Ökologie
Merkmale von Tieren
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Was bedeutet wechselwarm und gleichwarm bei Tieren? Hier erklären wir dir, was poikilotherm und homoiotherm über die Körpertemperatur aussagt. Du willst noch schneller verstehen, was homoiotherme und poikilotherme Tiere sind? Schau dir gerne unser Lernvideo zu dem Thema an!

Homoiotherm und poikilotherm einfach erklärt

Die Begriffe homoiotherm und poikilotherm beschreiben, wie sich die Körpertemperatur von Tieren im Vergleich zur Umgebungstemperatur verhält (Thermoregulation). 

Poikilotherme Tiere sind wechselwarm. Das heißt ihre Körpertemperatur entspricht etwa der Umgebungstemperatur. Ist es kalt, hat auch das Tier eine geringe Körpertemperatur. Wird die Lufttemperatur wärmer, steigt auch die Körpertemperatur des Tieres. Zu den wechselwarmen Tieren gehören zum Beispiel Schlangen und Fische.

Homoiotherme Tiere sind gleichwarm. Ihre Körpertemperatur passt sich also nicht der Umgebungstemperatur an, sondern bleibt unabhängig von der Umgebungstemperatur relativ gleich. Beispiele für solche gleichwarmen Tiere sind Hunde, Vögel und der Mensch.

Poikilotherm: Wechselwarme Tiere

Tiere, deren Körpertemperatur mit der Außentemperatur schwankt, sind wechselwarm / poikilotherm / ektotherm. Du nennst sie deshalb auch wechselwarme Tiere / poikilotherme Tiere / ektotherme Tiere (Poikilothermie / Ektothermie). 

Ihre Körpertemperatur entspricht immer in etwa ihrer Umgebungstemperatur. Ihre Körpertemperatur ist also meist nicht konstant. 

Die meisten Tiere sind poikilotherm. Alle Amphibien (Bsp. Frösche), Reptilien (Bsp. Schlangen), Fische (Bsp. Lachs) und alle wirbellosen Tiere (Bsp. Insekten, Schnecken) sind wechselwarm. Auch alle Pflanzen sind grundsätzlich poikilotherm. 

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Poikilotherm / Wechselwarm

Niedriger Energieverbrauch

Tiere, die poikilotherm sind, müssen ihre Körpertemperatur nicht ständig auf einem gewissen Temperaturniveau – wie die homoiothermen Tiere – halten. Dadurch brauchen sie auch weniger Energie im Vergleich zu den homoiothermen Tieren und müssen so auch deutlich weniger Nahrung (zur Energiegewinnung) aufnehmen. 

RGT Regel: Aktivität der poikilotherme Tiere

Wechselwarme Tiere sind aktiver und agiler, wenn die Außentemperatur und somit auch ihre Körpertemperatur höher ist. Wärme liefert den poikilotherme Tieren nämlich Energie. Wenn es kälter ist, sind sie träger und weniger aktiv. 

Beschreiben kannst du das Phänomen mit der RGT Regel (Reaktionsgeschwindigkeit Temperatur Regel). Sie beschreibt – wie der Name schon sagt – den Zusammenhang zwischen der Reaktionsgeschwindigkeit und der Temperatur. 

Schau dir gerne unser Video zur RGT Regel an, wenn du noch mehr darüber erfahren willst!

Zum Video: RGT Regel
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Beeinflussung der Körpertemperatur durch Verhalten

Die wechselwarmen Tiere beeinflussen ihre Körpertemperatur durch ihr Verhalten aktiv. Sie suchen zum Beispiel nach sonnigen und warmen bzw. schattigen und kühlen Plätzen, um so ihre Körpertemperatur zu erhöhen bzw. zu senken. Außerdem nutzen sie auch die Körperwärme der gleichwarmen Tiere, indem sie sich in der Nähe von ihnen aufhalten. 

Haie sind auch poikilotherm. Sie steigern ihre Körpertemperatur durch intensive Bewegungen (Bsp. schnelles Schwimmen). Staatenbildende Insekten wie Ameisen oder Bienen erzeugen in ihrem Bau / Stock Wärme durch Muskelzittern. Ein einzelnes Lebewesen alleine kann sich nicht warmhalten und erfriert. Außerdem sorgen sie durch Lüftung und Flügelschlag für eine Kühlung in ihrem Bau / Stock. Viele Schlangen bilden Knäule und halten sich so gegenseitig warm. 

In der kalten Jahreszeit fallen poikilotherme Tiere in eine Winterstarre, sobald ihre Körpertemperatur unter einen kritischen Wert fällt. Dazu suchen sie sich einen möglichst frostsicheren Ort wie im Schlamm oder unter der Erde.

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Beeinflussung der Körpertemperatur

Homoiotherm: Gleichwarme Tiere

Im Gegensatz zu den poikilothermen Tieren haben homoiotherme Tiere eine konstante / gleichbleibende Körpertemperatur von durchschnittlich  35 °C bis 41°C. Ihre Körpertemperatur ist also unabhängig von der Temperatur ihrer Umwelt. 

Homoiotherme Tiere nennst du meist auch gleichwarme Tiere oder endotherme Tiere. Sie sind also homoiotherm/ gleichwarm / endotherm (Homoiothermie / Endothermie). 

Zu den gleichwarmen Tieren gehören alle Säugetiere (Bsp. Mensch, Hunde, Mäuse, Delfine) und alle Vögel (Bsp.  Falken, Rotkehlchen, Enten, Flamingo). 

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Homoiotherm / Gleichwarm

Hoher Energieverbrauch 

Damit die gleichwarmen Tiere ihre Körpertemperatur immer konstant halten können und sie nicht auf die Umgebungstemperatur abfällt – wie bei den wechselwarme Tieren – besitzen sie einen hohen Energieverbrauch. Ihr Grundumsatz des Stoffwechsels (= Kalorienverbrauch im Ruhezustand)  ist also deutlich höher als bei wechselwarmen Tieren (Höhere Stoffwechselrate). Dadurch benötigen sie viel Nahrung als Energiequelle. 

Regulation der Körpertemperatur bei homoiothermen Tieren

Die homoiothermen Tiere haben Thermorezeptoren in der Haut und temperatursensitive Neuronen im zentralen Nervensystem. Das sind „Temperaturmesser“, die im Temperaturverarbeitungszentrum im Hypothalamus (Gehirnregion) Alarm schlagen, wenn die Körpertemperatur von der Normaltemperatur abweicht. 

Senkung der Körpertemperatur: 

Wenn eine zu hohe Körpertemperatur gemeldet wird, werden Maßnahmen eingeleitet, um Wärme abzuführen. Das dient dazu, die Körpertemperatur wieder zu senken. Die meisten Tiere verdunsten dazu Wasser. Menschen schwitzen, Hunde hecheln und Katzen lecken zum Beispiel ihr Fell. Einige Tiere durchbluten außerdem große Körperoberflächen stärker, um so für Abkühlung zu sorgen. Ein Beispiel hierfür ist der afrikanische Elefant, der sich so über seine großen Ohren abkühlt.

Steigerung der Körpertemperatur: 

Bei einer zu niedrigen Körpertemperatur erhöhen die homoiothermen Tiere ihre Körpertemperatur durch Zittern. Dadurch wird der Stoffwechsel in den Muskeln hochgefahren. Neugeborene und Winterschläfer können auch direkt aus ihrem braunen Fettgewebe Wärme gewinnen. 

Thermische Isolation: 

Damit die Körpertemperatur der homoiothermen Tiere erst gar nicht so stark absinkt, haben sie alle eine isolierende „Schutzschicht“. An Land lebende Vögel und Säugetiere können in ihrem Federkleid bzw. im Fell Luft einschließen, die sie vor Kälte schützt. Im Wasser lebende Säugetiere und Vögel haben eine isolierende Fettschicht („Blubber“) unter der Haut.

Kalte Jahreszeit:

Um im Winter die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, haben die gleichwarmen Tiere einen enormen Energie- und Nahrungsverbrauch. Einige Arten (Bsp. Hamster, Fledermäuse) haben sich aber angepasst und reduzieren ihren Energieverbrauch drastisch. Sie fallen in den Winterschlaf. Dazu senken sie ihre Körpertemperatur und fahren die Lebensfunktionen wie Atmung und Herzschlag auf ein Minimum runter. Andere Tiere (Bsp. Bären, Eichhörnchen) gehen in die Winterruhe. Dabei bleibt ihre Körpertemperatur konstant, aber sie reduzieren auch ihre Lebensfunktionen durch einen langen Schlaf. Alle Zugvögel fliegen über den Winter in wärmere Regionen, um so der energieraubenden Kälte zu entkommen.  

Bergmannsche Regel

Die Bergmannsche Regel besagt, dass bei gleichwarmen Tieren die Tierart, die in kälteren Gebieten lebt, größer ist als eine verwandte Tierart, die in wärmeren Gebieten vorkommt. Der Eisbär (lebt am kalten Nordpol) ist zum Beispiel deutlich größer als der Grizzlybär (lebt im etwas wärmeren Norden Nordamerikas). 

Der Grund dafür ist, dass größere Körper – ins Verhältnis gesetzt zu ihrem Volumen – eine kleinere Körperoberfläche haben. So verlieren sie verhältnismäßig weniger Wärme als kleinere Körper. 

Du willst noch mehr über die Bergmannsche Regel erfahren? Schau dir unser Video dazu an!

Zum Video: Bergmannsche Regel
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Vergleich: Homoiotherm und poikilotherm 

Tiere, die homoiotherm sind, unterscheiden sich in einigen Aspekten deutlich von den Tieren, die poikilotherm sind. In der folgenden Tabelle haben wir einige Unterschiede für dich vorbereitet.

Homoiotherme Tiere Poikilotherme Tiere
Gleichwarm Wechselwarm
Körpertemperatur konstant und unabhängig von Umgebungstemperatur  Körpertemperatur entspricht etwa der Umgebungstemperatur  
Säugetiere, Vögel Amphibien, Reptilien, Fische, wirbellose Tiere

Vorteil:

  • Können auch bei Nacht jagen / sich fortbewegen 
  • Können auch in kälteren Regionen überleben / Klimaunabhängig

Vorteil:

  • Deutlich geringere Energieverbrauch und Nahrungsbedarf
  • Müssen sich keine (Winter-)Vorräte anlegen 

Nachteil 

  • Hoher Energieverbrauch und Nahrungsbedarf
  • Brauchen Strategien, um Körpertemperatur aufrecht zu erhalten (Bsp. Winterschlaf, Schwitzen)

Nachteil: 

  • Brauchen Gebiet mit günstigen Klimaverhältnissen
  • Inaktiv bei Kälte und somit leichte Beute 

Ökologische Potenz

Die ökologische Potenz beschreibt, welche Werte verschiedene Umweltfaktoren annehmen dürfen, damit eine bestimmte Tier- oder Pflanzenart überlebt, sich verbreitet und sich vermehrt. Neben der Wassermenge und der Sonneneinstrahlung ist zum Beispiel auch die Umgebungstemperatur eine Umweltbedingung, die hier untersucht wird. Dabei wurde zum Beispiel festgestellt, dass gleichwarme Tiere im Vergleich zu wechselwarmen Tieren deutlich größere Schwankungen der Außentemperatur ertragen. Homoiotherme Tiere können also besser mit extrem kalten oder extrem heißen Temperaturen umgehen. 

Wenn du jetzt mehr über die ökologische Potenz wissen willst, schau dir gerne unser Video zu dem Thema an. Dort erklären wir dir auch wie du den Bereich, indem sich ein Lebewesen wohlfühlt, grafisch darstellen kannst.

Zum Video: Ökologische und physiologische Potenz
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