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Wüsten und Halbwüsten: In der Trockenheit überleben

Wo liegen die großen Wüsten der Erde?

Die großen Wüsten der Alten Welt bilden einen Trockengürtel, der sich vom Atlantik bis zum Indischen Ozean erstreckt. Er umfasst die Sahara, die Wüsten der Arabischen Halbinsel sowie die Trockengebiete Irans und Westindiens. Die Wüsten Australiens und die Kalahari im südlichen Afrika liegen im Bereich des südlichen Wendekreises. Polwärts der beiden Wendekreise befinden sich zahlreiche weitere Wüsten. Einige von ihnen wie die Mojavewüste in Nordamerika erstrecken sich im Westen großer Gebirgssysteme, andere wie die Namib im Südwesten Afrikas auf einem schmalen Küstenstreifen an der Westseite der Kontinente. Wieder andere wie die Gobi liegen im Inneren der Kontinente.

Zu den feuchteren Halbwüsten zählt die Sahelzone südlich der Sahara. Ein halbtrockener Saum umgibt auch die Wüsten Australiens. Die Prärien Nordamerikas sind ebenso Halbwüsten wie ein breiter Streifen im Norden der innerasiatischen Wüsten.

Sind Wüsten immer heiß?

Nur in der Vorstellung der meisten Menschen. Doch das entspricht nicht der Wirklichkeit. Die Temperaturen in Wüsten hängen von der Breiten- und Höhenlage, der Entfernung von der Küste und dem Ausmaß der Trockenheit ab.

In den Wüsten Asiens und Australiens werden im Sommer Lufttemperaturen von 50 °C erreicht. Al-Aziziyah in Nordlibyen liegt an der Spitze: Im September 1922 wurden dort 58 °C gemessen. Noch höher sind die Bodentemperaturen. Bisheriger Rekord waren 83,5 °C im Sand von Port Sudan am Roten Meer. In den gemäßigten Wüsten kann es im Winter extrem kalt werden. So fällt in der Gobi das Thermometer regelmäßig auf –20 °C.

Charakteristisch für Wüsten sind extreme Temperaturschwankungen im Tagesverlauf. In der Sahara kann die Temperatur innerhalb weniger Stunden von 37 °C bis auf –1 °C fallen. In Tucson im US-Bundesstaat Arizona wurde sogar schon eine Abweichung von 56 °C gemessen. Eines haben alle Wüsten und Halbwüsten gemeinsam: Egal, ob heiße oder kalte Wüste, Regen fällt kaum – oft sind es weniger als 100 mm im Jahr.

Wie können Wüstenpflanzen überleben?

Einige Pflanzen der Wüsten und Halbwüsten können Wasser speichern, einige versuchen die Verdunstung durch verkleinerte Blattoberflächen oder die Umwandlung der Blätter zu Dornen zu minimieren. Wieder andere lassen ihre Samen oder Knollen so lange im trockenen Boden verharren, bis ein Regenguss ihre Lebensgeister weckt.

In Wüsten können sich nur an besonders begünstigten Standorten vereinzelte Büsche und Dornsträucher behaupten. In den feuchteren Halbwüsten gedeihen hingegen mehrere speziell an die Trockenzeit angepasste Pflanzenarten.

Warum reflektieren manche Pflanzen das Sonnenlicht?

Dabei handelt es sich um eine Strategie, die Wasserabgabe zu verringern.

Die Blätter der Salzmelde z. B. sind dicht mit feinen weißen Härchen besetzt. Sie verleihen dem Strauch einen silbrigen Glanz; gleichzeitig reflektieren sie die Sonnenstrahlen. Eine ähnliche Taktik verfolgen zahlreiche australische Eukalyptusbäume, die auf ihren Blättern eine helle Wachsschicht ablagern. Dagegen scheiden Tamarisken aus dem Boden aufgenommenes Salz auf den Blättern ab – ebenfalls ein guter Schutz gegen die gleißende Sonne.

Wohin mit dem Wasser, wenn es mal regnet?

Viele Wüstenpflanzen haben einzelne Organe zu Saftspeichern umgewandelt. Auf diese Weise steht ihnen ein großes Flüssigkeitsreservoir zur Verfügung, dessen Inhalt sie in langen Trockenzeiten für den Stoffwechsel verwenden können.

Pflanzen, die Wasser speichern können, heißen Sukkulenten. Man unterscheidet Blattsukkulenten, bei denen die dicken, fleischigen Blätter oder Blattstiele als Wasserreservoir dienen, Stammsukkulenten, bei denen sich das Wasser speichernde Gewebe in den Stämmen, Sprossen oder Stängeln befindet, sowie Wurzelsukkulenten, die das Wasser in unterirdischen Organen speichern.

Zu den bekanntesten Sukkulenten zählen die in Amerika beheimateten Kakteen und die Yuccas. Ebenso gehören die in Afrika lebenden Aloen und Eiskraut- oder Mittagsblumengewächse sowie die Wolfsmilchgewächse zu den Sukkulenten. Insgesamt kennt man ungefähr 50 Pflanzenfamilien mit sukkulenten Arten.

Warum haben viele Wüstenpflanzen kleine Blätter?

Sie sparen dadurch kostbares Wasser. Mit der oft drastisch verminderten Blattoberfläche verringern die Pflanzen die Zahl ihrer Spaltöffnungen. Über diese findet hauptsächlich der Gasaustausch mit der Luft statt, und dabei geht immer auch Wasser verloren. Wegen der kleinen Blattoberfläche müssen allerdings die Stängel, auf deren Oberfläche nur wenige Spaltöffnungen vorhanden sind, einen Teil der Photosynthese übernehmen. Sie sind deshalb mit Chlorophyll angereichert und erscheinen von außen grün.

Übrigens: Einige Wüstenpflanzen haben überhaupt keine Blätter mehr, sondern überlassen den Stämmen, Trieben oder Sprossen die gesamte Photosynthese. Das gilt z. B. für die große Mehrzahl der Kakteen.

Wer hält extreme Hitze aus?

Besonders hohe Temperaturen, kurzfristig bis über 70 °C, ertragen nur Organismen in entwässertem Zustand. Viele Moose, Flechten und manche Farne, aber auch einige Blütenpflanzen können dann teilweise über Jahre im Zustand »latenten Lebens« überdauern und sichern sich auf diese Art und Weise ihr Überleben.

Auch im Tierreich gibt es solche Überlebenskünstler, etwa bei den Bärtierchen und Rädertierchen. Ihre Eiweiße sind in Abwesenheit von Wasser quasi erstarrt. Im feuchten Zustand sind sie dagegen hitzeempfindlich. Schnecken, Gliederfüßer – zu denen Insekten, Spinnen und Krebstiere gehören – sowie Echsen und Schlangen sind ebenfalls auf hervorragende Weise an die heißen Temperaturen angepasst.

Wie trotzen die Tiere den lebensfeindlichen Bedingungen?

Manche Tiere müssen sich in den kühleren Boden zurückziehen, um nicht in Hitze und Trockenheit zu verenden. Viele Reptilien haben ihre oberirdischen Aktivitäten in die kühleren Tageszeiten verlegt und manche Säugetiere gehen nur nachts auf die Jagd. Andere Tiere wiederum konzentrieren ihren Urin möglichst stark, um nur wenig Flüssigkeit abgeben zu müssen.

Einige Tiere ziehen von Wasserloch zu Wasserloch oder folgen den Regenzeiten. Manche Fleischfresser dagegen haben sich von solchen Wanderungen unabhängig gemacht, indem sie Feuchtigkeit ausschließlich aus ihrer Beute beziehen. Ameisen und Nagetiere ernähren sich überwiegend von Pflanzensamen. Von ihnen leben wiederum Eidechsen, Schlangen und Schakale. Auf diese Weise wird das kostbare, von den Wüstenpflanzen gesammelte und gespeicherte Wasser von Organismus zu Organismus weitergegeben.

Wie halten Wüstentiere Wasserverluste gering?

Zu diesem Zweck haben viele Wüstentiere ein helles Gefieder oder Fell, um die Sonnenstrahlen möglichst gut zu reflektieren. Außerdem besitzen zahlreiche Wüstentiere keine Schweißdrüsen, damit die wertvolle Flüssigkeit nicht durch Schwitzen verloren geht.

Manche Tiere wie der Fennek, ein in Afrika heimischer Wüstenfuchs, und der nordamerikanische Antilopenhase besitzen sehr große, gut durchblutete Ohren, über die überschüssige Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Viele Tiere nehmen die benötigte Flüssigkeit ausnahmslos mit ihrer Nahrung auf. Das gilt z. B. für die Kängururatte, die sich hauptsächlich von trockenen Samen ernährt, denen sie aber dennoch ausreichend Wasser zum Leben entziehen kann. Andere Wüstentiere haben auch effektiv arbeitende Nieren, die ganz auf das Einsparen von Wasser eingerichtet sind.

Warum kann Hitze tödlich sein?

Hitze schränkt die chemisch-physikalische Natur von Eiweißen ein, und das kann tödlich für Tiere und Pflanzen enden. Die Eiweißmoleküle, die als Enzyme in allen Zellen für einen funktionierenden Stoffwechsel sorgen, sind nicht hitzestabil. Oberhalb einer spezifischen Temperatur verändern die Eiweiße ihre Struktur. Dadurch können die biochemischen Umsetzungen, für die die Enzyme zuständig sind, nicht mehr ablaufen. Für die meisten höheren Pflanzen liegt diese tödliche Temperatur bei 40–55 °C, bei vielen Landwirbeltieren liegt der Wert bei 35–45 °C.

Wussten Sie, dass …

Wüsten und Halbwüsten etwa ein Drittel der festen Erdoberfläche bedecken?

in Wüsten jedes Jahr 1000–4000 mm Wasser verdunsten kann? Die Verdunstung erfolgt sowohl durch direkte Sonneneinstrahlung als auch durch die Wasserabgabe der Pflanzen.

die Samen einjähriger Wüstenpflanzen oft mehrere Jahre ruhen, um erst nach ausgiebigen Regenfällen auszukeimen? Innerhalb weniger Wochen wachsen sie zu vollständigen Pflanzen heran, beginnen zu blühen und bilden wieder Samen, die bis zur nächsten Regenzeit ruhen.

Kandelaberkakteen, die eine Höhe von bis zu 15 m erreichen, bei starken Regenfällen an einem einzigen Tag bis zu 1 t Flüssigkeit aufsaugen können?

Was sind »Lebende Steine«?

Pflanzen, die jedes Jahr nur ein einziges Paar sukkulenter Blätter bilden, die bis auf einen Spalt an der Spitze weitgehend miteinander verwachsen sind, werden auch als »Lebende Steine« bezeichnet. Der Name geht darauf zurück, dass die Sukkulenten häufig zwischen Kieseln wachsen, denen sie an Größe und Farbe zumeist so sehr ähneln, dass sie kaum zu erkennen und dadurch gut vor hungrigen Tieren geschützt sind.

Warum hecheln Tiere bei Hitze?

Hecheln ist ein sehr schnelles, flaches Atmen, das die Verdunstung aus dem oberen Atmungstrakt erhöht. Manche Tiere wie der Chuckwalla, ein nordamerikanischer Wüstenleguan, können durch Hecheln die Temperatur ihres Gehirns auf fast 3 °C unterhalb der Umgebungstemperatur abkühlen. Der Vorteil des Hechelns gegenüber dem Schwitzen ist, dass das Tier hierdurch keine Salze verliert. Schweiß enthält hingegen sehr viel Salz und der durch Schwitzen hervorgerufene Salzmangel muss über die Nahrung wieder ausgeglichen werden. Schafe, Ziegen und viele kleine Gazellen sowie die meisten Fleischfresser und sogar viele Vögel hecheln.

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