Tiere und Temperatur

Thema: Temperatur und Tiere (Leistungskurs-Niveau)

1. Toleranzkurve:
Die Toleranzkurve beschreibt die Abhängigkeit der Lebensaktivität eines Organismus von einem Umweltfaktor, hier der Temperatur.

  • Minimum: Unterhalb dieser Temperatur ist kein Leben möglich.

  • Optimum: Temperaturbereich mit maximaler Aktivität.

  • Maximum: Oberhalb dieser Temperatur ist kein Leben möglich.

  • Pessimum: Bereiche zwischen Minimum und Optimum sowie Optimum und Maximum, in denen die Aktivität eingeschränkt ist.
    Euryöke Arten haben eine breite Toleranz, stenöke Arten eine enge Toleranz.

2. RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel):
Die RGT-Regel besagt, dass eine Temperaturerhöhung um 10 °C die Reaktionsgeschwindigkeit biochemischer Prozesse etwa verdoppelt bis verdreifacht.
Dies gilt nur im physiologischen Toleranzbereich und nur für wechselwarme Tiere.
Bei gleichwarmen Tieren wird die Körpertemperatur konstant gehalten, daher gilt die RGT-Regel hier nicht direkt.

3. Bergmannsche Regel:
Die Bergmannsche Regel bezieht sich auf gleichwarme Tiere innerhalb einer Art oder nahe verwandter Arten.
Sie besagt: Tiere in kälteren Klimazonen haben einen größeren Körper als Tiere in wärmeren Klimazonen.
Grund: Ein größerer Körper hat ein günstigeres Verhältnis von Volumen zu Oberfläche.
Wärmeproduktion erfolgt im Volumen, Wärmeverlust über die Oberfläche.
Bei großem Volumen im Verhältnis zur Oberfläche geht weniger Wärme verloren.

4. Allensche Regel:
Die Allensche Regel ergänzt die Bergmannsche Regel.
Sie besagt: Tiere in kälteren Klimazonen haben relativ kürzere Körperanhänge (Ohren, Schwanz, Beine) als Tiere in wärmeren Klimazonen.
Grund: Körperanhänge haben eine große Oberfläche im Verhältnis zum Volumen und geben viel Wärme ab.
In kalten Klimazonen sind kurze Anhänge vorteilhaft, um Wärmeverlust zu minimieren.
In warmen Klimazonen sind lange Anhänge vorteilhaft, um überschüssige Wärme abzugeben.

5. Oberflächen-Volumen-Verhältnis (Maus-Elefanten-Kurve):
Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ist entscheidend für den Wärmehaushalt.
Ein kleines Tier (Maus) hat ein großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen.
Es verliert relativ viel Wärme und muss einen hohen Energieumsatz haben.
Ein großes Tier (Elefant) hat ein kleines Verhältnis von Oberfläche zu Volumen.
Es verliert relativ wenig Wärme und hat einen niedrigeren spezifischen Energieumsatz.
Die Stoffwechselrate pro Kilogramm Körpergewicht nimmt mit zunehmender Körpergröße ab.

Kernaussagen für das Abitur (LK):

  • Die Toleranzkurve zeigt den physiologischen Arbeitsbereich eines Organismus in Abhängigkeit von der Temperatur.

  • Die RGT-Regel gilt nur für wechselwarme Tiere und nur im Toleranzbereich.

  • Bergmannsche und Allensche Regel erklären klimatisch bedingte Unterschiede in Körpergröße und Proportionen gleichwarmer Tiere.

  • Das Oberflächen-Volumen-Verhältnis ist der physikalische Grund für beide ökogeografischen Regeln.