Leseprobe - Pearson Schweiz AG

2.2 Abiotischer Faktor Wasser
„Velamen radicum“ bei Orchideen. Bei Letzterem handelt es sich um
ein Gewebe aus abgestorbenen Zellen, das die Wurzeln umhüllt und
mit seiner schwammartigen Struktur Wasser und in ihm gelöste Nährstoffe
schnell aufnehmen, speichern und weitergeben kann.
2.2.5 Anpassungen an die Wasserverfügbarkeit
bei Landtieren
Landtiere verfügen über drei Hauptmethoden um Wasser und gelöste
Substanzen zu gewinnen und für sich verfügbar zu machen: Auf direktem
Wege durch die Aufnahme wasserhaltiger Nahrung oder durch Trinken
sowie indirekt durch ihren Stoffwechsel. Landtiere verlieren Wasser
mit Kot und Urin, durch Verdunstung über die Haut sowie durch das
Ausatmen feuchter Luft. Bei den Wirbeltieren münden bei allen Amphibien,
Reptilien, Vögeln und einigen wenigen Säugetieren die Harn- und
Geschlechtsgänge in eine Kloake. Aus diesem Kloakenbereich, aber
auch über den Enddarm, resorbieren sie Wasser wieder in den Körper
zurück. Säugetiere verfügen über Nieren, die aus dem Primärharn den
konzentrierten Endharn (Urin) erzeugen. Ein Großteil des Wassers im
Primärharn geht daher wieder in die Blutbahn und steht dem Organismus
somit wieder zu Verfügung. Der Mensch beispielsweise bildet pro
Tag im Durchschnitt 180 Liter Primärharn; ausgeschieden werden jedoch
nur 0,5–2 Liter des in den Nieren aufkonzentrierten Endharns.
Schon gewusst?
Der Mensch bildet pro Tag im Durchschnitt
180 Liter Primärharn. Daraus werden rund
99 Prozent des Wassers sowie fast alle Zucker,
Aminosäuren, Vitamine und andere organische
Nährstoffe zurückgewonnen und wieder
ins Blut transportiert, so dass nur rund
1,5 l Endharn (= Urin) pro Tag ausgeschieden
werden.
• Ausweichen oder Vermeiden – Zwei Strategien
zur Aufrechterhaltung des Wasserhaushaltes
7287_BIO_45_Kap 21.10.2009 12:22 Uhr Seite 1319
In einer sehr trockenen Umwelt haben Tiere und Pflanzen besonders
große Probleme mit der Aufrechterhaltung ihres Wasserhaushaltes. Tiere
passen sich an diese Gegebenheiten an, indem sie mindestens eine von
zwei möglichen Vermeidungsstrategien ausnutzen: entweder sie führen
einen tages- oder jahreszeitlichen Ortswechsel durch (Ausweichen)
oder sie vermeiden an Ort und Stelle über bestimmte Anpassungsstrategien
nachteilige Auswirkungen. Tierarten der Wüsten und Halbwüsten
entgehen der Trockenheit dadurch, dass sie die Region während der
Trockenzeit verlassen und in Gebiete abwandern, wo genügend Wasser
verfügbar ist. Diese Strategie verfolgen viele afrikanische Huftiere
(⇒ Abbildung 2.31) und viele dort lebende Vogelarten.
Zahlreiche Vogelarten, so zum Beispiel die Wüstenlerchen der Sahara,
kommen wochenlang ohne Wasseraufnahme aus. Viele in Wüsten und
Halbwüsten lebende Vogelarten führen bei Bedarf kurzzeitige Ortswechsel
durch um an Wasserstellen zu gelangen. Dabei müssen jedoch
oftmals sehr weite Strecken überbrückt Landbewohner werden. Flughühner der Alten
Welt beispielsweise legen in der Namib oder Kalahari im südlichen Afrika
zwischen Nist- und Wasserplatz Strecken bis zu 30 km zurück. Sie fliegen
in großen Schwärmen, was sie gleichzeitig vor Räubern, wie zum
Beispiel Greifvögeln, schützt. Eine Besonderheit dieser mit den Tauben
verwandten Vögel ist das Phänomen, dass die Männchen das Brustgefieder
ins Wasser tauchen und das in den Zwischenräumen aufgesogene
Wasser zu den Jungen transportieren, um diese damit zu tränken.
In Gebieten ohne regelmäßig wiederkehrende Niederschläge wirkt
45.1 Osmoregulation: Gleichgewicht zwischen Aufnahme und Abgabe von Wasser und den darin gelösten Stoffen
Eine Anhydrobiose erfordert Anpassungen, die die
Zellmembranen intakt halten. Wissenschaftler beginnen
gerade zu verstehen, wie Tardigraden das Austrocknen
überleben. Untersuchungen an anhydrobiotischen Rundwürmern
(Stamm Nematoda) zeigen, dass die ausgetrockneten
Individuen große Mengen Zucker enthalten.
Eine besondere Rolle wird dabei dem Disaccharid Trehalose
zugeschrieben, das die Zellen schützt, indem es
die Hydrathülle der Proteine und Membranlipide ersetzt.
Viele Insekten, die im Winter ein Einfrieren überleben
und auch trockenresistente Pflanzen nutzen ebenfalls
Trehalose als Schutz für ihre Membranen und Proteine.
Das Verhindern der Austrocknung ist für terrestrische
Pflanzen und Tiere eine der größten homöostatischen
Herausforderungen. Menschen beispielsweise sterben,
wenn sie nur zwölf Prozent ihres Körperwassers verlieren
(Dromedare können hingegen einen fast doppelt
so hohen Wasserverlust überleben). Anpassungen, die
den Wasserverlust verringern, sind deshalb der Schlüssel
zum Überleben an Land. Genauso, wie eine wachsüberzogene
Cuticula zum Erfolg der Landpflanzen
beigetragen hat, hilft die Beschaffenheit ihrer Körperoberfläche
den meisten Tieren, eine Dehydrierung zu
vermeiden. Beispiele hierfür sind die Wachsschichten
auf dem Exoskelett von Insekten, die Gehäuse von Land-
Wasseraufnahme
(ml)
Wasserabgabe
(ml)
Wasserhaushalt
einer Kängururatte
(2 ml/Tag)
Aufnahme mit
der Nahrung (0,2)
aus dem Stoffwechsel
(1,8)
Urin
(0,45)
Kot (0,09)
Verdunstung (1,46)
Wasserhaushalt
eines Menschen
(2500 ml/Tag)
Aufnahme mit
der Nahrung (750)
Aufnahme
mit
Flüssigkeit
(1500)
aus dem Stoffwechsel
(250)
Urin
(1500)
Kot (100)
Verdunstung (900)
Abbildung 45.6: Wasserhaushalt bei zwei landlebenden Säugern.
Abbildung Kängururatten, 2.30: die im Südwesten Wasserhaushalt der USA leben, bei ernähren zwei landlebendesächlich
Säugern. von trockenen Samenkörnern und trinken kein Wasser. Eine
sich haupt-
Kängururatte gewinnt Wasser vorwiegend aus ihrem Zellstoffwechsel
und verliert das meiste Wasser durch Verdunstung beim Gasaustausch. 33
Im Gegensatz dazu nimmt ein Mensch Wasser vorwiegend durch Essen
und Trinken auf und verliert den größten Teil dieses Wassers mit
dem Urin.