Anpassung der Natur an Hitze 07.04.2017 Name: Wärmeaufnahme von der Umgebung Eine weitere Möglichkeit ist die Wärmeaufnahme von der Umgebung. Sobald aussen eine grössere Hitze herrscht als im Körper wird der Körper erwärmt, zusätzlich wird auch die Abgabe der durch den eigenen Stoffwechsel erzeugten Wärme immer problematischer. Wärmeaufnahme durch Sonnenstrahlung Wenn Sonnenstrahlung auf einen Körper trifft, wird ein Teil dieser Strahlung gespiegelt (reflektiert) und ein Teil der Strahlung wird in Form von Wärme aufgenommen (absorbiert). Je dunkler ein Körper ist, desto mehr Wärme nimmt er durch die Sonnenstrahlung auf. Glänzende Körper spiegeln einen grösseren Teil der Strahlung als matte. Wärmeproduktion durch den eigenen Stoffwechsel Sobald Organe (Herz, Lunge, Muskeln, etc) Arbeit verrichten müssen, wird, durch die Verbrennung von Zellbenzin (ATP), in den Organen Energie produziert. Ähnlich wie beim Auto, geht dabei jedoch ein Teil als Wärme verloren und wärmt die Tiere von Innen auf. Umso grössere Leistung die Organe verbringen müssen, desto mehr heizt sich der Körper auf. Überhitzung In warmen Lebensräumen wird die Hitze zu einem Problem, da Eiweisse (Proteine) spätestens bei Temperaturen von 40°C ihre Struktur verlieren und so wichtige Körperfunktionen nicht mehr funktionieren. Daher haben Tiere unterschiedliche Strategien entwickelt um sich vor einer Überhitzung zu schützen: z.B A) Kühlung durch Verdunsten (Transpiration) = Wärmeabgabe an die Umgebung Um von einem Zustand (fest flüssig gasförmig) in den nächsten zu wechseln, benötigt ein Material Energie in Form von Wärme. Diese nimmt es von der Umgebung auf und kühlt dadurch diese ab. (vgl. mit der Skizze) Wasser kocht noch nicht Kochendes Wasser Da bei der Kühlung durch Verdunsten jedoch viel Wasser verbraucht wird, können sich diese Art der Kühlung nur Tiere leisten, die nicht in trockenen Lebensräumen überleben müssen. Mit welchen Strategien kann sonst noch Wärmeaufnahme verhindert werden? Patrik Matter ([email protected]) Seite 1 Anpassung der Natur an Hitze 07.04.2017 Name: B) Erhöhen der Abstrahlung Wenn Strahlung auf eine Oberfläche trifft, wird ein Teil zurück gespiegelt und ein Teil in Wärme umgewandelt. Um nicht zu überhitzen, ist es daher sinnvoll, den grössten Teil der Strahlung durch eine weisse oder glänzende Oberfläche zurückzuspiegeln. C) Kühlung durch Wind Zwischen unserem Körper und der Umgebung, bildet sich eine Grenzschicht (isolierende Zone in der die Luft um uns herum still ist), diese behindert die Wärmeaustauschung mit der Umgebung. Wind verkleinert diese Grenzfläche, daher können wir unserer Wärme schneller abgeben und empfinden den Wind als kühlend. D) Kühlung durch baden Wenn wir ein kühles Bad nehmen, beschleunigen wir durch den grösseren Temperaturunterschied den Wärmeaustausch zwischen Körper und Wasser. Ausserdem ist die Grenzschicht unter Wasser kleiner und Wasser nimmt Wärme etwa 20-mal schneller auf als Luft. E) Kühlung empfindlicher Körperteile Nicht alle Körperteile reagieren gleich empfindlich auf Hitze, daher gibt es Tiere, die empfindlichere Körperteile kühlen. F) Der Wärme ausweichen: Man sucht sich einfach kühlere Orte (oberhalb des Bodens, Unter der Erde, im Schatten, etc) ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ) In Spanien machen die Menschen mittags eine Siesta. )Viele Wüstentiere sind nicht nur zu Tarnzwecken gelblich-weiss gefärbt. )Viele Reptilien graben sich im Sand ein (Seitenwinder-Schlange, etc) ) Das glänzende Gefieder vieler Tropenvögel. ) Erdhörnchen benutzen ihren buschigen Schwanz als schattigen Sonnenschirm. ) Wüstentiere verbergen sich tagsüber im „kühlen“ Bau (Fenek, Springmaus, Spinnen, etc) ) Bienen, transportieren an heissen Tagen Wasser in ihren Stock. ) Wüstenkrebschen überdauern in Eiern die trockenen, heissen Phasen. ) Menschen kühlen sich durch schwitzen und Hunde hecheln. ) Bienen kühlen ihren Stock in dem sie mit ihren Flügeln Wind erzeugen. ) Einige Gazellen können ihr Hirn um etwa 3°C kühlen. ) Elefanten fächeln sich mit den Ohren Luft zu ) Einige kleine Nager halten einen Sommerschlaf (Siebenschläfer, etc.). ) Wechselwarme Tiere verfallen in eine Trockenstarre (Lungenfisch, Amphibien, etc. ) ) Chamäleons sitzen auf kleinen Erhebungen über dem Boden, wo es bis zu 10°C kühler. ) Termiten haben eine Klimaanlage in ihren bauten, die ständig für Frischluft sorgt. ) Elefanten nehmen gerne ein kühles Schlammbad. ) Wüstentiere haben oft grosse Ohren (Fennek, Wüstenspringmaus, etc) ( ) Viele Wüstenpflanzen überleben nur als Samen die heisse Zeit. ( ) Viele Wüstenpflanzen haben eine wachsartige, glänzende Oberfläche ( ) Viele Wüstenpflanzen haben weisse Haare. Patrik Matter ([email protected]) Seite 2