Taschenlehrbuch Biologie - Evolution - Oekologie

Marmota marmota ), große dagegen in Kälteschlaf (z. B. Dachs, Meles meles , und Bären). Dies ist dadurch zu erklären, dass das Aufwärmen von Tieren in Kältestarre energie- und zeitaufwendig ist. Große Säuger bräuchten zum Aufwärmen sehr lange und würden große Energiemengen verbrauchen, bei kleinen Säugern sind die Kosten dagegen gering. Kleine Säuger (und auch Kolibris) können deshalb sogar in kurzen Abständen zwischen Kältestarre und Aktivitätsphasen wechseln (Abb. 2. 8 ). Die größten Säuger, die in Kältestarre sinken, sind Biber ( Castor sp . ) mit einem Gewicht < 20 kg. Säuger, die in Kältestarre verfallen, enthalten meist braunes Fettgewebe, das viele Mitochondrien und Fetttröpfchen enthält und beim Erwachen als biologische Heizung fungiert. Ektotherme Tiere fallen in der kalten Jahreszeit in eine stoffwechselarme Winterstarre, ihre Körpertemperatur folgt der Umwelttemperatur. Liegen dabei regulatorische Maßnahmen vor, spricht man von einer Diapause .

    Abb. 2. 8 Kältestarre bei kleinen Säugern. Feldhamster ( Cricetus cricetus ) erniedrigen bei sinkender Außentemperatur ihre Körpertemperatur und können selbst über kurze Zeiträume (hier drei Tage) in Kältestarre fallen. Bei ansteigender Außentemperatur kann die Körpertemperatur in wenigen Stunden wieder auf das Niveau des Aktivitätszustands angehoben werden. (Nach Nedergaard, 1990.)
    Endotherme Organismen haben sich auch morphologisch an kalte Außenbedingungen angepasst. So sind die Körperanhänge von Säugern kalter Klimazonen im Vergleich zu Verwandten wärmerer Regionen verkürzt (z. B. Polarfuchs, Alopex lagopus – Wüstenfuchs, Vulpes zerda ; Allensche Regel ). Zudem sind vergleichbare Vertreter endothermer Tiere kälterer Klimazonen größer (z. B. antarktischer Kaiserpinguin, Aptenodytes forsteri – südamerikanischer Humboldt-Pinguin, Spheniscus humboldti ; Bergmannsche Regel ).
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    Wärmeangebot: Land: starke zeitliche und räumliche Schwankungen. Meer: geringere zeitliche Schwankungen, horizontale Temperatursprünge.
    Temperaturwirkung: Stoffwechselgeschwindigkeit (RGT-Regel: Q 10 = 2–4), Tertiärstruktur der Proteine, Struktur von Biomembranen, Nucleinsäuren, Verfügbarkeit von Wasser.
    Thermo-Anpassungstypen:
Thermokonformer: ohne Regulation;
Thermoregulierer: mit Regulation.
Homoiotherme (Gleichwarme): Vögel, Säuger;
Poikilotherme (Wechselwarme): restliche Gruppen.
Ektotherme: nutzen äußere Wärmequellen;
Endotherme: nutzen innere Wärmequellen.
    Hitzeanpassungen: Thermostabile Proteine, Glyceratakkumulation, Hitzeschockproteine, isolierende Bedeckung, vergrößerte Körperanhänge, veränderte Transpiration, Respiration, Muskelzittern, Migration.
    Kälteanpassungen: Zucker-, Glycerol-, Öleinlagerung, Winterschlaf, Winterruhe, Torpor, Diapause, isolierende Bedeckung, Migration.
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2.1.2 Umweltfaktor Salzgehalt
    Bei der Verfügbarkeit von Mineralsalzen müssen aquatische und terrestrische Lebensräume unterschieden werden.
    Wasser mit Salzgehalten (Salinitäten) unter 0,5‰ wird als Süßwasser bezeichnet. Die Ionenanteile im Süßwasser (Kationen: Ca 2+ > Mg 2+ > Na + >> K + ; Anionen:) unterscheiden sich deutlich von denen der Meere. Meerwasser weist einen Salzgehalt von 35–40‰ auf und enthält anorganische Salze in vergleichsweise konstanter Konzentration und Zusammensetzung (Kationen: Na + >> Mg 2+ > Ca 2+ > K + ; Anionen:). In Küstengewässern weichen die Salzkonzentrationen durch Verdunstung oder Süßwassereinfluss oft erheblich vom reinen Meerwasser ab. Verdünntes Salzwasser in Flussmündungsgebieten und Küstenregionen wird als Brackwasser bezeichnet, es weist nicht nur verringerte, sondern oft auch im Takt der Gezeiten wechselnde Salinitäten auf (0,5–35‰). Flachwasserbereiche, z. B. flache Lagunen, besitzen erhöhte Salzgehalte, entsprechen mit den relativen Ionenanteilen aber dem Meerwasser. Bei Salzkonzentrationen über 370‰, wie sie in Salzgewinnungsanlagen vorkommen, fällt erst Natriumchlorid und dann Magnesium- und Kaliumchlorid aus, wodurch sich die Salzanteile in der Lösung verschieben. In Salzseen ist für Lebewesen nur eine geringe Menge freien Wassers verfügbar, da gelöste Salze viel Hydratwasser binden. Mit steigendem Salzgehalt sinkt die Sauerstofflöslichkeit, extrem salzige Gewässer sind daher sauerstoffarm.
    Landlebensräume unterscheiden sich durch den Salzgehalt des Bodenwassers . An Meeresküsten, Binnensalzstellen und verlandeten Wüstenseen ist der