Wie lebt der Eisbär im ewigen Eis der Arktis, wie der Affe im feucht-heißen Dschungel, das Kamel in der Wüste und der Tiefseefisch in der steten Dunkelheit?

Atmung, Kreislauf, Ernährung, Energiehaushalt, Stoffwechsel und Osmoregulation sind auch unter Extrembedingungen möglich. Professor Heldmaier erläutert, wie diese Grundbausteine des Lebens funktionieren und welche physikalischen und chemischen Prinzipien den Lebensvorgängen zu Grunde liegen. Vergleichende Beispiele aus verschiedenen Tiergruppen geben einen Einblick in die Evolution von Lebensvorgängen, ihre Leistungsgrenzen und wie diese an unterschiedliche Lebensräume angepasst werden. Das Buch bietet einen Einblick in die faszinierende Welt der vegetativen und ökologischen Physiologie. Alle Aspekte werden durch anschauliche farbige Abbildungen illustriert.

Dieses Buch schafft Licht im Dunkel über das Leben sowohl unter extremen wie auch unter alltäglichen Bedingungen.

1 Bioenergetik

1.1 Energiegewinnung für Lebensvorgänge
1.2 Freie Energie
1.3 Aktivierungsenergie
1.4 Energiegewinnung durch den oxidativen Abbau von Nährstoffen
1.5 Energiereiche Phosphate
1.6 Abbau von Kohlenhydraten
1.7 Glykolyse
1.8 Citrat-Zyklus
1.9 Oxidative Phosphorylierung
1.10 Bausteine aus dem Citrat-Zyklus
1.11 Lipide als Energiequelle für den aeroben Stoffwechsel
1.12 Stoffwechsel von Aminosäuren
1.13 ATP-Gewinnung im Flugmuskel von Insekten
1.14 Leben ohne Sauerstoff - Anaerobe Energiegewinnung
1.15 Nutzung von ATP für Lebensfunktionen - Der Transport von Na+ und K+ über die Zellmembran
2 Energiehaushalt von Tieren
2.1 Die umgesetzte Energie wird als Wärme abgegeben
2.2 Nahrungsenergie und Energiebudget
2.3 Energiebilanz
2.4 Aerobe Stoffwechselrate
2.5 Energetik der Fortbewegung
2.6 Produktion
Literatur
3 Temperaturwirkungen und Thermoregulation
3.1 Temperaturabhängigkeit von Lebensvorgängen
3.2 Thermische Grenzen des Lebens
3.3 Biochemische und physiologische Grundlagen der Temperaturtoleranz
3.4 Strategien der Thermoregulation
3.5 Leben mit Eis
3.6 Thermoregulation von terrestrischen Ektothermen
3.7 Thermoregulation der endothermen Säugetiere und Vögel
3.8 Torpor und Winterschlaf
Literatur
4 Atmung
4.1 Abhängigkeit vom Sauerstoff
4.2 Atmung ohne Atemorgane
4.3 Aufbau und Funktion von Atemorganen
4.4 Atmung im Wasser mit Kiemen
4.5 Luftatmung mit Lungen
4.6 Tracheen - ein alternativer Weg der Luftatmung
Literatur
5 Blut
5.1 Was ist Blut?
5.2 Plasmaproteine als universelle Transportvehikel und Speicher
5.3 Blutzellen
5.4 Transport von Atemgasen
5.5 Respiratorische Proteine
5.6 Physiologische Rolle der respiratorischen Proteine beimSauerstofftransport
5.7 Modulatoren der Sauerstoffbindung
5.8 Transport von Kohlendioxid
5.9 Sauerstofftransfer im Gewebe
5.10 Evolution von Transportsystemen für Sauerstoff
5.11 Pufferfunktion des Bluts
5.12 Schutzfunktion des Blutes - Blutgerinnung
5.13 Abwehrfunktionen bei Evertebraten
5.14 Abwehrfunktionen der Säugetiere
6 Kreislauf
6.1 Offenes Kreislaufsystem
6.2 Geschlossener Kreislauf
6.3 Kreislaufsystem der Anneliden
6.4 Aufbau des Kreislaufsystems der Wirbeltiere
6.5 Kontraktion des Wirbeltierherzens
6.6 Blutgefäße
6.7 Blutverteilung und Kreislaufregulation
Literatur
7 Ernährung und Verdauung
7.1 Nahrungsquellen und Methoden der Nahrungsaufnahme
7.2 Verdauung
7.3 Verdauung von Cellulose
7.4 Essentielle Nahrungsbestandteile
Literatur
8 Osmoregulation und Exkretion
8.1 Zusammensetzung der Körperflüssigkeiten
8.2 Osmose
8.3 Transport von Wasser und Ionen über die Plasmamembran
8.4 Endprodukte des Stickstoff-Stoffwechsels
8.5 Kontraktile Vakuole
8.6 Grundprinzipien der Exkretion
8.7 Exkretionsorgane
8.8 Strategien der Osmoregulation
Literatur
9 Chemische Kommunikation durch Hormone
9.1 Vergleich von chemischer Kommunikation durch Hormone mit der zellulären Kommunikation durch das Nervensystem
9.2 Entdeckung der Hormone
9.3 Chemische Botenstoffe, ein universelles Werkzeug zur Kommunikation
9.4 Hormonrezeptoren
9.5 Endokrine Systeme der Evertebraten
9.6 Endokrines System der Wirbeltiere
9.7 Hypophyse - Die Führungsdrüse des endokrinen Systems
9.8 Urophyse
9.9 Pinealorgan
9.10 Schilddrüse
9.11 Parathyreoidea, Ultimobranchialdrüsen und Stanniussche Körperchen
9.12 Hormone des Gastrointestinaltrakts
9.13 Endokriner Pankreas
9.14 Nebenniere
9.15Steroidhormone der Gonaden
Literatur
10 Biologische Rhythmen
10.1 Biologische Rhythmen und geophysikalische Zyklen
10.2 Tagesperiodik
10.3 Jahresperiodische Prozesse
10.4 Photoperiodische Steuerung der jahreszeitlichen Akklimatisation
10.5 Adaptive Bedeutung endogener Rhythmen
Literatur
Verzeichnis der Organismen.