Protokoll zur Temperaturorgel PDF

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Dies ist ein Protokolll zum Versuchstag Temperaturorgel. ...

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Goethe Universität

Protokoll zum Versuchstag „Temperaturorgel“ 07.05.2020 vorgelegt von:

Nida Balci

Inhaltverzeichnis

Einleitung _________________________________________________________________ 1 A.

Mittelmeergrille ________________________________________________________ 2 A.1 Material und Methoden_______________________________________________________ 2 A.2 Ergebnisse __________________________________________________________________ 2 A.3 Diskussion __________________________________________________________________ 4

B.

Mehlkäfer _____________________________________________________________ 5 B.1 Material und Methoden _______________________________________________________ 5 B.2 Ergebnisse __________________________________________________________________ 5 A.3 Diskussion __________________________________________________________________ 6

Literaturverzeichnis _________________________________________________________ 7 Internetverzeichnis __________________________________________________________ 7

Einleitung Jedes Lebewesen ist in seiner Umwelt abhängig von den biotischen und abiotischen Faktoren. Biotische Faktoren sind Einflüsse der Umwelt, mit denen die Lebewesen selbst in Kontakt stehen, so wie die Nahrung, Partnersuche und Konkurrenz. Abiotische Faktoren können nicht von den Lebewesen beeinflusst werden, so wie Wasser, Licht und Temperatur. Der Faktor Temperatur ist für den einzelnen Lebewesen enorm wichtig. Jedes Lebewesen besitzt einen Toleranzbereich. Dieser reicht vom Minimum über das Optimum bis ins Maximum. Innerhalb dieses Bereiches ist es einem Organismus möglich, zu leben. Befindet sich das Lebewesen außerhalb dieser Grenzen, so wird ihm das Leben unmöglich werden. In diesem Toleranzbereich gibt es, wie bereits genannt, einen Optimum. Dieser Bereich wird von den Lebewesen präferiert und wird daher auch Präferendum genannt. Jedes Lebewesen bzw. jede Art besitzt einen individuellen Toleranzbereich. Die Thermoregulation hängt von jeder Klasse eines Organismus ab. Insekten sind poikilotherm. Ihre Körpertemperatur passt sich an die Umgebung an. (Oehlmann, 2019). Die Mittelmeergrille Gryllus bimaculatus gehört zur Familie der Grillen und zur Klasse der Insekten. Auch sie sind wechselwarm. Sie kommen, wie der Name sagt, im gesamten Mittelmeer von Spanien bis Griechenland vor. Dort suchen sich die Grillen Plätze wie Macchie, Magerrasen und Dünen. Sie sind Herbivore und ernähren sich von lebenden und toten Pflanzenteilen. Die Mittelmeergrillen können bis zu 30mm lang werden. Sie unterscheiden sich phänotypisch zwischen Männchen und Weibchen. Die Weibchen besitzen eine 15mm lange Legeröhre (siehe Temperaturorgel-Skript). Ein weiteres Lebewesen, welches wechselwarm ist, ist der Mehlkäfer. Die Mehlkäfer Tenebrio molitor L. kommt weltweit überall vor. Sie befinden sich häufig in Getreideabfällen, Mahlprodukten, Nudeln und Futtermitteln, weil sie sich von ihnen ernähren. Die Mehlkäfer sind als Schadensverursacher bei Getreidevorräten bekannt. Sie können bis zu 18mm lang werden und sind dunkel gefärbt. Es gibt keine phänotypischen Merkmale bzw. Unterschiede zwischen Weibchen und Männchen. Wenn die Eier abgelegt werden, schlüpfen nach vier Wochen die Larven. Bei einer Massenvermehrung können mehrere Genrationen in einem Jahr entstehen. Eine weitere wichtige Eigenschaft der Mehlkäfer ist, dass sie nachtaktiv sind (siehe Temperaturorgel-Skript).

1

A. Mittelmeergrille A.1 Material und Methoden Im Skript sind die Materialien und die Durchführung des Versuchs detailliert beschrieben (Klimpel und Schleucher (2020) Anleitung zu den Versuchen der Spezialisierung I – Tierphysiologie. Institut für Ökologie, Evolution und Diversität.).

A.2 Ergebnisse Im Folgenden werden alle Ergebnisse zu den jeweiligen Versuchsansätzen zusammengefasst. In der Diskussion werden die Tabellen zusammen erörtert. Die Zahlen 1-13 unterhalb der Temperaturen stehen für die Nummerierungen der Thermometer. Tabelle 1 und Abbildung 1 sind die Ergebnisse aus dem 1. Versuchsansatz. Tabelle 2 und Abbildung 2 sind die Ergebnisse aus dem 2. Versuchsansatz. Tabelle 3 und Abbildung 3 sind die Ergebnisse aus dem 3. Versuchsansatz. Tab. 1: Vier weibliche Grillen in der Helligkeit: Temperatur [°C] MIN 28 27 26 26 24 24 23 22 1 2 3 4 5 6 7 8 2 1 1 3 2 1 6 2 1 1 9 3 1 12 15 2 1 1 18 2 21 2 24 1 1 27 30 1 1 1

21 9

20 10

20 11

19 12

18 13

1

2 1 1 4

1 1 1

MW 27 25,8 27,3 27,8 27,3 23 23,5 21 18 25,3 24,6

Die Tabelle zeigt die Werte von vier weiblichen Grillen und ihren Aufenthalt in einer Temperaturorgel. Die Höchsttemperatur in dieser Orgel beträgt 28°C. Die niedrigste Temperatur ist 18°C. Alle drei Minuten wurde dokumentiert, wo die Grillen sich befinden. Zu fast jedem Zeitpunkt befand sich mindestens eine Grille im Bereich des 1. Thermometers. In der 12. Minute befanden sich sogar drei Grillen bei 28°C. Die andere Grille befand sich bei 27°C. In Minute 24 befand sich keine Grille im Bereich von 26-28°C. Die Grillen waren verteilt. Eine befand sich bei 24°C. Weitere bei 22°C und 20°C. Die letzte Grille befand sich bei 18°C. In der 27.Minute befanden sich sogar alle 4 Grillen bei 18°C.

2

Deutlich zu erkennen ist, dass sich die Grillen bei 30min Laufzeit überwiegend in den wärmeren Bereichen aufhielten. Das durchschnittliche Temperaturpräferendum variiert von Minute zu Minute. Der Gesamtmittelwert liegt bei 24,6°C. Tab. 2: Vier männliche Grillen in der Helligkeit: Temperatur [°C] MIN 28 27 26 26 24 24 23 22 1 2 3 4 5 6 7 8 3 3 6 3 9 3 12 1 1 15 3 1 18 3 1 3 1 21 24 3 1 27 2 1 1 30 2 1 1

21 9

20 10 1

20 11

19 12

18 13 1

1 1

1

MW 26 25,5 26 23,3 27,8 27,8 27,8 27 27,3 26,8 26,5

Tabelle 2 zeigt den gleichen Versuchsansatz. Diesmal wurden statt weiblicher Grillen männliche verwendet. Hier wird deutlich, dass sich immer mindestens eine Grille im Bereich des. 1 Thermometers befand. Bei 7 Zeitpunkten befanden sich immer drei Grillen bei 28°C. In Minute 12 befand sich nur eine Grille bei 28°C. In der restlichen Zeit befanden sich jeweils zwei Grillen in diesem Bereich. Nur in Minute 6 und 12 befanden sich jeweils eine Grille in der kältesten Ecke der Orgel. Überwiegend befanden sich die Tiere in den wärmeren Bereichen. Der durchschnittliche Messwert des Temperaturpräferendums liegt bei 26,5°C. Tab. 3: 2 weibliche [w], 2 männliche [m] Grillen in der Helligkeit: Temperatur [°C] MIN 28 27 26 26 24 24 23 22 1 2 3 4 5 6 7 8 3 w,m w 6 w m 9 w,w m m w,m w 12 w,m m 15 18 ww,mm 21 ww,mm 24 ww m m 27 w,m m w 30 w,mm

21 9 m w,m

20 10

20 11

19 12

18 13 m

w

w

MW 25,2 23,2 24,5 27 25,5 28 28 27,2 26,7 25,5 26,08

Die Ergebnisse aus Tabelle 3 zeigen, dass die Grillen sich überwiegend in den wärmeren Gebieten aufhielten. Drei Einzelfälle beweisen das Gegenteil. In der Minute 9 befand sich eine männliche Grille bei 18°C. In der 30. Minute befand sich ebenfalls ein Weibchen in der kältesten Zone. In der 15. Minute befand sich ein weiteres Weibchen in der Zone 19°C.

3

Die meisten Grillen, unabhängig von ihrem Geschlecht, befanden sich in der Temperaturzone zwischen 26 und 28°C. In den Minuten 18 und 21 befanden sich alle 4 Grillen in der wärmsten Zone. Immer wieder waren einzelne Grillen in dem Bereich zwischen 21-24°C.

A.3 Diskussion Aus den drei Versuchsansätzen kann man den Unterschied der Temperaturpräferenz der Weibchen und Männchen feststellen.

Das durchschnittliche Temperaturpräferendum der

Weibchen beträgt 24,6°C. Die der Männchen beträgt 26,5°C. Der Mittelwert von dem Versuch aus beiden Geschlechtern beträgt 26,08°C. Während des Versuchs stellt man fest, dass sich die Männchen und Weibchen in wärmeren Gebieten aufhalten. Männliche Grillen bevorzugen noch etwas mehr Wärme, wie aus Versuch 2 zu erkennen ist. Die weiblichen Grillen halten sich im Schnitt bei 18-27°C auf, so die Mittelwerte aus Tabelle 1. Die Männchen jedoch weisen eine geringere Variabilität der Temperaturpräferenz auf. In Tabelle 2 gehen die Mittelwerte von 30 Minuten Versuchszeit von 23,3°C bis 27°C. Dementsprechend halten sich die Männchen in viel wärmeren Bereichen auf, als die Weibchen. In dem 3. Versuchsansatz wird deutlich, dass der Mittelwert dem Mittelwert aus dem 2. Versuchsansatz ähnelt. Nur vereinzelt sind Grillen in den kälteren Bereichen zu erkennen. Der Hauptaufenthaltsort befindet sich in den Bereichen von 27-28°C. Interessanterweise hielten sich die weiblichen Grillen nun vermehrt in den wärmeren Gebieten auf, obwohl dies nicht der zwingende Fall in dem 1

ersuchsansatz war. Wenn der

Faktor Geschlecht eintritt, bevorzugen die Grillen das Gemeinsam Sein. Möglich wäre hier die hohe Wahrscheinlichkeit der Fortpflanzung, die das Präferendum erklärt. Männliche Grillen zirpen nur in warmen Gebieten. Das erklärt, warum der Mittelwert aus Versuch 2 höher ist, als bei Versuch 1. Mit dem Zirpen lockt das Männchen die Weibchen an. Das nun vermehrte Auftreten der Weibchen in warmen Gebieten erklärt, dass sie angelockt worden sein könnten (Elliott). Wenn sich also beide Geschlechter einer Art in der Temperaturorgel befinden, so ändert sich das Präferendum der Weibchen. Aus diesem Grund ähneln sich die Mittelwerte aus Versuchsansatz 2 und 3. Gryllus bimaculatus sind Arten, die im Mittelmeergebiet, wie Spanien und Griechenland vorkommen. Ihr Temperaturoptimum ist dementsprechend eher warm und geht bis zu 28°C.

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B. Mehlkäfer B.1 Material und Methoden Im Skript sind die Materialien und die Durchführung des Versuchs detailliert beschrieben. (Klimpel und Schleucher (2020) Anleitung zu den Versuchen der Spezialisierung I – Tierphysiologie. Institut für Ökologie, Evolution und Diversität.).

B.2 Ergebnisse Im Folgenden werden alle Ergebnisse zu den jeweiligen Versuchsansätzen zusammengefasst. In der Diskussion werden die Tabellen zusammen erörtert. Die Zahlen 1-13 unterhalb der Temperaturen stehen für die Nummerierungen der Thermometer. Tabelle 4 und Abbildung 4 sind die Ergebnisse aus dem 4. Versuchsansatz. Tabelle 5 und Abbildung 5 sind die Ergebnisse aus dem 5. Versuchsansatz. Tab. 4: 10 zufällige Mehlkäfer in der Helligkeit: Temperatur [°C] MIN 28 27 26 26 24 24 23 22 1 2 3 4 5 6 7 8 3 2 1 6 1 1 9 1 2 1 12 1 2 1 2 15 18 1 21 1 24 2 1 27 2 30 1

21 9 1 1

1 3

20 10 1 1 1 2 1 2 2 1 1 2

20 11 1 1 1

19 12 1 1 1 2

1 3

1 1

18 13 4 5 3 6 3 5 7 3 3 4

MW 20,8 19,9 21,1 19,2 19,3 19,4 19 20,9 20,8 19,8 20,02

10 zufällige Mehlkäfer unabhängig von ihrem Geschlecht befinden sich in der gleichen Temperaturorgel. Hierbei wird der Unterschied der Werte zwischen der Hellig- und Dunkelheit gemessen. Keine der Mehlkäfer befindet sich während des ganzen Versuches im Bereich von 27-28°C. Die Aufenthaltsorte der Mehlkäfer erstrecken sich über einen großen Raum. Die maximale Höchsttemperatur an denen sich die Mehlkäfer befinden, beträgt 26°C. Die meisten Mehlkäfer jedoch befinden sich in dem Raum, in dem die Temperatur zwischen 18 und 20°C beträgt. In Minute 21 befinden sich 7 Mehlkäfer in der kältesten Zone. Der Mittelwert der 10 Mehlkäfer in 30 Minuten beträgt 20°C.

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Tab. 5: 10 zufällige Mehlkäfer in der Dunkelheit: Temperatur [°C] MIN 28 27 26 26 24 24 23 22 1 2 3 4 5 6 7 8 3 6 1 9 12 15 1 18 21 24 1 27 1 30

21 9

20 10 3

20 11 3 1 1

19 12 1

3 1 5 1

3 3 5

18 13 7 7 7 9 6 9 5 6 5 5

MW 18,6 18,6 19,1 18,2 19,2 18,2 19 19,2 19,7 19 18,8

Die Tabelle zeigt den gleichen Versuch der Mehlkäfer. Dieses Mal in der Dunkelheit. Deutlich zu erkennen ist, dass die meisten der Mehlkäfer sich ausschließlich in den kälteren Bereichen aufhielten. In den Minuten 12 und 18 befinden sich neun Mehlkäfer im Bereich 18°C. Während der gesamten Zeit sind mindestens 5 Mehlkäfer in der kältesten Zone, meistens aber mehr. In der 9.Minute befindet sich nur ein Mehlkäfer im Bereich, wo die Temperatur 26°C beträgt. Insgesamt befinden sich die meisten Mehlkäfer in einem Temperaturpräferendum von 18-20°C. Dies zeigt der durchschnittliche Mittelwert ebenfalls, denn die Durchschnitttemperatur beträgt 18,8°C.

A.3 Diskussion In diesen Versuchsansätzen geht es um den Einfluss Licht. Deutlich erkennbar sind die Werte, die sich unterscheiden, da der Faktor Licht eine große Rolle spielt. Die Mehlkäfer präferieren eher kühle Gebiete. Bei Helligkeit liegt das höchste mittlere Temperaturpräferendum während eines Messintervalls bei 21,1°C. Der niedrigste mittlere Temperaturpräferendum

während

eines

Messintervalls

beträgt

19°C.

Sobald

die

Temperaturorgel abgedeckt ist, ändern sich die Werte jedoch sehr. Zuvor kam es vor, dass sich bis zu drei Mehlkäfer häufig in einem Bereich aufhielten, dessen Temperatur 26°C betrug. In der Dunkelheit war dies jedoch nur bei einem Mehlkäfer zweimal der Fall. Die meisten Mehlkäfer befanden sich in der Dunkelheit in den Bereichen von 18-20°C. Auch die Mittelwerte des Temperaturpräferendums bei der abgedunkelten Orgel reichen von 18,2°C bis 19,7°C. Während der Helligkeit war der niedrigste mittlere Temperaturpräferendum während eines Messintervalls 19°C. In der Dunkelheit wurde dieser Wert zur Höchsttemperatur, in denen die Mehlkäfer sich aufhielten. Die Mittelwerte zwischen der Helligkeit und Dunkelheit variieren.

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Mehlkäfer sind nachtaktiv. Nachts sinken die Temperaturen und aus diesem Grund bevorzugen die Mehlkäfer kühle Orte. Ihre dunkle Farbe könnte als Schutz vor Fressfeinden dienen. In der Dunkelheit könnte diese Eigenschaft als Tarnung wirken. Die optimale Temperatur für den Lebensraum eines Mehlkäfers beträgt zwischen 18°C und 20°C, da sie während der Helligkeit auf wärmere Orte und bei der Dunkelheit auf kühlere Orte angewiesen sind.

Literaturverzeichnis

Klimpel, Oehlmann, Schleucher (2020) Anleitung zu den Versuchen der Spezialisierung I – Tierphysiologie. Institut für Ökologie, Evolution und Diversität: https://olat-ce.server.unifrankfurt.de/olat/auth/RepositoryEntry/7551156297/CourseNode/101606849061214/Tempera turorgel+Skript.pdf.

Oehlmann (2020). Vorlesung zur Umweltbedingungen Ressourcen und Komkurrenz: https://olat-ce.server.unifrankfurt.de/olat/auth/RepositoryEntry/7606730787/CourseNode/93668888136198/Ökologie %20%20%20Prof.%20Oehlmann/%2802%29_Umweltbedingungen_Ressourcen_Konkurrenz.pdf.

Internetverzeichnis Elliott, P. Grillen züchten. https://de.wikihow.com/Grillen-züchten [zuletzt am 08.06.2020].

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