Kälte erprobt

Claudia Weiss | Ausgabe 01 - 2012

Nicht jedes Tier kämpft im Winter mit der Kälte. Schneeflöhe, aber auch Landschildkröten brauchen kühle Temperaturen, um zu leben und sich fortzupflanzen. Und auch farbenprächtige Tulpen gäbe es ohne Kälte nicht.

Wenn die Wälder tief verschneit sind und die meisten Tiere im Winterschlaf ruhen oder hungrig auf Nahrungssuche umherstreifen, macht sich Jürg Zettel auf die Pirsch: Der emeritierte Professor für Zoologie und Ökologie sucht dann nach Schneeflöhen. Während vieler Jahre hielt er mit Studentengruppen rund um Bern nach den dunklen Linien im Schnee Ausschau, die verraten, dass hier Kolonien von winzigen Schneeflöhen unterwegs sind. «Winter», sagt Zettel, «ist für den Schneefloh die schönste Zeit.» Bei Kälte und Feuchtigkeit lebt das kleine Tier förmlich auf, das eigentlich gar kein Floh ist, sondern ein Springschwanz – ein winziges, algen- und pilzfressendes Ur-Insekt.

So sehr Schneeflöhe die Kälte für ihr Überleben brauchen, gefriertauglich sind sie deshalb trotzdem nicht. Sänke ihre Körpertemperatur unter den Gefrierpunkt, würden sich im Körper des Tieres lebensgefährliche Eiskristalle bilden, die sämtliche Zellen zerreissen könnten. Damit dies nicht passiert, verfügen Schneeflöhe über ein ausgezeichnetes natürliches Mittel: «Sie produzieren eine Art körpereigenen Frostschutz», erklärt Zettel. Die Grundlagen dafür nehmen sie bereits mit ihrer algenreichen Nahrung auf. In Tests haben Zettel und seine Frau Ursula, ebenfalls Biologin, herausgefunden, dass Schneeflöhe besser «frostgeschützt» sind, wenn sie ausschliesslich Algen zu fressen erhalten, die bereits frostresistent sind. So sind sie selbst im unterkühlten Zustand, also bei Temperaturen unter ihrem eigentlichen Gefrierpunkt, noch voll mobil. Ab minus 2 Grad Celsius wird es jedoch auch den Schneeflöhen langsam zu kalt, und sie ziehen sich vorsorglich in den Boden zurück oder unter den Schnee, der eine ideale Kälteisolation bietet. Ihre Wohlfühl-Temperatur liegt zwischen 0 und 5 Grad Celsius.

12 Grad bedeutet sterben

Bei dieser «Hitze» fühlt sich der Gletscherfloh, eine verwandte Springschwanzart, schon nicht mehr gut: Am behaglichsten ist ihm bei Temperaturen um die Null Grad Celsius, das heisst, er ist an jene Kühle angepasst, die für die obersten Gletscherschichten typisch ist. Wird es wärmer, kommen Gletscherflöhe zunehmend ins Keuchen: Je höher ihre Umgebungstemperatur ist, desto grösser wird ihr Sauerstoffbedarf, ihr Enzymstoffwechsel läuft heiss, und bei etwa 12 Grad Celsius sterben sie. Dafür können die Winzlinge prima Minustemperaturen verkraften und bleiben selbst bei 15 Grad unter null quicklebendig – was auch nötig ist, um im Gletschereis zu überleben. Damit sie nicht gefrieren, reichern sie ihre Körperflüssigkeit mit einer Frostschutzsubstanz aus speziellen zuckerhaltigen Eiweissen an, dadurch senkt sich ihr Gefrierpunkt erheblich.

Wenn Warmblüter winterlich kühl werden

Säugetiere und Vögel verbringen den Winter je nach Veranlagung auf unterschiedliche Weise. Die einen versenken sich in einen Winterschlaf, die anderen versuchen auf jede mögliche Weise, Wärme und Energie zu gewinnen. «Kälte bedeutet für alle einen enormen Energieaufwand», sagt Zoologe Jürg Zettel. «Die Tiere versuchen sich genügend Energie anzufressen und fahren ihren Körper in den Energiesparmodus herunter.» Auch für Winterschläfer ist eine kühle Temperatur in diesem Moment lebenswichtig: Wird es zu warm, kurbelt das ihren Stoffwechsel an, ohne dass sie richtig wach werden und neue Nahrung zu sich nehmen können. So können sie quasi schlafend verhungern. 

Murmeltiere beispielsweise verkriechen sich nicht nur zum Schutz vor Kälte in ihre Höhlen zwei Meter unter dem Boden, sondern auch zum Schutz vor zwischenzeitlich höheren Wintertemperaturen. So senkt sich die Temperatur im Bau von etwa zwölf Grad im Herbst bis auf die Nullgradgrenze im Frühjahr. Und das mitgeschleppte Heu dient ihnen nicht nur als Polster, sondern auch als Notvorrat im Frühling – wenn sie ausgehungert aufwachen, aber draussen noch kein Futter finden. 

Fledermäuse wiederum, die sich an kühlen, feuchten Orten zum Winterschlaf hängen, können zwar im Schlaf erfrieren, wenn ihre Körpertemperatur zu tief sinkt. Dafür sparen sie auch Energie, wenn es kälter wird. Bei 5 Grad Celsius schlägt ihr Herz noch höchstens 32-mal pro Minute. Sinkt die Temperatur zu stark ab und müssen die Fledermäuse die Temperatur bei minus 5 Grad Celsius ausgleichen, rast das Herz vorübergehend mit 200 Schlägen pro Minute, bis die Körpertemperatur wieder im gefahrlosen Bereich über null Grad liegt und der Kreislauf erneut auf noch gerade neun Herzschläge pro Minute heruntergefahren werden kann. Damit lässt sich der Energieverlust so gering wie möglich halten, was wiederum die Überlebenschancen erhöht. Auch bei Warmblütern gilt: Wenn schon Winter, dann gleich richtig.

Auch Zecken mögen es kalt

Ähnliches gilt auch für die Zecken: Je kälter der Winter, desto mehr Zecken lauern im Frühjahr. Das liegt daran, dass sie nur bei richtig klirrender Kälte in die Winterstarre fallen und so den Winter unbeschadet überstehen. Ist es zu warm und nass, bleiben sie wohl oder übel aktiv und können dabei wegen Nahrungsmangel verhungern – was allerdings eher der Zecke Leid, dafür des Menschen Freud ist. Mehr Freude als die Zecken bereiten den Menschen wohl jene Schmetterlingsarten, die sich vor der kalten Zeit verpuppen und den Winter dann in einer sogenannten Diapause verbringen. In dieser Zeit wird ihre Entwicklung ganz einfach gestoppt und läuft erst wieder an, wenn die Temperaturen über eine gewisse Grenze steigen und die Tage wieder für eine minimale Stundenzahl hell sind. Erst dank der Kälteperiode kann sich aus einer Winterpuppe ein prächtiger Frühlingsschmetterling entwickeln. Frost mag für uns Menschen ungemütlich sein – für die Natur ist er durchaus nützlich.

Fotos: Peter Duelli, fotolia.com, Jürg Zettel


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