KERNSTOFF BIOLOGIE\374

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I.
Was bedeutet BIOLOGIE?
BIOS (griech.) = Leben
BIOLOGIE bedeutet „Lehre vom Leben“.
Sie werden in den folgenden 20 Einheiten den Kernstoff aus folgenden Kapiteln
bearbeiten:
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Der Mensch (Somatologie)
Tiere (Zoologie)
Pflanzen (Botanik)
Gesteine (Mineralogie)
Entstehung der Erde und des Lebens (Geologie)
Beziehungen der Lebewesen in der Natur (Ökologie)
Weitere Schwerpunktthemen:
Gesundheitslehre, Ernährungslehre, Vererbungslehre,
Empfängnisverhütung und Geburtenplanung
Umweltschutz
Ordnen Sie folgende Themen den Großkapiteln zu:
das menschliche Ohr
das Rind
Wasserverschmutzung
Obstbäume
Granit
Fressfeinde des Hasen
Dinosaurier
1.) Was bedeutet Biologie?
2.) Nennen Sie mindestens 4 Teilgebiete der Biologie!
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Das menschliche Skelett dient zum Schutz (der Organe) und zur Stütze.
Es besteht aus
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•
•
Schädel
Wirbelsäule
Brustkorb
Gliedmaßen (Arme und Beine)
Der größte menschliche Knochen ist der Oberschenkelknochen, das kleinste
Knöchelchen befindet sich im Innenohr. Mit den Zähnen hat jeder Mensch etwa 240
Knochen.
Die Knochen sind entweder
•
•
•
fest (durch Nähte, wie etwa am Schädel)
halbfest (durch Knorpel, z.B. zwischen Rippen und Brustbein, Bandscheiben)
oder beweglich (durch Gelenke, wie bei den Gliedmaßen) miteinander
verbunden.
Das Skelett ist von mehr als 600 Muskeln umgeben. Es wirken meist zwei Muskeln
zusammen: Einer arbeitet als Beuger, der andere als Strecker. Wenn sich die
Muskeln bewegen, brauchen sie Energie. Diese wird ihnen vom Blut zugeführt.
Mögliche Verletzungen des Skeletts:
Bruch (geschlossener,offener Bruch)
Verstauchung (Überdehnung der Gelenkskapsel)
Verrenkung (Gelenkskopf springt aus der Gelenkspfanne)
Zerrung (Muskeln oder Sehnen überdehnt)
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Wozu dient das menschliche Skelett?
Nennen Sie die hauptteile des Skeletts!
Wie sind die Knochen miteinander verbunden?
Nennen Sie mögliche Verletzungen des Skeletts!
Wie wird das Skelett bewegt?
Nennen Sie mindestens 5 verschiedene Knochen!
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Die Verdauung der Nahrung beginnt im Mund. Die Nahrung wird von den Zähnen
zerkleinert.
II.2.a. Das Milchgebiss
Säuglinge bekommen ihre ersten Zähne mit ca. einem halben Jahr. Mit etwa 2
Jahren ist das Milchgebiss, das aus 20 Zähnen ( 8 Schneidezähne, 4 Eckzähne, 8
Vormahlzähne) besteht, vollständig. Im Alter von 6-8 Jahren beginnt der
Zahnwechsel.
II.2.b. Das Dauergebiss
Nach dem Ausfall der Milchzähne drängen die bleibenden Zähne nach und bilden
das Dauergebiss des Erwachsenen. Es besteht aus 32 Zähnen, die letzten vier
(Weisheitszähne) werden oft erst sehr spät sichtbar oder bleiben im Kiefer stecken.
Das Dauergebiss besteht aus 8 Schneidezähnen, 4 Eckzähnen, 8 Vormahlzähnen
und 12 Mahlzähnen. Unzureichende Zahnpflege führt zu Karies und Paradontose.
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Beschriften Sie die beiden Gebisse!
Kennzeichnen Sie die Schneidezähne rot, die Eckzähne gelb, die
Vormahlzähne grün und die Mahlzähne blau!
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II.3.a. Die Grundnährstoffe
Unsere Nahrung besteht aus Eiweiß (für Muskelaufbau), Fett und Kohlehydraten
(für die Energie). Außerdem braucht der Körper Wasser, Vitamine und
Mineralsalze. Unverdauliche Stoffe (Ballaststoffe) fördern die Verdauung.
Eiweißreiche Nahrungsmittel: Fleisch, Fisch, Milchprodukte
Kohlehydratreiche Nahrungsmittel: Getreideprodukte, Zucker, Kartoffeln
Fettreiche Nahrungsmittel: Butter, Öl, Margarine
Gesunde Ernährung sollte aus einer Mischkost aus möglichst frischen
Nahrungsmitteln bestehen. Wurst und Käse enthalten oft viel „verstecktes“ Fett.
Fertigund
Halbfertigprodukte
enthalten
Konservierungsstoffe
und
Geschmacksverstärker und sind künstlich gefärbt. Dafür fehlen ihnen wichtige
Vitamine und Ballaststoffe.
Auf genügend Flüssigkeitszufuhr ist zu achten. Alkohol enthält viele Kalorien und
hemmt den Fettabbau.
II.3.b. Die Verdauungsorgane
Der Speisebrei gelangt durch den Mund, wo er mit Speichel vermischt wird, in die
Speiseröhre und dann in den Magen. Der Magensaft beginnt mit der Verdauung
des Eiweißes.
Die Nahrung gelangt hierauf in den Dünndarm, wo die Verdauungssäfte von der
Leber (Gallensaft – zur Fettzerlegung) und der Bauchspeicheldrüse (verdaut
Kohlenhydrate, Eiweße und Fette) hinzu gefügt werden. Durch die Wand des
Dünndarms werden die Nährstoffe aufgenommen und vom Blut weiter
transportiert.
Die Reste der Nahrung gelangen nun in den Dickdarm, wo ihnen Wasser
entzogen wird. Der Kot wandert in den Mastdarm und wird durch den After
ausgeschieden.
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Nennen Sie die Grundnahrungsmittel!
Nennen Sie jeweils ein Beispiel!
Was benötigt der Körper außerdem noch?
Nennen Sie die Nachteile von Fertignahrung!
Beschreiben Sie den Weg der Nahrung durch den Körper!
Welche Drüsen sondern welche Verdauungssäfte ab?
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:
Beschriften Sie die Verdauungsorgane und zeichnen Sie den Weg
der Nahrung ein!
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II.4.a. Das Herz
Das Herz ist ein Hohlmuskel, der Tag und Nacht das Blut durch das dichte Netz
der Blutgefäße des Körpers pumpt. Beim Erwachsenen geschieht dies etwa 70
Mal pro Minute, bei Anstrengung entsprechend öfter. (Pulsschlag) In den Adern
eines erwachsenen Menschen, die aneinander gereiht 3x die Erde umspannen
würden, fließen etwa 5-6 l Blut.
II.4.b. Der Blutkreislauf
Das Blut fließt durch den Lungenkreislauf, wo Sauerstoff aus der Luft
aufgenommen und Kohlendioxid abgegeben wird und dann durch den
Körperkreislauf, wo der Sauerstoff an die Muskeln abgegeben und das
Verbrennungsprodukt Kohlendioxid aufgenommen wird.
II.4.c. Die Atmung
Der Sauerstoff aus der Luft ist für den Menschen, ebenso wie für Tiere und
Pflanzen lebensnotwendig.
Beim Einatmen strömt die Luft durch den Mund und den Kehlkopf in die Luftröhre,
die sich in die zwei Bronchien teilt, die jeweils in einen Lungenflügel münden.
Diese bestehen aus winzigen Lungenbläschen, die durch ihre dünne Haut den
Sauerstoff aufnehmen können. Durch das Netz feinster Äderchen wird Sauerstoff
aufgenommen und Kohlendioxid abgegeben. Diesen Vorgang nennt man
Gasaustausch.
II.4.d. Erkrankungen und Schädigungen der Atmungsorgane
Krankheiten wie Masern, Grippe und Keuchhusten werden durch die Atemluft
übertragen. Durch Einatmen von Erregern entzünden sich Schleimhäute und
Bronchien, was Husten und Schnupfen zur Folge hat.
Besonders schädlich ist das Rauchen. Nikotin verengt die Blutgefäße, was
Herzinfarkte oder Schlaganfälle zur Folge hat. Teerstoffe wirken krebserregend.
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Was ist die Aufgabe des Herzens?
Was ist der Blutkreislauf?
Welchen Weg nimmt eingeatmete Luft?
Was ist der Gasaustausch und wo findet er statt?
Nennen Sie Erkrankungen der Atemwege!
Warum ist das Rauchen schädlich?
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II.5.a. Die Haut
Die Haut ist das größte Sinnesorgan und bedeckt den ganzen Körper. Sie besteht
aus mehreren Schichten und enthält Blutgefäße, Nerven, Talg- und Schweißdrüsen.
Schmerzpunkte, Tast-, Wärme- und Kältekörperchen machen Sinnesempfindungen
möglich.
II.5.b. Das Auge
Das Licht tritt durch die Hornhaut in das Augeninnere ein und fällt auf die Netzhaut,
auf der das Abbild auf dem Kopf stehend abgebildet wird. Am gelben Fleck, dem
Zentrum des schärfsten Sehens, befinden sich die meisten Sehzellen. Der Sehnerv
leitet die Wahrnehmungen an das Gehirn weiter.
II.5.c. Das Ohr
Die Ohrmuschel und der äußere Gehörgang wirken wie ein Schalltrichter. Das
Trommelfell überträgt den Schall auf die Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss
und Steigbügel) im Mittelohr.
Im Innenohr befindet sich eine bewegliche Flüssigkeit auf welche der Schall vom
ovalen Fenster übertragen wird. Der Hörnerv leitet diese Reize zum Gehirn. Als
Druckausgleich wirken das runde Fenster und die Eustachische Röhre, die eine
Verbindung zur Mundhöhle darstellt.
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II.5.d. Der Geruchs- und Geschmackssinn
In der Nase befindet sich die Riechschleimhaut, durch deren Sinneszellen
Geruchsreize an das Gehirn weiter gegeben werden.
Mit den Geschmacksknospen der Zunge werden verschiedene Geschmacksreize
aufgenommen.
Beides sind chemische Sinne.
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Nennen Sie die Sinnesorgane!
Welches ist das größte Sinnesorgan?
Nennen Sie Teile des Auges!
Aus welchen 3 großen Bereichen besteht das Ohr?
Wo werden Geruchs- und Geschmacksreize aufgenommen?
'
Das Großhirn besteht aus zwei Hälften, die über den Balken miteinander verbunden
sind. Es beinhaltet etwa 10 Milliarden Nervenzellen und ist der Sitz des
Gedächtnisses, des Bewusstseins und des Denkens.
Das Zwischenhirn stellt die Schaltzentrale dar, ist die wichtigste Schaltstation für
die Verarbeitung von Informationen aus den Sinnesorganen und steuert das
vegetative Nervensystem, das die Körpertemperatur und den Wasser- und
Stoffhaushalt regelt. Die Hypophyse (Hirnanhangdrüse) regelt den Hormonhaushalt.
Mittelhirn und Kleinhirn koordinieren die Körperbewegungen und die Muskulatur.
Das Nachhirn leitet die Meldungen vom Rückenmark zu den höheren Gehirnteilen.
Die Hirnflüssigkeit zwischen Hirnhaut und Gehirn und im Rückenmark schützt das
gesamte System gegen Stöße und Schläge. Das Rückenmark verläuft geschützt im
Wirbelkanal der Wirbel. Es ist Zentrum des zentralen und des peripheren
Nervensystems.
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Das Nervensystem ist ein kompliziertes Nachrichtensystem des menschlichen
Körpers. Die Verarbeitung der Informationen erfolgt durch das zentrale
Nervensystem im Gehirn und im Rückenmark. Die Nerven, die von den Sinneszellen
Informationen zum Gehirn und Rückenmark leiten, heißen sensorische Nerven.
Nerven, die von dort Befehle an die Muskeln weiterleiten heißen motorische Nerven.
Beide zusammen bilden das periphere Nervensystem. Das vom Zwischenhirn
gesteuerte vegetative Nervensystem regelt die Atmung, die Verdauung, den
Blutkreislauf und die Funktion der Drüsen. Es arbeitet weitgehend autonom.
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II.8.a. Hormondrüsen
Hormone sind Wirkstoffe, die von den Hormondrüsen oder von Bereichen im
Nervensystem gebildet werden. Sie werden über das Blut im ganzen Körper verteilt
und tragen als Botenstoffe bestimmte Informationen zu den Organen.
In den weiblichen Keimdrüsen, den Eierstöcken, entsteht das weibliche Hormon
Östrogen, welches ein Wachstum der Gebärmutterschleimhaut bewirkt. Das in den
Follikeln gereifte Ei wandert beim Eisprung über den Eileiter in die Gebärmutter.
Das männliche Geschlechtshormon Testosteron wird in den männlichen
Keimdrüsen, den Hoden, gebildet. Dieses Hormon regt die Produktion der Spermien
an und sorgt für die Ausbildung der männlichen Geschlechtsmerkmale.
II.8.b. Geschlechtsorgane
:
Beschriften Sie die männlichen und weiblichen Geschlechtsorgane!
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II.8.c. Schwangerschaft und Geburt
Sofort nach der Befruchtung beginnt die befruchtete Eizelle sich zu teilen. In der
dritten Schwangerschaftswoche hat sich das befruchtete Ei tief in die
Gebärmutterschleimhaut eingenistet. Dabei entsteht der Mutterkuchen. Dieses Organ
übernimmt den Blut- und Nährstoffaustausch mit dem Embryo. Von der Mutter
aufgenommene Giftstoffe wie Nikotin, Alkohol und Medikamente können den Embryo
schädigen.
Die Nabelschnur transportiert das Blut vom Embryo zur Plazenta. Sie ist 1,5cm dick
und kann bis zu einem Meter lang werden. Der Embryo liegt in der Fruchtblase im
Fruchtwasser und kann sich dort auch gut bewegen. Ab dem dritten Monat nennt
man das heranwachsende Wesen Fetus. Dann sind bereits alle Organe des
Menschen angelegt, die aber erst ab dem siebten Schwangerschaftsmonat voll
funktionsfähig sind. Am Ende der Schwangerschaft, im neunten Monat, wiegt der
Fetus im Durchschnitt 3,3 Kilogramm und ist größer als 50cm.
Die Geburt beginnt mit den Wehen, einer Kontraktion der Gebärmutterschleimhaut,
die durch Hormone ausgelöst wird. Aus der Gebärmutter tritt der Schleimpfropf
zusammen mit etwas Blut aus und bald darauf öffnet sich der Gebärmuttermund.
Unter dem Druck des Kindkopfes platzt die Fruchtblase und Fruchtwasser fließt ab.
Unter Mithilfe der Mutter ("Pressen") passiert das Kind den Geburtskanal und kommt
auf die Welt. Danach wird die Nabelschnur abgebunden und das Kind hochgehoben.
Durch das Abbinden wird das Kind veranlasst, seinen ersten Atemzug zu machen.
Danach wird die Nabelschnur eine Handbreit vom Nabel abgeschnitten. 20 Minuten
später löst sich die Plazenta und wird durch eine Wehe als Nachgeburt ausgestoßen.
II.8.d. Empfängnisverhütung und Geburtenplanung
Eine Vielzahl an Möglichkeiten macht eine Geburtenplanung bzw. Verhinderung
unerwünschter Schwangerschaften möglich.
Unsicher und nicht empfehlenswert ist der Coitus interruptus (das Glied wird vor
dem Samenerguss aus der Scheide gezogen) Natürliche Verhütungsmethoden
sind die Kalendermethode (Knaus-Ogino) und die Temperaturmethode. Die
Verwendung eines Kondoms schützt außerdem vor Geschlechtskrankheiten und
zählt zu den mechanischen Verhütungsmethoden. Dazu kommen noch eine
Menge an kombinierten (Spirale, Intrauterinpessar) und hormonellen
Methoden.(Antibabypille).
Bei erfolgter Befruchtung kann die „Pille danach“ ein Einnisten des Keims
verhindern. Auch eine dauerhafte Sterilisation (Vasektomie) von Erwachsenen ist
möglich.
Ein Schwangerschaftsabbruch ist in Österreich bis zur 14. Schwangerschaftswoche erlaubt.
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Was sind Hormone?
Wie heißen die männlichen und die weiblichen Keimdrüsen?
Beschreiben Sie Befruchtung und Geburt!
Nennen Sie verschiedene Methoden der Empfängnisverhütung und ordnen Sie sie richtig zu!
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II.8.e Vererbungslehre
Die Träger der Erbanlagen heißen Chromosomen. Jeder Mensch besitzt in jeder
Körperzelle 23 Chromosomenpaare. (23 von der Mutter, 23 vom Vater = 46
Einzelchromosomen) 22 Chromosomen bestimmen das Aussehen des Menschen
sowie bestimmte Eigenschaften. Das 23. Chromosom bestimmt das Geschlecht des
Menschen.
Mutter
Vater
XX
X
Körperzelle
X
XX
Mädchen
XY
Keimzelle
X
XY
Bub
XX
Körperzelle des Babys
Y
XY
Mädchen
Bub
Die Männer verfügen sowohl über X- als über Y- Chromosomen, daher sind sie für
das Geschlecht des Kindes „verantwortlich“.
Bei der Vererbung unterscheidet man dominante (meist dunkle Farben, braune
Augen, dunkles Haar) und rezessive Merkmale. Die rezessiven Merkmale lassen
sich bei der Vererbung zurück drängen, bleiben aber im Erbmaterial erhalten. Daher
ist es möglich, dass nach mehreren Generationen plötzlich ein rezessives Merkmal
wieder auftaucht.
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Wie heißen die Träger der Erbanlagen?
Wie viele Einzelchromosomen besitzt der Mensch?
Wofür ist das 23. Chromosomenpaar zuständig?
Welcher Elternteil ist für das Geschlecht des Kindes „verantwortlich“ – und warum?
Was sind dominante und rezessive Merkmale der Vererbung?
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Im Rahmen dieses Kurses kann nur auf grundlegende Merkmale einzelner Gruppen
von Tieren eingegangen werden.
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Säugetiere sind die am höchsten entwickelten Vierfüßer und damit auch die höchst
entwickelten Wirbeltiere. Zu dieser Klasse gehören der Mensch und alle anderen
Tiere, die ihre Jungen mit Milch säugen und deren Haut in der Regel ein Haarkleid
trägt. Säugetiere sind gleichwarm
und weitgehend unabhängig von der
Außentemperatur. Sie haben von allen Tieren das am höchsten entwickelte Gehirn
und Nervensystem sowie extrem leistungsfähige Sinnesorgane, die durch
Sonderbildungen wie die knorpeligen Ohrmuscheln der meisten Arten ergänzt
werden. Alle Säugetiere, außer den Eier legenden Kloakentieren, gebären lebende
Junge.
Säugetiere sind unterschiedlich groß. So kann die größte Art, der Blauwal, 35 Meter
lang und 130 Tonnen schwer werden, während Spitzmäuse und Fledermäuse
weniger als vier Zentimeter groß sind; das offenbar kleinste Säugetier der Welt, eine
1999 entdeckte japanische Spitzmaus, wiegt nur 1,7 Gramm. Manche Kleinsäuger
werden nicht älter als ein Jahr, Wale können ein Höchstalter von mehr als
100 Jahren erreichen. Das möglicherweise größte landbewohnende Säugetier lebte
vor etwa 30 Millionen Jahren: Das in Pakistan gefundene Ur- Nashorn hatte eine
Länge von sieben Metern und wog 15 bis 20 Tonnen.
III.1.a. Klassen
•
•
•
•
•
Eierlegende Säugetiere, z. B. Schnabeltier
Beuteltiere, z. B. Känguruh
Rüsseltiere (Elefant)
Waltiere (Blauwal)
Höhere Säugetiere:
o Insektenfresser (Igel)
o Primaten (Mensch, Gorilla, Schimpanse)
o Raubtiere (Fuchs, Katze, Wolf)
o Hasentiere,
o Unpaarhufer (Pferd),
o Paarhufer (Schwein, Reh, Rind)
o Nagetiere (Biber, Eichhörnchen)
:
Ordnen Sie die folgenden Tiere richtig zu!
Hund
Kamel
Maulwurf
Esel
Maus
Affe
Nennen Sie die gemeinsamen Merkmale von Säugetieren!
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Unter den Vögeln gibt es viele unterschiedliche Arten: Singvögel, Hühnervögel,
Beutegreifer, Laufvögel. Entenvögel,.... Sie sind unterschiedlich groß, haben
verschiedene Fressgewohnheiten und bewohnen spezielle Lebensräume.
Im Gegensatz zu den Lungen eines Säugetiers besitzen die Vögel Lungen und
Luftsäcke, die laufend von Luft durchströmt werden. Die meisten Vögel besitzen 6
Luftsackpaare. Ein Vogel kann dreimal mehr Luft einatmen als ein Säugetier, das
gleich groß ist. Wie die Säugetiere sind Vögel gleichwarme Tiere. Ihr Körper wird
durch die Federn (bestehen aus leichtem und elastischem Horn) und durch eine
Fettschicht in der Unterhaut wärmeisoliert. Sie besitzen eine Körpertemperatur von
41-44°C. Damit ein Vogel fliegen kann, muss das Gewicht seiner Knochen sehr
gering sein. Deswegen befinden sich in den Knochen Hohlräume. Die Flügel der
Vögel entwickelten sich ursprünglich aus den Vordergliedmaßen der Reptilien.. Beim
Ausbreiten des Vogelflügels richten sich die Knochen so aus, dass die Flügel
automatisch ausgebreitet werden.
Im Gegensatz zu den Säugern ist ihr Herz- und Kreislaufsystem noch wesentlich
leistungsfähiger. Vögel trinken nur sehr wenig, damit sie beim Fliegen leichter sind.
Sie scheiden Harnsäure als weißlichen Kristallbrei mit dem Kot aus. Jedoch müssen
sie relativ viel fressen, um den hohen Bedarf an Energie, der das Fliegen kostet,
auszugleichen.
Ein großer Teil des europäischen Vogelbestands ist in den letzten Jahrzehnten stark
zurückgegangen. Viele Arten sind heute gesetzlich geschützt. Die beiden größten
Feinde der europäischen Vogelarten sind Jagd und der Verbau von Lebensraum.
Nach den Gesetzen der EU ist Folgendes verboten:
•
•
•
•
•
das absichtliche Fangen oder Töten von Vögeln
das Beschädigen oder Zerstören von Nestern
das Sammeln und Handeln mit Eiern
das Stören während der Brutzeit
das Halten von Vogelarten, die nicht zur Jagd zugelassen sind
Die Mitgliedstaaten sind gesetzlich verpflichtet, aktiv Schutzräume für Vögel zu
erhalten oder zu schaffen.
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Zu den Reptilien zählen die Schildkröten, Krokodile, Eidechsen und Schlangen.
Sie haben sich gut an das Landleben angepasst. Die kräftigen, mit starken Krallen
besetzten Gliedmaßen sind ein typisches Merkmal der Echsen und Schildkröten. Die
Gliedmaßen sind im Gegensatz zu den Säugetieren seitlich am Körper befestigt
Die mit Hornschuppen überzogene Haut der Reptilien ist ein wirksamer
Verdunstungsschutz.. Die Hornschuppen bei Schlangen und Echsen wachsen
allerdings nicht nach, deshalb werfen sie, sobald eine neue Haut unter der alten
nachgewachsen ist, ihre alte Haut ab, sie häuten sich.
Die Ausbildung von Gebissen ist ein weiteres typisches Merkmal der Reptilien. Dies
ermöglicht das Jagen größerer Beutetiere auf dem Land und im Wasser. Das Gebiss
des Krokodils (und auch der Schlangen) dient übrigens nicht zum Kauen, sondern
zum Ergreifen und Festhalten der Beute.
Die Atmung der Reptilien erfolgt durch Lungen, deren Innenfläche deutlich vergrößert
ist. Aus diesem Grund benötigen Reptilien keine Hautatmung. Trotzdem sind sie
wechselwarm wie die Amphibien, im Gegensatz zu den Säugetieren und den
Vögeln, deren Körpertemperatur immer gleich bleibt, auch wenn die
Außentemperatur auf Minusgrade absinkt. Im Reptilienherz ist die linke und rechte
Herzkammer noch nicht vollständig abgetrennt.
Giftschlangen besitzen ein raffiniertes System an Sinnesorganen zum Aufspüren
ihrer Beute. Sie können warmblütige Tiere in der Dunkelheit aufspüren. Ein wichtiges
Sinnesorgan ist die zweigeteilte Zunge.
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Welche Tiere gehören zu den Reptilien?
Nennen Sie Merkmale der Reptilien!
Was unterscheidet Reptilien von Säugetieren?
Wie spüren Schlangen ihre Beute auf?
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Zu den Amphibien gehören Kröten, Unken, Frösche, Molche und Salamander.
Die Amphibien waren die ersten Tiere, die das Land eroberten. Wie die Fische
gehören sie zu den Wirbeltieren. Im Gegensatz zu den Fischen besitzen die
Amphibien 2 Paar Gliedmaßen, mit deren Hilfe sie sich auf dem Land fortbewegen,
springen und klettern.
Amphibien sind bei der Fortpflanzung auf das Wasser angewiesen. Nach der
Paarung legt das Weibchen seine Eier in das Wasser. Die Eier sind von einer
Gallerthülle umgeben, die das Ei vor Stößen schützt und es wärmt.
Nachdem die Larven aus dem Laich ausgeschlüpft sind, atmen sie zuerst noch mit
Kiemen, d. h. sie nehmen den Sauerstoff aus dem Wasser. Später verlieren sie ihre
Kiemen und beginnen mit Lungen zu atmen.
Amphibien sind wechselwarme Tiere und benötigen im Körperkreislauf weniger
Sauerstoff als gleichwarme Tiere.
Schleimdrüsen halten die Haut der Amphibien feucht, dies ist für die Hautatmung
notwendig. Die Feuchtigkeit kann allerdings sehr schnell verdunsten, daher können
Amphibien
nur
in
feuchten
und
schattigen
Lebensräumen
leben!
Viele der einheimischen Amphibien sind in ihrem Bestand
ernsthaft gefährdet. Alle europäischen Lurche stehen unter
Artenschutz. Dies bedeutet, dass Laich nicht aus Tümpeln
entnommen werden darf.
Für das allmähliche Aussterben der Amphibien sind
noch weitere Ursachen verantwortlich:
•
•
•
•
Durch den Einsatz von Insektenvernichtungsmitteln (Insektizide) fressen die
Amphibien vergiftete Insekten.
Die Verschmutzung der Gewässer führt zu einer Bedrohung von Laich und
Kaulquappen und schließlich zu einem Artensterben.
Die Kanalisierung der Flüsse führt zur Zerstörung des natürlichen
Lebensraumes.
Die Tendenz der Landwirtschaft zur großflächigen Bebauung führt zur
Zerstörung von Hecken, Gräben, Sumpflöchern und Tümpeln. Davon sind
nicht nur die Amphibien, sondern die gesamten einheimischen Tierarten
betroffen.
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Welche Tiere gehören zu den Amphibien?
Nennen Sie Merkmale der Amphibien!
Was unterscheidet Reptilien von Amphibien?
Welche Rolle spielt das Wasser im Leben der Amphibien?
Wieso sind viele Arten bedroht?
% ,
Man unterscheidet Knochen- und Knorpelfische.
Die Körperform eines Fisches richtet sich nach dem Lebensraum, in welchem der
Fisch lebt und der Lebensweise (Raubfisch – Friedfisch). Plattfische wie zum
Beispiel die Scholle besitzen einen platten, zusammengedrückten Körper, der exakt
im Farbton des Meeresbodens gefärbt ist. Beide Augen der Plattfische befinden sich
auf der einen Seite, so dass sich der Plattfisch am Meeresboden gut getarnt entlang
bewegen kann. Fische wie der Rotbarsch oder der Hering, welche sich im offenen
Gewässer rasch fortbewegen, sind an ihrem stromlinienförmigen Körper zu
erkennen. Fehlt die Stromlinienform, brauchen die Fische eine Umgebung wie zum
Beispiel Wasserpflanzen oder Steine und Spalten, in der sie sich gut verstecken
können.
Ein Merkmal der Fische sind ihre Flossen. Mit Hilfe der Schwanzflosse bewegen
sich die Fische vorwärts, die Brust- und Bauchflossen dienen zum Steuern zur Seite
und nach oben und unten.. Die Rückenflosse und die Afterflosse werden wenig
bewegt.
Die Haut der Fische besteht aus Schuppen und ist mit einer Schleimschicht
überzogen. Die Schuppen sind aus Knochen gebildet und schützen den Fisch vor
Stößen und Fressfeinden. Die Schleimschicht auf der Haut tötet Bakterien und macht
den Fisch beim Schwimmen schneller.. Meistens ist der Fisch unten hell und oben
dunkel gefärbt. Die helle Färbung auf der Unterseite tarnt ihn vor dem Blick eines
Feindes von unten gegen die helle Wasseroberfläche.
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Auf jeder Seite längs des Fisches befindet sich unter der Haut ein mit Schleim
gefüllter Hohlraum, das Seitenlinienorgan, das Sinneszellen enthält. Der Fisch spürt
dadurch das Herannahen eines Raubfisches oder eines Hindernisses. Dadurch kann
sich der Fisch im Schwarm und auch im Dunkeln fortbewegen, ohne anzustoßen.
Weitere Sinnesorgane des Fisches sind seine beiden beweglichen Augen, die Nase,
seine Ohren und seine Bartfäden, ein Sinnesorgan zum Tasten und zum Erriechen
von Futter. Kurz nach dem Öffnen des Mundes bewegen sich die hinter den Augen
liegenden Kiemendeckel des Fisches. Wasser tritt aus der Kiemenspalte aus dem
Fisch heraus: Der Fisch atmet.
Bei der Fortpflanzung legt das Weibchen eine große Anzahl von Eiern, den Laich, in
das Wasser. Das Männchen befruchtet den im Wasser schwimmenden Laich mit den
Spermien. (Es gibt allerdings auch Fische, die sich paaren und lebende Junge
gebären, wie z.B. die Haie.)
Ein wichtiges Organ für den Fisch zum Tauchen ist die mit Gasen gefüllte
Schwimmblase, die einen Auftrieb erzeugt. Der Fisch kann die Schwimmblase füllen
oder leeren. So kann der Fisch im Wasser schweben, steigen oder sinken.
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Welche Arten von Fischen gibt es?
Wovon hängt die Körperform eines Fisches ab?
Nennen Sie wichtige Organe von Fischen!
Wie atmen Fische?
Wozu dient das Seitenlinienorgan?
Wozu dient die Schwimmblase?
'
Insekten, auch Kerbtiere genannt, sind die artenreichste Gruppe der Tiere
überhaupt. Mindestens 80 Prozent der bekannten Tiere bzw. weit über eine Million
Arten gehören dazu. Allerdings vermutet man vor allem in den tropischen
Regelnwäldern noch Millionen unentdeckter Arten
Der Körper eines Insekts ist in drei Abschnitte aufgeteilt:
•
•
•
Kopf – mit Punktaugen, Facettenaugen, Fühlern, Mundwerkzeugen
Brust – drei Beinpaare (= 6 Beine!)
Hinterleib
Insekten haben ein Außenskelett - kein Innenskelett wie die Wirbeltiere. Der
Hautpanzer besteht im wesentlichen aus Chitin. Die Muskeln des Insekts sitzen
innen am Hautskelett. Die Atemöffnungen ermöglichen die Zufuhr von Sauerstoff zu
den inneren Atmungsorganen.
Der Hautpanzer wächst nicht mit, daher müssen sich die Insekten regelmäßig
häuten, bis sie ausgewachsen sind.
Bei den geflügelten Insekten schlüpft aus dem Ei zunächst eine Larve. Bei Insekten
mit unvollständiger Verwandlung ähnelt das Larvenstadium bereits dem
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erwachsenen Tier, z. B. Bei den Libellen. Bei den Insekten mit vollständiger
Verwandlung sehen die Larven völlig anders aus (Raupen). Die Larven verpuppen
sich schließlich, erst aus der Puppe wird das fertige Insekt.
Insekten besitzen einen offenen Blutkreislauf (keine Adern wie Säugetiere).
Die Insekten besitzen eine Reihe von Sinnesorganen, die auf die jeweiligen
Lebensweisen spezialisiert sind. Das behaarte Facettenauge setzt sich aus vielen
Augenkeilen zusammen. Neben den Facettenaugen kommen auch noch drei
Punktaugen vor, die zur Messung der Lichtintensität dienen. Manche Insekten
sehen auch Farben.
Der Geschmacksinn der Insekten sitzt oft in den Mundwerkzeugen, z.B. bei den
Bienen, gelegentlich aber auch im Fuß, z.B. beim Kleinen Fuchs oder bei der
Stubenfliege. Echte Gehörorgane sind nur bei wenigen Insekten vorhanden.
Die Fühler dienen als Tast- und Riechorgan.
Der Geruchsinn mancher Insektenarten ist außergewöhnlich gut ausgeprägt. So
können z.B. die Männchen von bestimmten Nachtfalterarten ihre Weibchen auf über
einen Kilometer Entfernung riechen.
:
Beschriften Sie dieses Insekt!
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(
In welche Abschnitte ist der Körper eines Insekts geteilt?
Was ist ein Außenskelett und woraus besteht es?
Nennen Sie Merkmale der Insekten!
Beschreiben Sie die Sinnesorgane der Insekten!
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Spinnen bewohnen nahezu alle Lebensräume an Land. Einige Spinnenarten jagen
auch auf Gewässern, aber nur eine, die Wasserspinne verbringt die meiste Zeit ihres
Lebens im Wasser. Das gelingt ihr mit Hilfe einer selbstgebauten Luftglocke.
Es gibt ungefähr 30 000 Arten von Spinnen .Die meisten Spinnen kommen in den
Tropen und Subtropen vor. In Mitteleuropa gibt es immerhin etwa 850 Spinnenarten.
Der Körper der Spinne ist in zwei Teile gegliedert:
•
•
Vorderkörper (mit Kopf)
Hinterkörper.
Am harten Vorderkörper sitzen acht Beine, die Mundwerkzeuge und die Augen.
Der weiche Hinterkörper enthält die Spinndrüsen und die Spinnwarzen.
Die Beine der Spinne haben am Ende Krallen und manchmal Haarbüschel, mit
denen sie auf glatten Flächen herumlaufen können.
Spinnen haben 6 oder 8 Augen.
Spinnen fressen hauptsächlich Insekten und andere Spinnen.
Spinnen fangen ihre Beute auf recht unterschiedliche Weise.
Die jagenden Spinnen lauern ihrer Beute auf, um sie dann aus nächster Nähe zu
greifen. Andere jagen hinter ihrer Beute her, um sie dann im Lauf oder Sprung zu
überwältigen. Einige Spinnen verwenden Gift, um ihre Beute zu lähmen.
Die Webspinnen besitzen einen Spinnapparat. Damit
spinnen sie Netze, in denen sich ihre Beutetiere verfangen.
Die Spinnennetze bestehen aus zwei verschiedenen Fäden.
Die Fäden, die rund gespannt sind, sind klebrig, die anderen
nicht.
!" # # $
22
Spinnen beginnen ihr Leben in einem winzigen Ei, das meist mit mehreren (10 –
1000 Eier) zusammen in einem Kokon abgelegt wurde.
Dieser Kokon wird von der Mutter aus seidenen Fäden hergestellt. Er schützt die Eier
vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Kälte, Überhitzung oder Räubern. Oft bleibt
die Mutter bis zum Schlüpfen der Jungtiere beim Kokon, trägt ihn mit sich herum oder
bewacht ihn von einem sicheren Schlupfwinkel aus
Wenn die kleinen Spinnen aus ihren Eiern schlüpfen, sind ihre Organe noch nicht
vollständig entwickelt. Deshalb müssen sie noch eine Weile im Kokon bleiben
Zu
den
heimischen
Giftspinnen
zählt
die
Kreuzspinne.
Die Kreuzspinne hat eine gelbe, orange, rote oder
schwarzbraune Grundfärbung. Sie besitzt einen dicken
Hinterleib mit einer aus weißen Flecken zusammengesetzten
Kreuzzeichnung.
Das Gift der Kreuzspinne ist für den Menschen grundsätzlich
harmlos. Er entspricht etwa einem Wespenstich.
Trotz ihrer Geschicklichkeit im Beutegreifen und ihres Giftes haben Spinnen Feinde.
Zu ihnen zählen andere Spinnen, Vögel, Amphibien und Reptilien. Auch manche
Insekten haben sich zum Teil ganz auf Spinnen als Nahrung spezialisiert.
Zum Schutz gegen ihre Feinde tarnen sich manche Spinnen als Blatt oder Grashalm.
Einige Krabbenspinnen können sogar die Farbe der Blüte, auf der sie sitzen,
annehmen.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
In welche Abschnitte ist der Körper einer Spinne geteilt?
Wie viele Beine haben Spinnen?
Wie fangen Spinnen ihre Beute?
Warum bleibt die Spinne in ihrem eigenen Netz nicht kleben?
Wie pflanzen sich Spinnen fort?
Warum sind Spinnen so nützlich?
Welche Feinde haben Spinnen?
!" # # $
23
Artenzahlen von Tieren der letzten 400 Jahre
(Quelle: Niekisch, 2000)
Wirbeltiere
Tiergruppe
Beschriebene
Tiere
22 000
4000
6550
4330
9670
Fische
Amphibien
Reptilien
Säugetiere
Vögel
Wirbellose
Bedrohte Arten
1 200 000
Davon Insekten: 776 000
734
124
253
1096
1107
Ausgerottete
Arten
81
5
0
86
104
1891
315
.
:
Arbeiten Sie mit dieser Informationstabelle!
Interpretieren Sie die Tabelle! (Welche Tiergruppe ist die artenreichste? Welche die
gefährdetste? Warum?)
Recherchieren Sie (Lexikon, Internet), welche Tiere ausgerottet wurden!
Welche Tiere stehen auf der „Roten Liste“ (gefährdete Tierarten)? Suchen Sie für
jede Gruppe ein Beispiel!
Fertigen Sie für ein Tier aus dieser Liste einen „Steckbrief“ an!
Dieser sollte folgende Informationen beinhalten:
•
•
•
•
•
•
Bild,
Körperbau,
Lebensweise,
Nahrung,
Feinde,
Fortpflanzung
!" # # $
24
2#
.
Nach der Keimung eines Samenkorns entwickeln sich Wurzel, Spross und Blätter,
später auch Blüten.
Die Wurzel ist ein unterirdisch verlaufender Teil der Pflanze. Die Hauptaufgaben der
Wurzel sind: Wasser- und Nährstoffaufnahme aus dem Boden, feste Verankerung
der Pflanze und Speichern von Nährstoffen
Die Hauptaufgabe der Blätter besteht in der Photosynthese. Mit Hilfe des
Pflanzenfarbstoffes Chlorophyll und mit Sonnenlicht können sie energiereiche Stoffe
aus Kohlenstoffdioxid aufbauen. In erster Linie stellen die Pflanzen damit ihre
Nahrung selbst her. Neben den Kohlenhydraten entsteht auch Sauerstoff, den die
Tiere und Menschen zum Atmen benötigen.
Die Blüte ist ein Fortpflanzungsorgan. Zur Fortpflanzung ist eine Bestäubung
notwendig. Viele Pflanzen bringen nur eine einzige Blüte hervor, andere haben
Blüten in Blütenständen.
Aufbau einer Blüte:
!" # # $
25
Die Übertragung des Pollens von den Staubbeuteln auf die Narbe der Pflanze heißt
Bestäubung.
Dies kann auf verschiedene Weise geschehen:
Bei der Windbestäubung werden Massen von Pollen über die Luft auf andere
Pflanzen übertragen.
Bei der Wasserbestäubung wird der Pollen über das Wasser übertragen.
Die am weitesten verbreitete Bestäubungsart ist die Insektenbestäubung. Meist
bieten die Pflanzen etwas an (Pollen, Nektar) und erhalten als Gegenleistung den
Transport des Pollens.
Während der Reifung der Frucht entwickelt sich aus dem Fruchtknoten die Frucht.
Sie umschließt den Samen und schützt ihn. Gleichzeitig sorgt sie aber auch für seine
Verbreitung.
Schließfrüchte bleiben bei der Reifung geschlossen, Früchte und Samen werden
zusammen verbreitet. Während bei der Nuss die äußere Fruchtwand hart ist, ist sie
bei der Beere und der Steinfrucht fleischig. Die Steinfrucht besitzt innen eine harte
Schale. Zu den Steinfrüchten gehören die Kirsche, die Pflaume oder der Pfirsich. Der
Hasel und die Eichel sind Nüsse. Die Tomate, die Weintraube und die Gurke
gehören zu den Beeren.. Bei den Sammelfrüchten bilden mehrere Früchte, d.h.
mehrere Fruchtknoten eine Frucht. Zu den Sammelnussfrüchten gehört die
Erdbeere, zu den Sammelsteinfrüchten die Himbeere und die Johannisbeere.
1.
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3.
4.
5.
Aus welchen Teilen bestehen Pflanzen?
Nennen Sie die Aufgaben von Blüten, Blättern und Wurzeln!
Nennen Sie die Bestandteile einer Blüte!
Wie kann die bestäubung erfolgen?
Nennen Sie einige Arten von Früchten und beschreiben Sie die Unterschiede!
!" # # $
26
.
:
Beschreiben Sie die sieben wichtigsten Familien von Blütenpflanzen und
nennen Sie jeweils ein Beispiel!
.
!" # # $
27
3 &&
Unter Ökologie (von griech. „Lehre vom Haushalt “) versteht man ein Teilgebiet der
Biologie, welches sich mit den Wechselbeziehungen der Organismen untereinander
(Biotische Faktoren) und mit ihrer Umwelt (Abiotische Faktoren) beschäftigt.
.
:
Welche biotischen und welche abiotischen Faktoren haben Einfluss
auf einen Feldhasen? Auf eine Forelle?
Erstellen Sie eine ähnliche Skizze!
!" # # $
28
Durch die vielen Erfindungen der letzten Jahrhunderte entwickelten sich die
Menschen in technischer Hinsicht rasant weiter, während die ökologischen und
biologischen Grundlagen im Wesentlichen dieselben geblieben sind. Aus dem
technologischen Wachstum und der Bevölkerungsexplosion ergeben sich Probleme
im Hinblick auf die Versorgung mit Energie.
Der Mensch verbrauchte in wenigen Jahrhunderten fast den gesamten Vorrat an
Energie aus Kohle, Erdöl und Erdgas, den fossilen Energieträgern. Diese haben
sich im Laufe von Jahrmillionen aus Lebewesen, die vor etwa 10-15 Millionen
Jahren lebten, im Boden unter Luftabschluss mit Hilfe von Bakterien gebildet.
Die Vorräte an fossilen Brennstoffen sind aber begrenzt und gehen in absehbarer
Zeit zu Ende.
Außerdem entsteht durch die Erzeugung von Energie aus fossilen Energieträgern
und durch die Produktion von Konsumgütern vermehrt das Abgas Kohlenstoffdioxid,
welches für die Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur verantwortlich ist.
(„Treibhauseffekt“)
Mit der Entdeckung der Kernspaltung eröffnete sich nach 1945 scheinbar ein Weg
zur unbegrenzten Energieversorgung. Obwohl die Probleme und Gefahren der
Kernenergie schon Ende der Fünfziger Jahre bekannt waren und diskutiert wurden,
machte erst die Katastrofe von Tschernobyl 1988, die allein in der Sowjetunon
125.000 Tote forderte, der Begeisterung ein Ende.
Daher wird nunmehr in der Forschung auf erneuerbare Energie gesetzt. Von den
Energiequellen, die unbegrenzt zur Verfügung stehen, ist die Sonne die
bedeutendste und tatsächlich setzt man viele Hoffnungen auf die Solarenergie.
Andere erneuerbare Energiequellen sind die Windenergie, die Energie aus
Biomasse oder die Wasserkraft.
Abschließend muss fest gestellt werden, dass Energie nicht unerschöpflich zur
Verfügung steht. Sorgfalt und Sparsamkeit im Umgang mit den Ressourcen der
Natur sollten eine Selbstverständlichkeit sein.. Dazu gehört auch die Vermeidung
aller unnötigen Abfälle, welche die späteren Generationen belasten. Ein Bewohner
von Deutschland, der Schweiz oder von Österreich verbraucht beispielsweise mehr
als das Dreifache an Energie wie ein Chinese oder das Vierzehnfache wie ein
Philippine, allerdings nur die Hälfte eines US-Amerikaners.
Statt Waren und Müll im Überfluss zu produzieren, sind Einschränkungen ein
unbedingtes Muss. Dies beginnt bei der Müllvermeidung und bei der Mülltrennung,
die ein Recycling (Wiederverwertung) von Rohstoffen ermöglicht.
Energieversorgung ist also nicht nur ein technisches, sondern auch ein politisches
und gesellschaftliches Problem. Die Gesellschaft muss ihre Grenzen mit Rücksicht
auf spätere Generationen erkennen und sich bewusst einschränken, um zu
überleben.
!" # # $
29
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Was sind fossile Energieträger?
Wie sind die entstanden?
Was sind erneuerbare Energiequellen?
Warum müssen diese unbedingt gefördert werden?
Wodurch entsteht der „Treibhauseffekt“?
Warum sind Müllvermeidung und Mülltrennung so wichtig?
$
& - 0
Die Erde ist von einer Atmosphäre umgeben, die aus verschiedenen Gasen besteht.
Die Erdanziehungskraft verhindert, dass die Gase in das Weltall entweichen. Die
Schicht, in der das Leben, sowie das Wettergeschehen ablaufen, wird Troposphäre
genannt.
Die Luft in der Troposphäre besteht zu 78% aus Stickstoff und zu 21% aus
Sauerstoff. Der Rest setzt sich aus verschiedenen Gasen zusammen, darunter auch
Kohlendioxid in kleinen Mengen.
Für die Erhaltung des Weltklimas sind Kohlendioxid und Wasserdampf von großer
Bedeutung: Sonnenstrahlen, welche auf den Erdboden auftreffen, werden absorbiert
und erwärmen den Erdboden. Dabei wird Wärmestrahlung an die Atmosphäre
abgegeben. Ein großer Teil dieser Wärmestrahlung strahlt jedoch wieder in das
Weltall zurück und geht der Erdatmosphäre verloren. Kohlendioxid und Wasserdampf
bilden eine "Schutzglocke" und verhindern, dass die gesamte Wärmestrahlung in das
Weltall zurückstrahlt. Dieser Treibhauseffekt innerhalb des natürlichen Rahmens ist
für die Warmblüter der Erde lebensnotwendig, ohne Kohlendioxid und Wasserdampf
wäre die Atmosphäre bedeutend kälter.
Problematisch wird der Treibhauseffekt erst dann, wenn durch unvorhergesehene
Eingriffe des Menschen der Kreislauf der Natur gestört wird, denn durch die maßlose
Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen große Mengen zusätzlichen
Kohlenstoffoxids.
Eine weitere Ursache für die Zunahme des Kohlenstoffdioxids in der Atmosphäre ist
die rücksichtslose Brandrodung tropischer Regenwälder. Durch die Rodung wird
Acker- und Bauland auf schnellem Weg geschaffen, dabei entstehen jedoch riesige
Mengen an Kohlenstoffdioxid. Jährlich wird eine Fläche, größer als Deutschland
gerodet. In wenigen Jahrzehnten könnten die tropischen Regenwälder ganz
verschwunden sein. Die meisten Tier- und Pflanzenarten der Erde leben im
Regenwald, für sie gäbe es dann keinen Lebensraum mehr. Außerdem gefährdet die
Brandrodung das Weltklima.
Die langfristigen Folgen des künstlichen Treibhauseffektes könnten für den
Menschen katastrophal ausfallen: Die Temperaturerhöhungen haben den
Meeresspiegel der Weltmeere in den letzten hundert Jahren bereits um fast 25cm
ansteigen lassen, bis zum Jahr 2100 wird mit einem Anstieg um 40cm bis zu einem
Meter gerechnet.. Hinzu kommt ein Abschmelzen der Inlandgletscher, wie dies z.B.
in den Alpen sehr gut zu beobachten ist.
.
!" # # $
30
•
Diskutieren Sie mit Ihrem Nachbarn/in in der Kleingruppe über die Gefahren
des Treibhauseffekts und der Klimaerwärmung!
4
Das Ökosystem Wald erfüllt für den Menschen und viele Tiere und Pflanzen
wichtige Funktionen.
:
Nennen Sie die wichtigsten Funktionen des Waldes und tragen Sie
sie in die Grafik ein!
!" # # $
31
Der Wald sorgt für ein ausgeglichenes Klima. Er verringert die Gegensätze zwischen
Hitze und Kälte und schützt vor Wind.
Die Pflanzen des Waldes stellen mit Hilfe der Photosynthese große Mengen an
lebensnotwendigem Sauerstoff her. Ein Baum filtert jedes Jahr etwa 1 Tonne Staub
und Abgase aus der Luft.
Der lockere Waldboden nimmt Niederschläge rasch auf, gibt das Wasser aber nur
allmählich wieder ab. Quellen, welche sich im Wald befinden, spenden auch bei
anhaltender Trockenheit sauberes, durch den Waldboden gefiltertes Wasser.
In den Bergen schützen Wälder Siedlungen vor Lawinen. Die Schutzwälder werden
vor allem durch Massentourismus und Skipisten erheblich geschädigt. Wird der Wald
durch eine fachmännisch gepflegt, liefert er Holz für Papier, Möbel, Pellets und
Bauholz.
Wald ist für viele Pflanzen- und Tierarten ein wichtiger Lebensraum: Viele
Lebewesen anderer Lebensräume sind auf die Waldbewohner angewiesen.
Der Wald stellt darüber hinaus einen wichtigen Erholungsraum dar und schützt vor
Verkehrslärm.
Ab Mitte der 1970ziger-Jahre beobachtete man in Mitteleuropa, dass viele Bäume in
den Wäldern Schäden aufwiesen. Anfang 1980 sprach man von einem
Waldsterben. Umweltschützer befürchteten, dass dies sogar zu einem
Verschwinden des Waldes in Europa führen könnte.
Andere Wissenschaftler sprachen von einem Irrtum, und meinten, dass die Schäden
auf „normale“ Klimaschwankungen zurück zu führen seien.
Mit dem Beginn des 21. Jahrhunderts gilt die Verursachung der globalen Erwärmung
durch den Menschen als unbestritten. Man kann davon ausgehen, dass viele der
Erkrankungen bei den Bäumen auf indirekte Eingriffe des Menschen in die
natürlichen Ökosysteme zurückzuführen sind.
In den 1980ziger-Jahren führte man die Ursachen vor allem auf die Abgabe von
Luftschadstoffen, also auf die Emissionen von Schwefeldioxid und Stickoxiden
zurück. Diese gelangen in höhere Luftschichten. Sie durchdringen Wolken, in denen
sich Regenwasser sammelt. Das Schwefeldioxid löst sich im Regenwasser der
Wolken und bildet Schweflige Säure, die Stickstoffoxide bilden Salpetrige Säure. Das
Wasser in der Wolke wird dadurch sauer und regnet als Saurer Regen auf den
Boden nieder.
Die Wurzeln und die dort wachsenden für den Baum lebensnotwendigen Pilze
werden geschädigt. Über Abwässer und Abfälle gelangen auch giftige
Schwermetallsalze wie Blei-, Quecksilber- oder Cadmiumverbindungen in den
Boden. Diese erreichen über das Grundwasser die Wurzeln der Bäume und
schädigen diese, so dass sie kein Wasser mehr aufnehmen können. Die Aufnahme
von Schadstoffen nennt man Immission.
!" # # $
32
Es ergeben sich für die Umwelt weitreichende Folgen:
•
•
•
Wenn das Wurzelgeflecht im Boden dürr ist, wird der Waldboden nicht mehr
zusammengehalten und kann durch starke Regenfälle weggeschwemmt
werden. Dieses Phänomen nennt man Bodenerosion. Bei einem
flächendeckenden Waldsterben kann dies zu einer Ausbildung von
Wüstengegenden führen.
Sind viele Bäume krank, wird die Speicherwirkung der Wurzeln für Wasser
vermindert.
Bei
lang
anhaltenden
Regenfällen
treten
dann
Überschwemmungskatastrophen als Folgewirkung auf.
Das Verbrennen der Wälder hat unabschätzbare Folgen für das Klima.
1.
2.
3.
4.
5.
!
Nennen Sie die Funktionen des Waldes!
Was versteht man unter „Waldsterben“?
Was sind Immissionen, was sind Emmissionen?
Wie entsteht „Saurer Regen“?
Welche Folgen hat das Waldsterben für die Umwelt?
50
Die Erde ist aus dem Weltall betrachtet ein blauer Planet – dies ist die Farbe des
Wassers, das rund drei Viertel (71%) seiner Oberfläche bedeckt. Erst das
Vorhandensein von Wasser ermöglicht Leben. (Auch Tiere, Pflanzen und der
Mensch bestehen zu einem Großteil aus Wasser.)
Auf der Erde ist Wasser reichlich vorhanden, allerdings ist es über die Erde und über
das Jahr ungleichmäßig verteilt, so dass es an vielen Orten aus Sicht des Menschen
entweder zu viel oder zu wenig Wasser gibt.
Ca. 97% des auf der Erde verfügbaren Wassers ist Salzwasser, weitere 2% sind als
Pole zu Eis gefroren, nur 1 % ist als Trinkwasser verfügbar.
Wasser fällt als Regen, Hagel, Eis und Schnee vom Himmel. Es kann flüssig, fest
oder gasförmig sein. Das Wasser versickert in der Erde, bis es auf eine
undurchlässige Bodenschicht trifft. Dort sammelt es sich (Grundwasser) und tritt als
Quelle wieder hervor. Aus dem Bächlein wird ein Bach, später ein Fluss und dann
ein Strom. Alle genannten Gewässer heißen Fließgewässer.
Stehende Gewässer sind der Teich, der Weiher und der See.
!" # # $
33
Alle Flüsse münden schließlich in ein Meer. Von der Oberfläche des Meeres
verdunstet das Wasser, es bilden sich Wolken, aus denen es wieder Niederschlag
gibt.
Dies nennt man den Wasserkreislauf.
Tiere
bestehen
zu
70%
aus
Sonnenenergie
W
Der Kaktus besteht sogar zu 90% aus Wasser.
r.
Als
:!
Beschriften Sie die Skizze des Wasserkreislaufs!
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Warum nennt man die Erde auch den „blauen Planeten“?
Wieviel Prozent des Wassers sind als Trinkwasser verfügbar?
Warum ist das Wasser so wichtig?
Nennen Sie Fließgewässer!
Nennen Sie stehende Gewässer!
Beschreiben Sie den Kreislauf des Wassers!
!" # # $
34
Obwohl die Verschmutzung der Gewässer in den letzten Jahren durch die strengeren
Umweltauflagen stark zurück gegangen ist (in Ö gehören 87% der Gewässer
Güteklasse I oder II an), gelangen noch immer zu viele Stickstoffverbindungen aus
der Landwirtschaft und aus anderen Abwässern in das Grundwasser. Dadurch
werden die Gewässer verschieden stark belastet.
Nach der Reinheit werden Gewässer in verschiedene Güteklassen eingeteilt:
Güteklasse I:
Es ist viel Sauerstoff im Wasser gelöst. Die Tiere und die Pflanzen leben in relativ
geringer Zahl miteinander. Die großen Fische stehen in der Nahrungskette der
Konsumenten am Ende. Die Bakterien ernähren sich von abgestorbenen
Lebewesen, zersetzen diese und bilden daraus wieder Nährstoffe, wobei sie
Sauerstoff benötigen. In einem sehr sauberen Gewässer gibt es allerdings nur
wenige Bakterien, da nur wenige Lebewesen sterben. Es herrscht ein ökologisches
Gleichgewicht.
Steinfliegenlarve
Köcherfliegenlarve
Güteklasse II:
Das Wasser ist mäßig belastet. Die Algen vermehren sich überdurchschnittlich
schnell, dies nennt man Algenblüte. Durch das Überangebot von pflanzlicher
Nahrung für das Zooplankton vermehren sich auch alle Tiere des Zooplanktons und
der nachfolgenden Nahrungskette.
Posthornschnecke
Flohkrebs
!" # # $
35
Güteklasse III:
Durch die starke Vermehrung der Lebewesen im Wasser vergrößert sich die Zahl an
abgestorbenen Lebewesen. Die Bakterien verbrauchen Sauerstoff und bilden
Fäulnisstoffe. Durch die starke Algenvermehrung gelangt kein Licht mehr an den
Boden des Gewässers. Die dortigen Pflanzen
sterben und verfaulen. Der
Sauerstoffgehalt nimmt immer mehr ab, Fische, Krebse und Schnecken sterben an
Sauerstoffmangel.
Taumelkäfer
Wasserassel
Güteklasse IV:
Alle größeren Lebewesen sterben an Sauerstoffmangel. Nur Bakterien und Einzeller
überleben. Wird dem Gewässer zu diesem Zeitpunkt kein Abwasser mehr zugeleitet,
kann es sich noch erholen: Die Wimpertierchen fressen nach und nach alle
Bakterien. Durch das Verschwinden der Bakterien, welche ja bei der Zersetzung von
Kadavern Sauerstoff verbrauchen, nimmt der Sauerstoffgehalt in dem Gewässer
sogar wieder zu. Das Wasser wird wieder sauberer - Selbstreinigung.
Pantoffeltierchen
Zuckmückenlarve
Stufe 5:
Werden noch mehr Abwässer in das Gewässer eingeleitet, "kippt" das Gewässer
"um": Abwässer enthalten außer Phosphat auch noch Gifte, welche dem Gewässer
den Rest geben. Die Wimpertierchen sterben, der Sauerstoffgehalt sinkt auf Null.
Das Gewässer ist tot. Da die Wimpertierchen fehlen, kann es sich nicht mehr selbst
reinigen. Es enthält nur noch Bakterien und Fäulnisstoffe.
Ist ein Gewässer einmal umgekippt, dauert es sehr lange, bis es sich wieder erholt.
Die gesamte Verschmutzung gelangt schließlich ins Meer, weil alle Flüsse ins Meer
münden.
!" # # $
36
VI. Geologie
Die Geologie ist die Wissenschaft vom Aufbau und der Zusammensetzung der Erde,
ihren Eigenschaften und ihrer Entwicklungsgeschichte, sowie der Vorgänge, die sie
formten und auch heute noch formen.
Im Inneren der Erde herrschen hoher Druck und hohe Temperatur. Außen befindet
sich die Erdkruste, die aus verschiedenen festen Gesteinen zusammen gesetzt ist.
Wenn man die Steine näher untersucht, findet man heraus, dass sie aus
verschiedenen Stoffen, den Mineralien, bestehen
Die Gesteine sind auf verschiedene Art entstanden:
1.) Erstarrungsgesteine:
Sie entstanden, als Gesteinsschmelze (hohe Temperatur im Innern der Erde)
abkühlte und erstarrte.
•
Langsame Abkühlung :
Granit
(„Feldspat, Quarz und Glimmer – die drei vergess ich nimmer!“)
•
Schnelle Abkühlung:
Basalt (Vulkanausbruch)
!" # # $
37
2.) Absatzgesteine:
Durch Regen, Eis und Wind wird das Gestein in kleine Teile zerlegt, durch Wasser
oder Wind abtransportiert und an einem anderen Ort abgelagert, wo es sich
verfestigt. Manchmal erkennt man noch Teile des ursprünglichen Gesteins, z. B. bei
Konglomerat. Wenn ein Mineral in Wasser gelöst ist, kann Tropfstein oder
Steinsalz entstehen. Aus vor langer Zeit abgestorbenen Korallen und Muscheln
entsteht der Kalk. Winzige Meerestierchen (Plankton) wurden unter großem Druck
und großer Hitze zu Erdöl und Erdgas.
3.) Umwandlungsgesteine
Wenn Gebirge entstehen, werden Gesteinsmassen großem Druck und großer
Temperatur ausgesetzt, ohne aber zu schmelzen. Dadurch sehen sie nach einiger
Zeit anders aus.
Granit
Gneis, Kalk
Marmor
Kristalle
Fast alle Minerale bilden Kristalle. Kristalle haben einen regelmäßigen inneren
Aufbau und sind von ebenen Flächen begrenzt. Eine der einfachsten Kristallformen
ist der Würfel, andere setzen sich aus verschiedenen geometrischen Körpern
zusammen.
Edelsteine
Minerale in entsprechender Qualität finden oft als Schmuckstein Verwendung.
Bekannte Edelsteine sind beispielsweise Diamant, Rubin, Saphir, Smaragd und
Opal.
1. Was ist Geologie?
2. Beschreiben Sie den Aufbau der Erde!
3. Welch Arten von Gesteinen kennen Sie?
!" # # $
38
VII. Die Geschichte der Erde
Nach dem Kollaps einer großen Gas- und Staubwolke („Urknall“) klumpte sich Staub
zu immer größeren Körpern zusammen. Dazwischen kreiste eine Unzahl von
kleineren Planeten um die junge Sonne. Diese bombardierten die neu entstandenen
Welten unaufhörlich.
Nachdem das Bombardement in der Uratmosphäre langsam abnahm, kühlte die
Erdoberfläche langsam ab und der Wasserdampf kondensierte allmählich zu Wasser.
Es entstanden die Urozeane.
VII.1. Urzeit
Es bildeten sich die ersten organischen Verbindungen, dies bedeutet die
Entstehung des Lebens!
Vor etwa zweieinhalb Milliarden Jahren entstanden Lebensformen, die Sauerstoff als
Nebenprodukt ihres Stoffwechsels produzierten. Das war die „Erfindung“ der
Photosynthese vor ca. 3700 Mio Jahren– in der Folge wurde die Atmosphäre mit
Sauerstoff angereichert.
VII.2. Erdaltertum
Leben war nur im Meer möglich: Es gab Algen, Tange,
Schwämme, Seelilien, Seesterne, Korallen, Trilobiten und
Quallen.
Davon zeugen unzählige Funde von Fossilien. Fossilien sind
versteinerte Erinnerungen an ausgestorbene Tiere (Gehäuse;
Skelette, Zähne, Fußspuren, Eier,…)
Gegen Mitte des Erdaltertums entwickelten sich die ersten
Wirbeltiere
(Fische):
Panzerfische,
Haie
und
der
Quastenflosser,
ein urtümlicher
Fisch,
der
lange
Zeit
als
ausgestorben galt. 1938 wurde ein
Exemplar im Indischen Ozean
entdeckt (später fand man weitere
überlebende Tiere). Seither gilt der
Quastenflosser
als
wichtigstes
lebendes Fossil und als Brückentier
zwischen
Fischen
und
Landbewohnern.
!" # # $
39
Gegen Ende des Erdaltertums lebten außerdem der Urlurch, erste Reptilien,
Riesenlibellen und Riesenskorpione auf der Erde,
die mit Moosen, Farnen, Schachtelhalmen und
dichten Wäldern bewachsen war.
Gegen Ende
Trilobiten aus.
dieses
Zeitalters
starben
die
VII.3. Erdmittelalter
Das Erdmittelalter begann vor ca. 250 Millionen
Jahren und war die Zeit der Saurier.
Diese Reptilien gab es im Wasser (Fischsaurier),
am Land (Dinosaurier) und in der Luft (Flugsaurier).
Sie waren teils friedliche Pflanzenfresser, teils
räuberische Fleischfresser. Auch ihre Größe war
höchst unterschiedlich.
Bei mehreren Ausgrabungen stießen die Forscher auf versteinerte Dinosauriernester,
die Überreste von Jungtieren und zerbrochenen Eierschalen enthielten. Die Funde
bewiesen, dass die Dinosaurier ihre Jungen fütterten und aktive Brutpflege betrieben.
Gegen Ende des Erdmittelalters starben
die Dinosaurier innerhalb von einer Million
Jahren aus. Über die Gründe sind sich die
WissenschaftlerInnen nicht einig. So könnte
eine Klimaveränderung ebenso der Grund
für das Verschwinden der Reptilien sein wie
ein Meteoriteneinschlag.
Von den Reptilien blieben nur vier Gruppen
übrig. Hingegen begann zugleich der
Siegeszug der Säugetiere, deren erste
Vertreter sich um die gleiche Zeit
entwickelten, als die Dinosaurier endgültig
ausstarben.
D
!" # # $
40
VII.4. Erdneuzeit
Die Erdneuzeit begann vor etwa 65 Millionen Jahren und bezeichnet die Blütezeit der
Säugetiere. Alle heutigen Pflanzen, Tiere und der Mensch entwickelten sich. Immer
wieder wechselten Kalt- mit Warmzeiten, was die heutigen Landschaften hervor bzw.
den Gebirgszügen die heutige Form brachte. Durch den Inkohlungsprozess (großer
Druck, Hitze, Luftabschluss) entstand aus den Wäldern der Urzeit die Kohle und aus
dem Meeresplankton Erdgas und Erdöl.
Allerdings kam es immer wieder zum Aussterben von Tierarten wie z. B. dem
Säbelzahntiger (vor 10.000 Jahren) oder dem Mammut (vor 11000 Jahren).
D
VII.4.a. Die Entwicklung des Menschen
Im Jahre 1974 suchte ein amerikanischer Forscher in der Wüste Äthiopiens nach
Überresten der menschlichen Vorfahren. Er fand tatsächlich einen kleinen Schädel,
der sich als Teil eines Skeletts erwies.
Lucy
Weltberühmt wurde das Skelett unter dem Namen "Lucy", da
die Forscher am Abend den Beatles-Song "Lucy in the Sky
with Diamonds" hörten. Weil das Skelett nur 1,05 Meter groß
war, wurde Lucy als weibliches Exemplar bestimmt. Von den
ursprünglich 207 vorhandenen Skelett-Knochen wurden nur 47
gefunden.
Vergleicht man den Schädel und den Beckenknochen des
Schimpansen und des heutigen Menschen mit Lucy, erkennt
man, dass sie eine Art Zwischenglied darstellt. Das breite
Becken des Jetztmenschen weist auf den ausgeprägten,
aufrechten Gang hin, während der Schimpanse zwar
aufgerichtet gehen kann, aber meistens das Klettern
bevorzugt. Der Schädel von Lucy erinnert noch stark an den
Schimpansen.
Bis heute sind sich die Forscher noch nicht ganz einig, wie Lucy lebte. Aus der Form
der Beckenknochen kann man schließen, dass sie bereits auf zwei Beinen ging. In
Tansania fand man Fußspuren von Artgenossen in 3,5 Millionen Jahre alter
Vulkanasche. Allerdings weisen die langen Arme darauf hin, dass Lucy auch
geschickt in den Bäumen klettern konnte. Im Jahre 1978 wurde Lucy auf einer
Tagung erstmals als Homo Australopithecus bezeichnet.
!" # # $
41
Der Homo erectus (aufrecht gehender Mensch) entwickelte sich vor ca. 2 Millionen
Jahren. Er konnte bereits einfache Werkzeuge selbst herstellen.
Vor ca. 200 000 Jahren lebte in Europa der Neandertaler. Dieser frühe Verwandte
des heutigen Menschen starb vor etwa 35 000 Jahren wieder aus.
Zur gleichen Zeit (vor 200 000 Jahren) entstand in Afrika der Homo sapiens
(wissender Mensch). Alle heute lebenden Menschen (Afrikaner, Amerikaner, Asiaten,
Europäer) stammen von ihm ab.
Für die Entwicklung des Menschen sind die Wanderungen seiner Vorfahren von
besonderer Bedeutung. Nach der "Out-of-Africa"-Theorie verließen vor etwa
einhunderttausend Jahren die Vorfahren der Menschen Afrika und gelangten
zunächst in den Nahen Osten. Von dort aus verbreiteten sie sich nach Asien und
Europa und später über Sibirien und die Beringstraße nach Amerika. Nach einer
anderen Theorie hat sich die Evolution zum modernen Menschen jedoch parallel in
Afrika, Asien und Europa entwickelt.
Der Rest i
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Wie entstand die Erde?
Nennen Sie die Erdzeitalter und die jeweilig existierenden Tiere und Pflanzen!
Was sind Fossilien?
Wie ging die Entwicklung des Menschen vor sich?
Erklären Sie die bedeutung von „Lucy“!
Was ist die „Out of Africa“-Theorie?
Von welchem Vorfahren stammen alle heute lebenden Menschen ab?
!" # # $
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t eben Trinkwasser. eise sauber, frisch Schmutzteile
zurückhält.
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