Leistungskurs: Prüfung 2007

Aufgabe B2: Pinguine (Verhalten, Evolution, Stoffwechsel)

(Allgemeine Arbeitshinweise)

Wählen Sie eine der Aufgaben (B1 oder B2) aus und bearbeiten Sie diese.

Alle flugunfähigen Vogelarten, so auch die Pinguine, haben sich aus fliegenden Vorfahren entwickelt. Kaiser- und Adeliepinguine leben in der Antarktis und ernähren sich von Krill, verschiedenen Fischarten und Tintenfischen, welche zur Fortpflanzung sehr kaltes Wasser benötigen.
Ihr Körper besitzt sehr gute Strömungseigenschaften im Wasser und wird von einer dicken Fettschicht isoliert, die gleichzeitig als Energiereserve für den langen Winter dient. Das Federkleid wird ständig nachgefettet und ist mit bis zu 12 Federn/cm² sehr dicht.
Pinguine erreichen die größten Tauchtiefen und -zeiten bei Vögeln. Dafür wird im Verlauf eines Tauchgangs der Pulsschlag unterschiedlich angepasst (Abb. 3); zusätzlich speichert der Körper außer im Blut besonders viel Sauerstoff in der Muskulatur.
In den für den Tauchvorgang nicht unmittelbar benötigten inneren und peripheren Organen sinkt die Durchblutung vorübergehend bis auf 7% der Blutmenge an Land. Durch diese Anpassungen wird unter anderem die Milchsäurekonzentration in der für den Tauchprozess notwendigen Muskulatur verringert.
Alle Pinguinarten brüten in Kolonien. Ein Eindringen in den Nestbereich führt jedoch zu heftigen Reaktionen: Imponieren, Drohen, Flügelschläge und Schnabelhiebe. Bei Magellanpinguinen setzt der Revierbesitzer häufig einen schwächeren Eindringling nach und hackt auf ihn ein . Dies führt meist zu tödlichen Verletzungen.
Durch Umweltgifte und vor allem durch die zunehmende globale Erwärmung sind die Bestände der Pinguine zunehmend gefährdet. In den Jahren 1999 bis 2003 waren die Wintertemperaturen in der Antarktis deutlich erhöht. Die dort lebenden Pinguine hatten dadurch große Probleme zu überleben und vor allem ihre Jungen über den Winter zu bringen.

beim Abtauchen	beim Auftauchen
Absenken des Pulses von 210 auf 50 Schläge je Minute	Erhöhung des Pulses bis auf 290 Schläge je Minute

Abb. 3: Angepasstheit von Adeliepinguinen an das Tauchen

1.	Beschreiben Sie eine immunbiologische oder molekularbiologische Methode zur Klärung der Verwandtschaft von Arten als Voraussetzung für die Erstellung von Stammbäumen.	(3 BE)
2.	Begründen Sie die Vorteile der Senkung des Pulses beim Abtauchen, die Erhöhung des Pulses beim Auftauchen und der Sauerstoffspeicherung in Blut und Muskulatur.	(6 BE)
3.	Stellen Sie in einer Tabelle die Energiegewinnung in Muskelzellen der Pinguine unter aeroben und anaeroben Bedingungen hinsichtlich Stoffwechselprozess, Ausgangsstoff(en), Reaktionsprodukt(en) und Energiebilanz gegenüber.	(5 BE)
4.	Erklären Sie das beschriebene Verhalten von Magellanpinguinen im Brutrevier aus ethologischer und evolutionsbiologischer Sicht.	(4 BE)
5.	Begründen Sie die Gefährdung antarktischer Pinguinarten durch höhere Wintertemperaturen infolge der globalen Erwärmung.	(2 BE)