Ökophysio der Tiere Flashcards
Murmeltier: braunes Fettgewebe
Dient der zitterfreien Wärmeproduktion- genügend Wärmeproduktion während Winterschlaf.
- gut durchblutet, viele Mitochondrien+ Kapillaren.
-> Wärmegewinnung ohne körperliche Anstrengung- nur durch die Entkoppelung der Mitochondrien/ oxidative Phosphorylierung der ATP- Synthese.
Wo kann Hautatmung beobachtet werden? Durch was ist sie limitiert?
Diffusion durch die Haut nur möglich, wenn realtiv dünne Schicht (ca 1mm). -> Barrierefunktion dann aber nicht mehr gegeben!
-> wasserlebende Invertebraten (Hydren, Planarien)
-> wasserlebende Vertebraten (Fische- nur 02 Aufnahme)
-> wasserlebende Organismen mit schlecht ausgebildeten Kiemen (Salamander& Frösche)
-> terrestrisch kaum: Ausnahme: lungenloser Salamander
Unstirred layer
Im Wasser geringeres Vorkommen von O2+ höhere Viskosität-> Gase diffundieren schlechter.
Wenn Tiere O2 durch Diffusion aufnehmen möchten, ohne sich zu bewegen dauert die Diffusion auf Grund der erhöhten Viskosität zu lange… = Unstirred layer = etwas O2 aufgenommen, Aber es folgt keines mehr nach…
Gegenstromprinzip in der Kiemenlamelle
Kiemenlamelle= funktionelle Einheit an den Kiemenfillamenten (an Kiemenbögen)
Blutstrom in den Lamellen genau entgegen dem Wasserstrom-> perfekter Austausch.
+ Diffusion wird erhöhter durch eine EXTREM dünne Schicht (2 Zellschichten)
- sog. pillar cells schhützen die Lamellen vor Kollabs.
Buccal Pumping
Wasserstromerzeugung bei Teleostiern.
Kiemendeckel während Einsog durch den Mund geschlossen, öffnen um Wasser rauszulassen.
Tidal Atmung
Wasser gelangt durch die Kiemen rein und wieder raus (9 Auge; Stör)
Wie erfolgt die Wärmeproduktion im braunen Fettgewebe der Winterschläfer?
Es wird Noradrenalin freigesetzt, dieses bindet an Rezeptoren an den Mitochondrien, Dadurch erhöhte Expression von UPC1.
UPC1 verhindert die Ausbildung von ATP im Mitochondrium, indem der Aufbau eines Protonengradienten verhindert wird. -> die Gesamtenergie einer Fettsäure wird in Wärmeenergie umgewandelt.
Wie erfolgt die Wärmeproduktion im braunen Fettgewebe der Winterschläfer?
Es wird Noradrenalin freigesetzt, dieses bindet an Rezeptoren an den Mitochondrien, Dadurch erhöhte Expression von UPC1.
UPC1 verhindert die Ausbildung von ATP im Mitochondrium, indem der Aufbau eines Protonengradienten verhindert wird. -> die Gesamtenergie einer Fettsäure wird in Wärmeenergie umgewandelt.
Unterschiede Winterschlaf/ daily Torpor?
Winterschlaf: langfristig, deutliche Reduzierung Herzrate, Atemfrequenz, Körpertemperatur, Metabolismus
Daily Torpor: kurzzeitige Antwort auf schlechte Umweltbedingungen. Kann das ganze Jahr über auftreten. Körpertemperatur weniger extrem gesenkt. Bsp Kolibris.
Winterschlaf: längerer Zeitraum, meist im Winter. Drastische Senkung der Körpertemperatur, starke Reduzierung des Stoffwechsels. Bsp Igel, Murmeltier
Warum ist der Bär kein echter Winterschläfer?
Regelmäßige Aufwachphasen -> Futtersuche. - Körpertemperatur wird hochgehalten und Stoffwechselraten verhältnismäßig hoch gehalten.
Freece avoidance
Frostvermeidung
gefrieren= lethal
Supercoolingpoint höher (Unterkühlen -> kein Einfrieren), Supercoolingkapazität hoch
Gefrierschutzproteine
Keine ice nucleating agents = Eiskristalle
Geschützte Bereiche werden aufgesucht- nur bis ca -20 Grad
Zbsp: antarktischer Eisfisch
Freece tolerance
Frosttoleranz
Flüssigkeit im extrazellulären Raum gefriert - Zellen und Gewebe bleiben unbeschädigt
Ice nucleating agents
Geringerer Supercoolingpoint (ermöglicht gezieltes einfrieren), geringere supercooling Kapazität
Cryoprotectane und antifreeze proteine intrazellulär
Extreme Bedingungen möglich (bis zu -70 Grad)
Zbsp. Holzfrosch
Warum haben Tiere, die freece tolerant sind oft einen niedrigeren Supercoolingpoint als Tiere, die freece avoidance nutzen?
Weil freece tolerante Tiere gezielt extrazelluläre Regionen einfrieren lassen und freece avoider Einfrieren allgemein verhindern indem sie unterkühlen.
Welchen EInfluss hat die Temperatur auf Substrat- Enzymaffinität?
Enzyme sind bei höheren Temperaturen aktiver, daher ist die Enzym- Substrataffinität erhöht. Allerdings findet ab einem turning point Denaturierung der Enzym statt. Jedes Enzym besitzt einen optimalen Temperaturbereich.
Ablauf des Gefrierens bei freece toleranten Tieren
Akkumulation von Cryoprotectans in den Zellen.
Erhöhen der ice nucleating agents
Extrazellulärer Raum friert von Außen nach innen ein.
