So schützen sich Tiere vor Kälte und Hitze

Durch die Evolution entwickelten sich Schutzmechanismen bei Tieren, um auch in extrem heißen und kalten Gegenden überleben zu können.

Arbeitsmittel

So halten Tiere Kälte aus

Im Laufe von Jahrtausenden haben sich Tiere an die jeweils herrschenden Umweltbedingungen angepasst. Diese Anpassung nennt man Evolution.

Eisbär mit buschigem wärmendem Fell
Das dicke Fell des Eisbären schützt vor Kälte.
Eichelhäher mit wärmendem Federkleid im Winter
Auch das Federkleid der Vögel schützt vor Kälte.

Ein sehr wirksamer Schutz gegen die Kälte ist das Fell der Tiere. Da Luft ein schlechter Wärmeleiter ist und zwischen den Fellhaaren Luft eingeschlossen ist, schützt die Luftschicht vor dem Abfließen der Körperwärme. Auch das Federkleid der Vögel hat dieselbe Wirkung.

Polarfuchs
Der Polarfuchs hat ein so dichtes Fell, dass er Temperaturen bis zu -70 °C aushalten kann.

Wasservögel schützen sich vor Nässe und Kälte durch ein öliges Sekret, das sie aus der Bürzeldrüse bekommen. Das Gefieder wird sozusagen imprägniert, da Wasser am gefetteten Gefieder abperlt.

Dass Enten keine kalten Füße, so wie wir Menschen, kennen, liegt an den sehr feinen Blutgefäßen in ihren Füßen. Das knapp 40 °C warme Blut, das aus dem Körper in die Füße gelangt, fließt sehr nah an den Venen vorbei. So wird dieses kalte, zurückfließende Blut erwärmt und gleichzeitig kühlt das Blut in den Arterien ab. Diesen Vorgang nennt man in der Physik Wärmetauschverfahren. Auf diese Weise können die Entenfüße bis auf 1 °C abkühlen. Dies hilft auch die Wärmeabfuhr nach außen zu verringern, denn hätten Enten warme Füße, würden sie viel Wärme an die Umgebung verlieren. Warme Füße würden auch dazu führen, dass das Eis, auf dem sie stehen, schmelzen würde und sobald das angetaute Eis in der kalten Umgebung wieder erstarrt, könnten die Entenfüße am Eis festfrieren.

Ente steht auf dem Eis
Enten frieren auch nicht, wenn sie auf Eis stehen.

Die Haare mancher Wildtiere, wie etwa beim Rothirsch, bestehen zum Teil aus einer Fettschicht, die die Wärme schlecht leitet. Außerdem kommt es bei manchen Tieren im Herbst zum Fellwechsel. Winterfell ist meist dichter und länger als das Sommerfell.

Auch das Anfressen einer Speckschicht hilft den Tieren im Winter die Kälte zu ertragen, da diese einerseits wärmeisolierend wirkt und andererseits auch als Energiespeicher dient.

Manche Tiere, wie zum Beispiel Igel, nutzen den Winterschlaf, um den Stoffwechsel, die Körpertemperatur, sowie die Häufigkeit der Atemzüge und die Herzschläge zu reduzieren. Dadurch reichen die Fettreserven aus, um durch den Winter zu kommen.

Igel
Den Winter verbringen Igel unter einem Holzstoß, in einem Laubhaufen oder in einem menschengemachten Quartier.

Kleine Ohren geben nicht soviel Wärme ab, wie große. Je mehr Oberfläche ein Tier hat, desto mehr Wärme kann abgegeben werden. Polarfüchse haben im Vergleich zu Wüstenfüchsen wesentlich kleinere Ohren.

Wüstenfuchs
Polarfüchse haben kleinere Ohren ...
Wüstenfuchs
... als Wüstenfüchse.

Bei kleinen Tieren ist das Verhältnis von Körpervolumen zu Oberfläche ungünstiger als bei großen Tieren. Deshalb sind die Kaiserpinguine, die in der Antarktis leben, wesentlich größer als ihre Artgenossen auf Galapagos.

Bei Eisbären kommen viele physikalische Effekte zusammen, wodurch sie in der Polarregion überleben können. Sie haben ein langes dichtes Fell, kleine Ohren und großes Körpervolumen. Weiters haben sie unter dem Fell schwarze Haut, da dunkle Flächen die Wärmestrahlen besser aufnehmen.

Amphibien und Reptilien sind wechselwarm. Das bedeutet, dass ihre Körpertemperatur von der Wärme der Umgebung abhängig ist. Wenn es im Winter sehr kalt ist, verfallen sie in eine Kältestarre, bei der der Stoffwechsel und der Herzschlag stark verlangsamt sind. Die monatelange Kältestarre verbringen Froschlurche im Schlamm eingegraben, Schwanzlurche oft in Felsspalten oder Erdlöchern.

Grasfrosch
Frösche sind wechselwarm.

So schützen sich Tiere vor Überhitzung

Da nur wenige Tiere über ausreichend viele Schweißdrüsen verfügen und daher das Schwitzen zur Wärmeregulierung bei vielen Tieren nicht funktioniert, haben sich im Laufe der Evolution andere Möglichkeiten herausgebildet.

Kleine Tiere können Hitze besser aushalten, denn im Vergleich zum Volumen haben sie eine größere Oberfläche, über die die Wärme abgeleitet werden kann.

Große Tiere, wie etwa Elefanten, benützen ihre Ohren als Wärmeableiter. Der afrikanische Elefant hat deshalb größere Ohren als seine Verwandten in Indien, weil jene in wärmeren Gegenden überleben müssen. Außerdem können Elefanten mit ihren Ohren fächeln und den kühlenden Luftstrom ausnützen.

afrikanischer Elefant
Afrikanischer Elefant
indischer Elefant
Indischer Elefant
Kaninchenohren
Auch Kaninchen benützen ihre Ohren als Wärmeableiter.

Tiere verringern auch in der mittäglichen Sonnenhitze ihre Aktivitäten, suchen Schatten auf oder graben sich in die Erde ein. Einige Tiere wälzen sich auch im Schlamm, was durch die Verdunstungsenergie, wie bei uns Menschen das Schwitzen, zur Abkühlung beiträgt.

Kühe im Gras im Schatten
Kühe suchen gerne Schatten auf.
Schweine in der Suhle
Ein Schlammbad bringt Schweinen Abkühlung.

Hunde hecheln mit heraushängender Zunge, um sich Abkühlung zu verschaffen. Durch das Hecheln verdunstet die Feuchtigkeit der Zunge, was wegen der Verdunstungswärme zur Abkühlung im Mund- und Rachenraum führt. Deshalb ist es wichtig, dass man Hunden Wasser bereitstellt, um den Flüssigkeitsverlust ausgleichen zu können.

Hechelnder Hund
Hecheln bringt Kühlung.

Krokodile sperren bei drohender Überhitzung das Maul ganz weit auf, da der obere Gaumen sehr gut durchblutet ist. Durch das weit aufgespreizte Maul kann der durchwehende Luftstrom die Wärme aus dem Gaumen abführen.

Krokodil mit offenem Maul
Das aufgespreizte Maul bringt Kühlung.

Insekten setzen ihre Flügel als Ventilatoren ein, um an heißen Tagen ihre Brut vor Überhitzung zu schützen.

7. So schützen sich Tiere vor Kälte und Hitze
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