Die Idee zu diesem Unterricht ist dem Themenheft „Überleben in der Kälte“ entnommen, in dem unter anderem der Frage nachgegangen wird, wie Tiere in extremer Kälte überleben können. Als Beispiel werden die Kaiserpinguine betrachtet, die sich den unwirtlichsten Lebensraum unseres Heimatplaneten erschlossen haben, die Antarktis. Diese Tiere haben eine sehr interessante und recht erfolgreiche Strategie bei der Fortpflanzung entwickelt.

Die Tiere wandern im März teilweise viele hundert Kilometer weit aufs Packeis und bilden dort Kolonien. Wenn die Kaiserpinguinweibchen ihr ca. 450 g schweres Ei abgelegt haben, verlassen sie die Kolonie und kehren ins Meer zurück. Die Kaiserpinguinmännchen halten während der 64 Tage dauernden Brutphase das Ei warm. Dabei verlieren sie etwa ein Drittel ihres Körpergewichts. Bei Stürmen und eisigen Temperaturen drängen sich die Tiere der Brutkolonie eng aneinander und wechseln regelmäßig die Position, so dass sich jedes Tier mal am Rand und mal im Innern der Kolonie befindet. Das Ei tragen sie dabei unter ihrem Federkleid geschützt in einer Bauchfalte auf den Füßen mit sich.

Diese Informationen sollten genügen, um mit den Lernenden der Frage nachzugehen, warum die Kolonie für das Überleben der einzelnen Tiere so bedeutsam ist.

Das Themenheft bietet dazu geeignete Texte. Zudem sei empfohlen, den Lernenden weiteres Material zur Verfügung zu stellen oder ihnen den Zugriff auf ausgewählte Internetquellen zu ermöglichen. Auch kann folgender Versuch zur Lösung der gestellten Aufgabe beitragen:

Mehrere Reagenzgläser werden – wie in der Abbildung – aufgestellt und mit heißem Wasser befüllt. Dann werden Thermometer in der gezeigten Weise hineingestellt und die Temperaturen in regelmäßigen Abständen gemessen. 

 

 brutkolonie

Ergebnis:

Es zeigt sich, dass das Wasser in der Mitte der Reagenzglasgruppe die Wärme am längsten halten kann, während sich das Wasser in dem alleinstehenden Reagenzglas rasch abkühlt. 

Mögliche Auswertung

Das dicht aneinander gedrängt Zusammenstehen in der Kolonie minimiert Wärmeverluste und sichert damit das Überleben der Tiere.

Bei Außentemperaturen von -50°C und mehr kann es im Innern der Pinguinansammlung bis zu +30 °C warm werden, was für die Tiere grenzwertig ist. Sie drängen deshalb nach außen und machen den Tieren Platz, die nach innen wollen. So erklärt sich das Entstehen der sogenannten „Huddles“, in denen die Pinguine einer Kolonie stetig im Kreis rotieren.

Werden einzelne Tiere aus der Gruppe herausgedrängt und vereinzelt, steigt deren Verlust an Körperwärme rasch an. Um ihn auszugleichen, müssen sie entsprechend mehr Energie aus ihren Fettreserven bereitstellen. Da diese aber knapp sind, sind Wärmeverluste grundsätzlich lebensbedrohend.