Taschenlehrbuch Biologie - Evolution - Oekologie

Lebensraum zurück. Manche Käfer legen ihre Eier bevorzugt in warmes verkohltes Holz.
Kälteanpassungen
    Winterliche Kälte, Polar- oder Hochgebirgsklima stellt Lebewesen vor besondere Anpassungsprobleme, auch die Tiefsee ist überwiegend kalt. Die kältesten Meeresregionen werden von Bakterien besiedelt, die am besten bei Temperaturen wenig über 0 °C gedeihen. Gefrierresistente Organismen verhindern die Eisbildung in ihren Zellen und schützen ihre Zellstrukturen durch eingelagerten Zucker, Glycerol oder Öl. Solche Frostschutzmittel senken den intrazellulären Gefrierpunkt und lassen eine Unterkühlung zu. Kolligative Stoffe wie Glykoproteine binden das intrazelluläre Wasser und verhindern die Gefriertrocknung der Zellen bei extrazellulärer Eisbildung. Flechten weisen noch bei – 24 °C eine positive Photosynthesebilanz auf und überstehen Abkühlungen bis auf – 196 °C schadlos.
    Gefäßpflanzen können aus einem gefrorenen Boden kein Wasser ziehen, sie leiden unter Frosttrockenheit . Die Kälte wird allenfalls durch eine isolierende Schneedecke gemildert. Bäume haben daher eine polare und vertikale Verbreitungsgrenze (Baumgrenze). Viele Kälteanpassungen ähneln Trockenheitsanpassungen: Transpirationsverluste werden durch verkleinerte Blätter, Haare und Wachsauflagen verringert. Bei Sonneneinstrahlung erwärmen sich zuerst die oberflächennahen Bodenschichten. Kältepflanzen besitzen entsprechend flach ausgebreitete Wurzeln und Blattrosetten. Viele Pflanzen überdauern Kälteperioden nur in Form von Überdauerungsorganen, z. B. als Samen, Wurzel oder Spross ( Botanik ). Nach der Lage der Überdauerungsorgane werden Pflanzen in unterschiedliche Lebensformen eingeteilt (Abb. 2. 7 ). Die Einteilung erfolgt dabei nicht nur nach Überdauerungsorganen während des Winters, sondern auch nach der Form der Überdauerung von Trockenheit im Sommer. Knospen von Phanerophyten , zu denen Bäume und Sträucher gehören, sind sehr frosthart. Laubbäume dringen deshalb weit in Kältezonen vor, wo sie die Waldgrenze bilden können (z. B. Birke, Betula pendula ). In noch kälteren Regionen dominieren Sträucher, deren Knospen unter Schnee geschützt überdauern ( Chamaephyten ). Die Vegetation der nördlichen Hemisphäre wird von Hemikryptophyten dominiert, deren Überdauerungsorgane durch die nahe Bodenschicht geschützt sind. Kryptophyten kommen vor allem in trockenen Regionen vor, ihre Rhizome und Zwiebeln dienen als Wasser und Energiespeicher, wodurch sie sehr schnell auf günstige Umweltbedingungen reagieren können. Die Frühjahrsblüher in Laubwäldern Mitteleuropas bestehen zum großen Teil aus Kryptophyten, die das Sonnenlicht vor dem Austrieb der Bäume nutzen (z. B. Buschwindröschen, Anemone nemorosa und Bärlauch, Allium ursinum ). Pflanzen, die beim Auftreten von ungünstigen Umweltbedingungen selbst absterben und im Samenstadium überdauern, werden als Therophyten bezeichnet. Die Überdauerung im Samenstadium ist dabei eher eine Anpassung an trockene und wenig vorhersagbare Umweltbedingungen. Therophyten dominieren deshalb in Wüsten und Halbwüsten.

    Abb. 2. 7 Lebensformen von Pflanzen werden nach der Lage der Überdauerungsorgane (dunkel) unterschieden. Phanerophyten: verholzte Pflanzen (Bäume und Sträucher) mit Überdauerungsorganen weit über dem Boden. Chamaephyten: krautige Pflanzen mit Überdauerungsorganen (Blätter oder Knospen) oberhalb des Bodens. Hemikryptophyten: krautige Pflanzen, deren oberirdische Sprosse bis auf die dem Boden anliegenden Blattrosetten oder Knospen während der Überdauerungsphase absterben. Kryptophyten = Geophyten: Überdauerung in Form von Zwiebeln, Knollen oder Rhizomen unter der Erde. Therophyten: Überdauerung im Samenstadium; einjährige Pflanzen.
    Aufgrund ihrer Beweglichkeit haben Tiere die Möglichkeit, der Winterkälte durch Wanderung oder Rückzug in Höhlen auszuweichen. Säuger kälterer Klimazonen besitzen ein dickes Fell, das mit den Jahreszeiten gewechselt wird (Sommer-, Winterfell). Zur Einsparung von Energie senken manche Säuger die Körpertemperatur nach einer hormonellen Umstellung während der Winterruhe bis zum Eintritt von Kältestarre ( Torpor ). Andere Säuger gehen ohne Absenkung der Körpertemperatur in Kälteschlaf über. Das Auftreten von Kältestarre und Kälteschlaf hängt von der Körpergröße der Organismen ab. Kleine Säuger fallen im Winter in Kältestarre (z. B. Hamster, Cricetus cricetus , Igel, Erinaceus europaeus und Murmeltier,