Praktikum Schutz vor Kälte Der Winter — für viele Tiere

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Praktikum
Schutz vor Kälte
Der Winter — für viele Tiere kein Problem
Nahrungsnot und Kälte bedrohen in unseren Breiten fast alle wild lebenden Tiere.
Abgesehen von den Zugvögeln, bleiben sie
trotzdem in den Lebensräumen, die sie im
Sommer bewohnen. Wie werden sie mit
den Problemen des Winters fertig?
A1 Die Randabbildungen zeigen den Schneehasen mit seinem Sommer– bzw. Winterfell.
Beschreibe das Aussehen anhand der Fotos
und der Grafik. Nenne Unterschiede.
A2 Gib an, welche Bedeutung die beiden Fellformen für das Überleben des Schneehasen
haben. Achte auch auf die Fellfarbe!
A3 Im folgenden Text sind vier verschiedene Möglichkeiten beschrieben, wie Tiere den Winter
überstehen.
Grannenhaar
Wollhaar
a) Nenne die zugehörigen Fachbegriffe.
b) Erkläre die Unterschiede mit eigenen Worten und gib jeweils drei Beispiele an.
Viele Tiere sind auch im Winter aktiv
Trotz ungünstiger Lebensbedingungen
sind die meisten Säugetiere auch im Winter täglich auf der Suche nach Nahrung.
Diese Tiere, zu denen z. B. Fuchs, Reh und
Hase gehören, sind winteraktiv. Sie sind
im Winter durch ein dichteres Haarkleid
geschützt. Der Vergleich von Sommer- und
Winterfell zeigt, dass die gekräuselten
Wollhaare im Winter besonders dicht und
zahlreich sind. Sie liegen unmittelbar
über der Haut und schließen eine Luftschicht ein. Diese verhindert eine rasche
Wärmeabgabe des Körpers. Bei Vögeln, die
wie die Säugetiere eine konstante Körpertemperatur haben, schließen die Daunenfedern eine isolierende Luftschicht ein.
Vorsorge treffen für den Winter
Viele Tiere legen im Herbst Vorräte an. So
können sie den Winter mit Frost, Schnee
und Nahrungsmangel besser überstehen.
Zum Beispiel vergraben Eichhörnchen
schon im Herbst Eicheln und Nüsse an
verschiedenen Stellen des Reviers. Außerdem fressen sie in dieser Zeit mehr als
sonst und legen sich so ein Fettpolster als
Energievorrat zu. Davon zehren sie dann in
der kalten Jahreszeit. Manchmal sucht das
Eichhörnchen nach vergrabenen Nüssen,
aber oft ruht es tagelang in seinem Nest,
dem Kobel. Zum Schutz gegen Abkühlung
rollt es sich kugelig zusammen. So wird
der Wärmeverlust über die Oberfläche
182 Pflanzen und Tiere im Jahreslauf
verringert. Das Eichhörnchen hält
Winterruhe. Säugetiere, die sich ebenso
verhalten, nennt man Winterruher. Dazu
gehören auch Dachs und Braunbär.
Einfach den Winter verschlafen
Winterruher darf man nicht mit den
Winterschläfern verwechseln. Beim
Winterschlaf verbringt das Tier mehrere
Monate in seinem Bau oder einem frostgeschützten Versteck. Die Tiere leben nur
von ihren angefressenen Energiereserven
und verschlafen den Winter. Atmung und
der Stoffwechsel werden herabgesetzt. Dabei sinkt auch die Körpertemperatur. Fällt
die Umgebungstemperatur im Winternest
aber unter den Gefrierpunkt, werden die
Tiere durch einen Weckmechanismus
wieder aktiv. Sie zittern sich warm und
suchen ein neues Versteck. Das darf einem
Winterschläfer nicht oft passieren, denn
beim Aufwachen wird viel von seinem Energievorrat verbraucht. Dann besteht die
Gefahr, dass er verhungert. Beispiele für
Winterschläfer bei uns sind Igel, Fledermaus, Siebenschläfer und Haselmaus.
Man kann auch vor Kälte erstarren
Eidechsen können ihre Körpertemperatur nicht konstant halten, sie sind
wechselwarme Tiere. Bei ihnen wechselt die
Körpertemperatur genau so, wie sich die
Umgebungstemperatur ändert. Im Herbst
suchen Zauneidechsen ein möglichst frostfreies Versteck auf. Wird es noch kälter,
fallen sie in Kältestarre. Wenn das Versteck
nicht gut gewählt ist und die Temperatur
deutlich unter 0° C fällt, erfrieren sie. Extrem kalte Winter können für alle wechselwarmen Tiere tödlich sein, z. B. für
Schildkröten, Schlangen oder Insekten.
[Variabilität und Angepasstheit S. 260]
Wenn es kalt wird, ziehen wir einen dicken
Anorak an und setzen eine Kapuze auf.
Dann frieren wir weniger. Wie kommt
das? Und wie sind Tiere vor Wärmeverlust
geschützt? Einige Versuche können helfen,
das zu verstehen.
(10 Minuten lang) die Temperatur in
den beiden Reagenzgläsern. Deute
das Ergebnis.
A2 Ersetze die Daunen durch Wolle,
Styropor bzw. nur Luft und führe den
Versuch entsprechend mit diesen
Materialien durch. Deute auch hier
das Ergebnis und beziehe die Abbildungen von Mensch und Vogel ein.
A6 Auch Eidechsen und Marienkäfer
findet man im Winter oft in größeren
Ansammlungen. Gib an, inwiefern
das mit den Verhältnissen bei den
Pinguinen zu vergleichen ist.
Frostschutzmittel
Luft isoliert
Bereite folgenden Versuchsaufbau vor:
Fülle zwei Bechergläser (1 Liter Fassungsvermögen) gut zur Hälfte mit kaltem Leitungswasser und miss dessen Temperatur.
Erwärme außerdem Wasser auf ca. 45 °C
und fülle damit zwei große Reagenzgläser.
Verschließe sie mit einem Wattebausch,
durch den ein Thermometer gesteckt ist.
Bringe eines der Reagenzgläser in ein
hohes Glas und fülle den Zwischenraum
mit Daunenfedern aus. Setze nun beide
Gläser gleichzeitig in die Bechergläser, wie
die Abbildung es zeigt.
A3 Menschen möchten, dass es auch im
Haus angenehm warm bleibt. Nenne
Beispiele dafür, dass Luft zum Isolieren benutzt wird.
A4 Eine Schneedecke schützt die darun-
Zitronenfalter können im Winter Temperaturen bis -20°C unbeschadet überstehen,
weil sie ein körpereigenes Frostschutzmittel, das Glycerin, besitzen. Außerdem
geben sie im Herbst viel Wasser aus ihren
Zellen ab. Dadurch gefriert der Zellsaft
erst bei starker Kälte. Das kann folgender
Versuch belegen.
ter liegenden Pflanzen vor eisiger
Kälte (siehe Seite 181). Plane einen
Versuch, mit dem sich zeigen lässt,
dass auch Schnee eine isolierende
Luftschicht einschließt.
Frieren in der Gemeinschaft
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1 Eidechsen in Kältestarre
A1 Notiere im Abstand von einer Minute
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Manche Tiere suchen im Winter die Gemeinschaft von Artgenossen und kuscheln
sich eng zusammen. Kaiserpinguine und
ihre Jungen stehen in der Kälte der Antarktis kreisförmig zusammen, den Rücken
nach außen gekehrt. Manchmal wechseln
Tiere von innen mit außen stehendenden
den Platz. Vermutlich sind Tiere, die in einer Gruppe eng zusammen stehen, besser
gegen Wärmeverlust geschützt als einzeln
stehende.
A5 Plane einen Versuch, der geeignet
ist, diese Vermutung zu überprüfen.
Benutzte dazu, wie in Experiment 1,
jeweils ein Reagenzglas als Modell für
ein Einzeltier. Überlege, wie die Reagenzgläser angeordnet sein müssen,
an welchen Stellen die Temperatur
gemessen werden muss und wo sich
warmes bzw. kaltes Wasser befinden
muss.
Beschrifte drei kleine, leere Joghurtbecher
mit A, B und C und fülle in
A: 40 ml Wasser (Leitungswasser),
B: 30 ml Wasser und 10 ml Glycerin,
C: 20 ml Wasser und 20 ml Glycerin.
Rühre bei B und C gut um. Verschließe die
drei Becher mit Folie und stelle sie über
Nacht in ein Gefrierfach.
A7 Beschreibe und deute das Ergebnis.
A8 Becher A und B werden bei Zimmertemperatur beobachtet. Gib an, in
welchem Becher der Inhalt schneller
aufgetaut ist. Erläutere das Ergebnis.
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