Taschenlehrbuch Biologie - Evolution - Oekologie

Farbklima der Umwelt angepasst: Marine Krebse sind rotblind, denn diese Farbe kommt in ihrem Lebensraum nicht vor. Viele Insekten sehen Farben, die außerhalb des visuellen Bereiches des Menschen liegen. Schon der Farbenreichtum tierbestäubter Blütenpflanzen lässt auf das Farbsehvermögen des Bestäubers schließen: Von Bienen bestäubte Blüten enthalten die Farbe Bienenpurpur, von Vögeln bestäubte Blüten sind oft rot. Blüten-, Frucht- und Samenfarbe bei den Pflanzen entwickelten sich koevolutiv zum Sehvermögen der Bestäuber und Verbreiter.
    Die Orientierung und Bewegung frei beweglicher Organismen in Abhängigkeit vom Licht wird als Phototaxis bezeichnet. Positive Phototaxis, also eine Bewegung auf das Licht zu, findet man bei Schmetterlingsraupen, die in die Baumkrone streben, negative Phototaxis bei Regenwürmern und Asseln, die sich in der Laubstreu des Bodens verkriechen. Insekten, Cephalopoden und einige Zugvögel können anhand des Polarisationsmusters auch bei bedecktem Himmel die Lage der Sonne bestimmen. Sie nutzen das Sonnenlicht als Kompass, indem sie sich in einem bestimmten Winkel zur Sonne fortbewegen.
    Wie bei Pflanzen existieren auch bei vielen Tieren periodische Erscheinungen, die vom Hell-Dunkel-Wechsel beeinflusst werden. Vögel reagieren auf die Verlängerung der Tage mit einer Hormonausschüttung, das Licht aktiviert die Tätigkeit ihrer Gonaden und löst so Mauser und Flug in das Brutrevier aus. Der Eintritt in den Winterschlaf einiger Säugetiere, die Diapause der Insekten und der Saisondimorphismus von Insekten werden ebenfalls von der Sonnenscheindauer induziert, weitere Umweltbedingungen wirken dabei modifizierend (Zoologie).
Anpassung an extreme Lichtverhältnisse
    Extreme Lichtstandorte sind einerseits sonnenexponierte Hochgebirge und Wüsten und andererseits vollständig dunkle Lebensräume. An sonnenexponierten Standorten ist nicht nur die hohe Lichtintensität , sondern auch der große Anteil kurzwelliger Strahlung problematisch. UV-Strahlung mit Wellenlängen unter 300 nm verändert Nucleinsäuren und Eiweiße; sie wirkt in geringer Dosis mutagen (mutationsauslösend), in hoher Dosis letal (abtötend) auf die Zellen. Die Absorptionsspektren von Ozon und DNA ähneln sich, die stratosphärische Ozonschicht filtert die lebensbedrohenden Wellenlängen weitgehend aus. In den Lebewesen sind zelluläre Reparaturmechanismen vorhanden, die Schadstellen in der DNA, z. B. getrennte Pyrimidin-Basenpaare, erkennen und beseitigen ( Genetik ). Die Oberflächenbedeckung vieler Organismen wirkt zusätzlich als Strahlenschutz (Cuticula, Wachs, Schuppen, Schale, Haare, Panzer, Pigmente). Einige Flechten an sonnenreichen Standorten bilden in der Rindebesondere Flechtenstoffe, die einen Teil des absorbierten Lichtes mit verringerter Wellenlänge wieder abstrahlen. Das emittierte Licht kann photosynthetisch genutzt werden.
    Bei vollständiger Dunkelheit können photoautotrophe Lebewesen auf Dauer nicht existieren. In dunklen Lebensräumen herrschen deshalb heterotrophe Bakterien, Pilze und Tiere vor.
    Höhlentiere und Endoparasiten leben in vollständiger Dunkelheit, sie sind oft blind und weitgehend pigmentfrei. Tiefseebewohner leben ebenfalls in einer lichtarmen Umwelt. Mit zunehmender Tiefe treten bei vielen Tiefseefischen besonders große, empfindliche Augen auf, sodass minimale Lichtreste noch wahrgenommen werden können. Unterhalb 800–1200 m Tiefe fehlen Augen dann oft vollständig, hier ist es absolut dunkel.
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    Lichtangebot: Erdoberfläche: 10 000 kJ/Tag/m 2 , 290–2300 nm (> 700 nm als Wärme), Meere: Intensitätsminderung und spektrale Einengung.
    Biologische Bedeutung des Lichtes: Energieträger, Informationsträger, entscheidende Parameter: Helligkeit (Amplitude), Farbe (Wellenlänge), Polarisation (Schwingungsrichtung), Sonnenscheindauer.
Lichtwirkung bei photoautotrophen Anpassungstypen: Photosynthese, Wachstum, Keimung, Blütenbildung, äußere Form, Periodik.
Lichtwirkung bei heterotrophen Anpassungstypen: Orientierung, Kommunikation, Periodik.
    Lichtanpassungen: Zu viel Licht: Strahlenschutz, z. B. durch Oberflächenstrukturen, Pigmente, zelluläre Reparatur; Dunkelheit: z. B. Pigmentverlust, Blindheit, Etiolement.
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2.2.3 Wasser
    Wasser bedeckt über 70 % der Erdoberfläche und lässt die Erde im Weltall als Blauen Planeten erscheinen. Durch Niederschläge in Form von Regen, Schnee, Tau oder Nebel wird die von Meer und Land verdunstete Feuchtigkeit ständig neu