Als Thermoregulation bezeichnet man die Fähigkeit von Tieren, ihre Körpertemperatur durch physiologische und Verhaltensmechanismen innerhalb eines lebensnotwendigen Bereichs zu halten. Sie ist die Grundlage für konstante Enzymaktivität und Stoffwechselleistung.
• Endotherm: Körperwärme wird durch eigenen Stoffwechsel erzeugt (Säugetiere, Vögel).
• Ektotherm: Körperwärme stammt überwiegend aus der Umgebung (Reptilien, Amphibien, Fische, Insekten).
• Homoiotherm: konstante Körpertemperatur (z. B. 37 °C beim Menschen, 41 °C bei Vögeln).
• Poikilotherm: schwankende Körpertemperatur, abhängig vom Umgebungswert.
Diese beiden Achsen sind unabhängig: Tiefseefische sind ektotherm und homoiotherm (konstant kalte Umgebung); Brutvögel sind endotherm und homoiotherm.
Wärmeproduktion: Zitterthermogenese (Muskelarbeit), zitterfreie Thermogenese im braunen Fettgewebe (Entkopplerprotein UCP1, vor allem bei Neugeborenen), erhöhter Grundumsatz durch Schilddrüsenhormone (T3, T4).
Wärmeabgabe: Vasodilatation der Hautgefäße, Schwitzen (Verdunstungskälte: 2 430 kJ pro Liter Wasser), Hecheln, abgespreizte Federn/Haare.
Wärmespeicherung: Vasokonstriktion, Piloerektion (Gänsehaut), zusammengerolltes Liegen, Gegenstromaustausch im Bein (z. B. Pinguin).
Sollwert: ca. 37 °C. Thermosensoren in Haut und im Hypothalamus melden Abweichungen. Die Area praeoptica integriert die Signale und löst Gegenmaßnahmen aus. Bei Kältereiz: Vasokonstriktion und Zittern. Bei Wärmereiz: Vasodilatation und Schweißdrüsenaktivierung. Es handelt sich um einen klassischen negativen Rückkopplungskreis.
• Bergmannsche Regel: Verwandte Arten in kälteren Klimazonen sind größer (Eisbär vs. Malaienbär). Geringes Oberflächen-Volumen-Verhältnis reduziert Wärmeverlust.
• Allensche Regel: Körperanhänge (Ohren, Schwanz) sind in Kältegebieten kleiner (Polarfuchs vs. Wüstenfuchs).
• Torpor und Winterschlaf: Murmeltier senkt TK auf 5 °C, Herzfrequenz von 200 auf 5/min.
Verwechsle nicht endotherm mit homoiotherm. Endotherm beschreibt die Quelle der Wärme, homoiotherm die Konstanz der Temperatur.
Zusammenfassung: Thermoregulation umfasst alle Mechanismen, die die Körpertemperatur stabil halten. Endotherme nutzen aktiven Stoffwechsel, Ektotherme überwiegend Verhalten. Hypothalamus = Sollwertgeber.
Abitur-Tipp: Im Abi wird Thermoregulation gerne mit dem Begriff „negative Rückkopplung“ und Bergmann-/Allenscher Regel verknüpft – beide Beispiele parat haben.