1 Zonen auf der Erde, die verschiedene Niederschlagsrate aufweisen

PLANUNG
1 Zonen auf der Erde, die verschiedene Niederschlagsrate aufweisen
2 Zonen auf der Erde, die geringe Niederschlagsrate aufweisen
3 Bedeutung von Wasser für Organismen
4 Anpassung der Tiere an Wassermangel
5 www.biosahara.com
Pflanzen der Wüste Sahara
Das Riesengebiet der Sahara zeichnet sich gemäss eines berühmten Botanikers durch seine
erfrischende Artenarmut aus. Gemäss vorsichtigen Schätzungen gibt es auf den ca. 8.6
Millionen Quadratkilometern nur etwa 1400 verschiedene Pflanzenarten, ganz im Gegensatz
zu den Regenwäldern, wo man eine solche Artenzahl bereits auf wenigen Quadratkilometern
antrifft.
Pflanzen, die in der Wüste erfolgreich überleben wollen, müssen sich spezielle
Überlebenstricks »ausdenken« und sich besonders gut an die extremen Umweltbedingungen
anpassen. Die Wasserversorgung ist der alles bestimmende lebensbegrenzende Faktor in
diesem Lebensraum. Kleine und krautige Pflanzen verfügen über ein oberflächennahes und
teils mehr als 100 Quadratkilometer umfassendes Wurzelsystem, denn das wenige
Regenwasser dringt meist kaum in den Boden ein.
Die Bäume hingegen wie die Tamarisken- oder die Akazien sind vom Regen weitgehend
unabhängig und dringen mit ihren bis zu 35 m tiefen Wurzeln direkt zum Grundwasser vor.
Manche Pflanzen können Salzwasser verwerten und so auch in ausgetrockneten Flusstälern
oder auf Salzseen gedeihen. Auch die Dattelpalme ist aus der Wüste nicht mehr
wegzudenken. Für alle gilt es, die Verdunstung auf ein Minimum zu reduzieren. Und dafür
haben sie sich einiges einfallen lassen...
Tamarisken
Tamarisken sind Saharabäume par excellence. Ihre blosse Existenz
inmitten eines unendlichen Sandmeeres erstaunt uns immer wieder.
Sie trotzen nicht nur dem Sand, sondern auch dem Salz der
ausgetrockneten Seen oder Flussläufen wie dem Draa. Kein anderer
Baum hat so eine hohe Salztoleranz. Das Salz wird über spezielle
Drüsen an den Blättchen wieder ausgeschieden.
Tamarisken sind Bäume, die in der Sahara uralt werden können. Ihr Alter sieht man ihnen
nicht an. Oft werden wir unter beeindruckenden Exemplaren unsere Mittagsrast machen.
Akazien
Akazien sind die Bäume der trockenen Flüsstäler, den sogenannten
Wadis. Sie ertragen viel weniger Salz als die Tamarisken. Ihre
Wurzeln dringen bis 35 m tief in den Wüstenboden ein. So ist die
Akazie zwar unabhängig vom Regen, aber abhängig vom
Grundwasser.
Dattelpalme
Die Dattelpalme bildet neben dem Kamel die zweite Säule
menschlicher Existenz in der Wüste. Sie ist zwar keine
ausgesprochene Wüstenpflanze, jedoch liebt sie das heisse trockene
Klima und wenn sie im Sommer mit 200 Liter Wasser pro Tag be- und
entwässert wird, kann der Dattelertrag jährlich 100 kg erreichen. Sie
ist die salzresistenteste Kulturpflanze überhaupt und ein wichtiges
Grundnahrungsmittel. Ihr hoher Nährgehalt und Vitaminreichtum geben ihr den selben
Stellenwert wie die Kartoffel in Europa.
Nicht umsonst lautet ein arabischer Spruch: Als Allah die Welt und zuletzt den Menschen
erschaffen hatte, blieben ihm zwei Lehmklumpen übrig. Aus einem erschuf er die
Dattelpalme- aus dem zweiten das Kamel.
Tiere der Wüste Sahara
Wie kann sogar unter solchen Bedingungen Leben möglich sein? Selber an den nächsten
Schluck Wasser denkend, liess mich eine Frage nicht mehr los: Wie kommen die Tiere an das
Wasser?
»Biosahara Exploration« wusste Antworten. Mein physiologischer Durst wurde nach alter
Sitte mit den drei Aufgüssen Grüntee vermindert, mein Wissensdurst durch die Erzählungen
von Houcine El Kharassi, der das Ganze im Schein des Feuers mit Geschichten würzte, die
wohl schon seit Menschengedenken erzählt werden...
Nicht jeder hat in der Wüste Durst wie wir Menschen. Haben Sie gewusst, dass die
Pflanzenfresser der Wüste wie Kamele, Esel und Gazellen nur sehr selten trinken müssen?
Auch trockene Pflanzen bestehen immerhin noch zur Hälfte aus Wasser. Tiere enthalten noch
mehr Wasser, bis 65 %. Dank zusätzlicher Tricks zum Wassersparen müssen Raubtiere wie
der Wüstenfuchs Fennek gar nicht mehr trinken...
Das Kamel verblüfft mit besonders ausgefeilten
Wassersparmassnahmen. Der Fetthöcker, aus dem während
Durststrecken Wasser gewonnen werden kann, ist nur eine von vielen
Strategien. 17 Tage lang können Kamele bei über 50° ohne Wasser
auskommen.
Auch das dichte Fell hilft vor einem allzu grossen Wasserverlust. So können auch Menschen
in der Wüste ihren Wasserhaushalt schonen. Wieviele Sonnenstiche, Durchfälle und
Austrocknungserscheinungen könnten vor allem bei Nichtwüstenbewohnern vermieden
werden, wenn wir beachten, wie es die Natur macht? Unzureichende
Kopfbedeckung, T-Shirt und kurze Hosen sind fahrlässig.
...besonders fasziniert die veränderliche Dornschwanzagame. Als
Pflanzenfresser ist der Dornschwanz eine Ausnahme unter den
Echsen. Nicht nur die Nomaden haben es auf sein Fleisch abgesehen,
auch Honigdachs, Adlerbussard, Sandfuchs und Schakal verschmähen
ihn nicht. Kein Wunder, dass er sich immer gerne in der Nähe des rettenden unterirdischen
Baues aufhält. Er ist ein wahrer Überlebenskünstler: Morgens, nach einer kühlen Nacht im
Bau, ist er schwarz gefärbt, um sich schnell aufzuheizen. Im Laufe des Vormittags wird die
Farbe immer heller, gelb bis rötlich. Das schwarze Pigment, das vorher über die ganze Haut
verteilt war, hat sich auf wenige Pigmentzellen konzentriert. Der Dornschwanz erträgt lange
Fastenzeiten. Er legt sich in guten Jahren Fettvorräte an, die ihm nicht nur als Energiequelle,
sondern auch als Wasserfabrik dienen. Beim Fettabbau im Körper wird genügend Wasser
freigesetzt. Zusätzlich zum Fett steht ihm noch eine andere Wasserquelle zur Verfügung. In
der Tiefe seines unterirdischen Baus nimmt seine Haut über Poren das Wasser der
Luftfeuchtigkeit auf, die in einem Netzwerk von Kanälchen in den Mund geleitet werden, wo
es tropfenweise geschluckt werden kann...
www.vogelstrausskluft.com
Wüstenpflanzen
Die wahren Überlebenskünstler der Wüsten und Halbwüsten sind die Pflanzen. Da sie sich
anders als Tiere nicht bewegen können um nach besseren Bedingungen zu suchen, mussten
sie Fähigkeiten entwickeln mit wenig Feuchtigkeit auszukommen und das vorhandene Wasser
möglichst effektiv zu nutzen. Die Kalahari und die Namib als älteste Wüsten der Erde
beherbergen einige der wundersamsten Wüstenpflanzen dieser Welt. Ausgehend von ihrem
Verhalten lassen sich Namibias Wüstenpflanzen grob in drei Gruppen unterteilen:
(1) Holzige Wüstenpflanzen versuchen durch tiefe, bis zu 30m lange Pfahlwurzeln
wasserführende Schichten zu erreichen. Sie sind so vom Oberflächenwasser weitgehend
unabhängig und finden sich vor allem in ausgetrockneten Flusstälern oder tieferliegenden
Senken. Um die Verdunstung zu reduzieren haben sie nur kleine Blätter, die sie während
längeren Dürrephasen auch abwerfen.
(2)Andere Wüstenpflanzen, vor allem Sukkulenten, besitzen ein weitverbreitetes
Wurzelgeflecht knapp unter der Oberfläche. Die Oberflächenfeuchtigkeit wird so bei Regen
oder auch am Morgen (Tau) schnell aufgesogen und in verdickten Wurzeln oder Stengeln
gespeichert. Dieser Wasserspeicher ermöglicht ihnen ein Überleben auch über mehrere
trockene Jahre hinweg. Sie haben meist keine echten Blätter.
(3) Die dritte Gruppe sind sehr schnelllebige Pflanzen, die nach einem größeren Regen nur
wenige Wochen gedeihen, um wieder Samen in die Erde zu pflanzen. Diese Samen bleiben
über Jahre hinweg unbeschadet im Boden und erwachen erst beim nächsten größeren Regen.
Dabei entscheidet ein Mechanismus innerhalb des Samens ob genug Feuchtigkeit zum
Keimen gefallen ist. Diese Pflanzen bewirken das Wunder der »blühenden Wüste«.
Insekten und Reptilien
Wegen der rauen Bedingungen spielt sich das Leben der Wüste meist im Kleinen ab. So zählt
die überwiegende Anzahl der Wüstentiere zu den Insekten, Spinnen und Reptilien. Tagsüber
sind sie nur selten zu sehen, aber des nachts erwacht die Kalahari zum Leben.
Insekten haben in der Wüste zwei erhebliche Vorteile gegenüber allen anderen Gattungen:
ihre geringe Körpergröße und das feste Außenskelett. Ihre Größe erlaubt ihnen, neben der
Möglichkeit unter Steinen oder kleinen Pflanzen vor der sengenden Sonne oder Feinden
Schutz zu suchen, mit sehr wenig Wasser und Nahrung auszukommen. Meist genügt der feine
Tau, der sich allmorgendlich auf den Pflanzen bildet. Der Chitinpanzer ihrer Außenhaut
unterstützt dies zusätzlich indem er nur sehr wenig Wasser verdunstet und gleichzeitig als
Schutz gegen die hohen Bodentemperaturen dient.
Die Reptilien der Wüste sind zwar wechselwarme Tiere, haben aber gelernt, mit den selbst für
sie sehr hohen Temperaturen - der Erdboden kann bis zu 80°C hieß werden - auf
unterschiedlichste Weise umzugehen. Wie die Insekten sind sie oft nachtaktiv und
verkriechen sie sich während der Tageshitze in kleinen Erdhöhlen, zwischen Steinen oder
vergraben sich im Sand. Eidechsen und Schlangen haben eine zähe, mit Hornschuppen
bedeckte Haut, Schildkröten einen dicken Knochenpanzer der sie vor zu hohem Wasserverlust
schützt. Einige Eidechsen richten sich sogar je nach Tageszeit auf unterschiedliche Weise
nach der Sonne aus, so dass die Strahlen steiler oder flacher auf die Haut treffen und sie so
stärker oder geringer erwärmen.
Die Liste der Insekten und Reptilien ist natürlich bei weitem nicht vollständig, sondern zeigt
nur einen Teil der interessantesten Arten die auf der Vogelstrausskluft beheimatet sind. Die
Welt der kleinen Tiere zählt zu den facettenreichsten der Wüste, so dass wir die
Informationen beständig erweitern werden.
Vögel
Was wäre Afrika ohne Vögel! Das allabendliche Konzert, das sie gemeinsam mit Grillen und
Zikaden veranstalten ist charakteristisch für diesen Kontinent. Namibia beherbergt 620 der
insgesamt fast 900 verschiedenen Vogelarten des südlichen Afrikas, wovon ein nicht
unbeträchtlicher Teil auf die Trockengebiete der Kalahari entfällt.
Auch die Wüstenvögel haben sich ihrer Umgebung und den damit verbundenen Problemen
auf verschiedenste Weise angepasst. Um der Hitze zu entgehen fliegen und jagen die meisten
in den frühen Morgen- und späten Nachmittagsstunden und ziehen sich tagsüber an
geschützte, schattige Stellen zurück. Viele können ihre Körpertemperatur auf bis zu 41°C
steigern oder regulieren sie durch schnelles Atmen. Das größte Problem besteht für Vögel
aber in der Aufnahme von Wasser. Im Normalfall wird der tägliche Bedarf durch die
Beutetiere selbst und wenige Wasserstellen gedeckt. Einige Arten haben aber daneben noch
andere Wege gefunden, z.B. in Form eines »Trockenheitsschlafs« oder das Trinken des
Morgentaus.
Die Vogelwelt auf der Vogelstrausskluft ist sehr vielfältig und reicht von Laufvögeln über
Sing- und Raubvögel bis hin zu Zugvögeln, die nur einige Monate im Jahr zu beobachten
sind. Die nachfolgende Liste zeigt einen Querschnitt und ist bei weitem nicht vollständig, es
werden aber mit der Zeit weitere Arten hinzukommen.
www.gingko-web.com
Pflanzen tropischer Regenwälder
Informationen:
Tropische Regenwälder zeichnen sich aus durch ein tägliches Wechselklima. Morgens scheint
heiß die Sonne vom Himmel. Bis zum frühen Nachmittag haben die Bäume so viel Wasser
verdunstet, daß sich über dem Wald schwere Gewitterwolken zusammenballen. Ein, zwei
Stunden rauscht das sprichwörtliche Tropengewitter hernieder, es gießt wie mit Kannen.
Danach klart der Himmel wieder auf. Die Tropennacht ist verhältnismäßig kalt.
Die Pflanzen im Regenwald müssen mit drei Problemen fertig werden:
- der sengenden Sonne im Kronendach des Waldes
- dem tiefen Schatten unterhalb des Kronendaches und
- dem schweren Regen, der den Boden aufweicht und die Äste brechen läßt.
Die brennende Sonne könnte die Bäume veranlassen, so viel Flüssigkeit zu verdunsten, daß
sie trotz des feuchten Bodens Probleme mit der Wasserversorgung bekommen. Dagegen
schützt ein dicker Wachsüberzug auf den Blättern, die Spaltöffnungen sind dicht
verschließbar. Dadurch verdunsten die Pflanzen nur so viel Wasser, wie sie sich tatsächlich
leisten können.
Die Wachs-Cuticula auf den Blättern hat einen weiteren Vorteil, die Blattflächen sind kaum
benetzbar, sodaß der Regen von den Blättern leicht abperlt. Die ergiebigen Regenschauer
stellen die Bäume vor statische Probleme. Würde das Wasser auf den Blättern auch nur für
kurze Zeit haften bleiben, wären die Äste mit zusätzlichen Zentnerlasten beschwert und
würden brechen. Der Regen muß so rasch als möglich ablaufen.
Damit sich die schweren Tropfen auch nicht am Blattrand sammeln können, besitzen die
Blätter eine Träufelspitze. Der Regen wird in die Mitte des Blattes geleitet und läuft über die
Träufelspitze wie über einen Ausgießer ab.
Der Lichtmangel im Waldesinnern läßt sich relativ einfach ausgleichen. Die dunkelgrünen
Blätter enthalten so viel Chlorophyll, daß auch noch das kleinste Sonnenstrählchen zur
Photosynthese genutzt werden kann.
1. Wachs-Cuticula und Träufelspitze als Selektionsfaktoren
Dunkelgrüne Blätter mit Wachsüberzug und Träufelspitze sind das typische Kennzeichen
aller Pflanzen des Regenwaldes. Selbst bei den Zuchtformen ließen sich diese Merkmale nicht
wegzüchten.
2. Epiphyten, Lianen, Kräuter auf dem Waldboden
Tropische Regenwälder sind durch einen stark gegliederten Stockwerksaufbau
gekennzeichnet. Neben Bäumen verschiedener Wuchshöhen gibt es Pflanzen, welche mit
besonderen Überlebensstrategien ausgerüstet sind.
- Epiphyten sind Pflanzen, welche auf den Ästen großer Bäume sitzen. Sie halten sich mit
ihren Wurzeln in der Borke ihrer Unterlage fest. Die Feuchtigkeit sammeln sie in vielen
Fällen selbstständig. Ihre Blätter bilden einen Sammeltrichter, der den Regen auffängt und der
Pflanze zur Verfügung stellt. Viele der als Zimmerpflanzen gehaltenen Epiphyten sind
duftlose Vogelblumen mit auffällig roten Blüten.
- Lianen wachsen mit ihren Wurzeln im Boden. Sie zeigen ein ausgeprägtes Längen- und ein
schwach ausgebildetes Dickenwachstum. Die flexiblen
Triebe klettern oder ranken sich an Stämmen und Ästen der Bäume zum Licht. Oft besitzen
sie besondere Hafteinrichtungen, z.B. sproßbürtige Wurzeln, Dornen, Stacheln, Ranken oder
die Blattstiele sind steif und stehen ab (Spreizklimmer).
- Kräuter am Boden müssen mit dem wenigen Licht auskommen und sie müssen große,
auffällige Blüten ausbilden, damit die Bestäubung in dem Dämmerlicht sichergestellt ist. Als
Bestäuber sind in vielen Fällen Aas- und Dungfliegen. Daneben kommen größere Wildbienen
und andere Hautflügler als Bestäuber in Frage.
VERSUCH /EXPERIMENT
1. Wirkung von Cuticula und Träufelspitze
Materialien und Geräte:
Je ein Blatt einer Tropenpflanze und eines einheimischen Gehölzes, Stativmaterial,
Feinwaage, Sprühflasche, Millimeterpapier zur Ermittlung der Blattfläche, Bleistift.
Ein größeres, frisches Blatt eines einheimischen Baumes (z.B. Eßkastanie, Eiche, Ahorn) und
das frisch geerntete Blatt einer Tropenpflanze (z.B. Gummibaum, Philodendron) werden
zunächst im trockenen Zustand auf 1 mg genau gewogen. Danach werden die Blätter
senkrecht gehalten und jeweils mit derselben Menge Wasser (3-5 Sprühnebelstöße) aus
demselben Abstand mit Wasser besprüht. Nach 1 min werden die beiden Blätter erneut
gewogen und die Massenzunahme notiert.
Danach werden die tatsächlichen Blattflächen ermittelt. Die beiden Vergleichsblätter werden
je auf Millimeterpapier gelegt, die Umrisse auf das Papier übertragen und die Fläche auf 1
mm² genau abgezählt. Die gewogene Massenzunahme wird auf Massenzunahme pro cm²
umgerechnet.
Als Schulpraktikum empfielt es sich, daß mehrere Pflanzenarten der Tropen und der
gemäßigten Zone ermittelt werden. Um genauere Vergleichszahlen zu erhalten, sollten von
jeder Art wenigstens 10 Blätter untersucht werden. Um tatsächliche Vergleichswerte zu
erhalten, sollen alle Sprühversuche mit derselben Sprühflasche durchgeführt werden und die
Flasche vor jedem Versuch neu gefüllt werden. Um einigermaßen sicher zu stellen, daß
jeweils etwa dieselbe Wassermenge pro cm² versprüht wurde, sind die Blätter und die
Sprühflasche in einem definierten Abstand, z.B. 30 cm einzuspannen. Dieser Abstand muß
dann bei sämtlichen Versuchen eingehalten werden. Ebenso ist bei sämtlichen Versuchen
dieselbe Anzahl von Sprühstößen zu applizieren und der Hebel der Sprtühflasche ist jeweils
bis zum Anschlag zu führen. Die Meßergebnisse der einzelnen Blatttypen werden gemittelt
und diese Mittelwerte anschließend miteinander verglichen.
2. Vergleich der Verdunstungsrate von Blättern der Tropen und der gemäßigten Zone
Material:
Feinwaage, Millimeterpapier, Bleistift, Stativmaterial
Die xeromorphen Blätter von Tropenbäumen verlieren pro Zeiteinheit deutlich weniger
Wasser als Laubblätter einheimischer Bäume. Etwa gleichgroße, frische Blätter je eines
Tropenbaumes und eines Baumes der gemäßigten Zone werden gewogen, danach für ca 20
min in einen Luftstrom gehängt und anschließend nochmals gewogen. Die exakte Oberfläche
der Blätter wird anschließend mit Millimeterpapier ermittelt. Der gewogene Masseverlust
wird auf das Verhältnis zur Oberfläche (mg/cm²) umgerechnet.