Lebenswichtige Wärme

So unterschiedlich Menschen und Tiere wie Fische, Amphibien, Reptilien sowie Vögel auch sind – Wärme spielt für sie alle eine zentrale Rolle. Ohne diese Form von Energie könnten sie nicht leben.
26.05.2017, 00:00
Lesedauer: 3 Min
Zur Merkliste
Lebenswichtige Wärme
Von Jürgen Wendler

So unterschiedlich Menschen und Tiere wie Fische, Amphibien, Reptilien sowie Vögel auch sind – Wärme spielt für sie alle eine zentrale Rolle. Ohne diese Form von Energie könnten sie nicht leben. Große Unterschiede gibt es allerdings bei der Art, in der sie ihren Wärmehaushalt regeln. Manche Tiere beziehen die nötige Wärme vor allem aus dem eigenen Stoffwechsel, andere aus ihrer Umgebung. Forscher interessiert, wann welche Methoden entstanden sind. Eine andere Frage ist die nach dem Warum. Welche Vor- und Nachteile haben die Methoden?

Antwort: Biologen nehmen an, dass es sich bei den Amphibien um die älteste Klasse der Landwirbeltiere und Nachfahren von Knochenfischen handelt. Vorfahren der heutigen Amphibien besiedelten das Land vermutlich vor ungefähr 400 Millionen Jahren. Im Ausdruck Amphibien stecken griechische Wörter, die deutlich machen, dass es sich um Lebewesen handelt, die sowohl im Wasser als auch an Land leben können. Frösche und Kröten werden ebenso zu den Amphibien gerechnet wie Molche und Salamander. Zu den Kriechtieren oder Reptilien wiederum gehören unter anderem Schildkröten, Echsen und Schlangen. Reptilien haben mit Amphibien und Fischen gemeinsam, dass sich ihr Körper hauptsächlich dadurch erwärmt, dass er Wärme aus der Umgebung aufnimmt.

Solche Tiere werden von Biologen als ektotherm bezeichnet. Sie haben den Nachteil, dass sie nicht die Möglichkeit besitzen, bei sehr niedrigen Temperaturen aktiv zu sein. Dies ist zum Beispiel der Grund dafür, dass in den kältesten Gebieten der Erde keine Reptilien anzutreffen sind. Selbst bei einem gemäßigten Klima, wie es in Mitteleuropa herrscht, ist es für Tiere wie Eidechsen, Schlangen, Frösche oder Kröten im Winter zu kalt, um aktiv zu sein. Sie verfallen in eine Kälte- oder Winterstarre. Dabei ist die Körpertemperatur an die Umgebungstemperatur angepasst, und alle Lebensvorgänge werden fast vollständig heruntergefahren.

Säugetiere, zu denen aus biologischer Sicht auch der Mensch gehört, Vögel und zahlreiche Insektenarten beziehen ihre Körperwärme hauptsächlich aus dem eigenen Stoffwechsel und werden deshalb als endotherm bezeichnet. Bei den meisten Säugetieren liegt die Körpertemperatur stets zwischen etwa 36 und 38 Grad Celsius, bei den meisten Vögeln zwischen 40 und 42 Grad. Dies ermöglicht ein hohes Maß an Aktivität, das heißt: Solche Lebewesen können über längere Zeit körperliche Höchstleistungen erbringen, wie sie beispielsweise beim Rennen oder bei Flügen von Vögeln über lange Strecken zu beobachten sind. Auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt können endotherme Lebewesen weiter aktiv sein.

Die Endothermie gibt Freiheiten, ist aber auch mit einem hohen Energiebedarf verbunden. Bei einer Temperatur von etwa 20 Grad hat ein ruhender Mensch einen Grundumsatz von ungefähr 5500 bis 7500 Kilojoule (kJ) pro Tag. Dies entspricht rund 1300 bis 1800 Kilokalorien (kcal). Zum Vergleich: Ein ruhender ektothermer Alligator mit ähnlichem Gewicht hat bei der gleichen Temperatur einen Umsatz von 250 Kilojoule pro Tag. Mit anderen Worten: Ein Mensch benötigt das bis zu 30-Fache an Nährstoffen. Bei einem begrenzten Nahrungsangebot kann dieser hohe Energiebedarf ein großer Nachteil sein.

Das oft zu hörende Begriffspaar Warm- und Kaltblüter wird von vielen Biologen nicht verwendet, weil es irreführend sein kann. So kann beispielsweise eine ektotherme Eidechse eine höhere Körpertemperatur haben als ein Säugetier, wenn sie ein Sonnenbad nimmt.

Wissenschaftler gehen unter anderem der Frage nach, wann Tiere in der Entwicklungsgeschichte des Lebens angefangen haben, mithilfe ihres Stoffwechsels für eine annähernd konstante Körpertemperatur zu sorgen. Wie Professor Martin Sander von der Universität Bonn erklärt, haben an Land lebende Vierbeiner nach der bisher herrschenden Auffassung vor ungefähr 270 Millionen Jahren begonnen, sich auf diese Weise warm zu halten. Möglicherweise sei dies aber bereits 20 bis 30 Millionen Jahre früher geschehen. Der Wissenschaftler begründet diese Aussage mit Forschungsergebnissen, die er jetzt gemeinsam mit Christen D. Shelton von der Universität Kapstadt im Fachjournal „Comptes Rendus Palevol“ veröffentlicht hat.

Ein entsprechender Stoffwechsel macht Tiere nicht nur unabhängig von der Umgebungstemperatur, sondern ermöglicht auch ein schnelleres Wachstum, und dies hinterlässt Spuren in Fossilien, genauer: in Knochen. Sander und Shelton haben Knochen eines Tieres der Gattung Ophiacodon untersucht, das vor rund 300 Millionen Jahren lebte. Wie sich zeigte, wuchsen die Knochen bei diesem Tier ähnlich wie bei den heutigen endothermen Säugetieren. Von ihrem äußeren Erscheinungsbild ähnelten die Tiere der Gattung Ophiacodon den heutigen Echsen.

Jetzt sichern: Wir schenken Ihnen 1 Monat WK+!
Mehr zum Thema
Lesermeinungen

Das könnte Sie auch interessieren

Das Beste mit WK+