Begegnungen mit der Natur 6, Schulbuch

11 Stoffwechsel bedeutet Stoff- und Energieumwandlung Den Aufbau von energiearmen körperfremden Ausgangsstoffen zu energie- reichen körpereigenen Substanzen nennt man Assimilation. Durch Abbau die- ser Stoffe wiederum können Lebewesen Energie bereitstellen, die sie für die Prozesse des Lebens benötigen (Bewegung, Fortpflanzung, Erzeugung von Körperwärme, Homöostase, etc.). Diese laufende Energie- und Stoffumwand- lung ist ein wesentliches Merkmal von Lebewesen. Sie sind durch die laufende Energieabgabe an eine ständige Energiezufuhr (zB in Form von Nahrung oder Fotosynthese) angewiesen. In Sinneszellen findet Energieumwandlung statt Auch die Aufnahme und Verarbeitung von Sinnesreizen aus der Umwelt beruht auf Energieumwandlung. Trifft beispielsweise Licht auf eine Lichtsin- neszelle im menschlichen Auge, bewirkt die Lichtenergie eine chemische Ver- änderung der Sehpigmente, was wiederum zu einer elektrischen Erregung von Nervenfasern führt. Jeder Sinneseindruck wird in einen elektrischen Impuls umgewandelt und im Gehirn verarbeitet. Energiefluss in Ökosystemen Die Lebewesen eines Lebensraumes stehen in vielfältigen Wechselbeziehun- gen zueinander und bilden Nahrungsnetze. Dadurch findet ein Stoff- und Energiefluss zwischen den Organismen unterschiedlicher Ernährungsstufen (Trophiebenen) statt. Dieser Energiefluss in Lebensgemeinschaften baut auf der Primärproduktion (der Produktion von Biomasse durch autotrophe Orga- nismen) auf, der zum größten Teil auf Sonnenenergie beruht. Einen Teil der durch Nahrung aufgenommenen Energie benötigen Organismen selbst (Eigenbedarf), ein Teil wird im Nahrungsnetz an Fressfeinde (oder Parasiten). Die Primärproduzenten bilden die Nahrungsgrundlage für Konsumenten der ersten und höheren Ordnungen. Doch nur ein Teil der verwertbaren Energie erreicht die jeweils nächste Stufe, ein Teil wird von Destruenten abgebaut. Diese Energieflüsse kann man als Energiebilanz für Individuen, aber auch für Biozönosen oder ganze Ökosysteme beschreiben. Nachhaltigkeit Der Begriff Nachhaltigkeit stammt aus der Forstwirtschaft und bedeutete ursprünglich, in einem Wald nicht mehr Holz zu ernten, als nachwachsen kann. Heute meint man damit allgemein eine Lebensweise, die die Ressourcen eines Ökosystems nicht erschöpft. Der Mensch greift in die oben beschriebenen Stoffkreisläufe ein, zB durch Abbau von Rohstoffen oder Rodung von Wäldern. Der Mensch beeinflusst auch den globalen Energiefluss durch Freisetzung von CO 2 und anderen Treibhausgasen in die Atmosphäre. Dadurch wird der natürli- che, für das Leben auf der Erde notwendige Treibhauseffekt verstärkt. Das Resultat ist die globale Erwärmung. Die Auswirkungen menschlichen Han- delns auf unsere Umwelt und notwendige Änderungen der Energiepolitik sind Thema der seit Jahren andauernden Klimadiskussionen. Organismen müssen, um überleben zu können, ständig Stoffe und Energie aus der Umwelt aufnehmen (zB in Form von Nahrung). Diese Energie kann dann in andere Formen umgewandelt oder gespeichert werden. Dabei geben Lebewesen auch kontinuierlich Energie in die Umwelt ab. Diesen laufenden Verlust müssen sie ständig ausgleichen. Damit die aus der Umwelt aufgenommene Energie direkt genutzt oder für späteren Bedarf im Kör- per gespeichert werden kann, gibt es vielfältige Stoff- wechselprozesse. Sie dienen entweder dazu, Energie aus Stoffen freizusetzen, Energie in Speicherstoffe umzuwan- deln oder zB Stoffe umzuwandeln. Stoff- und Energieumwandlung Erstelle im Laufe des Jahres deine eigene „Datensammlung“ für das Basiskonzept Stoff- und Energie- umwandlung. Wo ist es dir überall begegnet? Selbst aktiv! Energieumwandlung in Sinneszellen • Lichtsinneszellen S. 66 • Gehörorgane S. 72 • Geschmacks- und Tastsinn S. 78 f Energiefluss in Ökosystemen • Energiefluss S. 123 f • Kohlenstoffkreislauf S. 124 Nachhaltigkeit • Nachhaltigkeit S. 113 • Energiepolitik S. 115 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv