Einführung in die Säugetiere
Angenommen, ein ektothermes Tier – z.B. eine kleine Eidechse – wird in einen Behälter gesetzt, in dem die Lufttemperatur variiert werden kann (ein nützlicher alternativer Begriff für die Temperatur „draußen“ ist Umgebungstemperatur, Ta). Die Körpertemperatur des Tieres (Tb) kann gemessen werden, während Ta verändert wird. Eine Miniatur-Temperaturmesssonde, die in die Kloake des Tieres eingeführt wird (die gemeinsame Öffnung für den Darm und das Urinogenital-System), liefert eine kontinuierliche Anzeige der Körpertemperatur. Ein solches Experiment wird im folgenden Video gezeigt.
Dieser Versuch würde mit einer angenehmen Umgebungstemperatur (angenehm für eine Eidechse) beginnen, z. B. etwa 38 °C, und die Körpertemperatur des Tieres aufzeichnen, bevor die Umgebungstemperatur auf 30 °C gesenkt und die Körpertemperatur erneut gemessen wird, nachdem das Tier sich einige Stunden lang an die veränderten Bedingungen gewöhnt hat.
Transcript: Video 1 Ein Experiment, das zeigt, dass eine Eidechse zwischen kalten und warmen Umgebungen hin- und herpendeln kann, um den Tb-Wert zu regulieren
Ende Transkript: Video 1 Ein Experiment, das zeigt, dass eine Eidechse zwischen kalten und warmen Umgebungen hin- und herpendeln kann, um Tb zu regulieren.
Lesen von Graphen
Im weiteren Verlauf dieses Abschnitts werden Sie zwei Graphen untersuchen. Graphen werden oft verwendet, um Daten auf eine Weise darzustellen, die Trends leichter erkennbar macht als in einer Tabelle. Einfache Diagramme haben zwei Achsen, von denen eine horizontal und die andere vertikal verläuft. Sie werden genauso beschriftet wie die Spaltenüberschriften einer Tabelle und die Datenpunkte werden dann aufgetragen.
Abbildung 19 zeigt die Art der Ergebnisse, die dieses Experiment liefern würde. Konzentrieren Sie sich für den Moment auf die Daten für die Eidechse. In diesem Diagramm misst die horizontale Achse die Umgebungstemperatur und die vertikale Achse die Körpertemperatur. Für einen bestimmten Ta-Wert, z. B. 38 °C, gibt es ein entsprechendes Maß für die Tb der Eidechse – in diesem Fall waren es 39 °C, was Sie überprüfen können, indem Sie der horizontalen gestrichelten Linie zur vertikalen Achse folgen, wo der Wert durch Pfeil A gekennzeichnet ist. Bei einem Ta-Wert von 30 °C betrug die Tb der Eidechse ebenfalls 30 °C, wie durch Pfeil B gekennzeichnet. Bei einer Ta von 16 °C betrug der Wert von Tb 15,5 °C, wie durch Pfeil C gekennzeichnet. Wenn der gesamte Bereich der „Eidechsen“-Werte aufgetragen wird, wird eine Linie zwischen ihnen gezogen – die niedrigsten aufgetragenen Werte von Ta und Tb sind 6 °C bzw. 5 °C.
Das gleiche Verfahren kann für ein plazentales Säugetier, wie die Katze, wiederholt werden. Schauen Sie sich nun die Katzendaten in Abbildung 19 an und überprüfen Sie, ob Sie den eingezeichneten Punkten folgen können; bei einem Ta von 10 °C beträgt Tb beispielsweise 39 °C. Das Verbinden aller gezeichneten Punkte ergibt eine abgeflachte, aber etwas „gezackte“ Linie über den gemessenen Bereich der Umgebungstemperatur.
Frage 6
Was ist der auffälligste Unterschied zwischen der Art und Weise, wie die Katze und die Eidechse auf Änderungen der Umgebungstemperatur reagieren?
Antwort
Die Körpertemperatur der Katze bleibt weitgehend gleich, wenn die Umgebungstemperatur fällt. Aber bei der Eidechse sinkt die Körpertemperatur, wenn die Umgebungstemperatur fällt.
Die endotherme Katze ist also in der Lage, ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten – bei einer hohen und konstanten Temperatur (von ca. 39 °C), während die Eidechse unter diesen Bedingungen scheinbar keine andere Möglichkeit hat, als ihre Körpertemperatur an die ihrer Umgebung anzupassen. Wie es für Säugetiere typisch ist, reguliert die Katze ihre Körpertemperatur – genauer gesagt, sie demonstriert Thermoregulation. Demnach ist die Eidechse ein Konformer – Körper- und Umgebungstemperatur ändern sich im Gleichschritt. Aber die Fähigkeit zur Thermoregulation ist nicht nur bei Säugetieren vorhanden; Vögel können dies sehr gut, und sogar einige Fische (wie der bereits erwähnte Thunfisch) und einige Insekten tun dies auf ziemlich elementare Weise. In Abbildung 19 sehen Sie, dass auch Einhufer (und der Vertreter der Beuteltiere – das Opossum) in der Lage sind, sich zu thermoregulieren, wenn auch weniger präzise als die Katze.