Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel (RGT-Regel): Allgemein kann man sagen : Oder als Formel : Temperatur + 10 C = Reaktionsgeschwindigkeit x2-x3

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Helge Biermann
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1 Die Temperatur ist ein sehr wichtiger Ökofaktor, denn sie beeinflusst beinahe alle Lebensvorgänge. Die Wirkung von Enyzmen beispielsweise ist extrem stark von der Umgebungstemperatur abhängig (ein Grund, warum die Waschmaschine im Idealfall auf 40 C läuft). Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel (RGT-Regel): Allgemein kann man sagen : Je höher die Temperatur, desto höher die Bewegungsgeschwindigkeit der Moleküle. Allerdings gilt das Oder als Formel : Temperatur + 10 C = Reaktionsgeschwindigkeit x2-x3 Betrachtet man jetzt Pflanzen, die an verschiedenen Orten wachsen, nimmt jeweils einen Samen dieser und pflanzt diesen unter anderen Temperaturbedingungen an, erhält man ganz unterschiedliche Ergebnisse. - Offensichtlich gibt es einen Toleranzbereich innerhalb dessen die Pflanze wachsen und gedeihen kann - Es gibt Pflanzen, die nur einen engen Toleranzbereich haben (steno-therm) und Pflanzen mit einem weiten Toleranzbereich (eury-therm) - Jede hat Pflanze einen Optimumbereich, der für sie ideal zum Wachstum ist - Sie hat auch einen Optimumwert innerhalb des Optimumbereiches, bei dem sie am schnellsten wächst - Links und rechts des Optimumsbereichs sinkt die Produktivität der Pflanze stetig Graphisch dargestellt: 1 / 5

Pflanze gegenüber Temperaturschwankungen, Ähnliche eury-potent von 3000 Bauern Eine Die entstehen. vordringen. Natürlich folgenden her dienen. Höhe 1.

2 Pflanze gegenüber Temperaturschwankungen, Ähnliche eury-potent von 3000 Bauern Eine Die entstehen. vordringen. Natürlich folgenden her dienen. Höhe 1. drei Bildung daraus Gefrierschutz der weitere Stunden + sind Nummer Punkte Graphen haben 100m Situationen: Je hat. entstehenden bzw. von solche Fomel: eher höher werden Bei = - Pflanzen Blütenknospen, zu 3 Minimum, gelten ist die phänotypischen Pflanzen bestimmt. als eury-therm, fällt von 6 C auch je Temperaturgefälle auf der Maximum Nummer ist nach war mit -0,5 C Gefrierpunkt: Die also für geringe Pflanze die enger und Standort andere weil Apfelblüte steno-therm. Beobachtungen Dauer 1 kennzeichnet und sie ist Temperaturen Toleranz Stoffe das Faktoren, einen Optimum auch der beginnt, anders, wie Blüte Gebirgen diverse hohen steno-potent. Zucker somit dann - oder besonders nennt verträgt, wenn sie Toleranzbereich Anpassungen, lassen sagt verträgt oder den man seit Laubfall Beginn man Proteine wichtig Höhenstufen Januar Kardinalpunkte. desto nur zu geringe des werden Pflanzen (gewesen). zum höhere die gelöst, der Vollfrühlings. Temperatur Beispiel hauptsächlich der Lagen die mit Vegetation als weiter bei kann natürlic Für unsten -> Kühlung Die Starke Pflanze Temperaturschwankungen: lässt droht sie, zu wenn überhitzen: möglich, verstärkt Wasser durch geöffnete Spaltöffnungen verd sie überdauern als Samen. Daraufhin Diese die werfen Phase Anpassung Pflanzen mit findet Überdauerungsorganen hitze- oft oder auch kälteempfindliche bei zu wenig wie Wasser Teile Stamm, statt. wie Knollen Blätter ab oder und auch nur {googleads}<script type="text/javascript"> </script> <script type="text/javascript" src=" </script>{/googleads} Wechselwarme Tiere und Temperaturen Im oberen Teil bezogen wir uns hauptsächlich auf Pflanzen. Die Graphen dort könnten natürlich auch für Tiere gelten, welche ebenfalls stark von der Temperatur abhängig sind. Bei wechselwarmen Tieren (Poikilotherme) schwankt die Körpertemperatur wie bei Pflanzen, da sie selbst keine Körperwärme erzeugen. Durch ihre Beweglichkeit haben sie aber einen entscheidenden Vorteil, denn neben der Möglichkeit zeitweise in Kälte- oder Wärmestarre zu verfallen, was die Lebensvorgänge (und Bedürfnisse) auf ein Minimum beschränkt, können sie ihren Ort wechseln. Daraus resultieren sogenannte thermoregulatorische Verhaltensweisen. Das heißt, Ameisen statten ihr Nest mit "Türen" aus, Bienen zittern mit ihren Flügeln zur Wärmeerzeugung, Nattern überwintern, indem sie sich ineinander knäueln. Und viele Reptilien suchen gezielt sonnige oder schattige Plätze auf. {slide=ein Tag mit Meerechse Friedrich}Auf den Galapagos Inseln wohnt Meerechse Friedrich. 2 / 5

3 Leider ist Friedrich ein Reptilium, also so wie alle Tiere außer Vögel und Säuger wechselwarm. Um überleben zu können, muss er versuchen, seinen Körper warm zu halten, aber dabei immer aufpassen, nicht zu überhitzen. Das weiß er ganz instinktiv. 1. In der Morgendämmerung legt er sich völlig unterkühlt gemeinsam mit seinen Artgenossen so in die Sonne, dass seine breite Flanke von der aufgehenden Sonne gewärmt wird. 2. Bereits nach einer Stunde ist ihm warm, seine Körpertemperatur beträgt jetzt um die 36 C (ideal für seine Art) und Friedrich dreht sich mit dem Kopf zur Sonne, damit werden nur noch die Rückenkämme von der Sonne gestreift. 3. Es ist Mittag und Friedrich bekommt Hunger. Dummerweise sind auf den kahlen Lavaflächen hier an der Küste kaum Pflanzen zu finden und Fleisch mag er nicht. Er muss also ins in dieser Gegend (Strom aus der Antarktis) kalte (15-20 C) Wasser, weil es dort viele leckere Grünalgen gibt. Seine Körpertemperatur beträgt jetzt 40 C und Friedrich wagt sich ins kühle Nass. 4. Seine Blut-Kapillaren ziehen sich nahe der Körperoberfläche zusammen, schnell frisst er soviel er kann, um dann nach 10-30min wieder ziemlich ausgekühlt (max. 25 C) aus dem Wasser zu steigen. 5. Friedrich ist ziemlich erschöpft, außerdem ist ihm kalt. Also legt er sich auf das dunkle Gestein und streckt alle Beine von sich. Nach einiger Zeit setzt seine Verdauung ein, ihm geht es gut. Zudem es ihm langsam wärmer wird. 6. Am Abend legen sich Friedrich und seine Artgenossen auf die Felsgraten. Eine kalte Nacht wartet auf sie. {/slide} Gleichwarme Tiere und Temperaturen Säugetiere und Vögel sind gleichwarm (homoiotherm). Das heißt, sie haben im tieferen Körperinneren je nach Tierart immer Temperaturen um die C mit einer Schwakung von nur 1 C. Um diese Temperatur auch bei kühlerer Außentemperatur zu halten, muss das Tier Energie umsetzen, beispielsweise indem es chemische Energie aus der Nahrung in mechanische Energie (Muskelbewegung) umsetzt. Die dabei entstehende Abwärme wird als Körperheizung benutzt. Jeder kennt das, wenn er bei Kälte zittert. 3 / 5

Weitere Voraussetzungen, damit ein Lebewesen gleichwarm sein kann: - gut isolierende Körperbedeckung (Haare oder Federn) - wärmedämmendes Fettgewebe der Unterhaut - leistungsfähiger Blutkreislauf zum

4 Weitere Voraussetzungen, damit ein Lebewesen gleichwarm sein kann: - gut isolierende Körperbedeckung (Haare oder Federn) - wärmedämmendes Fettgewebe der Unterhaut - leistungsfähiger Blutkreislauf zum Wärmetransport - Einrichtung zur Wärmeabgabe und Kühlung (z.b. Schwitzen) - präzise arbeitendes Regelungssystem (Rezeptoren etc.) Vorteil des gleichwarmen Körpers: -> Die Besiedelung von kälteren und wärmeren Lebensräumen ist möglich, da der Körper einigermaßen unabhängig von der Außentemperatur funktionieren kann. Nachteil des gleichwarmen Körpers: -> Hoher Energieverbrauch. 90% des Energieumsatzes nur für Heizung. Kühlung benötigt ebenfalls Energie. Gleichwarme Tiere brauchen bei gleicher Masse 5x soviel Energie wie wechselwarme. Im Winter sorgt die Nahrungsarmut bei vielen Tieren zu Schonmaßnahmen. Zwar bleibt die Körpertemperatur weiterhin auf einem eher hohen Niveau, doch sind die Lebensfunktionen (Atmung, Kreislauffunktionen) dermaßen stark herabgesetzt, dass manche Tiere gerade einmal 2% der Energie verbrauchen, die sie im Sommer bräuchten. Winterschlaf und Winterruhe sind solche Schonmaßnahmen. Der große Vorteil von gleichwarmen Lebewesen ist wie schon genannt, die Möglichkeit zur Besiedelung auch kalter bzw. sehr heißer Gebiete. Natürlich kann ein pelzbewachsenes Tier aus dem Norden nicht in den Süden wandern und erwarten, dass es mit seinen wärmespeichernden Einrichtungen dort auf kurz oder lang überleben kann. Deshalb haben Tiere, selbst wenn sie miteinander verwandt sind, verschiedene Ausprägungen je nach Lebensraum. Zwei Regeln verdeutlichen das Prinzip: Bergmannsche Regel : 4 / 5

5 Große Tiere haben im Verhältnis hnen der zum Wärmeverlust Volumen eine über geringere die Oberfläche Oberfläche relativ als geringer. kleine Tiere. Dadurch ist b Zunahme der Körpergröße = Volumen^3 = Oberfläche^2 Daraus folgt : Bei Gleichwarmen einer Art sind die Individuen in kalten Gebieten größer als ih Auf dem Bild zur linken Seite sieht man die Wirkung der Bergmannsche beispielhaft an den Pinguinen S Je weiter man vom Äquator in Richtung Antarktis kommt, desto größer und schwerer werden die Pinguin Würde man die Galapagospinguine weiter im Norden aussetzen, täten sie erfrieren oder ihre Enzyme hä Allensche Regel : Bei Gleichwarmen einer Art sind die Körperanhänge (Ohren, Schwanz, Beine...) in wärmeren Gebieten g Große Körperanhänge -> mehr Oberfläche -> mehr Wärmeabgabe Kleine Körperanhänge -> weniger Oberfläche -> weniger Wärmeabgabe 5 / 5

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