Tiere und Temperatur (Teil II)

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Winterruhe – Eisbär

Probleme: Kälte, keine Sonne, monatelang kein Essen, Babys, wenig Nahrung.

• Gut isoliert durch Körperfett, dichtes Fell mit hohlen Haaren und schwarzer Unterhaut speichert warme Luft.
• Frisst sich eine Speckschicht an, baut eine Schneehöhle.
• Schläft ein, Stoffwechsel sinkt, Körpertemperatur bleibt konstant.
• Kein Kot wird ausgeschieden.
• Spart Energie durch Inaktivität.
• 7 Monate in der Höhle.

Kältestarre – Laubfrosch

Problem: Kälte.

• Zieht sich in eine Höhle zurück.
• Eis bildet sich zuerst auf der Haut.
• Leber schüttet Traubenzucker als Frostschutzmittel für die Zellen aus.
• Enzyme werden ausgeschüttet, die die Bildung von scharfen Eiskristallen im Blut verhindern.
• Alle Stoffe zwischen den Zellen frieren ein.
• Keine Atmung, kein Herzschlag, nur Zellen sind lebendig.
Auftauen:
• Eis auf der Haut taut.
• Herzmuskeln strecken sich, senden Ionen aus, die den ersten Herzschlag stimulieren.
• Blut fließt, Nerven werden funktionsfähig = Frosch erwacht!

Winterschlaf – Murmeltier

Problem: Kälte, keine Nahrung im Winter.

• Fetteinlagerung durch Fressen.
• Wenig Bewegung, sammeln Gras für ein Nest.
• Hormone verlangsamen den Stoffwechsel.
• Körperfunktionen werden auf ein Minimum reduziert.
• Abbau von braunem Fett führt kurzzeitig zu einem Wärmeschub, was das Einfrieren des Herzkreislauf-Systems verhindert.
• Lebenswichtige Organe werden mehr durchblutet.
• Blut füllt sich mit Schlacke; Erhöhung des Blutdrucks für kurze Zeit, damit die Nieren das Blut reinigen können.

Aufwachen:

• Nervensystem erkennt die Außentemperatur; ein Hormon bewirkt Fettabbau, damit die Atmung erhöht und das Blut erwärmt werden kann.
• Herz-Kreislauf-System wird aktiviert.
• Alle Organe nehmen ihre Tätigkeiten auf, die Körpertemperatur normalisiert sich.
• Magen-Darm-Trakt braucht eine Woche zur Normalisierung = geringe Nahrungsaufnahme, evtl. Tod, wenn Aufwachphase zu viel Energie gekostet hat.
• 1/3 des Körpergewichts verloren.


Tierische Frostschutzmittel

• Salz, Zucker (Glycerin), kleine Aminosäuren und Fette.
• Binden sich an Eiskristalle im Blut und ziehen Wasser an, was den Eiswachstum verhindert.
• Gefrierpunkt wird zurückgesetzt, nicht aber der Schmelzpunkt.

Kältetoleranz und Membranlipide

• Tropenpflanzen reagieren mit extremen Störungen von Transport, Stoffwechsel, Speicherung von Stoffen und Wachstum auf Kälte.
• Haben nur gesättigte Fettsäuren in den Lipiden.
• Kältetolerante Pflanzen : nur ungesättigte Fettsäuren

Physiologischer Kältetod

• Störung des temperaturabhängigen Stoffwechsels.
• Beeinträchtigung der Fluidität der Membrane und Aktivität der Enzyme.
• Störung der Zellatmug.
• Energiegewinnung wird beeinträchtigt oder erliegt ganz.

Physikalische Kältetod

• Eisbildung in den Zellen
• Zusammenballung von Proteinen im Cytoplasma durch Wasserentzug.
• Erhöhte Ionenkonzentration an der Oberfläche führt zu einer Ablösung der Membranproteine.
• Protoplast schrumpft, Lipide lösen sich aus der Membran.
• Eiskristalle schädigen die Membran.

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