Hin­wei­se

4501 Hin­wei­se: En­er­gie­haus­halt der Tiere?

Ziele:
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen

• die En­er­gie­über­tra­gung von der Sonne zu den grü­nen Pflan­zen und wei­ter zum Tier/Mensch ken­nen und kön­nen diese auf En­er­gie­über­tra­gungs­ket­ten über­tra­gen.
• den Zu­sam­men­hang zwi­schen En­er­gie­zu­fuhr und En­er­gie­ab­ga­be in kal­ten Jah­res­zei­ten er­ken­nen und da­durch die Not­wen­dig­keit von Über­win­te­rungs­stra­te­gi­en zu er­klä­ren.

Bezug zum Bil­dungs­plan:
pro­zess­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen:

• 2.1 Er­kennt­nis­ge­win­nung: 4,5,6
• 2.2 Kom­mu­ni­ka­ti­on: 4
• 2.3 Be­wer­tung: 3,4,5

in­halts­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen:

• 3.1.1 Denk- und Ar­beits­wei­sen 1,2,5
• 3.1.4 En­er­gie ef­fi­zi­ent nut­zen 1,10,12
• 3.1.5 Wir­bel­tie­re 6

Fach­li­che und fach­di­dak­ti­sche Hin­wei­se:
Zum Ver­ständ­nis des En­er­gie­haus­halts von Kör­pern (ins­be­son­de­re bei Tie­ren) ist wich­tig:

• Strö­mung  (Kon­vek­ti­on) = Wär­me­aus­tausch durch Be­we­gung des Me­di­ums: Luft (= "Wind") oder Was­ser (Strö­mung) ⇒] fast alle Wärme dämm-Maß­nah­men zie­len dar­auf ab, die Kon­vek­ti­on der Luft im Ma­te­ri­al zu ver­hin­dern, so wohl bei der Klei­dung des Men­schen als auch bei Fell und Fe­dern der Tiere
• Strah­lung (Ra­dia­ti­on) = über­wie­gend En­er­gie­ab­ga­be durch elek­tro­ma­gne­ti­sche Wel­len (in der Regel IFR); etwas un­ter­ge­ord­ne­ter bzw. in ge­rin­ge­rem Um­fang En­er­gie­auf­nah­me durch  Ab­sorp­ti­on elek­tro­ma­gne­ti­scher Wel­len z.B. beim durch­sich­ti­gen Eis­bä­ren­fell und des­sen schwar­zer Haut
• Wär­me­lei­tung (Kon­duk­ti­on) = Über­tra­gung von E durch di­rek­ten Kon­takt von Um­ge­bung und Kör­per­ober­flä­che [ für E-ab­ga­be des menschl. Kör­pers (und bei Tie­ren) an die Um­ge­bung (Luft und Was­ser!) spielt die Wär­me­lei­tung prak­tisch keine Rolle
• Ver­duns­tung (Eva­po­ra­ti­on) = Was­ser­mo­le­kü­le ver­las­sen Ober­flä­che; Ab­ga­be von E durch den Ag­gre­gat­zu­stands­wech­sel (z.B. Schweiß; He­cheln); ⇒ wird im BNT-Kon­text nicht the­ma­ti­siert
• im Win­ter stellt sich das Pro­blem, dass bei ge­rin­ge­rer En­er­gie­zu­fuhr (durch Nah­rungs­knapp­heit) der Tem­pe­ra­tur­un­ter­schied: T_Tier  > T_Umgebung sehr deut­lich ist, und somit die En­er­gie­ab­ga­be an die Um­ge­bung noch grö­ßer als im Som­mer wäre, be­son­ders bei klei­nen Säu­ge­tie­ren, die im Ge­gen­satz zu ihrem Kör­per­vo­lu­men eine große Ober­flä­che be­sit­zen, über die viel Wärme an die Um­ge­bung ab­ge­ge­ben wird (Kon­vek­ti­on)
• man un­ter­schei­det win­ter­ak­ti­ve (gleich­war­me) Tiere, deren En­er­gie durch be­son­de­re Iso­la­ti­ons­pro­zes­se (z.B. Kör­per­be­de­ckun­gen; Fett­schicht; Ver­hal­tens­wei­sen) ver­lang­samt an die Um­ge­bung ab­ge­ge­ben wird
• ei­ni­ge Ver­tre­ter, be­son­ders klei­ne­re und mit­tel­gro­ße Säu­ge­tie­re sowie wir­bel­lo­se Tiere, re­du­zie­ren den En­er­gie­um­satz durch Ru­he­zu­stän­de:
  • ⇒ Win­ter­ru­he (nur sehr ge­ring­fü­gi­ge Ab­sen­kung der Kör­per­tem­pe­ra­tur; zeit­wei­se
    Nah­rungs­auf­nah­me aus den Vor­rats­la­gern)
  • ⇒ Win­ter­schlaf (deut­li­che Ab­sen­kung der Kör­per­tem­pe­ra­tur, Herz­schlä­ge und Atem­zü­ge;
    keine Nah­rungs­auf­nah­me)
  • ⇒ Win­ter­star­re bei wech­sel­war­men Wir­bel­tie­re bzw. bei Wir­bel­lo­sen: star­kes Ab­sen­ken
    der Kör­per­tem­pe­ra­tur, Atem­zü­ge und Herz­schlä­ge
• ein Aus­wei­chen der käl­te­ren Tem­pe­ra­tu­ren und der damit ver­bun­de­nen Nah­rungs­knapp­heit durch Weg­zug in wär­me­re Re­gio­nen kann man bei ei­ni­gen Ver­tre­tern der Vögel be­ob­ach­ten.