine Unterschreitung bzw. Überschreitung der maximal möglichen Werte zu verhindern entwickelten sich bei gleichwarmen Individuen spezifische Mechanismen zur Regulation ihrer Körpertemperatur auch bei Extrema...
Muskelzitern, ´"Gänsehaut", Gefäßverengung bei Kälte ( z.B. agbesterbende Gliedmaßen bei extremer Kälte. So verloren bereits einige Bergsteiger aufgrund von Temperaturen weit unter dem 0 Punkt Zehen, Finger etc. ), Erweiterung der Gefäße bei Wärme.
Nachteile: hoher Energieverbrauch zur konstanthaltung der körpereigenen Temperatur Vorteile: Populationen gleichwarmer Tiere können auch extreme Standorte besiedelm, die Aktivität der Individuen hängt nicht zwangsläufig von der Außentemperatur ab ( Vergleich: Temperaturreguliertes Verhalten wechselwarmer Tiere: Sonnenbaden, Aktivität, Spreizstellung, Rückzug ), breiterer Toleranzbereich
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