Kaltblüter: Wer sind sie? Wie regulieren sie ihre Temperatur?

Die Tierwelt würde in zwei Kategorien unterteilt: die sogenannten „Warmblüter“ einerseits und die sogenannten „Kaltblüter“ andererseits. Entsprechen diese wissenschaftlichen Ausdrücke der Realität oder ist sie komplexer? Hier werfen wir einen genauen Blick auf Kaltblüter und enthüllen die Grundlagen ihrer biologischen Funktionsweise.

Was bedeutet der Ausdruck „kaltblütig“?

In der wissenschaftlichen Literatur finden sich die Ausdrücke „heißblütig“ und „kaltblütig“. Warmblüter sind im Allgemeinen Vögel und Säugetiere, alle anderen sind also Kaltblüter. Allerdings haben nicht alle Tiere Blut: Schwämme, Korallen und Quallen nicht.

Wenn wir außerdem das Beispiel eines Tieres nehmen, das tatsächlich Blut hat und zu den Kaltblütern gehört, wie die Eidechse, können wir uns nur über die schlechte Übereinstimmung zwischen dem Tier und seiner Eigenschaft als Kaltblüter wundern. Tatsächlich ist es an Sommertagen nicht ungewöhnlich, einem Tier zu begegnen, das regungslos auf einem Stein in der prallen Sonne ruht. Wenn Sie in diesem Moment die Temperatur seines Blutes messen, werden Sie eine Temperatur von 45°C messen. Das ist nicht das, was man als kalte Temperatur bezeichnen würde. Im Vergleich dazu kann das Blut, das in unseren Fingerspitzen, uns Warmblütern, zirkuliert, bei niedrigen Temperaturen bei 25 °C gemessen werden. Daher müssen wir Handschuhe tragen. Diese Ausdrücke, die sich auf die Temperatur des Blutes beziehen, sind daher weit verbreitet, geben aber letztlich bei näherer Betrachtung echte Rätsel auf. Die Bezugnahme auf Blut hat daher nur symbolischen Charakter, die Ausdrücke „heißes Blut“ oder „kaltes Blut“ beziehen sich letztlich auf die Fähigkeit des Tieres, die Körpertemperatur zu regulieren.

Ektothermie, Poikilothermie und Bradymetabolismus

Warmblüter werden „Homöothermen“ genannt, ein Name, der sich aus zwei griechischen Begriffen zusammensetzt:

• ὅμοιος, hómoios, was „ähnlich“ bedeutet,
• und θερμός, Thermoskanne, was „heiß“ bedeutet.

Diese Tiere wissen, wie sie unabhängig von der Umgebung eine konstante oder relativ konstante Körpertemperatur aufrechterhalten können.

Bei Kaltblütern wurden drei unterschiedliche Mechanismen zur Regulierung der Körpertemperatur identifiziert.

Es gibt Ektothermie. Dieser Name setzt sich aus dem griechischen ἐκτός, ektos, zusammen, was „außen“ bedeutet. Ektotherme Tiere sind Tiere, deren Körperwärme durch Einfangen in der unmittelbaren Außenumgebung reguliert wird.

Es gibt Poikilothermie, vom griechischen ποικιλος, poikilos, was „verändernd, vielfältig“ bedeutet. Dies bedeutet, dass die Körpertemperatur des Tieres erheblichen Schwankungen unterliegt.

Es gibt Tiere, die sowohl „ektotherm“ als auch „poikilotherm“ sind, aber Ausnahmen verhindern, dass diese beiden Begriffe synonym verwendet werden. Der Unterschied ist leicht zu verstehen. Wenn sich die Temperatur der Umgebung, in der sich das Tier entwickelt, nicht ändert, ändert sich auch seine Temperatur nicht. Es ist daher ein Ektotherm, weil es seine Körpertemperatur über seine Umgebung reguliert, aber kein Poikilotherm, da seine Temperatur aufgrund der Konstanz seiner Umgebung im Allgemeinen konstant ist.

Schließlich gibt es noch den Bradymetabolismus. In diesem Fall ruht der Stoffwechsel. Das bekannteste Beispiel sind Tiere, die Winterschlaf halten.

Diese drei Mechanismen schließen sich nicht gegenseitig aus und werden bei den meisten Tieren kombiniert.

Die Erfolgsstrategie kaltblütiger Tiere

Muscheln und Austern beispielsweise haben durch die Herstellung der Schale Schutzmechanismen gegen Austrocknung und ihre Fressfeinde entwickelt. Andere Kaltblüter wechseln je nach Umgebungstemperatur ihren Platz, etwa Eidechsen, die sich mal in die Sonne, mal in den Schatten stellen. Wieder andere regulieren ihre Temperatur an extrem heißen Orten durch die Regulierung der Schweißbildung.

Wenn das Spiel der natürlichen Auslese die Entstehung dieser Art biologischer Funktionsweise ermöglicht hat, dann deshalb, weil sie Vorteile hat. Das Wichtigste davon ist, dass diese Tiere einen deutlich geringeren Energiebedarf haben als andere Betriebsweisen. Kaltblüter werden unter Bedingungen beobachtet, unter denen Warmblüter nicht hätten überleben können.

Viele Reptilien erwärmen sich schneller als sie abkühlen. Dazu verändern sie die Durchblutung der Haut. Durch die Erwärmung in der Sonne dehnen sich ihre Arteriolen aus, um die Wärme besser zu speichern. Wenn sich das Tier hingegen im Schatten aufhält, verringert sich der Durchmesser der Arteriolen und die Blutzirkulation verlangsamt sich, um den Wärmeverlust zu begrenzen.

Die Europäische Sumpfschildkröte oder Brenne-Schildkröte ist eine Schildkröte, die in schlammigen Umgebungen lebt und durchschnittlich 14 cm groß ist. Von November bis März überwintert die Sumpfschildkröte im Wasser oder an Land, geschützt unter einem guten Laubbett, um ein Einfrieren zu vermeiden. In Zeiten extremer Kälte schlägt sein Herz kaum. Im Frühling geht es vor allem darum, wieder zu Kräften zu kommen. Es frisst Fische, Insekten, Weichtiere und Krebstiere. Sie nimmt mehrere Stunden am Tag ein Sonnenbad, um sich aufzuwärmen und die für ihre Aktivität notwendige Energie zu speichern.

Der Königspython ist mit etwa 1,30 m der kleinste der afrikanischen Pythons. Für ihn ist der Sommer eine schwierige Zeit, denn durch die Trockenheit der Wüste verschwindet ein Großteil der Vegetation und damit auch die verfügbare Beute. Deshalb beginnt für ihn eine Ruhephase, die „Ästivation“ genannt wird.

Das westafrikanische Krokodil döst am Wasser, um sich in der Sonne zu sonnen, und öffnet regelmäßig sein Maul, um sich abzukühlen. Wenn dies nicht ausreicht, taucht es ins Wasser und kommt dann wieder heraus, um sich aufzuwärmen usw.

Wenn wir über den Atlantischen Lachs sprechen, der ein poikilothermes Tier ist, können wir auch einen neuen Begriff einführen, den des stenothermen. Dies bedeutet, dass dieser Fisch nur Temperaturschwankungen mit geringer Amplitude um Durchschnittswerte verträgt. Der für Lachse bevorzugte Temperaturbereich liegt zwischen 9 und 17 °C, der Tod tritt bei etwa 25 °C ein. Abgesehen von den optimalen Werten sind die Funktionen Nahrung, Fortbewegung oder ganz einfach die Wahrnehmung der Umwelt erheblich eingeschränkt und erfordern eine erhöhte Sauerstoffversorgung. Solange die Temperaturen nur geringfügig außerhalb des optimalen Bereichs liegen, kann die Sauerstoffversorgung durch aerobe Atmung gedeckt werden. Aber bei extremen Schwankungen wird die anaerobe Atmung ausgelöst und der Lachs gerät in thermischen Stress.

Der Grasfrosch ist der am weitesten verbreitete Braunfrosch in Europa. Er ist Tag und Nacht ein aktiver Frosch, bleibt aber an heißen Tagen versteckt. Während der Wintermonate hält es Winterschlaf, vergräbt sich unter einem Baumstumpf oder verschlammt am Grund eines Bachs oder Flusses und bleibt unbeweglich, um seinen lebenswichtigen Bedarf auf ein Minimum zu reduzieren. Die Atmung erfolgt dann über die Haut.

Über den Reichtum des Lebens kann man nur staunen. Wenn wir uns die verschiedenen Erscheinungsformen genauer ansehen, scheint Einfallsreichtum am Werk zu sein: Die Natur verfügt über große Anpassungsfähigkeiten, um auf Situationen zu reagieren, die uns manchmal sehr extrem erscheinen.