Energiebedarf eines Tieres in Abhängigkeit von Größe, Aktivität und Umwelt

Um zu wachsen, Schäden auszubessern, sich zu bewegen und sich fortzupflanzen, benötigen Tiere chemische Energie. Energiefluss und Umwandlung von Energie bestimmen den Nahrungsbedarf eines Tieres und stehen mit seiner Größe und Aktivität sowie mit seiner Umwelt in Beziehung.

Bereitstellung und Nutzung von Energie

Tiere nutzen chemische Energie aus der Nahrung (=> Abbildung 40.11). Diese wird durch enzymatische Hydrolyse abgebaut (siehe Abbildung 5.1 b) und die Nährstoffe werden von den Körperzellen aufgenommen. Die meisten energiehaltigen Moleküle werden zur ATP-Produktion eingesetzt. ATP, das im Rahmen von Zellatmung und Gärung (siehe Kapitel 9) produziert wird, treibt die Zellarbeit an und versetzt Zellen, Organe und Organsysteme in die Lage, all die Aufgaben zu erfüllen, die ein Tier am Leben halten. Energie in Form von ATP wird auch zur Biosynthese genutzt, die für Wachstumsprozesse, Reparatur von Schäden, Synthese von Speichermaterial wie Fett und Gametenproduktion unverzichtbar ist. Die Nutzung von ATP, vor allem bei der Muskelkontraktion, erzeugt Wärme, die entweder vom Tier an die Umgebung abgegeben wird oder zur Aufwärmung des Körperinneren dient.

Quantifizierung des Energieverbrauchs

Die Energiemenge, die ein Tier pro Zeiteinheit verbraucht, wird als seine Stoffwechselrate bezeichnet - die Summe aller Energie benötigenden biochemischen Reaktionen in einem bestimmten Zeitintervall. Energie wird in Joule (J) beziehungsweise Kilojoule (kJ) gemessen. (Ein Joule entspricht 0,24 Kalorien.)

Die Stoffwechselrate lässt sich aber auch anhand der Sauerstoffmenge oder der Kohlendioxidmenge bestimmen, die im Rahmen der Zellatmung aufgenommen beziehungsweise abgegeben wird.

Tiere müssen für Grundfunktionen wie Zellfunktion, Atmung und Herzschlag eine minimale Stoffwechselrate aufrechterhalten. Die minimale Stoffwechselrate eines nicht wachsenden Endothermen, der in Ruhe ist, einen leeren Magen hat und keinem Stress ausgesetzt ist, wird als Grundumsatz (basal metabolic rate, BMR) bezeichnet. Der Grundumsatz wird in einem Temperaturbereich bestimmt, in dem das Tier weder Wärme erzeugen noch abgeben muss.

Der Grundumsatz des Menschen liegt für erwachsene Männer bei durchschnittlich 6500-7500 kJ pro Tag und für erwachsene Frauen bei 5500-6500 kJ je Tag. Diese Werte entsprechen etwa dem Energieverbrauch einer 75-Watt-Glühbirne. Im Gegensatz dazu verbraucht ein ektothermer Mississippi-Alligator (Alligator mississippiensis) in Ruhe bei 20 °C nur 250 kJ pro Tag. Da dies weniger als 1/200stel des Energieverbrauchs eines etwa gleich schweren Menschen ist, wird der geringere Energiebedarf bei Ektothermie sehr deutlich.

Schematischer Überblick über die Bioenergetik eines Tieres

Abbildung 40.11: Schematischer Überblick über die Bioenergetik eines Tieres.

 
Quelle
< Zurück   INHALT   Quelle   Weiter >