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Temperatur und Leben

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Beschreibung

Produktdetails

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

19.04.2012

Abbildungen

XII, mit 123 Abbildungen, schwarz-weiss Illustrationen

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

514

Maße (L/B/H)

24.4/17/2.9 cm

Gewicht

906 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 1955

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-88378-1

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Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

19.04.2012

Abbildungen

XII, mit 123 Abbildungen, schwarz-weiss Illustrationen

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

514

Maße (L/B/H)

24.4/17/2.9 cm

Gewicht

906 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 1955

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-88378-1

Herstelleradresse

Springer-Verlag GmbH
Tiergartenstr. 17
69121 Heidelberg
DE

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  • Erster Teil. Wechselwarme Tiere und Pflanzen.- Der Einfluss der Temperatur auf physikalisch-chemische Prozesse und auf biologisch bedeutsame Stoffe.- A. Die Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit (RG).- B. Die Beeinflussung der Stoffe.- I. Wasser.- II. Eigenschaften der Proteine.- III. Hitzeeinwirkung auf Proteine.- IV. Kälteeinwirkung auf Proteine.- Der Einfluss der Temperatur auf Lebensprozesse.- A. Sich nicht verändernde Reaktionssysteme.- I. Der normale Temperaturbereich.- 1. Rasch verlaufende Temperaturänderungen.- a) Versuchsausführung.- b) Die Abhängigkeitskurven von der Temperatur und ihre Interpretierung.- 2. Sehr langsam verlaufende Temperaturänderungen (Regulationen).- a) Allgemeines über die möglichen Regulationen.- b) Typ 3.- c) Die Typen 1 und 2.- d) Typ 5.- e) Typ 4.- f) Inkonstante Vorbehandlung.- g) Die Geschwindigkeit der Anpassung.- 3. Jahreszeitliche Unterschiede.- II. Der Einfluss extremer Temperaturen.- 1. Die Resistenz verschiedener Lebensprozesse.- a) Die Wirkung hoher Temperaturen.- ?) Allgemeines über Umkehrpunkte und Letaltemperaturen.- ss) Die Ursachenfrage.- b) Die Wirkung tiefer Temperaturen.- ?) Allgemeines über eine Kälteeinwirkung.- ss) Über die Ursachen der Kälteschäden.- ?) Unterkühlungen.- ?) Eisbildung.- ?) Gefriertrocknung.- c) Hierarchische Systeme.- d) Allgemeine Resistenz.- 2. Regulationen.- a) Hitzeadaptation.- b) Kälteadaptation.- c) Die Geschwindigkeit von Hitze- und Kälteadaptation.- d) Inkonstante Vorbehandlung.- e) Weitere Adaptationserscheinungen.- 3. Jahreszeitliche Unterschiede von Hitze- und Kälteresistenz und -adaptation.- III. Gemeinsame Erklärungsmöglichkeiten von Leistungs- und Resistenzadaptation.- B. Sich ändernde Reaktionssysteme.- I. Der normale Temperaturbereich.- 1. Die Geschwindigkeit der Änderung der Systeme.- a) Konstante Temperaturbedingungen.- ?) Der Verlauf der Abhängigkeitskurven.- ss) Mathematische Interpretierung der Abhängigkeitskurven.- ?) Atmung und Nahrungsverbrauch.- ?) Mehrere variable Faktoren.- b) Inkonstante Temperaturbedingungen.- c) Regulationen.- 2. Jahreszeitliche Periodizität.- II. Extreme Temperaturen.- 1. Die Temperaturgrenzen für die Änderung der Systeme.- a) Allgemeine Resistenz.- b) Der Entwicklungsnullpunkt.- c) Die obere Grenztemperatur.- d) Die Bedeutung der Grenzen für die Verbreitung der Organismen.- e) Weitere Faktoren.- f) Regulationen.- g) Jahreszeitliche Unterschiede.- 2. Andersartige Wirkungen extremer Temperaturen.- a) Ruhezustände und ihre Induzierung bzw. Brechung durch Temperaturreize.- ?) Diapausen bei Insekten und ihre Beendigung durch Temperaturreize.- ss) Imaginale Ruhestadien bei Insekten und ihre Beendigung durch Temperaturreize.- ?) Ruhestadien bei Pflanzen und ihre Beendigung durch Temperaturreize.- ?) Die Bedeutung der Temperatur für die Induzierung von Ruhephasen.- b) Keimstimmung (Vernalisation, Jarowisation).- c) Thermische Parthenogenese.- III. Formative Wirkungen durch normale und extreme Temperaturen.- 1. Modifikationen.- 2. Die sensible Periode.- 3. Mutationen.- C. Körpertemperatur und Aussentemperatur.- I. Wärmeproduktion und -abgabe.- II. Der Einfluss der Sonnenstrahlen.- D. Temperatur und Verhalten.- I. Die Temperaturabhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit und anderer Tätigkeiten.- II. Der Einfluss auf taktische Orientierungen.- III. Der Einfluss der Temperatur auf Lernen, Gedächtnis usw.- IV. Der Temperatursinn.- 1. Receptoren und ihre Funktion.- 2. Ungerichtete Reaktionen.- 3. Taktische Orientierung in thermischen Reizfeldern.- 4. Andersartige Verhaltensweisen.- E. Die Bedeutung des Temperaturfaktors für die Verbreitung der wechselwarmen Organismen.- I. Temperaturbedingungen verschiedener Lebensräume.- II. Temperaturbedingte Verbreitungsgrenzen.- III. Ursachen der Begrenzung.- IV. Eurytherme und stenotherme Arten.- V. Verschiedene Temperaturansprüche von verwandten Arten und Rassen.- VI. Erblich bedingte Anpassungserscheinungen.- VII. Chromosomenzahl.- VIII. Der Übergang Süsswasser — Meer.- Zweiter Teil. Mikroorganismen.- Mikroorganismen.- A. Der Einfluss der Temperatur auf Wachstum und Vermehrung von Mikroorganismen.- I. Der Einfluss der Temperatur auf das Wachstum von Zellen.- 1. Exponentielles Wachstum.- 2. Proportionales Wachstum.- 3. Beziehungen zwischen Wachstumstemperatur und Zellgrösse verschiedener. Arten.- II. Der Einfluss der Temperatur auf die Vermehrung von Mikroorganismen.- 1. Vermehrungsphasen und Vermehrungskurve.- 2. Einflüsse auf die Vermehrungskurve.- a) Nährstoffkonzentration.- b) Stoffwechselprodukte.- c) Autolyse.- 3. Die Vermehrungsgeschwindigkeit.- a) Generationsdauer.- b) Technik der Vermehrungsmessung.- 4. Der Einfluss der Temperatur auf die Vermehrungsgeschwindigkeit.- a) Die Temperatur/Vermehrungskurve.- b) Temperaturgruppen.- c) Der Temperaturkoeffizient der Vermehrung.- d) Die ARRHENius-Konstante.- 5. Äussere Einflüsse auf die Temperaturabhängigkeit der Vermehrung.- a) Das Substrat.- b) Beeinflussung der Kardinaltemperaturen.- 6. Das Temperaturoptimum der Vermehrung.- a) Definition.- b) Kinetik des Vermehrungsoptimums.- 7. Die Bedeutung der Vermehrungstemperatur für die Entwicklung von Bakterienpopulationen.- B. Der Einfluss der Temperatur auf physiologische Eigenschaften von Mikroorganismen.- I. Stoffwechsel der Gesamtzellen.- 1. Kardinaltemperaturen.- 2. Die Temperaturabhängigkeit von Stoffwechselprozessen.- II. Anpassungserscheinungen.- 1. Allgemeines.- 2. Mutative Temperaturadaptation.- a) Auslösung durch die Temperatur.- b) Auslösung durch andere Faktoren.- 3. Induktive Temperaturanpassungen.- a) Resistenzänderungen.- b) Anpassung der Vermehrung.- c) Änderung enzymatischer Leistungen.- d) Sonstige Beeinflussung physiologischer Eigenschaften.- e) Beeinflussung des Stoffwechselweges.- C. Die Hitzeabtötung von Mikroorganismen.- I. Die Absterbeordnung.- 1. Der zeitliche Verlauf.- 2. Abweichungen vom exponentiellen Verlauf.- a) Resistenzunterschiede.- b) Die nicht monomolekulare Absterbeordnung 2263. Einfluss der Temperatur.- a) Die Temperaturabhängigkeit der Absterbereaktion.- b) Beziehungen zwischen Temperatur- und Zeitabhängigkeit.- 4. Die Pasteurisierung.- a) Allgemeines.- b) Erhitzungsverfahren.- c) Die Wirksamkeit der Pasteurisierung.- II. Die Hitzeresistenz von Mikroorganismen.- 1. Die Abtötungstemperaturen.- 2. Abhängigkeit der Hitzeresistenz von verschiedenen Faktoren.- a) Einfluss von Wasser.- b) Einfluss des pH-Wertes.- c) Einfluss von Salzen.- d) Einfluss von Proteinen.- e) Schutzwirkung von ölen und Fetten.- f) Unbekannte Schutzstoffe.- g) Einfluss der Keimdichte.- h) Einfluss des Alters.- i) Einfluss der Züchtungstemperatur.- j) Weitere Beziehungen zur Hitzeresistenz.- 3. Hitzeresistente Keime.- III. Die Hitzeresistenz von Enzymen.- 1. Allgemeines.- 2. Die Abhängigkeit von äusseren Faktoren.- a) Wassergehalt.- b) Art der Wasserbindung in Proteinen.- c) Einfluss von pH und Kationen.- d) Einfluss von Aminosäuren und Proteinen.- 3. Inaktivierungsmechanismus.- IV. Beziehungen zwischen Protein- bzw. Enzyminaktivierungen und Hitzeabtötung von Mikroorganismen.- 1. Inaktivierungsmechanismen.- 2. Hitzeabtötung und Reaktivierung.- a) Wärme- und Lichtreaktivierung.- b) Chemische Reaktivierung.- c) Reaktivierungen durch hohe Drucke.- 3. Temperaturmutanten.- D. Thermophile Organismen.- I. Allgemeines.- II. Die Biologie der thermophilen Mikroorganismen.- 1. Vorkommen thermophiler Bakterien.- 2. Chemische Leistungen.- 3. Klassifizierung der thermophilen Bakterien.- III. Die Thermophilie als biologisches Problem.- 1. Die Anpassungstheorien.- 2. Die plasmatischen und enzymatischen Besonderheiten.- 3. Die Hydratationstheorie.- 4. Die Lipoidtheorie.- 5. Die dynamische Theorie.- E. Die Wirkung tiefer Temperaturen auf Mikroorganismen.- I. Kälteresistenz.- 1. Abtötungstemperaturen.- 2. Äussere Einflüsse auf die Kälteresistenz.- a) Verschiedene Faktoren.- b) Einfluss von Ionen.- c) Einfluss von Kolloiden.- 3. Kälteresistenz von Viren.- II. Die Vermehrung bei tiefen Temperaturen.- III. Der Stoffwechsel bei tiefen Temperaturen.- IV. Der Mechanismus der Kälteabtötung.- 1. Allgemeines.- 2. Eisbildung.- 3. Strukturänderungen im Plasma.- 4. Kristallisation und Vitrifikation.- V. Die Absterbeordnung.- VI. Die Anwendung tiefer Temperaturen zur Haltbarmachung von Lebensmitteln.- 1. Allgemeines.- 2. Die Kälteerzeugung.- 3. Die Kühlung von Lebensmitteln.- 4. Das Gefrieren von Lebensmitteln.- a) Mechanismus.- b) Gefrierverfahren.- F. Der Temperatureinfluss auf Bakteriensporen.- I. Die Eigenschaften der Sporen.- 1. Chemische Zusammensetzung.- 2. Enzymatische Aktivität.- 3. Struktur.- II. Die Hitzeresistenz von Sporen.- 1. Die Abhängigkeit von der Temperatur der Sporenbildung.- 2. Beeinflussung der Hitzeresistenz von Sporen durch verschiedene Faktoren.- a) Wassergehalt.- b) Zucker.- c) Proteine.- d) Wasserstoffionenkonzentration.- e) Salze und Metallionen.- f) Fette.- g) Vorzüchtung.- h) Selektion.- i) Keimdichte.- j) Verschiedene Faktoren.- III. Die Temperaturabhängigkeit von Sporenkeimung und -bildung.- 1. Die Ruhephase.- 2. Hitzeaktivierung.- 3. Ursachen der Keimungshemmung.- 4. Lebensdauer von Sporen.- 5. Einfluss der Temperatur auf die Sporenbildung.- 6. Die Temperaturabhängigkeit der Keimungsgeschwindigkeit.- IV. Die Hitzeinaktivierung von Sporen.- G. Die Temperaturabhängigkeit von Giftwirkungen.- I. Temperaturkoeffizient.- II. Bakteriostatische Wirkungen.- III. Therapeutische Anwendung.- Dritter Teil. Mensch und warmblütige Tiere.- Mensch und warmblütige Tiere.- I. Homoiothermie und Poikilothermie.- II. Die Körpertemperaturen.- 1. Das Temperaturfeld des Körpers.- a) Radialer und axialer Temperaturgradient.- b) Haut- und Unterhauttemperatur.- c) Temperaturen im Körperkern.- d) Rectaltemperaturen.- 2. Körpertemperatur und Aussentemperatur.- 3. Periodische Schwankungen der Körpertemperatur.- a) Tagesschwankung.- b) Längere Temperaturperioden.- III. Homoiothermie als biologischer Regelungsvorgang.- 1. Begriff der Regelung.- 2. Biologische Temperaturregelung.- 3. Wirkungsweise der einzelnen Glieder des Regelkreises.- 4. Störungen der Regelung.- 5. Hierarchie der Regelungen.- IV. Die Bildung der Körperwärme.- 1. Grundumsatz.- 2. Wärmebildung und Körpergrösse.- 3. Die sog. Oberflächenregel.- 4. Wärmebildung und Aussentemperatur.- 5. Orte der Wärmebildung.- V. Der Abfluss der Körperwärme.- 1. Wege des Wärmetransportes.- a) Wärmestrom vom Körperinnern an die Hautoberfläche.- b) Wärmestrom zwischen Körper und Umgebung.- 2. Physiologische Steuerung des Wärmeflusses.- a) Körperhaltung.- b) Durchblutung der Haut und der Schleimhäute.- c) Haare, Federn und Luftsäcke.- d) Ventilationsgrösse.- e) Sekretion der Speichel- und Nasendrüsen.- f) Wasserabgabe der Haut.- g) Gesamtverdunstung und Lufttemperatur.- h) Sonstige Reaktionen.- VI. Nervöse und hormonale Steuerungen.- 1. Zentralnervöse Strukturen der Temperaturregelung.- a) Reiz- und Ausschaltungsversuche im Hypothalamusgebiet.- b) Integration zentraler und peripherer Temperaturwirkungen.- 2. Peripher ausgelöste Vorgänge.- a) Lokale Vasomotorik.- b) Reflektorische Steuerungen.- 3. Hormonale Vorgänge.- VII. Thermoreceptoren.- 1. Zur Frage der anatomischen Strukturen.- 2. Die Temperaturempfindungen des Menschen.- a) Warm- und Kaltempfindung.- b) Empfindungen in extremen Temperaturbereichen.- c) Behaglichkeit, Frieren und Schwüle.- 3. Vorzugstemperaturen von Säugetieren.- 4. Elektrophysiologie der Thermoreceptoren.- a) Temperatursinnesnerven und Receptorentiefe.- b) Quantitative Erregungsgesetze einzelner Kältefasern.- c) Wärmereceptoren.- d) Vergleichendes und Theoretisches.- VIII. Verstellungen der Temperaturregelung.- 1. Periodische Schwankungen.- 2. Körperarbeit.- 3. Fieber.- 4. Psychogene Einflüsse.- IX. Akklimatisation.- 1. Akklimatisation beim Menschen.- a) Kälteakklimatisation.- b) Hitzeakklimatisation.- 2. Akklimatisation bei Tieren.- a) Kälteakklimatisation.- b) Hitzeakklimatisation.- c) Hormonale Faktoren bei der Akklimatisation.- X. Temperaturgrenzen des Lebens.- 1. Grenzen der Regelung in der Hitze.- a) Schwach schwitzende Tiere.- b) Mensch und stark schwitzende Säugetiere.- 2. Hyperthermie.- a) Allgemeine Hitzeschäden.- b) Allgemeiner Hitzetod.- c) Lokale Hitze Wirkungen.- 3. Grenzen der Regelung in der Kälte.- a) Regelungsgrenzen bei Tieren.- b) Regelungsgrenzen beim Menschen.- 4. Hypothermie.- a) Verlauf der Hypothermie im Tierversuch.- b) Hypothermie beim Menschen.- c) Allgemeiner Kältetod.- d) Lokale Kältewirkungen.- XI. Temperatur und Entwicklung.- 1. Spermatogenese.- 2. Temperatureinflüsse auf das Wachstum.- 3. Entwicklung der Homoiothermie.- a) Entwicklung der Temperaturregelung bei Vögeln und Säugetieren.- b) Entwicklung der Temperaturregelung beim Menschen.- 4. Temperaturabhängigkeit von Lebensvorgängen im Laufe der Ontogenie.- XII. Winterschlaf und verwandte Erscheinungen.- 1. Vorkommen des Winterschlafes.- 2. Torpidität bei Vögeln.- 3. Tagesschlaflethargie und Winterschlaf der Fledermäuse 441 4. Der echte Winterschlaf.- a) Temperaturregelung und Winterschlaf.- b) Energiestoffwechsel, Kreislauf und Atmung.- c) Hormonale Umstellungen.- d) Spezifische Eigenschaften des Nervensystems.- e) Chemische und physikalisch-chemische Veränderungen.- f) Versuche zur künstlichen Auslösung des Winterschlafes.- XIII. Temperatur und geographische Verbreitung der Homoiothermen.- 1. Allgemeines.- 2. Temperaturbedingungen verschiedener Lebensräume.- 3. Temperatur und Migration.- 4. Besonderheiten bei den Chiropteren.- 5. Physiologische Ursachen der geographischen Temperaturgrenzen.- 6. Klimaregeln.- 7. Eurytherme und stenotherme Arten.- 8. Anpassung an verschiedene Klimate.- a) Tropisches Klima.- b) Wüstenklima.- c) Polarklima.- 9. Temperatur und Leistung landwirtschaftlicher Nutztiere.- Nachträge.- Namenverzeichnis.- Zitierte Organismen.