Gleichwarmes Tier


Alsgleichwarmes Tier oderhomoiothermes Tier (auchhomöotherm; vonaltgriechischὁμοῖοςhomoîos „ähnlich“ undθερμόςthermós „warm“) oderendothermes Tier[1] (ἔνδονéndon „innen, innerhalb“) werden in derZoologie Tiere (Vögel,Säugetiere) bezeichnet, die ihreKörperkerntemperatur unabhängig von der Umwelttemperatur auf einen konstanten Temperaturwert regulieren können. Der Übergang der Homoiothermie zurPoikilothermie ist bisweilen fließend.[2] Die Wärmeproduktion ermöglicht eine größere Wetterunabhängigkeit, erhöht aber den Energieverbrauch. Weiterhin ist aufgrund der Notwendigkeit, Wärmeverluste nur so weit wie nötig zuzulassen, die Variation des anatomischen Bauplanes begrenzt (Bergmannsche Regel).
Regulation der Körpertemperatur
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Sowohl bei Vögeln wie auch bei Säugern wird die gleichwarme Körperkerntemperatur durch die Stoffwechselaktivität der Tiere erzeugt. Dies wirkt sich auf denGrundumsatz des Stoffwechsels aus, der deutlich höher ist als beiwechselwarmen (poikilothermen oderektothermen) Tieren.
Thermorezeptoren in der Haut und temperatursensitive Neuronen imZentralnervensystem wirken hierbei auf ein Temperaturverarbeitungszentrum imHypothalamus, welches bei Abweichungen von der Normtemperatur für die Erhöhung oder Absenkung der Körpertemperatur sorgt.
Senkung der Körperkerntemperatur
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Bei zu hoher Körperkerntemperatur kann auf verschiedene Weise Wärme abgeführt werden. Dies geschieht häufig durch die Verdunstung von Wasser, beispielsweise bei Menschen durch dasSchwitzen, bei Hunden durch Hecheln oder durch Felllecken bei Katzen. Auch eine bei Bedarf gut durchblutete große Körperoberfläche kann der Wärmeabgabe dienen, wie bei den Ohren derAfrikanischen Elefanten.
Steigerung der Körperkerntemperatur
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Bei zu niedriger Körperkerntemperatur wird die Stoffwechselrate gesteigert, weit verbreitet ist die alsZittern bezeichnete Stoffwechselsteigerung derMuskeln, für geringe Wärmemengen reicht oftMikrovibration. Zudem besitzenneugeborene Säuger und alleWinterschläfer in größerem Umfangbraunes Fettgewebe zur direktenThermogenese ausSpeicherfett.
Thermische Isolation
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Gleichwarme Tiere verfügen in der Regel über Wärmeisolierungen, die von der Minderung der Hautdurchblutung über isolierendesUnterhautfettgewebe bis zum Einschluss von isolierenden Luftschichten inFedern oderHaaren reicht.
- Bei Vögeln bewirken Lufteinschlüsse im Federkleid, insbesondere in denDaunen, eine Wärmeisolation
- Bei landlebenden Säugetieren wirkt imFell eingeschlossene Luft isolierend, besonders die stark spiralisiertenWollhaare können große Luftvolumina einschließen.
- Wasserlebende Säugetiere und Vögel besitzen eine isolierendeFettschicht („Blubber“) unter der Haut, da Haare wie Federn im Wasser ihre isolierende Luftschicht weitgehend verlieren.
- Bei einigen ausgestorbenenDinosaurierarten wurden neben Federn auch knochenhistologische Hinweise für Homoiothermie gefunden.
Jahreszeitliche Anpassungen
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Säugetierarten, dieWinterschlaf halten, können während der kalten Jahreszeit ihre Körperkerntemperatur um mehr als 10 °C absenken, um in dieser inaktiven Phase Energie einzusparen. Bei Störungen oder in Wachphasen unterbrechen sie durchNoradrenalinausschüttung den Winterschlaf und erreichen unter erheblichem Energieverbrauch rasch wieder ihre Normtemperatur.
Eine Besonderheit bildenKolibris undSchnabeltiere, deren Körperkerntemperatur relativ starken Schwankungen unterworfen ist.
Abgrenzungen
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Dagegen sindHonigbienen, die als Staat die Temperatur des Brutbereichs ihres Bienenstockes konstant auf 35 °C halten, keine gleichwarmen Tiere. Das einzelne Insekt ist dazu nicht in der Lage, sondern lediglich der gesamte Staat. Eine einzelne Biene erstarrt bereits bei einer Temperatur von 10 °C und stirbt. (Siehe auchThermoregulation bei Honigbienen)

GroßeFluginsekten,Reptilien,Amphibien undFische sind allesamtpoikilotherm, denn ihre Körpertemperatur ist nicht konstant, sondern entspricht der Umgebungstemperatur. Sie fallen in der kalten Jahreszeit inWinterstarre, ihr Stoffwechsel wird währenddessen nicht vomHypothalamus geregelt.[3] Ihre Steuerungsmöglichkeiten bezüglich der Körperkerntemperatur beschränken sich aufVerhaltensweisen, beispielsweise intensive körperliche Bewegung oder Aufenthalt in der Sonne, wodurch sie sich zu einem gewissen Grad erwärmen. Allerdings gibt es beiThunfischen, einigen Haien (Alopias) undRochen Blutgefäßanpassungen (Gegenstromprinzip) in der Rumpfmuskulatur, die eine möglichst hohe Körperkerntemperatur ermöglichen; beiSchwertfischen undGlanzfischen wird das Gehirn mit Blut versorgt, das durch die Muskeln erwärmt wurde. Bei Tiefseefischen dagegen liegt die Körpertemperatur zwar dauerhaft bei 4 °C, dies liegt aber allein an der gleichbleibenden Außentemperatur, weshalb auch sie nichthomoiotherm, sondern poikilotherm sind.
Relativ unbekannt ist, dass es Pflanzen gibt, z. B. den„Stinkkohl“ (Symplocarpus foetidus) und andereAronstab-Gewächse, die bei niedrigen Außentemperaturen die Intensität der Zellatmung regulieren und dadurch ihre innere Temperatur steigern können. Die Blütenknospen von Frühblühern können dabei Temperaturen erreichen, die 15 bis 35 °C über der Umgebungstemperatur liegen.[4]
Literatur
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- Einteilung der Tiere nach der Regulation ihrer Körpertemperatur. In: David J. Randall, Warren Burggren, Kathleen French:Tierphysiologie. Georg Thieme Verlag, 2002,ISBN 978-3-13-664004-3,S. 789–794 (google.de).
- Einfluss von Form, Funktion und Verhalten auf homöostatische Prozesse In: Neil A. Campbell, Jane B. Reece:Biologie – Gymnasiale Oberstufe. 8. Auflage. Pearson Schule, München 2009,ISBN 978-3-8273-7287-1,S. 527–529.
Weblinks
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- Vergleich von wechsel- und gleichwarmen Tieren mit Temperaturtoleranzkurve
- Forscher staunen: Warmblütiger Fisch hat Heizkreislauf
Einzelnachweise
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- ↑Neil A. Campbell, Jane B. Reece: Biologie, München 2009, Seite 1.167
- ↑Herder: Lexikon der Biologie, StichwortHomoiothermie, Spektrum Akademischer Verlag 1994.
- ↑Herder: Lexikon der Biologie, StichwortHomoiothermie, Spektrum Akademischer Verlag 1994.
- ↑Herder: Lexikon der Biologie, StichwortHomoiothermie, Spektrum Akademischer Verlag 1994.