Einer der wichtigsten abiotischen Umweltfaktoren ist die Temperatur. Die Temperatur variiert in unterschiedlichen Lebensr\u00e4umen stark und beeinflusst direkt die Stoffwechselprozesse in der Zelle.<\/p>\n
Die Temperatur hat einen gro\u00dfen Einfluss auf die Geschwindigkeit von chemischen Reaktionen. Wei\u00dft du noch aus der Zellbiologie, wie dieser Zusammenhang ist?<\/p>\n
Je h\u00f6her die Temperatur desto h\u00f6her die Reaktionsgeschwindigkeit
F\u00fcr die Wirkung der Temperatur auf enzymatische Reaktionen sind zwei Faktoren relevant. Zum einen steigt die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen mit der Temperatur. Dies ist die ber\u00fchmte RGT-Regel und ist als gr\u00fcne gestrichelte Linie in der Abbildung dargestellt. Des Weiteren destabilisiert sich die Struktur von Enzymen bei hohen Temperaturen, so dass sie denaturieren. Dadurch nimmt die enzymatische Reaktion nat\u00fcrlich ab. Dies ist in der Abbildung als rote gestrichelte Kurve dargestellt. Aus der Wechselwirkung dieser zwei Effekten resultiert eine Optimumskurve f\u00fcr die Stoffwechselreaktionen bei Organismen.<\/p>\n
Wie hilft mir das bei \u00d6kologie weiter?<\/p>\n
Wenn der Stoffwechsel in Zellen nicht rund l\u00e4uft, dann sterben die Organismen. Deshalb versuchen Lebewesen i. d. R. ihre K\u00f6rpertemperatur so zu regulieren, dass ihre Enzyme in den Bereichen um das Temperaturoptimum arbeiten k\u00f6nnen. Gerade diese Anpassungen sind f\u00fcr \u00d6kologie besonders relevant.<\/p>\n
Gibt es weitere Auswirkungen der Temperatur?<\/p>\n
Zus\u00e4tzlich zum besprochenen Einfluss der Temperatur auf den Stoffwechsel, soll noch beachtete werden, dass Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zur Bildung von Eiskristallen in der Zelle f\u00fchren. Als Folge platzen die betroffenen Zellen, woran sie sterben. Lebewesen die in Umgebungen mit Temperaturen um den Gefrierpunkt leben, m\u00fcssen also entsprechende Mechanismen entwickeln, um zu verhindern, dass das Wasser in ihren Zellen gefriert.<\/p>\n
Die einfachste M\u00f6glichkeit f\u00fcr gute (Betriebs-)Temperaturen zu sorgen, ist es, sich in warmen und gem\u00e4\u00dfigten Klimazonen aufzuhalten. Deshalb leben ja am \u00c4quator viel mehr Arten als in der Antarktis. Eine andere M\u00f6glichkeit ist es die W\u00e4rme selbst zu produzieren. Das machen die gleichwarmen Tiere. Dann gibt es noch W\u00e4rmeisolation mit Fett oder Fell u. v. m.Um f\u00fcr die Klausuren vorbereitet zu sein, sollte man zu allen Umweltfaktoren Antworten zu folgenden Fragen kennen: 1. Welche Auswirkungen hat die Variation des Umweltfaktors (z. B. zu viel oder zu wenig davon) auf den Organismus und 2. Welche Anpassungen helfen den Organismen mit den Ver\u00e4nderungen dieses Umweltfaktors klar zu kommen. Wenn du diese Fragen f\u00fcr alle Umweltfaktoren (abiotische und biotische) beantworten kannst, dann kann dich diesbez\u00fcglich keine Klausur mehr schocken.<\/p>\n
Tiere haben gegen\u00fcber Pflanzen den Vorteil, dass sie sich bewegen k\u00f6nnen. Dadurch haben sie gr\u00f6\u00dfere M\u00f6glichkeiten mit den Schwankungen der Umweltfaktoren zurecht zu kommen. Die einfachste L\u00f6sung w\u00e4re vor gro\u00dfer Hitze oder K\u00e4lte wegzulaufen. Das k\u00f6nnen Pflanzen nicht!<\/p>\n
Temperaturschwankungen sind von Biotop zu Biotop unterschiedlich. Einige Lebensr\u00e4ume weisen \u00fcber das ganze Jahr mehr oder weniger konstante gem\u00e4\u00dfigte Temperaturen auf (z. B. tropische Regenw\u00e4lder). Bei anderen schwankt die Temperatur innerhalb eines Tag-Nacht-Zyklus sehr stark (z. B. W\u00fcsten). In vielen Lebensr\u00e4umen h\u00e4ngen die Temperaturen jedoch stark von den Jahreszeiten ab. F\u00fcr die Klausur ist es besonders relevant die Temperaturschwankungen, ihre H\u00f6he und H\u00e4ufigkeit zu erkennen.<\/p>\n
Zu hohe Temperaturen f\u00fchren bei Tieren zur Hitzestarre, die i. d. R. f\u00fcr eine kurze Zeit reversible ist. Dauert dieser Zustand l\u00e4nger, oder steigen die Temperaturen weiter, f\u00fchrt dies zum Hitzetod. Bei zu niedrigen Temperaturen tritt die K\u00e4ltestarre auf, die ebenfalls reversibel ist. Sinken die Temperaturen weiter, oder dauert die K\u00e4ltephase zu lange, kann dies ebenfalls zum K\u00e4ltetod f\u00fchren.<\/p>\n
Tiere, die nur geringe Temperaturschwankungen tolerieren k\u00f6nnen, bezeichnet man als stenotherm (z. B. Bewohner der tropischen Regenw\u00e4lder). Im Gegensatz hierzu k\u00f6nnen eurytherme Tiere gro\u00dfe Temperaturschwankungen tolerieren.<\/p>\n
Homoiotherme (gleichwarme, endotherme) Tiere sind in der Lage ihre K\u00f6rpertemperatur konstant zu halten. Dies reduziert den Einfluss der \u00e4u\u00dferen Temperaturschwankungen auf Stoffwechselvorg\u00e4nge enorm! Der Nachteil ist allerdings der enorme Energieverbrauch, um die K\u00f6rpertemperatur konstant zu halten. Diese Tiere haben Mechanismen entwickelt, um gegen niedrige und hohe Temperaturen vorzugehen.<\/p>\n
Einfachster Weg ist es vor K\u00e4lte wegzulaufen. Das nennt sich eine (Tier-)Wanderung. N\u00e4chste M\u00f6glichkeit ist es den W\u00e4rmeverlust zu reduzieren, z. B. durch Fell, Feder und Fett. \u00dcberwinterung in H\u00f6hlen und unter der Erde helfen auch gegen K\u00e4lte. Zum Schluss helfen Winterschlaf und Winterruhe, wobei die Stoffwechselprozesse reduziert werden. So muss sich das Tier wegen Nahrungssuche nicht in die K\u00e4lte begeben.<\/p>\n
Poikilotherme (wechselwarme, ektotherme) Tiere sind nicht in der Lage ihre K\u00f6rpertemperatur konstant zu halten. Ihre K\u00f6rpertemperatur steigt und sinkt entsprechend der Umgebungstemperatur. Dies hat enormen Einfluss auf Stoffwechselvorg\u00e4nge! Der Vorteil ist allerdings der niedrige Energieverbrauch des K\u00f6rpers. Diese Tiere haben Mechanismen entwickelt, um gegen niedrige und hohe Temperaturen vorzugehen. Einige Tiere k\u00f6nnen auch Temperaturen unter dem Gefrierpunkt aushalten, da sie im K\u00f6rper (z. B. durch Alkohole) eine Art Frostschutz entwickelt haben.<\/p>\n\n\n