Biologie-EntdeckerInnen

Auf Grund der guten Rückmeldungen zu den im Januar 2021 erfolgreich durchgeführten Testläufe der Mathe-EntdeckerInnen und der Chemie-DetektivInnen entwickle ich derzeit neue Themen in der EntdeckerInnen Serie. Diese erste Seite der Biologie-Entdecker:innen behandelt staatenbildende Tiere.
Sollten Sie an Ihrer Schule Interesse an einem weiteren Thema haben, wenden Sie sich bitte an mich unter education@eis-coaching.com.

Staatenbildende Tiere

Als Menschen leben wir in kleinen, mittleren und grossen Gesellschaften zusammen: also von Familien übr Nachbarschaften, Dörfer, Städte bis hinzu grossen Staaten oder sogar Staatengemeinschaften wie die EU.
Je grösser der Zusammenschluss, desto besser muss alles organisiert werden, um zu funktionieren.
Es gibt aber auch Tiere, die in grossen Gruppen zusammenleben. Und zwar nicht nur als grosse Schwärme oder Herden, wie zum Beispiel Fisch- oder Vogelschwärme oder riesige Gnu- oder Zebraherden, die sich alle gemeinsam auf Futtersuche begeben.

Eines der wichtigsten Merkmale sogenannter staatenbildender Tiere ist, dass die Tiere sich Aufgaben teilen: sie sind dann arbeitsteilig. Der Fachbegriff dazu heisst Eusozialität, also ein „Füreinander da sein“. Das Wort kommt von griechischem „Eu“ für gut und „sozial“ für Gemeinschaft. (Achtung: das griechische Wort Europa heisst jetzt aber nicht „Guter Opa“ sondern st der Name einer griechischen Prinzessin, die auf einem Stier entführt wurde.

Wir kennen das vor allem von Insekten wie Bienen, Ameisen oder Termiten. Es gibt sogar ganz wenige staatenbildende Säugetiere wie den Nacktmull.
Auch hier gibt es eine Königin, die sich vermehrt, so dass alle andern Tiere der Kolonie bzw des Schwarms Kinder der Königin sind.

Bei den eusozialen Tieren gibt es quasi „Berufe“: manche Tiere spezialisieren sich auf ganz bestimmte Tätigkeiten, und können diese besonders gut.
So gibt es z.B. Soldat:innen, Sammler:innen, Pilzfarmer:innen, Larvenfütter:innen.
Wirklich Farmer:innen?  Ja!  Blattschneiderameisen z.B. ernähren sich von Pilzen, die sie auf den von Ihnen geernteten Blättern anbauen und eben nicht von den Blättern selbst.
Hier findet ihr jetzt viele spannende Informationen und Links zu verschiedenen Themen. ES gibt da auch Fremdwörter dabei, die ich oft erkläre. Falls ihr ein oder zwei Worte noch nicht kennt, könnt ihr auch Sprach-DetektivInnen sein und Eure Eltern, Geschwister und Freunde oder das Internet fragen.

Ameisen

Ameisen sind die sicherlich fast allen Menschen bekannten staatenbildenden Tiere. Weil man fast überall auf der Welt auf sie treten kann. Nur in der Antarktis gibt es keine. Wer viel Zeit hat, kann sich hier eine tolle 25 minütige Sendung aus der Reihe „Anna und die Wilden Tiere“ über Blattschneiderameisen anschauen

Ihr könnt aber auch zu den einzelnen Unterpunkten scrollen und dort kurze Filme und Websites entdecken.
Faszinierend sind auch die Weberameisen, die ganz tolle Architekt:innen sind, also tolle „Häuser“ bauen.
https://youtu.be/eEgOXuJsaT0

Wie finden Ameisen die kürzeste Entfernung zu Futter?

Lebende Flöße & Brücken

Ameisen haben ganz tolle Methoden um sich gemeinsam aus Krisen herauszuarbeiten. Hier bauen sie zum Beispiel eine Brücke:

Ameisenlarven als „Klebepistolen“

Krieg und Skavenhaltung

Verschiedene Ameisenarten führen sogar Krieg gegeneinander, andere „versklaven“ andere Lebewesen. Zum Beispiel züchten manche Ameisen Blattläuse, melken den zuckerhaltigen Saft, den die Blattläuse abgeben und schützen sie vor den hungrigen Fressfeinden der Blattläuse, den Marienkäfern.
Einen tollen langen Film darüber gibt es hier:

Bienen

Zu Bienen gibt es durch die vielen Imkervereine viel Wissen im Netz. Die Eco-Kids haben mit BEE-DIGITAL sogar eine digitale Bienenschule ins Netz gestellt.

Codierte Tänze – Wohin geht’s zum Futter ?

Über den Schwänzeltanz der Bienen erklären sich die Bienen gegenseitig, wo sich etwas zu Essen findet.

Ganz kurz in 55 Sekunden

Hier ein tolles Video von „Jugend präsentiert“ das nicht nur das WO sondern auch das WAS und WIE beantwortet.

Nacktmulle – die einzigen Säugetiere

Nacktmulle sind ganz einzigartige Tiere. Sie leben in großen unterirdischen Bauten in den Halbwüsten Ostafrikas, speziell im Süden Äthiopiens, in Kenia und Somalia. Die Art lebt in großen Kolonien in und zeigt mit dieser Staatenbildung ein bei Säugern sehr seltenes Verhalten. Eine weitere rezente eusoziale Art ist der Damara-Graumull (Fukomys damarensis)im südlichen Afrika. Und damit das Zusammenleben unter der Erde gut funktioniert, haben die Nacktmulle ein paar faszinierende Tricks entwickelt.

Atmung

Eine wichtige Rolle spielt die Atmung, da es in den Höhlen der Tiere kaum Sauerstoff gibt. Das heisst dann hypoxischer Lebensraum, von griechisch Hypo (niedrig) und dem lateinischen Wort für Sauerstoff Oxygenium. Die Lungen der Tiere sind nur sehr klein ausgebildet. Dafür hat ihr Hämoglobin eine sehr hohe Sauerstoff-Affinität, wodurch Nacktmulle sehr effizient Sauerstoff ins Blut aufnehmen können. Hinzu kommt die sehr niedrige Atmungs- und Stoffwechselrate für Tiere ihrer Größe, die den Sauerstoffverbrauch minimal hält. In längeren Hungerperioden, etwa während der Trockenzeit, wird diese Rate nochmals um etwa 25 Prozent abgesenkt.

Wärmeregulation

Nacktmulle gelten als gleichwarm, doch im Vergleich zu anderen Säugetieren fallen vor allem die Eigenschaften eines wechselwarmen Tieres auf. Sie passen ihre Körpertemperatur im Bereich zwischen 12 °C und 32 °C an die Umgebungstemperatur an. Dies hilft, bei den unterschiedlichen Temperaturen in ihren Höhlensystemen Energie zu sparen. Während in den höher gelegenen Gängen die Wärme dominiert, finden die Nacktmulle Abkühlung in den tieferen und kälteren Gängen. Die dünne Haut und die ebenfalls sehr dünne Fettschicht ermöglichen eine sehr schnelle Temperaturanpassung. Einer zusätzlichen, externen Regulation der Körperwärme dient das „Gruppenkuscheln“ im Nest: mehrere Tiere pressen sich eng aneinander.

Ernährung

Nacktmulle sind nicht nur Vegetarier sondern richtige Hunger- Durstkünstler:innen. Ihre Nahrung besteht aus sehr faserigen Pflanzenknollen, die meist keinen sehr hohen Nährwert haben. Um diese Nahrung optimal nutzen zu können, besitzen die Tiere vor allem im Blinddarm, dem Caecum, symbiotisch lebende Bakterien, die die Nahrung aufspalten und Nährstoffe verfügbar machen. Es gibt auch Hinweise auf einen Einfluss der Darmflora, die der der oft über hundertjähriger Japaner:innen auf der Inselgruppe Okinawa ähnelt.

Ähnlich wie Kaninchen nehmen Nacktmulle einmal verdaute, ausgeschiedene Nahrung ein zweites Mal auf, um sie noch effizienter zu nutzen.
Krass ausgedrückt heisst das: sie fressen also ihre eigene Scheisse (Koprophagie).

Die Tiere nehmen Mineralien auch über die Nahrung und durch Knochen auf, die sie bei ihrer grabenden Tätigkeit finden. Diese Mineralien können bei den Tieren durch Vitamin-D3-unabhängige Prozesse genutzt werden, da sich das Vitamin bei den ohne Sonnenlicht lebenden Tieren nicht bildet.

Trinkverhalten – Nacktmulle trinken nicht

Nacktmulle trinken nicht. Das benötigte Wasser gewinnen sie aus ihrer Nahrung. Da diese zudem stark salzhaltig ist, besitzen Nacktmulle sehr effiziente Nieren, die einen Harn mit einer maximalen Konzentration bis zu 1,5 Mol Salz pro Kilogramm Harn herstellen können, dies entspricht 87,5 Gramm pro Liter. Um den eigenen Stallgeruch aufzunehmen, der sich von dem anderer Kolonien unterscheidet, wälzen sich Nacktmulle in der gemeinschaftlichen Toilettenhöhle in ihren Ausscheidungen. Dieses Verhalten kennt man von vielen anderen Tieren auch. Sie können sich so untereinander „gut riechen“. Das ist beim Menschen genauso: man gewöhnt sich an die eigenen Köperdüfte (Schweiss & Pupse) und auch oft an die Körpergerüche der eigenen Familien mitglieder-

Lebenserwartung

Nacktmulle können deutlich älter als 15 Jahre werden. Zwei Wissenschaftler:innen schildern den Wurf eines 21,7 Jahre alten Weibchens, andere wiesen ein Alter von mehr als 28 Jahren nach. Damit übertreffen Nacktmulle andere Nagetiere wie Maus, Ratte und Hamster um ein Vielfaches. Während letztere meist durch Krebserkrankungen sterben (oder gefressen werden) und dies durch eine hohe Reproduktionsrate kompensieren, sind das Genreparatursystem und die Proteinstabilität bei Nacktmullen offenbar erheblich besser ausgebildet.
Als Gemeinschaft zusammenzuleben hat also anscheinend lebensverlängernde Vorteile.

Krebszellen und Hyaluronsäure – kompliziert aber spannend

Der nächste Abschnitt wird jetzt sehr wissenschaftlich, aber könnte für die Fortgeschrittenen von Euch ganz interessant sein!
Eine Studie aus dem Jahr 2013 legt als Ursache eine spezielle Version des Glykosaminoglykans Hyaluronsäure nahe, die etwa fünfmal so groß ist wie beim Menschen oder Nagetieren und mit dem Zellunterscheidungscluster CD44 interagiere, das eine frühzeitige Erkennung von Krebszellen (und eine gesteigerte Kontaktinhibition) erlaube. Das extrazelluläre kettenförmige Glykosaminoglykan Hyaluronsäure werde zudem wesentlich langsamer abgebaut als bei anderen Tierarten oder dem Menschen.

Als weitere Ursache für den Krebsschutz der Nacktmulle wird seit langem auch das Blutprotein Alpha2-Makroglobulin (A2M) u. a. an der Universität Leipzig erforscht. Vermutlich unterbricht es die Signalwege, die gesunde Zellen veranlassen, sich in Krebszellen zu verwandeln. Es kommt auch im Menschen vor, seine Konzentration nimmt aber hier ab dem Alter von 20 Jahren kontinuierlich ab. Beim Nacktmull hingegen bleibt sie lebenslang konstant hoch.[9] Da man sich hierdurch auch Krebsschutz für den Menschen verspricht, wurden die A2M von Nacktmull und Mensch verglichen.[

Schmerzunempfindlichkeit

Nacktmulle haben ein vermindertes Schmerzempfinden. Sie sind die einzige bekannte Säugetierart, deren Haut die Substanz P fehlt. Dieses aus elf Aminosäuren bestehende Molekül ist auf noch nicht abschließend geklärte Weise an der Schmerzwahrnehmung beteiligt. Nacktmulle nehmen Stiche, Hitze oder Säure zwar wahr, empfinden sie aber nicht als schmerzhaft. Werden die Tiere jedoch durch Einschleusen eines Gens zur Produktion von Substanz P gebracht, steigt ihre Schmerzempfindlichkeit deutlich an. Ergebnisse wie diese brachten Substanz-P-Antagonisten in den Fokus der wissenschaftlichen Forschung, zum Beispiel für die Schmerztherapie.

Nacktmulle weisen außerdem einen anders aufgebauten TrkA-Rezeptor auf, der im Vergleich zu anderen Säugetieren eine stark verringerte Schmerzempfindlichkeit bei Verletzungen und Entzündungen bewirkt.[12]

Noch mehr zu Tieren und Gefühle

Auf ARTE, dem tollen deutsch-französischen Fernsehsender gibt es einen tollen 50 min langen Film über die Fähigkeit von Tieren, sich in andere Tiere hineinzuversetzen. Das nennt man Empathie und ist für die Tiere wichtig, die in sogenannten Rudeln, Hordern oder anderen Familienverbänden zusammenleben:

https://www.youtube.com/cOvuTW6p4gU

Museen als Lernorte

Museen sind tolle Lernorte, auch wenn sie während Corona sehr oft geschlossen waren.
Es lohnt sich aber, manche Webseiten zu durchstöbern. Hier ist zum Beispiel eine tolle Ausstellung zu Bionik. Da geht es darum, wenn Menschen tolle Ideen aus der Natur (Bio-) nehmen, um damit technische Probleme (-nik) zu lösen.

https://www.lwl.org/bionik/LWL/Kultur/LWL-Museum-fuer-Naturkunde/Bionik/index.html


Diese Website wird ständig verbessert, um Sie optimal mit Informationen zu versorgen. Diese Unterseite wurde letztmalig im Februar 2021 aktualisiert.
Sollten Sie irgendwelche inhaltlichen oder formalen Fehler entdecken, freuen wir uns über eine entsprechende Rückmeldung unter kreissig@kreissig.net. Wir wünschen Ihnen einen wunderbaren und inspiriertenTag!
Bleiben Sie gesund 🙂


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