Atmungsökologie der Känguruhratte

Information:

Die Känguruhratte lebt in trockenen Halbwüstengebieten wie der Sonora. Sie ernährt sich vorwiegend von Samenkörnern. Trotzdem ist es für sie nicht lebensnotwendig, Wasser zu trinken. Die relative Luftfeuchtigkeit in dieser Region liegt normalerweise bei ca. 25%.

1. Diskutieren Sie allgemein, welche physiologischen Möglichkeiten ein Säugetier hat, seine Wasserbilanz bei knappen Einnahmemöglichkeiten zu verbessern.
2. Verfolgen Sie den Weg der Luft von der Einatmung (Nasenspitze bis zur Lunge) bis zur Ausatmung. Beschreiben Sie, wie sich die Luftzusammensetzung und die Lufttemperatur an den jeweiligen Orten verändert. Verwenden Sie dazu die Abbildungen 1 bis 3.
3. Aus Abb. 4 und der Tabelle 1 gehen zwei Interpretationsmöglichkeiten bzw. zwei biologische Funktionen hervor, die die Nasenpassage für das Tier haben könnte. Nennen Sie diese beiden Möglichkeiten und bewerten Sie sie.
4. Wie muss die Nasenpassage gebaut sein, damit sie diese Aufgaben besonders gut gewährleisten kann ? Lassen sich auch Vermutungen über die Lebensweise der Känguruhratte anstellen ?
 
Art der Wärme Zugefügt beim Einatmen [cal] Rückgewonnen beim Ausatmen [cal] % Ersparnis
Wärme durch Verdunstung 28,5 23,5 83
Anwärmen der Luft 6,8 7,4 107
Gesamtwärme 35,3 30,9 88
Tab. 1 Vergleich der Wärmemengen, die bei der Känguruhratte zur Erwärmung und Anfeuchtung von 1 Liter Luft benötigt werden mit den den Wärmemengen, die bei der Ausatmung zurück gewonnen werden. Atmosphärische Bediungungen: 15 0C, 25% rel. Luftfeuchtigkeit.
 

Abb. 1 Temperaturen in der Nasenpassage der Känguruhratte 

Obere Kurve: Lufttemperatur 28 0C, relative Luftfeuchtigkeit 100%.
Untere Kurve: Lufttemperatur 28 0C, relative Luftfeuchtigkeit 0%.
Körpertemperatur jeweils 38  0C.

Abb. 2 Wasserdampfgehalt der Luft bei 100%iger Sättigung in Abhängigkeit von der Lufttemperatur.
Abb. 3 Schematische Darstellung der Wasserrückgewinnung aus der Ausatmungsluft bei der Känguruhratte. 
Die getüpfelte Säule zeigt die Wassermeng, die benötigt wird, um Luft von 15 und 25% rel. Luftfeuchtigkeit auf 38 0C und 100% rel. Luftfeuchtigkeit aufzusättigen. Die Temperatur der Ausatmungsluft ist unter diesen Bedingungen 13 0C. 
Rechts sind die Verhältnisse bei 30 0C und 25% rel. Luftfeuchtigkeit dargestellt. 

Mario Hupfeld ,78464 Konstanz, Mario.Hupfeld@uni-konstanz.de
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