Biologisches Prinzip „Struktur und Funktion“ E X K U R S
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EXKURS Biologisches Prinzip „Struktur und Funktion“ Buckelwal Königspinguin A B Kabeljau See-Elefant 20.1 Struktur und Funktion. A Fischschwarm; B Meereslebewesen (Schema) Manchmal kann man vom Ufer eines Sees aus unter der Wasseroberfläche Fische erkennen. Scheinbar unbeweglich stehen die Fische im Wasser. Nur ihre Kiemendeckel bewegen sich. Fällt ein Steinchen in unmittelbarer Nähe des Fischschwarms ins Wasser, so verlassen die Fische blitzschnell ihre Position und sind anschließend nicht mehr zu sehen. Durch schnelle Schläge mit der kräftigen Schwanzflosse beschleunigt der Fisch. Die anderen Flossen dienen der Steuerung. Die Bewegung der Fische im Wasser wird durch ihre spindelförmige Körperform erleichtert. Sie setzt dem Wasser wenig Widerstand entgegen. Diesen Effekt kann man durch einen Versuch verdeutlichen: Wenn man aus zwei gleich großen Plastilinmengen einen spindelförmigen und einen quaderförmigen Körper formt und diese in einem Messzylinder mit Wasser zu Boden sinken lässt, so sinkt der quaderförmige Körper deutlich langsamer als der spindelförmige Körper. Für die Fische hat ihr spindelförmiger Bau viele lebenswichtige Vorteile. Um sich fortzubewegen, müssen sie weniger Energie aufwenden, als wenn ihr Körper anders gebaut wäre. Räuberisch lebende Fische können durch einen schnellen Angriff ihre Beute überraschen. Beutefische können demgegenüber durch eine schnelle Fluchtbewegung dem Angriff von Räubern entkommen. Dies ist ein Beispiel für den Zusammenhang von 20 Biologie – die Wissenschaft vom Lebendigen Auch Pflanzen zeigen den Zusammenhang von Struktur und Funktion. So sind die Samen des Löwenzahns besonders leicht gebaut und können mithilfe eines „Fallschirms“ vom Wind verbreitet werden. Johannisbeeren werden von Tieren Auch wasserlebende Tierarten anderer gefressen und die darin enthaltenen unWirbeltierklassen zeigen einen spindelverdaulichen Samen an einem anderen förmigen Körperbau. See-Elefanten und Buckelwale sowie Pinguine leben dauer- Ort wieder ausgeschieden. Die Struktur der Samen und Früchte ermöglicht die haft im Wasser und profitieren wie der Kabeljau von ihrer dem Wasser wenig Wi- Erfüllung bestimmter lebenswichtiger derstand entgegensetzenden, strömungs- Funktionen, nämlich die Verbreitung. günstigen Körperform. Bei wirbellosen Da man bei allen Lebewesen diesen Tieren wie dem Kalmar kann ebenfalls ein spindelförmiger Körperbau beobach- Zusammenhang zwischen der Struktur tet werden. Auch für sie trifft der Zusam- körperlicher Einrichtungen und speziellen lebenswichtigen Funktionen findet, menhang von Struktur und Funktion zu. spricht man vom biologischen Prinzip Die Bewegung der Kiemendeckel, die bei „Struktur und Funktion“. den Fischen zu beobachten ist, ist eine Nicht allen Merkmalen im Körperbau von Atmungsbewegung. Fische atmen durch Lebewesen kann eine besondere Aufgabe Kiemen. Dazu nehmen sie Atemwasser zugewiesen werden. So findet man bei durch das Maul auf und leiten es an ihren gut durchbluteten Kiemenblättchen manchen Schneckenhäusern, die spiralig aufgebaut sind, eine Linkswindung, bei im hinteren Kopfbereich vorbei wieder anderen eine Rechtswindung, ohne dass nach außen. Dabei kann der im Wasser gelöste Sauerstoff in das Blut der Kiemen eine besondere Bedeutung erkennbar aufgenommen werden. Kohlenstoffdioxid wäre. geht vom Blut in das Atemwasser über. Auch andere im Wasser lebende Tiere at- 1. Beschreibe das biologische Prinzip men mit Kiemen. So bilden die Kaulquap„Struktur und Funktion“ am Beispiel pen der Amphibien gut durchblutete Körder spindelförmigen Gestalt von im peranhänge aus, die als äußere Kiemen Wasser lebenden Wirbeltieren! bezeichnet werden. Viele Weichtiere und 2. Finde mindestens drei weitere BeiKrebstiere atmen ebenfalls mit Kiemen. spiele für das biologische Prinzip Dies ist ein weiteres Beispiel für den Zu„Struktur und Funktion“! sammenhang von Struktur und Funktion. Struktur und Funktion: Der spindelförmige Körperbau der Fische, ihre Struktur, erfüllt für sie also eine wichtige Aufgabe oder Funktion.
