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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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Team Digital
Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere
lernst du in der Unterstufe 3. Klasse - 4. Klasse - Oberstufe 5. Klasse - 6. Klasse

Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Abiotischer Faktor Temperatur – Einfluss auf Tiere kannst du es wiederholen und üben.
  • Bestimme gleichwarme und wechselwarme Tiere.

    Tipps

    Gleichwarme Tiere nutzen zur Thermoregulation zum Beispiel ein Federkleid oder Fell.

    Nur zwei der Bilder zeigen gleichwarme Tiere.

    Lösung

    Im 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.

    Tipps

    Allgemein laufen biochemische Prozesse bei höheren Temperaturen schneller ab.

    Ein genanntes Lebewesen trägt in seinem Namen den Hinweis auf ein eisiges Zuhause.

    Lösung

    Die 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.

    Tipps

    Wechselwarme Tiere sind stark abhängig von ihrer Umgebungstemperatur.

    Gleichwarme Tiere haben eine Vielzahl an Thermoregulationsmechanismen.

    Lösung

    Im 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.

    Tipps

    Gleichwarme Tiere haben viele verschiedene Thermoregulationsmechanismen.

    Fünf der Auswahlmöglichkeiten sind korrekt.

    Lösung

    Lebewesen 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.

  • Ordne die beschriebenen Merkmale gleichwarmen und wechselwarmen Tieren zu.

    Tipps

    Zur Erinnerung: Vögel und Säugetiere sind gleichwarme Tiere.

    Zwei der Sätze sind den wechselwarmen Tieren zuzuordnen.

    Lösung

    Gleichwarme 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.

  • Bestimme die Anpassungen der Tiere an extreme Situationen.

    Tipps

    Auch wechselwarme Tiere greifen auf Thermoregulationsstrategien zurück, um sich zu wärmen oder abzukühlen.

    Lösung

    Um 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.