Überlebenskünstler im Frack
Pinguine leben in den kalten Polargebieten der Antarktis und an den Südspitzen von Australien, Südamerika und Südafrika. Eiskalte Meeresströmungen laden dort sicher nicht gerade zum Baden ein. Aber Pinguine lieben die Kälte geradezu, weil ihre Körpertemperatur mit 39 Grad Celsius stets sehr hoch ist. Die Natur hat sich einige Kniffe einfallen lassen, damit Pinguine ihre hohe Temperatur auch in noch so kalten Gegenden halten können.
Kaum ein anderer Vogel hat ein so dichtes Gefieder wie der Pinguin. Die Federn sind zum Schutz vor kaltem Wasser wie Dachziegel angeordnet. Die feinen Daunen darunter enthalten unzählige Luftblasen, die vor Kälte isolieren. Denn Luft ist ein schlechter Wärmeleiter - wir kennen das Prinzip von doppelt verglasten Fenstern. Unter dem wärmenden Frack haben die watschelnden Vögel eine zusätzlich wärmende Fettschicht.
Aber vielleicht haben Pinguine ja kalte Füße? Stehen sie doch in der Antarktis oft auf Schnee und blankem Eis. Weit gefehlt. Das Blut der Vögel wird abgekühlt, bevor es in die Füße gelangt, so dass keine Wärme verloren geht und die Füße immer Umgebungstemperatur besitzen. Wenn das Blut gut gekühlt wieder zurück fließt, muss es durch zahlreiche Blutgefäße hindurch und wird somit wieder aufgeheizt.
Frostschutzmittel im Blut
Pinguine sind hart im Nehmen. Doch es gibt ein Tier, dessen Überlebensstrategie gegen Kälte sogar Experten staunen lässt: den Nordamerikanischen Waldfrosch, wissenschaftlicher Name Rana silvatica. Er kann das, wovon viele Menschen träumen: tief gefroren auf einen Neuanfang warten. Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus - ließe sich ein Mensch für bessere Zeiten einfrieren, würden die scharfen Eiskristalle seine Zellwände irreparabel beschädigen.
Der Überlebenstrick des Frosches: Zucker. Im Spätherbst beginnt die Leber des kleinen Frosches mit der Produktion von Zucker. Dadurch steigt der Blutzuckerspiegel bis zum Winter auf das bis zu 250-fache des natürlichen Wertes an. Die Körperzellen bleiben dadurch auch bei größeren Minusgraden intakt - ein perfektes Frostschutzmittel. Man kann den Waldfrosch regelrecht einfrieren. Wird er wieder aufgetaut, hüpft er munter von dannen.
Der Trick mit den Kristallisationskernen
Sehr kleine Mengen an reinem Wasser erstarren erst bei Temperaturen weit unter Null Grad Celsius, weil die Entstehung von Eis an so genannte Kristallisationskerne, wie beispielsweise Staubpartikel, gebunden ist. In geringen Wassermengen oder sehr reinem Wasser fehlen diese Kerne. Daher entstehen auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt keine Eiskristalle.
Dieses Phänomen macht sich unsere heimische Getreideblattlaus (Sitobion avenae) zu Nutze. Sie übersteht ohne zu erfrieren Temperaturen von bis zu minus 23 Grad - ganz ohne Frostschutzmittel. Und: Ihre Nahrung aus Pflanzensaft enthält kaum Kristallisationskerne. Andere Insekten entleeren vor der Winterruhe ihren Darm und hören auf zu fressen. Dadurch entfernen sie, wie zum Beispiel der Marienkäfer, die dort vorhandenen Kristallisationskerne.
Schwarze Haut schützt vor Kälte
Eisbären verlassen sich auf ihr wärmendes Fell und ihre Hautfarbe. Die Haare des Eisbären sind hohl. So entsteht ein wärmendes Luftpolster. Zudem ist die Haut des arktischen Räubers schwarz und schluckt die wärmenden Sonnenstrahlen. Auch ist er wesentlich massiger als seine Verwandten aus den warmen Gebieten, und seine Ohren sind klein. Das alles sind Körpermerkmale, um möglichst wenig Wärme abzugeben.
Landschaftsextreme zeigen sich im Körperbau
Wie sehr sich Leben an seine extreme Umgebung anpasst, sieht man an den Tieren, die in beiden Extremen überleben. Es gibt den Polarfuchs (Alopex lagopus) in den eisigen Weiten der Arktis und den Wüstenfuchs, den Fenek (Vulpes zerdus), in der Gluthitze der Sahara. Die Unterschiede sind schon auf den ersten Blick auffällig.
Der Polarfuchs ist wesentlich größer. Eine größere Körpermasse bedeutet geringere Wärmeverluste. Je mehr Oberfläche ein Tier hat, umso mehr Wärme wird es abgeben. Das ist für den Polarfuchs fatal, der kleine Fenek ist froh über jedes Grad Kühlung, das er erzielen kann. Dies wird sehr deutlich am zweiten auffälligen Merkmal. Die Ohren des Polarfuchses sind klein und fast im prächtigen, dichten Fell versteckt. Der Wüstenfuchs besteht fast nur aus Ohren. Mit seinen riesigen Lauschern sieht er aus, als habe ihn Walt Disney entworfen. Aber diese Ohren sind kein Gag. Über die große Oberfläche kann er sehr viel Hitze abgeben, die Ohren wirken wie Kühllamellen.
Hüpfer und Wachs gegen die Wüstenglut
Die einen frösteln bei minus fünf Grad, die anderen schwitzen bei 23 Grad. Der heiße Sand der Wüsten kann jedoch an der Oberfläche bis zu 80 Grad Celsius erreichen. Dumm, wenn man so klein ist, dass man sich immer in der Nähe des Sandes aufhalten muss. In der Namib-Wüste leben Schwarzkäfer (Onymacris plana), deren Beine lang wie Stelzen sind. Sie halten den Sand „auf Abstand“. Schwarzkäfer sind sie ebenfalls nur noch dem Namen nach, denn durch Wachsausscheidungen ist ihr Körper nicht mehr in Hitze speicherndem Schwarz, sondern in reflektierendem Weiß gehalten.
In den amerikanischen Wüsten hat die Sidewinder Klapperschlange das gleiche Problem. Schlangen leben nun einmal auf dem Bauch. Die Sidewinder hat immerhin 50 Prozent Abhilfe geschaffen. Beim Vorwärtsschlängeln hebt sie den Körper an und hinterlässt so charakteristische „halbe“ Spuren, die ihr auch den Namen (Seitenkriecher) eingebraucht haben.
Skorpione haben als Verdunstungsschutz eine sehr dicke Wachsschicht, die so genannte Cuticula. Die Tiere sind nachtaktiv und vergraben sich tagsüber im Sand. Skorpione können in der Dürrestarre ein Jahr ohne Wasser- und Nahrungsaufnahme überleben.
