Homoiothermie

Als homoiotherm (auch: homöotherm oder gleichwarm) werden in der Zoologie Tiere bezeichnet, die ihre Körpertemperatur selbst regulieren (Vögel, Säugetiere) oder anderweitig eine konstante Temperatur (Tiefseefische) aufweisen.

Bei endothermen Organismen wie Vögeln und Säugetieren wird die gleichmäßige Körpertemperatur durch die Stoffwechselaktivität der Tiere erzeugt (s. auch Mikrovibration). Dies äußert sich insbesondere im Grundumsatz des Stoffwechsels. Gleichwarme Tiere haben einen deutlich höheren Grundumsatz (Verbrauch an Energie (pro Körpergewicht und Zeit)) als wechselwarme Tiere (poikilotherme Tiere). Bei Tiefseefischen dagegen hängt die Körpertemperatur allein von der Außentemperatur ab. Da das Wasser in der Tiefsee aber immer die gleichen niedrigen Temperaturen hat, sind sie ektotherm und gleichzeitig homoiotherm.

Regelungsmechanismen im Körper sorgen für die Konstanz der Temperatur und dafür, dass zum Beispiel bei erhöhter Außentemperatur Wärme abgeführt wird. Dies geschieht häufig durch die Verdunstung von Flüssigkeiten, beispielsweise bei Menschen durch das Schwitzen, bei anderen Arten durch Hecheln (Hunde) oder Lecken (Katzen).

Gleichwarme Tiere benötigen in der Regel eine besondere Wärmeisolierung. Bei landlebenden Tieren wird dies vor allem durch den Einschluss einer Luftschicht in Federn oder Haaren erreicht.

• Bei Vögeln wird dies besonders durch das Federkleid erreicht. Besondere Isolationswirkung haben dabei die Daunen, die deshalb auch zu Daunenkleidung, Federbetten und Schlafsäcken verarbeitet werden.
• Bei landlebenden Säugetieren wird dies durch das Haarkleid (Fell) erreicht. Besondere Isolierung wird durch die Wollhaare erreicht, die stärker als die Grannenhaare spiralisiert sind und dadurch mehr Luft einschließen können.
• Wasserlebende Säugetiere wie Wale und Robben sowie manche Vögel (Pinguine) besitzen eine isolierende Fettschicht („Blubber“), da Federn und Haare im Wasser viel von ihrer isolierenden Wirkung verlieren.
• Bei einigen Arten der Dinosaurier wurden Federn gefunden. Daher wird vermutet, dass sie zumindest ansatzweise homoiotherm waren.

Einige Säugetiere sind nicht homoiotherm im strengen Sinn. So sinkt bei Arten, die Winterschlaf halten, die Körpertemperatur in dieser Phase oft um mehr als 10 °C ab. Dadurch sparen diese Tiere in einer Phase der Inaktivität Energie und können ohne oder mit geringer (in Wachphasen) Nahrungsaufnahme mehrere Monate überdauern. Beispiele dafür sind Igel und Siebenschläfer. Sobald der Körper des homoiothermen Tieres merkt, dass er in den Zustand der Kältestarre verfällt (unter 10 °C), so wird der Stoffwechsel des Tieres in Gang gesetzt, so dass das Lebewesen wieder eine einigermaßen konstante Temperatur hat.

Auch manche Insekten haben Ansätze zur Homoiothermie entwickelt. So halten die Honigbienen die Temperatur des Brutbereichs ihres Bienenstockes durch Muskelzittern einzelner Arbeiterinnen konstant auf 35 °C, selbst bei frostigen Außentemperaturen. Bei großer Sommerhitze wird durch Wasserverdunstung und Luft zufächern durch Flügelschlagen entsprechend gekühlt. In diesem Fall bezieht sich die Homoiothermie nicht auf das einzelne Insekt, sondern auf den gesamten Staat. Eine einzelne Biene erstarrt bereits bei einer Temperatur von 10 °C und stirbt ab - siehe auch Westliche Honigbienen: Besonderheit im Stoffwechsel.

Kolibris, Schnabeltiere, große Fluginsekten und große Fische werden dagegen als poikilotherm bezeichnet, denn ihre Körpertemperatur wechselt zwar, ist aber bis zu einem gewissen Grad von der Stoffwechselintensität abhängig. Allerdings gibt es bei Thunfischen, einigen Haien (Alopias) und Rochen Blutgefäßanpassungen (Gegenstromprinzip!) in der Rumpfmuskulatur, die eine höhere Kern-Temperatur ermöglichen, und bei anderen (Schwertfische, Glanzfische) wird ähnlich das Gehirn mit erwärmtem Blut versorgt.

Relativ unbekannt ist, dass es homoiotherme Pflanzen gibt, z.B. den "Stinkkohl" Symplocarpus foetidus (und andere Aronstab-Gewächse), der selbst bei Außentemperaturen von unter 0 °C konstant eine innere Temperatur von 20 °C halten kann, da in den Mitochondrien der Blütenknospe Wärme erzeugt wird.

Weblinks

• Vergleich von wechsel- und gleichwarmen Tieren mit Temperaturtoleranzkurve

Siehe auch

• Thermoregulation
• Endothermer Organismus

Fußnoten