Wechselwarme Tiere im Überblick

  • Der Umweltfaktor Temperatur hat einen großen Einfluss auf Tiere. Je nachdem mit welcher Strategie die Tiere auf wechselnde Temperaturen reagieren, wird zwischen gleichwarmen und wechselwarmen Tieren unterschieden.

  • Gleichwarme Tiere haben eine konstante Körpertemperatur, die unabhängig von der Umgebungstemperatur ist.
  • Wechselwarme Tiere haben eine variable Körpertemperatur, die abhängig von der Umgebungstemperatur ist.
  • Bei winterlichen Temperaturen werden wechselwarme Tiere inaktiv und träge. Wird ein Temperaturminimum unterschritten, verfallen sie in eine Kältestarre.
  • Wechselwarme Tiere haben bei niedrigen Temperaturen einen geringeren Energieverbrauch und weniger Nahrungsbedarf als gleichwarme Tiere. Allerdings können sie aufgrund der Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur weniger Lebensräume erschließen.
Wechselwarme und gleichwarme Tiere: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

Der Umweltfaktor Temperatur

Temperatur ist ein abiotischer (unbelebter) Umweltfaktor, der Einfluss auf alle Lebewesen hat. Grund dafür ist, dass viele Prozesse im Körper temperaturabhängig sind. Die Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel (RGT-Regel) beispielsweise besagt, dass chemische Reaktionen bei höheren Temperaturen schneller ablaufen als bei niedrigeren. Das gilt auch für biochemische Reaktionen, zum Beispiel Enzymreaktionen im Körper. Außerdem gibt es Temperaturobergrenzen und –untergrenzen. Innerhalb dieser Grenzen kann ein Lebewesen überleben. Werden die Grenzen über- oder unterschritten, ist kein Überleben möglich.  Die Spanne, die die Temperatur annehmen kann, damit ein Lebewesen überlebt, wird als ökologische Potenz bezeichnet. 

In der Abbildung ist die Reaktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt. Es ist erkennbar, dass die Reaktion umso schneller abläuft, je höher die Temperatur ist. Wird jedoch die Temperaturobergrenze überschritten, wird beispielsweise die Funktionsweise von den beteiligten Eiweißen so stark eingeschränkt, dass die Reaktion nicht mehr stattfinden kann.

RGT-Regel

Tiere haben verschiedene Strategien entwickelt, um sich an wechselnde Temperaturen anzupassen. Es wird zwischen gleichwarmen und wechselwarmen Tieren unterschieden.

Gleichwarme Tiere – Definition

Gleichwarme Tiere werden auch als homoiotherme oder endotherme Tiere bezeichnet. Sie halten ihre Körpertemperatur konstant. Die Regulation der Körpertemperatur kostet sehr viel Energie, insbesondere wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist. Der Vorteil ist jedoch, dass sie unabhängig vom Klima und mobil sind. Zu den gleichwarmen Tieren gehören Vögel und Säugetiere, also auch wir Menschen.

Wechselwarme Tiere – Definition

Wechselwarme Tiere werden auch als poikilotherme oder ektotherme Tiere bezeichnet. Sie passen ihre Körpertemperatur der Umgebungstemperatur an. Das ist deutlich energiesparender, allerdings sind sie dadurch auch abhängig von der Umgebung, da ihre körperliche und zelluläre Aktivität stark von der Temperatur beeinflusst wird. Zu den wechselwarmen Tieren gehören Fische, Amphibien, Reptilien und wirbellose Tiere wie beispielsweise Insekten, Spinnentiere und Weichtiere. Die Gruppe der wechselwarmen Tiere wollen wir uns nun etwas genauer anschauen.

Wechselwarme Tiere – Anpassung an niedrige Temperaturen

Bei kühlen Temperaturen sind wechselwarme Tiere träge und weniger aktiv. Wenn die minimale Temperatur unterschritten wird, gehen sie in eine Kältestarre über. In diesem Zustand können sie sich nicht bewegen, der Stoff- und Energiewechsel ist stark herabgesetzt. Die Lebensfunktionen sind auf ein Minimum begrenzt, sodass nur ein passives Überleben möglich ist und wenig Energie verbraucht wird. Grund für die Kältestarre der wechselwarmen Tiere ist die anfangs beschriebene RGT-Regel, da bei niedrigen Temperaturen die Reaktionen im Körper sehr langsam ablaufen. Fällt die Temperatur noch tiefer, kann die Kältestarre in den Kältetod übergehen. 

Wechselwarme Tiere können jedoch durch ihr Verhalten ihre Körpertemperatur aktiv beeinflussen. Bei Kälte suchen sie gezielt nach sonnigen und warmen Plätzen oder halten sich in der Nähe von gleichwarmen Tieren auf, um deren Körperwärme zu nutzen. Andere Tiere steigern ihre Körpertemperatur durch intensive Bewegungen, Haie tun dies beispielsweise, indem sie schnell schwimmen, und Bienen erwärmen ihren Stock durch Muskelzittern. Bevor wechselwarme Tiere in die Kältestarre verfallen, suchen sie sich frostsichere Orte, zum Beispiel unter der Erde oder im Schlamm, um ihre Überlebenschancen im Winter zu erhöhen.

Wechselwarme Tiere – Anpassung an hohe Temperaturen

Bei hohen Temperaturen sind wechselwarme Tiere in der Regel beweglicher und aktiver. Steigt die Temperatur jedoch über das tolerierte Maximum, gehen sie in eine Hitzestarre über. Die Lebensvorgänge werden auf ein Minimum heruntergefahren und die Tiere werden bewegungsunfähig. Da durch zu hohe Temperaturen die Eiweiße im Körper beschädigt werden, kann eine Hitzestarre irreparable Schäden hervorrufen bis hin zum Hitzetod. 

Auch bei hohen Temperaturen können wechselwarme Tiere ihre Körpertemperatur durch ihr Verhalten beeinflussen. Dies tun sie beispielsweise, indem sie gezielt schattige und kühle Orte aufsuchen, um ihre Körpertemperatur zu senken. Bienen kühlen und lüften ihren Stock durch Flügelschlagen.

Wechselwarme und gleichwarme Tiere – Vergleich

Du hast die wechselwarmen Tiere nun gut kennengelernt. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick darüber, wie wechselwarme (poikilotherme) Tiere auf schwankende Temperaturen reagieren und zeigt einen Vergleich zu den gleichwarmen (homoiothermen) Tieren.

Gleichwarme Tiere Wechselwarme Tiere
Synonyme homoiotherme oder endotherme Tiere poikilotherme oder ektotherme Tiere
Körpertemperatur konstant,
unabhängig von der Umgebungstemperatur
variabel, abhängig von der Umgebungstemperatur
Vertreter Säugetiere, Vögel wirbellose Tiere, Amphibien, Reptilien, Fische
Vorteile
  • Bewegung auch bei kalten Temperaturen möglich
  • Erschließung vieler Lebensräume, da sie unabhängig von der Umgebungstemperatur sind
  • Geringerer Energieverbrauch
  • Keine Strategien notwendig, um die Körpertemperatur bei kalten Umgebungstemperaturen aufrechtzuerhalten und im Winter genug Nahrung zu finden
Nachteile
  • Hoher Energieverbrauch und Nahrungsbedarf, da Körpertemperatur immer konstant gehalten werden muss
  • Ein Überleben ist nur in Gebieten mit günstigen Klimabedingungen möglich.
  • Kaum Verteidigungsmöglichkeiten bei Kälte aufgrund der Inaktivität

Häufig gestellte Fragen zum Thema Wechselwarme Tiere

Wechselwarme (poikilotherme) Tiere sind einfach erklärt die Tiere, die keine konstante Körpertemperatur haben. Ihre Körpertemperatur ist abhängig von der Umgebungstemperatur.

Gleichwarme (homoiotherme) Tiere sind einfach erklärt die Tiere, die ihre Körpertemperatur nahezu konstant halten, unabhängig davon, wie hoch die Umgebungstemperatur ist.  

Zu den wechselwarmen Tieren gehören Amphibien, Reptilien, Fische und wirbellose Tiere.

Die Körpertemperatur von wechselwarmen Tieren passt sich der Umgebungstemperatur an, da die Tiere ihre Körpertemperatur nicht aktiv regulieren. Wenn es kalt ist, kühlen auch die Körper von wechselwarmen Tieren ab, sie sind träge und wenig aktiv, bis hin zur Kältestarre. Bei hohen Temperaturen erwärmen sich auch die Körper und die wechselwarmen Tiere sind aktiver und beweglicher.

Nein, Vögel sind gleichwarme Tiere.

Ja, Fische sind wechselwarme Tiere.

Gleichwarm bedeutet, dass die Körpertemperatur konstant bleibt, unabhängig davon, wie warm oder kalt die Umgebung ist.

Fische gehören zu den wechselwarmen Tieren, deshalb entspricht ihre Körpertemperatur der des sie umgebenden Wassers.

Bei niedrigen Temperaturen verfallen wechselwarme Tiere in eine Kältestarre. Die Lebensfunktionen werden auf ein Minimum heruntergefahren.

Ja, Amphibien sind wechselwarme Tiere. Ihre Körpertemperatur ist abhängig von der Umgebungstemperatur.

Winterstarre, auch Kältestarre genannt, ist ein Zustand von wechselwarmen Tieren bei kalten Temperaturen.

Die bergmannsche Regel besagt, dass eine Tierart, die in kälteren Gegenden lebt, größer ist als eine verwandte Tierart, die in wärmeren Gegenden heimisch ist. Dies gilt jedoch nur für gleichwarme Tiere.

Die Begründung für die bergmannsche Regel ist, dass große Körper, im Verhältnis zu ihrem Volumen, eine kleinere Körperoberfläche haben. Das ist vorteilhaft für große Tiere, da sie somit verhältnismäßig weniger Wärme verlieren als kleine Tiere. Da jedoch nur gleichwarme Tiere ihre Körpertemperatur konstant halten und somit einen Wärmeverlust vermeiden wollen, ist die bergmannsche Regel nur für gleichwarme Tiere relevant.

Die allensche Regel besagt, dass die Körperanhänge, wie beispielsweise Extremitäten, Ohren, Nase oder Schwanz, von Tieren, die in kälteren Regionen leben, kürzer oder kleiner sind als von verwandten Tieren in wärmeren Regionen.

Die allensche Regel gilt nur für gleichwarme Tiere.

Die allensche Regel gilt nur für gleichwarme Tiere, da diese eine gleichbleibende Körpertemperatur haben, unabhängig davon, wie warm oder kalt es in der Umgebung ist. Somit müssen sie sich in kalten Regionen ständig warm halten und es ist von Vorteil, wenn sie eine möglichst geringe Körperoberfläche haben, über die Wärme verloren gehen kann. Wechselwarme Tiere passen sich der Umgebungstemperatur an und brauchen deshalb keine Strategien, um sich warm zu halten.

Die Körpertemperatur von wechselwarmen Tieren wird nicht aktiv reguliert, sondern passt sich der Umgebungstemperatur an. Wechselwarme Tiere können dies jedoch durch ihr Verhalten beeinflussen, indem sie beispielsweise bewusst sonnige und warme Orte aufsuchen.

Säugetiere zählen zu den gleichwarmen Tieren, da ihre Körpertemperatur relativ konstant bleibt, unabhängig von der Umgebungstemperatur.

Tendenziell haben wechselwarme Tiere in warmen Gebieten bessere Überlebenschancen, da sie bei Wärme aktiver und beweglicher sind. Dadurch können sie mehr Beute fangen und haben mehr Energie zur Verfügung.

Gleichwarme Tiere können sich, unabhängig davon, wie warm oder kalt es ist, aktiv bewegen und somit viele Lebensräume erschließen.

Der Mensch gehört zu den Säugetieren und ist somit ein gleichwarmes Lebewesen. Die Unabhängigkeit der Körpertemperatur des Menschen und anderer gleichwarmer Tiere von der Außentemperatur wird als Thermoregulation bezeichnet.

Gleichwarme Tiere haben verschiedene Strategien und Merkmale, um die kalte Jahreszeit zu überstehen. Viele haben als thermische Isolation ein dickes Fell und Fettschichten, um auch im Winter aktiv bleiben zu können. Einige Tiere, wie beispielsweise Igel und Fledermäuse, fallen in einen Winterschlaf, bei dem die Körpertemperatur abgesenkt und Lebensfunktionen heruntergefahren werden, um Energie zu sparen. Andere Tiere, wie Eichhörnchen und Braunbären, halten lediglich eine Winterruhe, bei der zwar Atmung und Herzschlag verlangsamt werden, die Körpertemperatur allerdings nicht abgesenkt wird.

Kältestarre ist ein Zustand von wechselwarmen Tieren bei tiefen Temperaturen, bei denen ihre Körperfunktionen auf ein Minimum reduziert sind und der Körper bewegungsunfähig ist.

Bei der Kältestarre werden die Lebensfunktionen, wie Herzschlag und Atmung, auf ein Minimum heruntergefahren und der Körper geht in einen starren Zustand über.

Die Organismen wechselwarmer Tiere sind nicht darauf ausgelegt, die Körpertemperatur konstant zu halten. Sie gewinnen ihre Wärme nicht durch Stoffwechselvorgänge, wie es die gleichwarmen Tiere tun, sondern durch die Wärme aus der Umgebung. Da die Umgebungstemperatur oftmals schwankt, ändert sich auch die Körpertemperatur.

Der Unterschied zwischen wechselwarmen und gleichwarmen Tieren besteht darin, dass die Körpertemperatur wechselwarmer Tiere von der Umgebungstemperatur abhängig ist und deshalb schwankt, während die Körpertemperatur gleichwarmer Tiere konstant gehalten wird.