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Kompaktlexikon der Biologie: Temperatur

Temperatur, einer der wesentlichen abiotischen Faktoren, der entscheidend die Lebensprozesse der Organismen beinflusst, ihre Verteilung bedingt und zu speziellen Anpassungs- und Regulationsmechanismen geführt hat. Die Temperaturunterschiede an und in der Erdoberfläche haben verschiedene Ursachen, u.a. die Lage des Biotops je nach geografischer Breite und Höhe über dem Meer, die Auswirkungen der Kontinentalität, jahres- und tageszeitlicher Wechsel, mikroklimatische Effekte oder die Tiefe im Wasser oder im Boden. Das Wachstum und die Entwicklung der Organismen ist innerhalb einer unterschiedlichen Schwankungsbreite stark temperaturabhängig. Während eurytherme Organismen innerhalb eines weiten Temperaturbereichs leben und große Temperaturdifferenzen ertragen können, ist das Überleben stenothermer Organismen nur innerhalb eines engen Temperaturbereichs möglich. Die Verbreitung der meisten Arten hängt jedoch viel stärker von den gelegentlich auftretenden Extremwerten der T. ab als von den mittleren Minimal- oder Maximalwerten. Für die Mehrzahl der Organismen liegt der Bereich der Körpertemperatur, bei der ein aktives Leben möglich ist, zwischen 0 °C und 50 °C. Während oberhalb dieser T. ohne besondere Anpassungen (Hitzeresistenz) die Proteine des Körpers koagulieren, kommt es bei T. unter dem Gefrierpunkt zur Eisbildung des zellulären und extrazellulären Körperwassers (Frostresistenz). I.Allg. liegt zwischen dem artspezifischen minimalen und dem maximalen tolerierbaren Temperaturbereich das Temperaturoptimum, bei dem die Lebensvorgänge am effektivsten ablaufen. Bei homoiothermen Tieren nennt man dieses Optimum auch thermoneutrale Zone; innerhalb derer keine Stoffwechselenergie zur Temperaturregulation aufgewendet werden muss.

Da das Wasser ab einer bestimmten Tiefe nur geringe T.-Schwankungen aufweist, die auch nur langsam und stetig erfolgen, müssen die Organismen dieses Lebensraumes nur wenige Anpassungen an unterschiedliche T. entwickeln. Im Gegensatz dazu sind die T.-Schwankungen terrestrischer Lebensräume wesentlich abrupter und weniger vorhersehbar, sodass die Anpassungsmechanismen weitaus vielfältiger sein müssen.

Außer auf die physiologischen Prozesse hat die T. auch Einfluss auf andere abiotische Faktoren, z.B. die Verfügbarkeit von Wasser und dem darin enthaltenen Sauerstoff, da die Löslichkeit des Sauerstoffs im Wasser mit höheren Temperaturen abnimmt. Auch die relative Luftfeuchtigkeit ist ein wichtiger, von der T. abhängiger Faktor im Leben terrestrischer Organismen, da sie mitentscheidend für den Wasserverlust des Organismus ist. Dies gilt in besonderem Maße für Tiere, die sich im Bezug auf ihren Wasserhaushalt „aquatisch“ verhalten, wie z.B. Amphibien (Amphibia), terrestrische Asseln (Isopoda), Regenwürmer (Regenwurm) oder Weichtiere (Mollusca).

Die T. wirkt im Zusammenhang mit anderen abiotischen Faktoren auch als Stimulus auf die Entwicklung von Organismen; so benötigen manche Pflanzen beispielsweise eine bestimmte Kälteperiode, damit in der anschließenden Phase der Temperaturerhöhung der Wachstums- und Entwicklungszyklus beginnen kann, oder es ist dazu ein Zusammenwirken zwischen Temperaturschwankungen und Fotoperiode notwendig.

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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