Überwinterungsstrategien – Winterruhe, Winterschlaf & Winterstarre
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Grundlagen zum Thema Überwinterungsstrategien – Winterruhe, Winterschlaf & Winterstarre
Überwinterungsstrategien – Biologie
Wenn es kalt wird, dann stellen wir Menschen die Heizung in unseren Häusern an. Wir gehen nur in dicken Winterjacken nach draußen und wärmen uns mit warmen Getränken. Unsere Nahrung erhalten wir nach wie vor im Supermarkt – die meisten Lebensmittel stehen uns ganzjährig zur Verfügung. All diese Dinge können Tiere nicht tun – doch wie schützen sie sich vor der Kälte? Und wie gehen sie mit dem mangelnden Angebot an Nahrung um? Immerhin gibt es im Winter weniger Blätter, Früchte und Insekten. Dazu haben Tiere bestimmte Überwinterungsstrategien entwickelt, mit deren Hilfe sie Energie sparen und so mit Nahrungsreserven und -vorräten auskommen können. Zu diesen Strategien gehören Winterruhe, Winterschlaf und Winterstarre. Diese Strategien wollen wir im Folgenden erklären.
Winterruhe – Biologie
Was versteht man unter Winterruhe? Und welche Tiere halten Winterruhe? In den folgenden Abschnitten findest du eine Definition und einige Beispiele.
Was ist Winterruhe?
Winterruhe – Definition: Bei der Winterruhe verkriechen sich Tiere in ihren Bau und ruhen. Während der Ruhephasen schlafen sie, dabei werden Herzschlag und Atmung verlangsamt. Durch lange Ruhephasen und die heruntergefahrene Stoffwechselaktivität sparen die Tiere viel Energie. Die Kerntemperatur des Körpers sinkt jedoch nicht herab. Daher handelt es sich immer um gleichwarme Tiere, die Winterruhe halten. Die Ruhephasen werden von Wachphasen unterbrochen. Diese nutzen die Tiere, um Nahrung aus ihrem Vorrat aufzunehmen und um Urin und Kot auszuscheiden.
Welche Tiere halten Winterruhe?
Winterruhe wird fast ausschließlich von Säugetieren gehalten. Beispiele dafür, welche Tiere Winterruhe halten, findest du in der folgenden Liste:
- Eichhörnchen
- Dachs
- Biber
- Waschbär
- Braunbär
Winterschlaf – Biologie
Was versteht man unter Winterschlaf? Und welche Tiere halten Winterschlaf? In den folgenden Abschnitten findest du eine Definition und einige Beispiele.
Was ist Winterschlaf?
Winterschlaf – Definition: Auch beim Winterschlaf verkriechen sich die Tiere in ihren Bau oder an andere Orten, an denen sie vor der Kälte geschützt sind. Im Gegensatz zu Tieren, die Winterruhe halten, fressen sie sich eine dicke Speckschicht an und schlafen beinahe durchgängig und haben nur sehr wenige Wachphasen. Tatsächlich dürfen die Tiere nicht zu häufig aufwachen, da sie in diesen Phasen sehr viel Energie verbrauchen und ansonsten sterben könnten. Auch beim Winterschlaf werden die Stoffwechselaktivitäten heruntergefahren, jedoch wesentlich stärker als bei der Winterruhe. Herzschlag und Atmung werden verlangsamt und in diesem Fall sinkt auch die Körpertemperatur ab.
Die meisten Tiere verfallen für eine Dauer von drei bis sechs Monaten in einen Winterschlaf.
Welche Tiere halten Winterschlaf?
Auch der Winterschlaf wird von gleichwarmen Tieren, fast ausschließlich Säugetieren, gehalten. Beispiele dafür, welche Tiere Winterschlaf betreiben, findest du in der nachfolgenden Liste:
- Siebenschläfer
- Murmeltier
- Haselmaus
- Igel
- Fledermaus
Es gibt auch Vögel, die winterschlafähnliche Ruhezustände durchlaufen, zum Beispiel die Mitternachtsschwalbe. Die Zeiträume des Winterschlafs sind jedoch deutlich kürzer als bei den Säugetieren.
Winterstarre – Biologie
Was versteht man unter Winterstarre und was unterscheidet sie von Winterruhe und -schlaf? In den folgenden Abschnitten findest du eine Definition und einige Beispiele.
Was ist Winterstarre?
Winterstarre – Definition: Bei der Winterstarre, oder auch Kältestarre, passt sich die Körpertemperatur der Außentemperatur an. Daher wird die Winterstarre von fallenden Temperaturen eingeleitet. Auch weitere Stoffwechselaktivitäten nehmen ab – so sinkt die Frequenz von Atmung und Herzschlag. Bewegungen und Nahrungsaufnahme sind nicht möglich. Daher müssen auch Tiere, die in Winterstarre verfallen, Orte aufsuchen, an denen sie vor der Kälte geschützt sind. Bei zu kalten Temperaturen erfrieren die Tiere – der Kältetod ist die Folge. Je nach Außentemperatur kann die Winterstarre bis zu sechs Monate andauern.
Welche Tiere halten Winterstarre?
Nur wechselwarme Tiere verfallen in eine Kältestarre – das bedeutet, dass sich ihre Körpertemperatur der Außentemperatur anpasst. Dazu gehören unter anderem Reptilien, Amphibien oder Insekten. Die folgenden Tiere verfallen beispielsweise in eine Winterstarre:
- Frösche
- Eidechsen
- Schlangen
- Käfer
Überwinterungsstrategien im Vergleich
Doch wie genau verhalten sich Winterschlaf, Winterruhe und Winterstarre im Vergleich? Die wichtigsten Informationen dazu sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
| Winterruhe | Winterschlaf | Winterstarre | |
|---|---|---|---|
| betrieben von |
gleichwarmen Tieren | gleichwarmen Tieren | wechselwarmen Tieren |
| Beispiele | Eichhörnchen, Dachs | Siebenschläfer, Murmeltier | Frosch, Eidechse |
| Atmung | verlangsamt | stark verlangsamt | stark verlangsamt |
| Herzschlag | verlangsamt | stark verlangsamt | stark verlangsamt |
| Körper- temperatur |
gleichbleibend | gesunken | stark gesunken (wie Umgebung) |
Transkript Überwinterungsstrategien – Winterruhe, Winterschlaf & Winterstarre
Oh man. Auf Winter könntest du echt verzichten, was? So abgefahren kalt, da geht doch nix außer Serien glotzen und ins Graue starren. Na dann – was wäre dir lieber? "Winterruhe, Winterschlaf, Winterstarre"? Ääääh, was unterscheidet diese “Überwinterungsstrategien” nochmal voneinander? Bleib dran, das klären wir hier. Also, wenn der Winter hereinzieht, holen wir unsere Wollsocken und Pullis aus dem Schrank, wir drehen die Heizung auf und unser Nahrungsangebot ist ebenso üppig wie im Sommer, da aus teils sehr weit entfernten Ländern alle möglichen Lebensmittel importiert – also zum Beispiel eingeflogen werden. Unsere Körpertemperatur ist immer gleichwarm und durch die kontinuierliche Nahrungsaufnahme sind wir auch im Winter ähnlich aktiv wie im Sommer. Man spricht von der AKTIVEN Überwinterung. So richtig aktiv fühlt sich das teilweise zwar nicht an, aber ok. Wie machen das andere Säugetiere? Wie überstehen SIE den Winter? Das Reh überwintert beispielsweise ebenfalls aktiv. Es lässt sich zwar keine Bananen aus Panama liefern und tatsächlich ist sein Nahrungsangebot im Winter stark eingeschränkt – Rehe ernähren sich dann von Knospen, Gräsern und Brombeeren und die liefern wenig Energie – doch hat es einen anderen Trick auf Lager. Es frisst sich im Spätsommer ordentlich viel Körperfett an, welches dann in den kalten Wintermonaten, zum Beispiel zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur, abgebaut werden kann. Ja, Mensch, hier scheint aber auch im Winter nicht viel Fett dran zu sein. Das Eichhörnchen scheint dennoch offensichtlich auch im Winter aktiv zu sein, oder? Naja, nicht so wirklich. Es befindet sich in der sogenannten Winterruhe. Pass auf: Eichhörnchen ernähren sich vor allem von Beeren, Nüssen und anderen Früchten. Im Spätsommer und Herbst finden sie ziemlich viele davon und sind dann so clever, sich einen Vorrat für den Winter anzulegen – sie vergraben viele der gesammelten Nüsse im Boden. Die meiste Zeit verbringen die Eichhörnchen in den kalten Wintermonaten dennoch in ihrem warmen Nest – dem Kobel. So müssen sie zur Aufrechterhaltung ihrer Körpertemperatur weniger Energie aufbringen als aktive Überwinterer, ihr Kobel hält sie warm. Nur mal zwischendurch verlassen die Eichhörnchen ihren Kobel zum Fressen der Vorräte. In den langen Ruhephasen ist ihre Atemfrequenz und ihr Herzschlag leicht abgesenkt. Vom Winterschlaf hast du bestimmt schon mal gehört, oder? Und der wäre dir im Winter manchmal auch am liebsten, was? Da bin ich mir nicht so sicher, schauen wir also mal, welches Tier in den Winterschlaf geht und was das bedeutet. Fledermäuse ernähren sich im Sommer von Insekten. Da ihr Flatterflug ziemlich energieaufwendig ist, brauchen sie sogar sehr viele davon. Tja, im Winter gibt es die aber nicht. Also verbringen Fledermäuse den gesamten Winter in ihrem Winterquartier und pennen kopfüber und zwar die ganze Zeit. Ihr Herzschlag und ihre Atemfrequenz sind so sehr verlangsamt, dass sie super wenig Energie brauchen und ihre angefressenen Fettreserven tatsächlich den Winter über ausreichen. Naja, tauschen willst du jetzt vielleicht doch nicht mehr, oder? Der Videotitel hat uns verraten, dass wir ebenfalls die Winterstarre als Überwinterungsstrategie betrachten wollen. Dazu müssen wir festhalten, dass Säugetiere diese Strategie nicht nutzen können. Der Kollege hier tut das aber. Grundsätzlich fallen nur wechselwarme Amphibien und Reptilien in Winterstarre. Wechselwarm bedeutet, dass die Körpertemperatur automatisch in etwa der Umgebungstemperatur entspricht. Die Körpertemperatur des Frosches sinkt also zusammen mit der Außentemperatur. Das bedeutet auch, dass sie sich immer langsamer fortbewegen können, bis es so kalt wird, dass sie in die Winterstarre fallen. Dann sind sie bewegungsunfähig und ihre Körperfunktionen wie Atemfrequenz und Herzschlag sind fast auf Null reduziert. Es ist wichtig, dass sich die Tiere, die in Winterstarre fallen, einen sicheren Unterschlupf suchen, der sie vor Frost und Fressfeinden schützt. Wenn es wärmer wird, erwachen die Tiere wieder zu neuem Leben. Juhuuu, der Frühling naht! Fassen wir noch einmal zusammen. Verschiedene Säugetiere haben unterschiedliche Überwinterungsstrategien entwickelt. Wir Menschen verschlafen nicht mehr Zeit als üblich und überwintern aktiv, so auch das Reh. Andere Tiere, wie das Eichhörnchen, nutzen die Winterruhe zum Überwintern. Sie verlassen ihren Kobel nur ab und zu zum Fressen, ruhen ansonsten die ganze Zeit. Fledermäuse zum Beispiel fressen gar nicht und verbringen den Winter im Winterschlaf. Die haben es gut, könnte man denken, doch sie erwachen nach einem langen Winter meist sehr abgemagert. Einige wechselwarme Amphibien und Reptilien fallen in die Winterstarre. Auch sie fressen nicht und Herzschlag und Atemfrequenz sinken auf nahezu null herab. Klingt AUCH irgendwie langweilig, oder? Also, jetzt hab dich nicht so! Winter kann doch auch ziemlich cool sein.
Überwinterungsstrategien – Winterruhe, Winterschlaf & Winterstarre Übung
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Gib an, warum Tiere Überwinterungsstrategien benötigen.
TippsZwei der Antworten sind richtig.
LösungIm Winter sind die Bedingungen für Tiere schwieriger: Dadurch, dass es kälter wird, müssten sie mehr Energie aufwenden, um sich warm zu halten.
Die verfügbare Energie hängt aber auch von der angebotenen Nahrung ab, wovon im Winter weniger vorhanden ist.
Die Wirbeltiere reagieren hierauf mit verschiedenen Überwinterungsstrategien.
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Beschreibe die verschiedenen Überwinterungsstrategien der Tiere.
TippsIn den Beschreibungen auf der rechten Seite finden sich die Begriffe „Ruhe“, „Schlaf“ und „Starre“ aus den Bezeichnungen wieder.
Achtung: Das Verb „schlafen“ kommt in zwei der Beschreibungen vor.
LösungEs gibt verschiedene Arten von Überwinterungsstrategien:
- Bei der aktiven Überwinterung gibt es kaum physiologische Veränderungen im Vergleich zu den restlichen Jahreszeiten. Die Tiere stellen sich auf das verringerte Nahrungsangebot im Winter um und legen als Vorbereitung bereits im Spätsommer Fettvorräte an.
- Bei der Winterruhe wird die Zeit, die geschlafen und geruht wird, enorm gesteigert. Der Unterschlupf wird nur selten zur Aufnahme von Nahrung verlassen. Das erleichtert, dass die Tiere ihre Körpertemperatur halten können. In dieser Phase sind die Atemfrequenz und der Herzschlag leicht abgesenkt.
- Bei dem Winterschlaf schlafen die Tiere den gesamten Winter durch. Die Energie stammt ausschließlich aus Fettreserven. Damit die Reserven ausreichen, werden der Herzschlag und die Atemfrequenz stark reduziert. Auch die Körpertemperatur sinkt stark. Sie ist aber immer noch höher als die Umgebungstemperatur.
- Bei der Winterstarre fällt das Tier bei tiefen Temperaturen in einen Zustand der Starre. Es wird keine Nahrung mehr aufgenommen. Das Tier ist in diesem Zustand vollständig bewegungsunfähig. Die Atemfrequenz und der Herzschlag sind auf ein Minimum reduziert.
Ein weiterer Umgang mit den kalten Temperaturen und geringen Futtervorkommen im Winter ist die Strategie der Zugvögel, die in Regionen fliegen, welche wärmer sind und mehr Futter bieten. -
Beschreibe, welche Überwinterungsstrategien die jeweiligen Tiere verfolgen.
TippsEin Kobel ist ein kugelförmiges Nest bestimmter Säugetierarten.
Drei Textelemente gehören zu dem Eichhörnchen. Den restlichen Tieren müssen je zwei Elemente zugeordnet werden.
LösungRehe überwintern aktiv. Dabei ist ihr Nahrungsangebot stark eingeschränkt. Sie ernähren sich im Winter hauptsächlich von Gräsern, Knospen sowie Blättern von Brom- und Himbeeren.
Eichhörnchen begeben sich in die Winterruhe. Hierfür haben sie im Herbst bereits Nüsse und Samen in Verstecken untergebracht. Sie verlassen ihr Nest, den sogenannten Kobel, nur selten, um die Nahrung aus den angelegten Verstecken zu holen.
Fledermäuse halten Winterschlaf. Im Sommer ernähren sie sich hauptsächlich von Insekten, die im Winter kaum zu finden sind. Sie verbringen daher den gesamten Winter in ihren Winterquartieren und schlafen.
Im Gegensatz zu den Säugetieren sind Amphibien wie Frösche wechselwarm. Dies bedeutet, dass sich ihre Körpertemperatur immer der Umgebungstemperatur anpasst. Das führt dazu, dass ihre Körper im Winter in den Zustand der Winterstarre verfallen. In diesem Zustand sind sie vollständig bewegungsunfähig.
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Erläutere, warum es verschiedene Anpassungsstrategien an den Winter gibt und worin sie sich unterscheiden.
TippsNur zwei der Aussagen sind korrekt.
Eichhörnchen sind ein typisches Beispiel für Tiere, die sich in Winterruhe begeben.
LösungDie Überwinterungsstrategien der Tiere sind vor allen Dingen wegen der kalten Temperaturen und dem begrenzten Nahrungsangebot notwendig.
Die Einschränkungen unterscheiden sich je nach Ernährungsweise. So finden Rehe weiterhin Knospen, Gräser oder Beeren. Fledermäuse hingegen finden keinerlei Insekten mehr.Bei den Säugetieren gibt es drei Überwinterungsstrategien: aktives Überwintern, Winterruhe und Winterschlaf. Bei den wechselwarmen Tieren gibt es nur die Winterstarre.
Die jeweilige Überwinterungsstrategie ist auf der Artebene festgelegt, sodass sich ein einzelnes Reh nicht spontan und individuell dafür entscheiden kann, Winterschlaf zu machen.
Es stimmt zudem nicht, dass die Tiere während des Winterschlafs regelmäßig aufstehen, um Nahrung aus vorher angelegten Vorräten zu holen. Dieses Verhalten ist jedoch typisch für die Winterruhe.
Auch stimmt nicht, dass Amphibien während der Winterstarre extrem heiße Temperaturen produzieren. Das Gegenteil ist der Fall: Ihre Körpertemperatur passt sich der Umgebungstemperatur an.
-
Stelle die Unterschiede in der Aktivität der verschiedenen Überwinterungsstrategien dar.
TippsWährend der Winterstarre wird die Stoffwechselaktivität der Tiere auf ein Minimum heruntergefahren. Daher kann man ein Tier in Winterstarre leicht mit einem toten Tier verwechseln.
Während der Winterruhe verlassen die Tiere gelegentlich ihren Unterschlupf, um Nahrung aufzunehmen.
Während des Winterschlafs bleibt die Stoffwechselaktivität stark eingeschränkt erhalten.
Beim aktiven Überwintern bewegen sich die Tiere weiterhin regelmäßig und suchen aktiv nach Nahrung.
LösungAm aktivsten sind die Tiere bei der aktiven Überwinterung. Hierbei bewegen sie sich weiterhin regelmäßig und suchen aktiv nach Nahrung.
Bei der Winterruhe bewegen sich die Tiere kaum, außer um gelegentlich Nahrung aufzunehmen.
Beim Winterschlaf sind die Tiere die gesamte Periode über in einem Ruhezustand mit einer stark reduzierten Stoffwechselaktivität.
Bei der Winterstarre wird die Stoffwechselaktivität auf ein Minimum reduziert. Die Körper der Tiere erstarren. -
Bestimme die Überwinterungsstrategien der dargestellten Tierarten.
TippsJeweils zwei der Bilder gehören zu einer Überwinterungsstrategie.
Der Siebenschläfer verbringt ganze sieben Monate in seiner unterirdischen Höhle. Was er dort macht, verrät sein Name.
Braun- und Waschbären verlassen manchmal ihre Winterquartiere, um Nahrung aufzunehmen.
Reptilien sind wechselwarme Tiere.
LösungDie dargestellten Tiere haben verschiedene Überwinterungsstrategien:
- Das Wildschwein und der Fuchs überwintern aktiv.
- Der Braunbär und der Waschbär begeben sich in Winterruhe.
- Der Igel und der Siebenschläfer halten Winterschlaf.
- Reptilien, zu denen auch Schildkröten und Schlangen gehören, sind wechselwarme Tiere und verfallen in die Winterstarre.
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