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Homoiothermische Lebewesen sind (Menschen und) Tiere, deren Körpertemperatur innerhalb bestimmter Grenzen konstant bleibt. Durch zusätzliche Anpassungsmöglichkeiten wie Winter- und Sommerfell, Schwitzen , Überwinterung und Winterschlaf können sie extreme Temperaturen überstehen.
Homoiothermische Tiere sind hauptsächlich Säugetiere und Vögel, aber auch andere Tiere zeigen Anzeichen von Homoiothermie.
Poikilothermen sind Reptilien, Amphibien und Fische. Bei ihnen schwankt die Körpertemperatur mit der Außentemperatur.
Stoffwechselprozesse und damit die Reaktionsgeschwindigkeit der Lebewesen sind somit direkt abhängig von der Umgebungstemperatur.
Bei Vögeln und Säugetieren wird die konstante Körpertemperatur durch die Stoffwechselaktivität erzeugt. Dies zeigt sich besonders deutlich im Grundstoffwechsel des Stoffwechsels, Homoiothermen haben einen deutlich höheren Energieverbrauch als Poikilothermen..
Kontrollmechanismen im Körper sorgen für eine konstante Temperatur und dafür, dass auch Wärme abgeführt wird, z.B. bei erhlhtzer Außentemperatur.
Menschen wird dies z.B. durch Schwitzen verursacht, bei Hunden durch keuchend.
Homoiothermische Tiere benötigen in der Regel eine spezielle Wärmedämmung. Bei ihnen übernehmen das Fell und das weiße Unterhautgewebe (das Unterhautgewebe, auch Hypoderm, Hypoderm, Unterhaut oder oberflächliche Faszien genannt, i
st die unterste Schicht des integumentalen Systems bei Wirbeltieren) die Isolierung. Die durch die Muskelarbeit erzeugte Wärme ist und bleibt auch beim Menschen. bekannt als “zitternd”.
Bei terrestrischen Säugetieren wird die Isolierung in erster Linie dadurch erreicht, dass eine Luftschicht in das Fell von Federn oder Haaren eingeschlossen wird. Eine besonders gute Isolation wird durch die Wollhaare erreicht, die stärker spiralförmig als Grannenhaare sind und daher mehr Luft aufnehmen können. Bei Vögeln isoliert das Gefieder (Federn sind epidermale Wucherungen, die bei Vögeln die charakteristische äußere Hülle oder das Gefieder bilden). (Die Daune hat eine besondere Isolierwirkung und wird daher für Daunenbekleidung, Bettdecken und Schlafsäcke verwendet). Die Körpertemperatur des Haussperlings (Der Haussperling ist ein Vogel der Spatzenfamilie Passeridae, der in den meisten Teilen der Welt zu finden ist) zeigt keine saisonalen Schwankungen. Der erhöhte Grundumsatz (Grundumsatz ist der minimale Energieaufwand pro Zeiteinheit bei endothermen Tieren im Ruhezustand) ist auf Muskelarbeit zurückzuführen, die zum Aufwärmen dient. Das Gefieder wird aufgeblasen und isoliert den warmen Körper. Die konstante Körpertemperatur optimiert die enzymatischen Stoffwechselreaktionen, aber ihre Aufrechterhaltung erfordert viel Energie. Wenn eine winterliche Nahrungsvorbeugung vor Ort nicht gewährleistet ist, akzeptieren Zugvögel große Wanderungen. Federn wurden auch in einigen Dinosauriern gefunden (Dinosaurier sind eine vielfältige Gruppe von Reptilien der Klade Dinosaurier , die erstmals während der Trias auftraten). Es wird daher davon ausgegangen, dass auch sie zumindest teilweise homoiotherm waren. Aquatische Säugetiere , z.B. Wale und Robben sowie einige Vögel (Pinguine) haben eine isolierende Fettschicht, da Federn und Haare im Wasser viel von ihrer isolierenden Wirkung verlieren. Allerdings sind insbesondere einige Säugetiere nicht homoiotherm im engeren Sinne. Bei Arten, die im Winterschlaf sind, sinkt die Körpertemperatur in dieser Phase oft unter 10 K (10°C). So sparen diese Tiere in einer Phase der Inaktivität Energie und können mehrere Monate ohne oder mit geringer Nahrungsaufnahme (in Wachphasen) abdecken. Beispiele: Igel und Schlafmäuse. Der Energiebedarf beträgt dann ein Zehntel des Sommerwertes, Atmung und Herzfrequenz sinken entsprechend. Nur extreme Hitze oder Kälte unterbricht den Winterschlaf. (Der Winterschlaf ist ein Zustand der Inaktivität und der metabolischen Depression bei Endothermen) Bären, Dachse und Eichhörnchen, die den Winter mit reduzierter Stoffwechselaktivität, aber unverminderter Körpertemperatur bedecken. In Winterschläfern (Winterschläfer ist ein 1997 von Tom Tykwer gedrehter deutscher Film) und Embryonen gibt es zusätzlich eine zusätzliche Mitochondrien - (Das Mitochondrium ist eine doppelmembrangebundene Organelle, die in allen eukaryotischen Organismen vorkommt) reiches Gewebe, das auf Wärmebildung, das braune Fettgewebe, spezialisiert ist. In dieser Winterruhe leben sie von dem Fettpolster, das es sich im Sommer selbst gegessen hat, oder von Vorräten, die es versteckt hat. Auch einige Inaben-Ansätze zu Homoiotherm entwickelten sich. So sind die Bienen in der Lage, die Temperatur ihres Bienenstocks durch Muskelzittern einiger der Arbeiter auch bei kühlen Außentemperaturen nahezu konstant zu halten. In diesem Fall bezieht sich die Homoiothermie jedoch weniger auf das einzelne Insekt als auf den gesamten Staat. Beispiel Pinguin (Bergmannsche und Allensche Regel) Es ist zu beobachten, dass die Größe der Pinguine vom Äquator bis zur Antarktis zunimmt. Der Galapagospinguin (Der Galapagospinguin ist ein auf den Galapagosinseln endemischer Pinguin) zum Beispiel hat eine Körpergröße von ca. 53 cm, während der Kaiserpinguin (der Kaiserpinguin ist der höchste und schwerste aller lebenden Pinguinarten und ist in der Antarktis endemisch) 114 cm groß ist. Das Klima spielt eine Rolle: In der Nähe des Äquators (der Äquator bezieht sich meist auf eine imaginäre Linie auf der Erdoberfläche, die vom Nordpol und Südpol äquidistant ist und die Erde in die nördliche Hemisphäre und die südliche Hemisphäre teilt) ist es sehr heiß, während es in der Antarktis sehr kalt ist. Der Energieverlust von homoiothermischen Tieren (Homeothermy ist Thermoregulation, die eine stabile innere Körpertemperatur unabhängig von äußeren Einflüssen aufrechterhält) hängt nicht nur von der Dichte des Gefieders oder Mantels und der Fettschicht ab, sondern auch von der Körperoberfläche und dem Körpervolumen. Im folgenden Experiment, bei dem Rundkolben unterschiedlicher Größe mit erwärmtem Wasser gefüllt wurden, ist nachzuweisen, dass der Energieverlust vom Körpervolumen abhängt: 100ml 250ml 1000ml 1000ml Temperatur nach 0 Minuten: Dies lässt sich dadurch erklären, dass mit zunehmendem Radius das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen kleiner wird und somit weniger Energie freigesetzt wird und mehr Wärme länger gespeichert wird. Daher ist die Körpergröße der Pinguine in der Antarktis (Antarktis ist der südlichste Kontinent der Erde ) auch im Vergleich zu den am Äquator lebenden Pinguinen größer, da durch das größere Körpervolumen mehr Wärme gespeichert werden kann. Die Bergmann-Regel: Daraus kann die Bergmann-Regel abgeleitet werden: Gleichwärmere Tiere einer Art und verwandter Arten haben in kälteren Klimazonen eine höhere durchschnittliche Höhe als in wärmeren Gebieten. Allens Regel: Die Größe der Ohren des Polarfuchses, des Rotfuchses (Der Rotfuchs, der größte der wahren Füchse , hat die größte geografische Reichweite aller Mitglieder der Carnivora-Familie, die über die gesamte nördliche Hemisphäre vom Polarkreis bis nach Nordafrika, Nordamerika und Eurasien reicht) und des Wüstenfuchses sind sehr unterschiedlich. Der Polarfuchs (Der Polarfuchs, auch bekannt als Weißfuchs, Polarfuchs oder Schneefuchs, ist ein kleiner Fuchs, der in den arktischen Regionen der nördlichen Hemisphäre heimisch ist und im gesamten arktischen Tundrabiom vorkommt) der im kältesten Klima lebt, hat die kleinsten Ohren. Andererseits hat der Wüstenfuchs, der im heißesten Klima lebt, den größten. Dies ist der Ursprung der Allenschen Regel (Allens Regel ist eine ökogeografische Regel, die 1877 von Joel Asaph Allen formuliert wurde und die im Großen und Ganzen besagt, dass an kalte Klimazonen angepasste Tiere relativ kurze Gliedmaßen haben): Bei Tieren der gleichen Temperatur einer Art und verwandter Arten ist die relative Länge der Körperanhangsgebilde (Extremitäten, Ohren, Schwänze) in kälteren Regionen geringer als in wärmeren Regionen.