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Isolierung bei Tieren

Die Isolierung bei wasserlebenden Säugetieren unterscheidet sich von den landlebenden dadurch, dass die isolierende Schicht innen liegt, denn sie besitzen eine mächtige Schicht von Unterhautfettgewebe. Viele Robben und Wale leben in den fast gefrierenden Gewässern der Polarmeere. Wasser besitzt ein höheres Wärmeleitvermögen als Luft. Die normale Körpertemperatur der Wale und Robben beträgt 36 bis 38 Grad Celsius.
Landlebende Säugetiere sind zwar wesentlich stärkeren Temperaturschwankungen ausgesetzt, aber andererseits leitet Luft die Wärme wesentlich schlechter als Wasser. Anders als bei Robben,deren Hauttemperatur der des kalten Wassers entspricht, ist die Temperatur der Haut bei den Landtieren etwa gleich der Kerntemperatur des Körpers. Der Grund dafür ist das Fell, ein außen liegender Isolator.

Welches sind die wesentlichen Unterschiede dieser beiden Prinzipien?

Die Fettschicht unter der Haut ist ein guter Wärmeisolator. Kommt die Robbe in wärmeres Wasser, so ist aber eine höhere Wärmeabgabe notwendig. Diese kann erreicht werden, indem das Blut durch die Fettschicht in die Haut an der Oberfläche fließt und diese erwärmt. Dadurch wird der Isolator umgangen.

Diese Möglichkeit hat das Landtier nicht. Da das Fell außen liegt, bleibt sein Isolationswert gleich - es sei denn, es wird abgestreift oder ausgedünnt.

Robben haben Flossen und Fluken, die keinen Speck enthalten. Hierüber kann also leicht Wärme abgegeben werden. Damit kein übermäßiger Wärmeverlust stattfindet, sind die Blutgefäße so angeordnet, dass sie als Wärmeaustauscher fungieren. Jede Arterie ist von einem Netz von Venen umgeben, so dass das abgekühlte venöse Blut durch einem Wärmeaustausch erwärmt wird, bevor es in den Körper zurückfließt.

Dieser Wärmetausch funktioniert im Gegenstromprinzip

Hier wird ein Versuch gezeigt, bei dem warmes Wasser in einem Rohr durchein Eisbad geleitet wird. Das ableitende Rohr liegt sehr dicht an dem zuleitenden. Dadurch ist die Übertragung der Wärme leicht möglich. Je nach den Ausgangsbedingungen stellt sich ein Temperaturgleichgewicht ein.

Aufgaben:

1. überlegen Sie: Welchen Sinn haben bei landlebenden Säugetieren Flächen ohne Fell oder mit nur geringer Behaarung (Hand- bzw. Fußflächen, Bauchunterseite, Gesicht usw.)?

2. Wie verhindern Robben und Wale bei ihrer guten Isolierung eine Überhitzung (z.B. bei schnellem Schwimmen oder an der Luft)?
3. Der Eisbär besitzt sowohl eine ziemlich dicke Speckschicht als auch ein isolierendes Fell. Erklären Sie diese Angepaßtheit mit seiner Lebensweise und seinem Lebensraum.

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©1999/2000 Projektgruppe uni&schule HHU Düsseldorf

Isolierung bei Tieren
Die Isolierung bei wasserlebenden Säugetieren unterscheidet sich von den landlebenden dadurch, dass die isolierende Schicht innen liegt, denn sie besitzen eine mächtige Schicht von Unterhautfettgewebe. Viele Robben und Wale leben in den fast gefrierenden Gewässern der Polarmeere. Wasser besitzt ein höheres Wärmeleitvermögen als Luft. Die normale Körpertemperatur der Wale und Robben beträgt 36 bis 38 Grad Celsius. Landlebende Säugetiere sind zwar wesentlich stärkeren Temperaturschwankungen ausgesetzt, aber andererseits leitet Luft die Wärme wesentlich schlechter als Wasser. Anders als bei Robben,deren Hauttemperatur der des kalten Wassers entspricht, ist die Temperatur der Haut bei den Landtieren etwa gleich der Kerntemperatur des Körpers. Der Grund dafür ist das Fell, ein außen liegender Isolator. Welches sind die wesentlichen Unterschiede dieser beiden Prinzipien?

Die Fettschicht unter der Haut ist ein guter Wärmeisolator. Kommt die Robbe in wärmeres Wasser, so ist aber eine höhere Wärmeabgabe notwendig. Diese kann erreicht werden, indem das Blut durch die Fettschicht in die Haut an der Oberfläche fließt und diese erwärmt. Dadurch wird der Isolator umgangen. Diese Möglichkeit hat das Landtier nicht. Da das Fell außen liegt, bleibt sein Isolationswert gleich - es sei denn, es wird abgestreift oder ausgedünnt. Robben haben Flossen und Fluken, die keinen Speck enthalten. Hierüber kann also leicht Wärme abgegeben werden. Damit kein übermäßiger Wärmeverlust stattfindet, sind die Blutgefäße so angeordnet, dass sie als Wärmeaustauscher fungieren. Jede Arterie ist von einem Netz von Venen umgeben, so dass das abgekühlte venöse Blut durch einem Wärmeaustausch erwärmt wird, bevor es in den Körper zurückfließt.
	Dieser Wärmetausch funktioniert im Gegenstromprinzip Hier wird ein Versuch gezeigt, bei dem warmes Wasser in einem Rohr durchein Eisbad geleitet wird. Das ableitende Rohr liegt sehr dicht an dem zuleitenden. Dadurch ist die Übertragung der Wärme leicht möglich. Je nach den Ausgangsbedingungen stellt sich ein Temperaturgleichgewicht ein.
Aufgaben: 1. überlegen Sie: Welchen Sinn haben bei landlebenden Säugetieren Flächen ohne Fell oder mit nur geringer Behaarung (Hand- bzw. Fußflächen, Bauchunterseite, Gesicht usw.)? 2. Wie verhindern Robben und Wale bei ihrer guten Isolierung eine Überhitzung (z.B. bei schnellem Schwimmen oder an der Luft)? 3. Der Eisbär besitzt sowohl eine ziemlich dicke Speckschicht als auch ein isolierendes Fell. Erklären Sie diese Angepaßtheit mit seiner Lebensweise und seinem Lebensraum.
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