Im Winter stellen Tiere und Pflanzen ihr Überleben auf spezielle und angepasste Überdauerungsprozesse um, damit sie bestmöglich mit dem kalten Klima zurechtkommen. Bei den Tieren geht es vor allem darum, den Energieverlust möglichst gering zu halten, während Pflanzen versuchen, möglichst wenig Wasser zu verlieren.
Überwinterung bezeichnet die Strategie von verschiedenen Lebewesen, die kalte Jahreszeit in den gemäßigten und kalten Klimazonen durchzustehen. Fachsprachlich wird die Überwinterung auch "Hibernation" genannt.
Überwinterungsformen – Tiere
Bei den Überdauerungsformen in der Tierwelt kann zwischen einer Winterruhe, einem Winterschlaf und einer Winterstarre unterschieden werden. Es gibt aber auch Tiere, die keine Art von Überwinterungsform betreiben.
Es gibt auch winteraktive Tiere, die im Winter wach bleiben und weder ruhen noch schlafen. So überdauern einige Vogelarten trotz Kälte in ihrer Heimat und Säugetiere wie Füchse und Hasen bleiben im Winter weiterhin aktiv.
Winterschlaf
Den Winterschlaf kannst Du Dir wie einen lang andauernden Ruhezustand bei Tieren vorstellen. Die Tiere "verschlafen" dabei die kalte Jahreszeit und wachen nicht einmal auf, um Nahrung aufzunehmen. Sie suchen sich dabei ein geschütztes Nest, in dem sie dauerhaft schlafen können. Das Nest kann mit Gras oder Wolle isoliert werden.
Der Winterschlaf ist ein schlafähnlicher Zustand, der von einigen gleichwarmen Tieren im Winter betrieben wird. Er dient dazu, Energie einzusparen und beginnt im Herbst, wenn die Tiere ihre Stoffwechselaktivitäten stark herunterfahren und die Körpertemperatur absinkt.
Tiere, die einen Winterschlaf halten, sind beispielsweise:
- Igel
- Fledermaus
- Murmeltier: Während des Winterschlafs sinkt ihre Körpertemperatur von beispielsweise von 39 °C auf rund 7 °C ab.
Generell lässt sich sagen, dass die Körpertemperaturen der Winterschläfer auf 1 °C bis 9 °C absinken. Hinzu kommt, dass das Herz der Tiere langsamer schlägt und sie weniger atmen. Igel atmen dann beispielsweise nur noch ein- bis zweimal die Minute.
Der Zustand, in dem sich die Tiere während des Winterschlafs befinden, wir auch als Torpor bezeichnet. Er ist mit einer Lethargie vergleichbar, in der alle energieintensiven Prozesse wie der Stoffwechsel auf ein Minimum reduziert werden.
Winterruhe
Bei der Winterruhe fallen die Tiere nicht in eine so tiefe Schlafphase wie die Winterschläfer. Sie wachen regelmäßig auf, um Nahrung zu sich zu nehmen. Außerdem sinkt die Körpertemperatur während der Ruhephasen nicht ab.
Bei einer Winterruhe handelt es sich um einen Winterschlaf, der von Wachphasen unterbrochen wird. Diese nutzen die Tiere dann zum Fressen. Die Winterruhe betreiben einige gleichwarme Tiere, deren Körperkerntemperatur währenddessen nicht abfällt. Durch die Winterruhe bewegen sich die Tiere weniger, um wie beim Winterschlaf Energie zu sparen.
Die gleichwarmen Tiere können unabhängig von der Außentemperatur ihre Körpertemperatur nahezu konstant halten.
Bekannte Tiere, die eine Winterruhe betreiben, sind Eichhörnchen, Braunbären, Waschbären und Dachse.
Tiere lassen sich in wechselwarme (poikilotherme) und gleichwarme (homoiotherme) Lebewesen unterteilen. Gleichwarme Tiere, wie der Mensch, halten eine konstante Körpertemperatur eigenständig aufrecht und sind nur bedingt von der Umgebungstemperatur abhängig. Bei wechselwarmen Tiere, wie Eidechsen, entspricht die Körpertemperatur der Umgebungstemperatur.
Unterschied Winterschlaf und Winterruhe
Ein wesentlicher Unterschied der beiden Überdauerungsformen ist, dass sich die Tiere beim Winterschlaf in einem Zustand vergleichbar mit einer Lethargie befinden. Bei der Winterruhe dagegen wird der Schlaf der Tiere von Wachphasen unterbrochen, da sie nach Futter suchen. Beim Winterschlaf ernähren sich die Tiere von den Fettreserven, es wird also nicht aktiv nach Futter gesucht.
Winterstarre
Bei der Winterstarre handelt es sich – wie es der Name bereits verrät – um einen Zustand, bei dem die Tierkörper erstarren. Es können also keine Muskelkontraktionen mehr erfolgen. Dadurch kann auch keine Nahrungsaufnahme mehr stattfinden und die Stoffwechselvorgänge sind stark verlangsamt.
Die Winterstarre kann auch als Kältestarre bezeichnet werden. Bei einer Winterstarre sind die Tiere bewegungsunfähig und Körperfunktionen werden fast vollständig lahmgelegt. Sie tritt ein, wenn die Außentemperatur unter 0 °C fällt. Die Winterstarre kommt nur bei wechselwarmen Tieren vor und wird hormonell gesteuert.
Zu den Tieren, die im Winter in eine Kältestarre verfallen, gehören beispielsweise
Physiologie der Winterstarrer
Bei wechselwarmen Tieren passt sich die Körpertemperatur der Außentemperatur an. Sie sinkt deshalb entsprechend mit der Außentemperatur ab. So können die Tiere Temperaturen unter 0 °C trotzdem überleben. Normalerweise würden bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt die Körperflüssigkeiten gefrieren. Um dies zu verhindern, weisen diese Tiere eine erhöhte Glucosekonzentration in ihren Körperflüssigkeiten auf.
Überwinterung Reptilien
Reptilien suchen sich für die kalte Jahreszeit bestimmte Unterschlüpfe wie Laub- und Komposthaufen, Bodenlöcher oder Stellen mit dichter Vegetation. Sie bauen sich bis zum Winter Fettreserven auf, um währenddessen nicht essen zu müssen. Bei Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt sind die Reptilien sogar noch bewegungsfähig, bei tieferen Temperaturen fallen sie dann in eine Winterstarre.
Überwinterungsformen im Überblick
Zur Veranschaulichung bekommst Du hier noch einmal einen kompakten Überblick aller drei oben beschriebenen Überwinterungsformen:
Form | Thermoregulation | Körpertemperatur | Fressen | Wachphasen |
Winterruhe | Gleichwarm | Bleibt gleich | Ja | Regelmäßig |
Winterschlaf | Gleichwarm | Sinkt stark ab | Nein | Selten |
Winterstarre | Wechselwarm | Je nach Außentemperatur | Nein | Keine |
Sonderform: Vogelzug
Zugvögel verlassen in der kalten Jahreszeit ihre Heimat und fliegen in wärmere Gebiete. Einige Vogelarten aus Deutschland beispielsweise fliegen in die warmen Regionen Südeuropas oder Afrikas. Die Routen der Zugvögel führen also in warme Gebiete, in denen sie weder Energie für den Wärmeerhalt aufbringen noch lange nach Futter suchen müssen.
Wenn Du mehr zum Thema Vogelzug erfahren möchtest, dann lies Dir gern die Erklärung "Zugvögel" durch.
Überwinterung – Pflanzen
Pflanzen haben ganz unterschiedliche Überwinterungsstrategien entwickelt. Insgesamt lässt sich jedoch sagen, dass alle Pflanzen während der kalten Jahreszeit einen Zustand mit niedriger Aktivität einnehmen. Hierzu gehört, dass sie beispielsweise keine Photosynthese mehr betreiben und ihr Wachstum eingestellt ist.
Überwinterung bei einjährigen Pflanzen
Bei den einjährigen krautigen Pflanzen findet die Ausbildung der gesamten Pflanze in nur einer Vegetationsperiode statt. Angefangen bei der Ausbildung der Blüte, über die Befruchtung und Bildung neuer Samen, bis hin zum Absterben der Pflanze. Ihre "Überwinterungsstrategie" ist also, dass sie den Winter als Samen überstehen.
Zu den einjährigen Pflanzen gehören beispielsweise: Sonnenblume, Ringelblume, Mais
Bei einer Vegetationsperiode handelt es sich um den Zeitraum im Jahr, in dem Pflanzen Photosynthese betreiben und gleichzeitig wachsen, blühen und fruchten. Der Beginn einer Vegetationsperiode ist gekennzeichnet mit dem Beginn der Blüten und das Ende mit dem herbstlichen Blattfall. Die Periode außerhalb der Vegetationsperiode ist die Vegetationsruhe.
Überwinterung bei zweijährigen Pflanzen
Die zweijährigen krautigen Pflanzen überdauern zwei Vegetationsperioden. Sie entwickeln im ersten Jahr eine oberirdische Sprosse. Diese stirbt dann im Herbst bis auf die erste Blattrosette ab, mit der die Pflanzen den Winter überdauern.
Im zweiten Jahr bilden sie dann eine Blüte und somit Früchte und Samen aus. Die Pflanze geht nach der zweiten Periode ein und es bleiben die Samen übrig, aus denen dann im nächsten Jahr wieder neue zweijährige Pflanzen entstehen können.
Blattrosetten befinden sich am Stängelgrund einer Pflanze. Sie entstehen durch das Ausbleiben einer Streckung im Abschnitt der Sprossachse.
Zu den zweijährigen Pflanzen gehören beispielsweise:
- Löwenzahn
- Gänseblümchen
- Fingerhut
- Stiefmütterchen
- Gemeine Nachtkerze
Strategie der Stauden
Stauden sind mehrjährige bzw. ausdauernde krautige Pflanzen, die für den Winter spezielle Überwinterungsknospen besitzen.
Zu diesen Knospen gehören beispielsweise Knollen, Zwiebeln, Stolonen und Rhizome.
Die Knospen liegen entweder unter oder knapp über der Erdoberfläche. Hier speichern sie ihre Energie ab. Im Winter verhält es sich bei ihnen ähnlich wie bei den Zweijährigen, da auch hier gegen Ende der Vegetationsperiode die oberen Pflanzenteile absterben. Die Stauden treiben zu Beginn der nächsten Vegetationsperiode wieder aus den Überwinterungsknospen aus.
Die Strategie der Laubbäume
Die sommergrünen Laubbäume werfen im Herbst ihre Blätter ab. Bevor sie das tun, entziehen sie den Blättern so viele Nährstoffe und Chlorophyll wie möglich. Deshalb sind die abgefallenen Blätter auch braun, da sie den Farbstoff Chlorophyll nicht mehr enthalten, der sie grün erscheinen lässt.
Wichtige Nährstoffe werden dann im Stamm, in den Zweigen und in der Wurzel eingelagert, um so den Winter überdauern zu können. Da der Boden im Winter oft gefriert, können die Bäume in dieser Jahreszeit nicht so viel Wasser aufnehmen. Daher kommt es auch zum Abwerfen der Blätter, da über sie zu viel Wasser verdunsten und die Bäume so vertrocknen würden.
Immergrüne Pflanzen
Die immergrünen Pflanzen behalten ihre Blätter während der kalten Jahreszeit. Einige der Pflanzen haben die Strategie, die Blätter einzurollen, damit die Blattoberfläche verringert und somit weniger Wasser verdunstet wird.
Nadelbäume verlieren, im Gegensatz zu den Laubbäumen, ihre Blätter in Form von Nadeln im Winter nicht. Das liegt daran, dass die Nadeln durch eine feste Oberhaut nur wenig Wasser über die Verdunstung verlieren. Die Oberhaut kannst Du Dir wie eine isolierende Wachsschicht vorstellen.
Überwinterung – Gewächshaus
Nicht-winterharte Pflanzen sollten zur Überwinterung in einem Gewächshaus unterkommen. Hierzu gehören mediterrane und exotische Pflanzen. Sie haben keine Überwinterungsstrategie entwickelt, da sie aus Gebieten stammen, in denen es alljährlich warm ist.
Zu den mediterranen bzw. exotischen Pflanzen gehören:
- Olivenbäume
- Dattelpalmen
- Zitruspflanzen
- Oleander
Überwinterungsformen - Das Wichtigste
- Bei den Überdauerungsformen in der Tierwelt kann zwischen einer Winterruhe, einem Winterschlaf und einer Winterstarre unterschieden werden.
- Bei einer Winterruhe handelt es sich um einen Winterschlaf, der von Wachphasen unterbrochen wird.
- Beim Winterschlaf fallen die Tiere in einen Torpor.
- Bei der Winterstarre handelt es sich um einen Zustand, bei dem die Körper der Tiere erstarren.
- Zugvögel verlassen in der kalten Jahreszeit ihre Heimat und fliegen in wärmere Gebiete.
- Insgesamt lässt sich bei den Pflanzen sagen, dass alle während der kalten Jahreszeit einen Zustand mit niedriger Aktivität einnehmen.
- Die sommergrünen Laubbäume werfen im Herbst ihre Blätter ab.
- Nadelbäume verlieren im Winter ihre Blätter in Form von Nadeln nicht.
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