Sammelteildruck Biologie, 4. Klasse, SEK I

Biologie und Umweltbildung 4. Klasse Sekundarstufe I Teildrucke Bleib neugierig. Schuljahr 2026/27

wir freuen uns, Ihnen mit diesem Sammeldruck unsere Biologie-Neuerscheinungen für die Sekundarstufe I vorzustellen. Der Überblick soll helfen, das passende Lehrwerk für Ihre Schüler*innen und Ihren Unterricht zu wählen. Jede Reihe setzt eigene Schwerpunkte – vom Aufbau eines grundlegenden Verständnisses biologischer Zusammenhänge bis zur gezielten Unterstützung unterschiedlicher Lernniveaus in heterogenen Klassen. Gewinnen Sie beim Durchblättern einen ersten Eindruck, wie unsere Lehrwerke praxisnah und schüler*innenorientiert den neuen Lehrplan umsetzen, kompetenzorientiertes Lernen fördern und Biologie begreifbar machen. Viel Freude mit unseren Biologie-Lehrwerken und Erfolg in Ihrem Unterricht wünscht Ihnen Johanna Kramer-Gerstacker Gruppenleiterin Naturwissenschaften Foto: Wirlphoto • Inhaltliche Verschiebung von Themenbereichen zwischen Jahrgängen: Der Mensch wird z. B. in allen vier Klassen behandelt. • Evolution und Ökologie ziehen sich als rote Fäden durch alle Klassen. Weitere Schwerpunkte sind Gesundheitsförderung, Sexualpädagogik und sprachliche Bildung. •Weniger Faktenfülle, dafür Fokus auf Verständnis grundlegender biologischer Prinzipien (Basiskonzepte/zentrale fachliche Konzepte). Inhalte werden durch vergleichende Erarbeitung besser vernetzt. • Die Aktualität zentraler Themen wie des Klimawandels wird gezielt berücksichtigt und fördert die fächerübergreifende Behandlung gesellschaftlich relevanter Fragestellungen. Das bringt der neue Lehrplan für Biologie Liebe Lehrer*innen, Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

1 Inhaltlich vielfältig wird biologisches Fachwissen begreifbar gemacht und naturwissenschaftliche Zusammenhänge vermittelt. So wird auf spannende Weise, passend zum neuen Lehrplan, vernetztes Lernen gefördert. Biologische Inhalte werden leicht verständlich, anschaulich und lebensnah vermittelt. Jedes Thema wird auf einer Doppelseite mit zahlreichen Übungsbeispielen vorgestellt. einfach bio ist für den Einsatz in heterogenen Klassen besonders geeignet. BioTOP ist flexibel für einen Unterricht mit unterschiedlichen Lernvoraussetzungen einsetzbar. Der Unterrichtsstoff ist klar strukturiert und wird durch große, ansprechende Bilder unterstützt, die direkt in den Text eingebunden sind. Begegnungen mit der Natur 4 Natur im Unterricht erleben einfach bio 4 Startklar in einen aktiven Biologieunterricht BioTOP 4 Biologie erleben und verstehen Teildruck ab Seite 5 Teildruck ab Seite 75 Teildruck ab Seite 41 Unsere Neuerscheinungen für das Schuljahr 2026/27 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

2 eSquirrel – der digitale Lernbegleiter für Biologie • Einfache Unterrichtsplanung durch fertige, schulbuchnahe Übungen • Übersicht über Lernfortschritte der Schüler*innen • Hausaufgaben und Quiz schnell zuweisen und auswerten • Arbeitsblätter erstellen und drucken Mit eSquirrel gestalten Sie Ihren Biologieunterricht einfacher, effizienter und zeitgemäßer. Die Inhalte sind exakt auf die öbv-Schulbücher abgestimmt und lassen sich flexibel in den Unterricht integrieren – von der Wiederholung bis zur Testvorbereitung. So gewinnen Sie Zeit für das Wesentliche: guten Unterricht. So nutzen Sie eSquirrel mit dem öbv-Schulbuch 1. eSquirrel-App installieren (am Smartphone oder Tablet) 2. Passendes öbv-Schulbuch in der App auswählen 3. Eingedruckten Code aus dem Buch eingeben 4. Sofort kostenlos auf eSquirrel-Kurs für Ihr Schulbuch zugreifen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

3 • Spielerisches Lernen mit Quiz-Elementen • Kapitelgenaue Übungseinheiten passend zum Schulbuch • Ideal zur Vorbereitung auf Tests und Stundenwiederholungen eSquirrel macht Lernen spannender Ihre Schüler*innen sammeln spielerisch „Nüsse“, während sie biologisches Wissen nachhaltig aufbauen. Die Kurse sind übersichtlich nach Kapiteln des Schulbuchs strukturiert und ermöglichen gezieltes Üben, Wiederholen und Vertiefen – jederzeit und überall. So werden Lernerfolge sichtbar und Motivation gestärkt. Alle Infos auf oebv.at/esquirrel Kostenlos mit eingedrucktem Code Hol dir die Quiz-App zum Schulbuch im App-Store (iOS) oder Google Play-Store (Android)! Wähle in der App dein Buch aus, gib den Code ein und los geht’s! www.esquirrel.com Ruth Gazzia, Franz Stoll n einen aktiven Biologieunterricht rs verständlich und übersichtlich slungsreiche Unterrichtsgestaltung egriertem Arbeitsteil 3 einfach bio einfach bio 3 31.03.2025 13:23:55 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

4 4 Begegnungen mit der Natur Schulbuch mit E-Book oder als E-Book solo Arbeitsheft mit E-Book oder als E-Book solo Begleitband für Lehrer*innen digital abrufbar Umfangreiches, kostenloses Zusatzmaterial auf oebv.at Erhältliche Produkte Begegnungen mit der Natur Natur im Unterricht erleben Begegnungen mit der Natur wurde für den neuen Lehrplan überarbeitet und weiterentwickelt, ohne auf die bisherigen Pluspunkte zu verzichten. Klare Verständlichkeit und inhaltliche Genauigkeit unterstützen den Aufbau eines grundlegenden biologischen Verständnisses. Im Fokus der Neubearbeitung steht das aktive Begreifen naturwissenschaftlicher Zusammenhänge, wodurch zentrale biologische Prinzipien noch anschaulicher werden. Zugleich legt das Lehrwerk Wert auf die gezielte Vermittlung naturwissenschaftlicher Methoden. Vielfältige Aufgaben in Schulbuch und Arbeitsheft unterstützen Schüler*innen beim Festigen des Erlernten und fördern den nachhaltigen Erwerb biologischer Kompetenzen. eSquirrel-Kurse Kostenlos nutzbar mit eingedrucktem Code aus dem Schulbuch. öbv QuickMedia App Bio-Clips, Bio-Quiz und mehr einfach und schnell am Handy/Tablet aufrufen. Digi Highlights QR-Code scannen und mehr erfahren! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

5 Begegnungen mit der Natur 4 Christine-Eva Biegl bbio4sb_12228_0001_ID22.indd 3 20.10.2022 13:44:19 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

6 Probekapitel Wie du mit Begegnungen mit der Natur arbeitest 4 Klima und Mensch Der globale Kohlenstoffkreislauf 6 Natürliche und künstliche Treibhausgase 6 Klimaveränderungen in der Erdgeschichte 9 Der menschengemachte Klimawandel 10 Folgen des Klimawandels 12 Klima und Mensch – gut aufgepasst? 14 Klima und Mensch – auf einen Blick! 15 THEMA Kennzeichen der Primaten 16 Evolution des Menschen Die Geschichte der Menschheit 22 Von Baumbewohner zum Zweibeiner 23 Die menschliche Entwicklungslinie 26 Die Evolution menschlichen Verhaltens 30 Evolution des Menschen – gut aufgepasst? 32 Evolution des Menschen – auf einen Blick! 33 THEMA Der Mensch wird sesshaft 34 Landwirtschaft heute Landwirtschaft in Österreich 38 Bedeutung der Landwirtschaft 38 Ökologie in der Landwirtschaft 30 Biologische Landwirtschaft – Intensive Landwirtschaft 36 Die Bedeutung der Hecke 38 Grünland 42 Getreidevielfalt in Österreich 46 Eiweißpflanzenanbau 56 Wichtige Ölfrüchte in Österreich 60 Hackfrüchte 61 Obst und Gemüse in Österreich 62 Tiere in der Landwirtschaft 64 Biologische Tierhaltung – Industrielle Tierhaltung 66 Landwirtschaft in Österreich – gut aufgepasst? 68 Landwirtschaft in Österreich – auf einen Blick! 68 Begegnungen mit der Natur – verantwortungsvoller Konsum 70 INHALT 2 Buch_Bio4.indb 2 12.11.2025 09:38:02 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

7 Die Stadt als Lebensraum Leben in Siedlungsräumen 72 Siedlungsräume sind Kulturökosysteme 72 Nutzungsbereiche einer Stadt 74 Städte im Klimawandel 75 Tiere und Pflanzen in Siedlungsräumen 76 Stadt und Land – Lebensräume im Vergleich 79 Müll und Lebensmittelverschwendung 80 Leben in der Stadt – gut aufgepasst? 86 Leben in der Stadt – auf einen Blick! 87 THEMA Vom Ein- zum Vielzeller 88 Abwehr und Steuerungssysteme Das Immunsystem des Menschen 90 Die unspezifische Abwehr 90 Die spezifische Abwehr 92 Immunität durch Impfen 94 Bakterien und Viren 96 Fehlfunktionen des Immunsystems 100 Immunsystem des Menschen – gut aufgepasst? 101 Steuerung und Information 102 Das Nervensystem 102 Das Hormonsystem 104 Steuerung und Information – gut aufgepasst? 108 Abwehr und Steuerungssysteme – auf einen Blick! 109 Sexualität und Fortpflanzung Körperliche Entwicklung 108 Sexualhormone 108 Verhütung und Verantwortung 110 Verhütungsmittel und -methoden 110 Verantwortung und Vertrauen 111 Grundlagen der Vererbung 112 DNA, Gene und Chromosomen 112 Die Mendelschen Gesetze der Vererbung 114 Veränderungen des Erbmaterials 116 Genetische Erkrankungen 116 Der Mensch greift ein – Gentechnik 118 Sexualität, Liebe und Identität 120 Sexualität und Vererbung – gut aufgepasst? 122 Sexualität und Vererbung – auf einen Blick! 123 Kenn ich das? Muster in der Natur 124 Stichwortregister 128 Bildquellenverzeichnis 129 3 Buch_Bio4.indb 3 12.11.2025 09:38:02 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

8 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Blick ins Buch Digitale Zusatzmaterialien Online-Codes Einfach den Code im Suchfenster auf www.oebv.at eingeben und du wirst direkt zu digitalem Zusatzmaterial (zB Videoclips, Animationen, interaktive Übungen) oder Lösungen weitergeleitet. öbv QuickMedia 1. Scanne den QR-Code und lade die App auf dein Smartphone oder dein Tablet. 2. Scanne deinen Buchumschlag oder wähle dein Schulbuch in der App-Medienliste aus. 3. Scanne eine gekennzeichnete Buchseite oder wähle ein Audio/Video aus der App-Medienliste aus. Wie du mit Begegnungen mit der Natur arbeitest Buchseite Hier erarbeitest du dir ein biologisches Thema mithilfe von Informationen, Abbildungen und verschiedenen Aufgaben. In der Randspalte findest du Erklärungen zu Fachbegriffen, Wortherkünfte sowie inhaltliche Ergänzungen, die zum Verständnis beitragen. Du bist dran! Die Aufgaben fördern dein selbstständiges Arbeiten. Kenn ich das? Hier kannst du Wissen anhand wiederkehrender Muster in der Natur vernetzen. Evolution Mutation – Veränderungen im Erbmaterial Erbanlagen können sich spontan oder durch äußere Einflüsse (zB durch Strahlung) verändern. Findet so eine Mutation in einer Geschlechtszelle statt, wird sie an die Nachkommen weitergegeben. Es gibt Mutationen, die unbemerkt bleiben. Durch manche Mutationen entstehen aber neue Merkmale bzw. Eigenschaften. Sie können ein Nachteil für das betroffene Lebewesen sein, aber auch positive Auswirkungen haben. Natürliche Auslese – nicht alle Nachkommen überleben Lebewesen, die aufgrund bestimmter Merkmale in ihrer Umwelt einen Vorteil haben, haben eine größere Chance zu überleben, sich fortzupflanzen und ihre vorteilhaften Eigenschaften an die Jungen weiterzugeben. Stieglitze, die stabile Nester bauen oder einen Schnabel aufweisen, der noch besser zum Samenpicken geeignet ist, haben gegenüber Stieglitzen, die schlampige Nester bauen oder einen Schnabel aufweisen, der nicht so gut zum Samenpicken geeignet ist, einen größeren Fortpflanzungserfolg. So werden durch natürliche Selektion geeignete Merkmale gefördert und ungeeignete Merkmale beseitigt. Mutation mutare (lat.) = ändern, verändern natürliche Selektion natürliche Auslese; Lebewesen sind verschiedenen Umwelteinflüssen ausgesetzt (Nahrungsangebot, Feinde, Konkurrenz, Klima, Licht …). Diese wirken als Auslese- oder Selektionsfaktoren, da nur die Lebewesen, die am besten an sie angepasst sind, überleben und die Merkmale an die Nachkommen vererben können; selectio (lat.) = das Auslesen Bei Umweltänderungen kann ein Vorteil zum Nachteil werden Der Birkenspanner, ein nachtaktiver Schmetterling, hat eine weiße Grundfarbe mit schwarzer Zeichnung. Tagsüber sitzt das Insekt bevorzugt auf Birken, wo man es aufgrund seiner Färbung kaum erkennen kann. Es ist dort vor Fressfeinden relativ sicher. Durch Mutation treten hin und wieder auch dunkel gefärbte Birkenspanner auf. Im Gegensatz zu ihren Artgenossen sind sie auf den Birken leicht zu erkennen und werden deshalb gefressen ( Abb. 25). Ende des 19. Jahrhunderts waren plötzlich 98 % der in der Nähe von Manchester lebenden Birkenspanner schwarz. Was war passiert? Die Erfindung der Dampfmaschine 1769 führte zur Industrialisierung, in deren Folge die Luft zunehmend verschmutzt wurde. In den Industriezentren färbten Staub und Ruß die Birkenstämme allmählich dunkel. Nun waren die dunklen Birkenspanner gut getarnt und damit im Vorteil. Dunkle Nachkommen überlebten und konnten sich vermehren, die weißen wurden gefressen ( Abb. 26). Kenn ich das? 25 Wo ist der helle Birkenspanner? 26 Wo ist der dunkle Birkenspanner? 27 Sandfarbene Löwin auf Suche nach Beute 28 Weiße Löwinnen halten Ausschau nach Beute. 1. Durch ungeschlechtliche Fortpflanzung (zB Zweiteilung) entstehen Klone. Es kann jedoch auch vorkommen, dass das Erbmaterial der Nachkommen nicht genau identisch ist. Finde ein Erklärung dafür. 2. „Ohne Mutationen gäbe es keine Evolution.“ Erläutere diese Aussage. 3. Löwen, deren Fell aufgrund einer Mutation weiß ist, sind in freier Wildbahn sehr selten ( Abb. 28). Finde mögliche Begründungen dafür . 4. „Die Mutation, die bei Löwen zur weißen Fellfarbe führt, ist negativ.“ Beurteile die Korrektheit dieser Aussage und gib eine Begründung dafür an. Du bist dran! 36 Atmung und Kreislauf – auf einen Blick! Atmung und Kreislauf Die Form der Atemorgane passt zu ihrer Aufgabe ă Der Gasaustausch findet an der Oberfläche der Atemorgane statt. Größere Oberflächen ermöglichen mehr Stoffaustausch (Prinzip der Oberflächenvergrößerung). Kiemen kommen bei vielen wasserlebenden Organismen vor. Sie ermöglichen die Sauerstoffaufnahme aus dem Wasser. Tracheen sind Röhrensysteme, die bei Insekten und anderen Gliederfüßern vorkommen. Die meisten Landwirbeltiere haben Lungen. Tracheen- und Lungenatmer nutzen den Sauerstoff aus der Atmosphäre. Das Blut ist ein Transportsystem – angepasst an die jeweilige Umwelt ă Im Laufe der Evolution haben sich unterschiedliche Transportsysteme entwickelt, die mithilfe von Transportflüssigkeiten Nährstoffe, Sauerstoff, Stoffwechselendprodukte uvam. im Körper dorthin befördern, wo sie benötigt, beziehungsweise ausgeschieden werden. ă Gliederfüßer und die meisten Weichtiere haben ein offenes Kreislaufsystem. Die Transportflüssigkeit, die Hämolymphe, fließt nur für kurze Strecken in Gefäßen. ă Kreislaufsysteme, bei denen die Transportflüssigkeit auf ihrem Weg durch den Körper stets innerhalb von Gefäßen fließt, werden als geschlossene Kreislaufsysteme bezeichnet. ă Fische haben einen einfachen Blutkreislauf. Mit dem Übergang zum Landleben und der damit verbundenen Lungenatmung haben Amphibien, Reptilien, Vögel und Säuger einen doppelten Kreislauf entwickelt. Atmung und Kreislauf – auf einen Blick! Atmung und Kreislauf – gut aufgepasst? Atmung und Kreislauf – das hast du gelernt! 1. Löse das Kreuzworträtsel! Die nummerierten Buchstaben verraten dir den Namen einer Erbkrankheit, bei der die Blutgerinnung gestört ist. 1 Gefäße, die Blut vom Herzen wegführen 2 Herzräume 3 Blutflüssigkeit 4 verhindern den Rückstrom des Blutes im Herzen 5 roter Blutfarbstoff 6 Atmungsorgane der Insekten 7 Transportflüssigkeit bei Wirbeltieren 8 Atmungsorgane der Fische 9 Transportflüssigkeit bei offenem Blutkreislauf Lösung: 12345678910 1  2  3  4  9 5  7  6 6 10 5 2 8  8 9 1 4 3 7 Atmung und Kreislauf erforschen 2. Kerzen benötigen Sauerstoff, um zu brennen. Mit folgendem Versuch kannst du überprüfen, ob die Luft in deiner Umgebung mehr oder weniger Sauerstoff enthält als deine Atemluft. Vergiss nicht, ein Versuchsprotokoll anzulegen und erst eine Vermutung zu notieren! Du benötigst: 2 Teelichter, 2 Einmachglaser, 1 Strohhalm (am besten knickbar) So geht’s: 1. Stelle die Teelichter auf den Tisch und zünde sie an. 2. Stelle ein Glas aufrecht daneben, sodass es mit normaler Umgebungsluft gefüllt ist. 3. Drehe das andere Glas um und führe den Strohhalm von unten durch die Öffnung. 4. Atme vier Mal durch den Trinkhalm in das Glas. Die Feuchtigkeit deines Atems wird sich vielleicht am Glas niederschlagen. 5. Stülpe nun beide Gläser über die brennenden Kerzen. Beobachte was passiert. War deine Vermutung richtig? Interpretiere das Ergebnis deines Versuches. 3. Lies die Aussagen der beiden Figuren. Bezieh Stellung dazu und begründe deine Argumente. Nach der Schule spiele ich den restlichen Tag am Computer oder am Handy. Das entspannt mich und ist somit gut für die Gesundheit. Wenn man sich an warmen Tagen körperlich anstrengt, soll man viel trinken. Am besten Wasser! Nicht benötigte Stoffe werden aus dem Körper ausgeschieden ă Stoffe im Körper, die nicht mehr benötigt werden, müssen vom Körper ausgeschieden werden. Kohlenstoffdioxid wird durch die Lunge ausgeatmet. Unverdauliche Nahrungsreste werden durch den Dickdarm mit dem Kot abgegeben. ă Beim Abbau von stickstoffhaltigen Verbindungen bilden sich Harnstoff und Harnsäure. Ein Teil des Harnstoffs wird über die Haut mit dem Schweiß ausgeschieden. Der Großteil des Harnstoffes, sowie andere giftige Substanzen, verlassen mit dem Harn unseren Körper. Die Harnbildung findet in den Nieren statt. Der Körper reagiert auf schädliche Umwelteinflüsse ă Unsere Atemluft ist schadstoffbelastet. Große Mengen vom klimaschädlichen Kohlenstoffdioxid (CO2) und Schadstoffe wie Kohlenstoffmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO2) und Stickstoffoxide (NOX) sowie Feinstaub und Ruß entstehen hauptsächlich als Abgase bei der Verbrennung von organischem Material (zB fossilen Brennstoffen). ă Rauchen ist schädlich. Zigarettenrauch zerstört die Flimmerhärchen. Kohlenstoffmonoxid behindert den Sauerstofftransport. Nikotin beeinträchtigt das Herz-Kreislauf-System und macht süchtig. Bestimmte Inhaltsstoffe sind außerdem krebserregend. 3nz7yb Lösungen Versuchsprotokoll 3p4z95 102 103 Wiederholung und Zusammenfassung Gut aufgepasst? Am Ende eines Abschnitts findest du drei Aufgaben. Die 1. Aufgabe hilft die, das Gelernte zu festigen. Bei der 2. Aufgabe wirst du selbst aktiv und kannst forschend Neues entdecken. Die 3. Aufgabe ladet dich ein, dir Gedanken zu machen und Aussagen kritisch zu hinterfragen. Auf einen Blick! Auf diesen Abschlussseiten findest du eine Zusammenfassung der wichtigsten Inhalte, damit du den Überblick behältst! Android iOS Thema Auf diesen Seiten werden Zusammenhänge der Biologie verdeutlicht. Sie führen dich von einem Themenbereich in den nächsten. Gut aufgepasst? Auf einen Blick! Thema Die Erde und ihre Atmosphäre Leben auf dem Planeten Erde Das Weltall enthält neuesten Schätzungen zufolge mehr als eine Billion Sternensysteme, sogenannte Galaxien. Es sind Ansammlungen von Milliarden von Sternen, Planeten und anderen Himmelskörpern. Sterne, wie unsere Sonne, sind Himmelskörper, die Energie abstrahlen. Dadurch sind sie sehr heiß und leuchten. Planeten senden selbst kein Licht aus. Sie reflektieren aber das Licht der Sonne, von der sie angestrahlt werden, und erscheinen am Nachthimmel als Lichtpunkte. Monde oder Satelliten sind Himmelskörper, die auf bestimmten Umlaufbahnen Planeten umkreisen. Die Erde hat einen Mond. eine Billion = 1000 Milliarden, 1 Milliarde = 1000 Millionen Sterne werden auch als Sonnen bezeichnet. Planet großer Himmelskörper, der auf einer bestimmten Umlaufbahn einen Stern umkreist; planetes (griech.) = umherirren Satelliten Neben den natürlichen gibt es auch künstliche, von Menschen in den Weltraum gebrachte, Satelliten (zB Wettersatelliten, Forschungssatelliten); satelles (lat.) = Begleiter, Leibwächter Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Uranus Durchmesser: 51 000 km Rotationsdauer: 22 h Dauer der Sonnenumkreisung: 84 Jahre Temperatur: ca. –180 °C Neptun Durchmesser: 49 000 km Rotationsdauer: 16 h Dauer der Sonnenumkreisung: 165 Jahre Temperatur: –200 bis zu –218 °C Mittlere Entfernung von der Sonne Neptun Uranus 4,5 Mrd. km 3 Mrd. km 1,4 Mrd. km 780 Mio. km Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Saturn Saturn Durchmesser: 120 000 km Rotationsdauer: 11 h Dauer der Sonnenumkreisung: 30 Jahre Temperatur: –150 °C Erde Venus Merkur Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Jupiter Jupiter Durchmesser: 143 000 km Rotationsdauer: 10 h Dauer der Sonnenumkreisung: 12 Jahre Temperatur: –130 °C 6 4 Buch_Bio4.indb 4 12.11.2025 09:38:04 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

9 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Im Internet recherchieren und Quellen beurteilen Forschungsfragen können durch eigene Versuche oder eine Recherche in vertrauenswürdigen Quellen beantwortet werden. Nutze dafür Schulbücher, Fachliteratur aus der Bibliothek oder das Internet. Im Internet ist jedoch Vorsicht geboten, da nicht alle Informationen korrekt sind. Quellen aus dem Internet beurteilen Es ist wichtig, die Vertrauenswürdigkeit deiner Suchergebnisse kritisch zu beurteilen. Folgende Fragen helfen dir dabei: ă Von wem stammt die Information? Auf jeder Webseite gibt es ein Impressum. Dort steht, welche Person oder welche Organisation für den Inhalt der Webseite verantwortlich ist. ă Ist das Suchergebnis aktuell? Achte auf Datumsangaben. Veraltete Informationen können manchmal nicht mehr stimmen. Nutze auch die „Erweiterte Suche“ von Suchmaschinen. Damit kannst du die Suche verfeinern und zB nur Ergebnisse des letzten Jahres anzeigen lassen. ă Ist die Information gut begründet? Achte darauf, ob es sich um die Meinung einer einzelnen Person handelt oder ob allgemein anerkannte Tatsachen beschrieben werden. Bei Einzelmeinungen in Internetforen oder persönlichen Webseiten (Blogs) sei besonders kritisch – du solltest noch weitere Quellen suchen und die Ergebnisse vergleichen. ă Sind Überschriften und Texte besonders aufgeregt und reißerisch formuliert? Enthält die Seite viel Werbung? Reißerische, übertriebene Überschriften und viele Werbeeinblendungen können ein Hinweis sein, dass sich nicht um eine seriöse Seite handelt. Achtung Fake-Bilder Im Internet stolpert man manchmal über falsche Fotos, die mithilfe künstlicher Intelligenz erstellt wurden oder mit Bildbearbeitung gefälscht wurden. ă Achte auf auffällige Details, wie unnatürliche Schatten, verzerrte Proportionen, falsche Spiegelungen oder Unstimmigkeiten im Hintergrund. Diese können Anzeichen für eine Bildmanipulation sein. ă Verwende die umgekehrte Bildersuche (Englisch: Reverse Image Search), um zu überprüfen, ob das Bild auch anderen Webseiten verwendet wird. Vorsicht bei der Informationsrecherche mit KI-Chatbots KI-Chatbots (zB ChatGPT) sind keine Suchmaschinen, sondern Sprachmodelle. Manchmal erfinden sie Antworten (sie „halluzinieren“). Darum muss die Antwort von KI-Chatbots immer überprüft werden! ă Vergleiche die Antworten mit einem zweiten KI-Chatbot. ă Frage den Chatbot nach den Quellen seiner Information. ă Bleib kritisch und betrachte die Antworten eines Chatbots nie als Wahrheit, sondern als einen Ausgangspunkt für deine eigenen Recherchen. 1 Schüler und Schülerinnen analysieren die Vertrauenswürdigkeit einer Webseite. 2 Der Alpenelefant ernährt sich von Heidelbeeren. Fakt oder Fake? 5 Buch_Bio4.indb 5 12.11.2025 09:38:05 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

10 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Der globale Kohlenstoffkreislauf Eine wesentliche Rolle für das Klima auf der Erde spielen die Treibhausgase in der Atmosphäre, wie etwa Wasserdampf (H2O), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4). Sie bewirken den Treibhauseffekt. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt läge die Durchschnittstemperatur auf der Erde bei etwa –18 °C statt der heutigen +15 °C. Die meisten Lebensformen könnten unter solchen Bedingungen nicht existieren. Natürliche und künstliche Treibhausgase Neben dem natürlichen Treibhauseffekt gibt es jedoch noch einen vom Menschen verursachten, künstlichen Treibhauseffekt. Er entsteht, weil durch die Nutzung fossiler Brennstoffe zusätzliche Treibhausgase in die Atmosphäre freigesetzt werden. Diese Stoffe waren zuvor über Millionen Jahre im Erdinneren gespeichert. Durch ihre Verbrennung gelangt mehr CO2 in die Luft, als der natürliche Kreislauf aufnehmen kann. Dadurch verstärkt sich der Treibhauseffekt und die Erde erwärmt sich immer weiter. Das Klima auf der Erde hat sich im Laufe der Erdgeschichte durch natürliche Einflüsse schon oft verändert. Heute sind sich Forscherinnen und Forscher jedoch einig: Der Klimawandel, den wir aktuell beobachten, wird durch den Menschen verursacht. Eine wichtige Rolle für das Verständnis des Klimawandels spielt der Kohlenstoffkreislauf. CH4 ist ein stärkeres Treibhausgas als CO2, das heißt, dass es mehr Wärme zurückstrahlt als CO2. CH4 wird innerhalb von etwa 10 Jahren durch chemische Reaktion in CO2 und H2O umgewandelt. Fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas entstanden vor Millionen von Jahren aus abgestorbenen Pflanzen und Kleinstlebewesen. Unter Luftabschluss, hohem Druck und großer Hitze wurden ihre Überreste langsam umgewandelt. Dabei blieb vor allem Kohlenstoff im Boden gespeichert – als Kohle, Öl oder Gas. 1 Steinkohle entstand aus fossilen Pflanzenresten und besteht zu 80–90 % aus Kohlenstoff. 6 Klima und Mensch Buch_Bio4.indb 6 12.11.2025 09:38:07 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

11 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Der globale Kohlenstoffkreislauf Der Kohlenstoff unterliegt einem natürlichen Kreislauf Bei der Fotosynthese wird der Kohlenstoff aus dem CO2 in der Luft im Traubenzucker gebunden (1). Einen Teil des Zuckers verwenden die Produzenten zur Energieversorgung durch Zellatmung (2), der Rest dient als Ausgangsstoff für weitere organische Verbindungen wie Zellulose oder Stärke. Konsumenten (zB Tiere und Menschen) nehmen die organischen Verbindungen über die Nahrung auf (3). Ein Teil des Kohlenstoffs wird im Körper zum Aufbau von Fetten, Eiweißen oder anderen Molekülen verwendet, der andere Teil wird bei der Zellatmung wieder mit CO2 an die Atmosphäre abgegeben (4). Abgestorbene Pflanzen, Tierleichen, Kot und andere organische Reste gelangen in den Boden. Destruenten bauen sie ab, dabei entsteht unter anderem CO2. Unter Sauerstoffmangel, zB in Sümpfen oder bei Verdauungsvorgängen im Darm, wird zusätzlich CH4 produziert (5). Beim Abbau organischen Materials entsteht eine kohlenstoffreiche Bodenschicht, der Humus. Die Huminstoffe werden nur langsam zersetzt – es dauert Jahrzehnte bis Jahrhunderte bis der darin enthaltene Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre gelangt (6). Auch in Gesteinen kann Kohlenstoff über sehr lange Zeiträume gespeichert werden. In fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdöl und Erdgas ist Kohlenstoff gebunden, den Pflanzen vor Millionen Jahren für die Fotosynthese aus der Atmosphäre aufgenommen haben (7). CO2 löst sich unter anderem im Meerwasser (8), kann daraus aber, zB bei Erwärmung des Wassers, wieder freigesetzt werden (9). Ein Teil des gelösten CO2 reagiert mit gelöstem Calcium zu Kalk CaCO3, der auf dem Meeresboden abgelagert wird. Meerestiere wie Muscheln oder Krebse nutzen das gelöste Calcium zum Aufbau von Kalkschalen und -skeletten. Nach ihrem Tod sinken auch diese auf den Meeresboden. Über lange Zeiträume werden die Ablagerungen zu Kalkstein verfestigt (10). Durch Vulkanismus, Verwitterung oder andere geologische Prozesse kann der in Gesteinen gespeicherte Kohlenstoff schließlich wieder mit CO2 oder CH4 in die Atmosphäre gelangen (11). organische Verbindungen chemische Verbindungen, die unter anderem Kohlenstoff enthalten und in allen Lebewesen vorkommen, zB Kohlenhydrate, Fette, Proteine. Lebewesen Stunden, Tage bis Jahrzehnte Atmosphäre wenige Tage bis Jahre Gewässer wenige Tage bis Jahre in Seen, Jahrzehnte bis Jahrtausende in Ozeanen Boden Jahre bis Jahrhunderte Gestein Millionen von Jahren 2 Verweildauer von Kohlenstoff in unterschiedlichen Bereichen Ordne den Text zum natürlichen Kohlenstoffkreislauf auf dieser Seite korrekt Abb. 3 zu, indem du die Ziffern in den Klammern in die richtigen runden Felder schreibst. Du bist dran! 3 Kohlenstoffkreislauf Zellatmung Zellatmung Fotosynthese Ozeane Humus Fossile Brennstoffe Organisches Material Vulkanismus CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CH4 CH4 CO2 CaCO3 CH4 Tiere Destruenten Pflanzen 7 Buch_Bio4.indb 7 12.11.2025 09:38:08 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

12 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Klima und Mensch Die Wirkung der Treibhausgase ist unterschiedlich stark Treibhausgase unterscheiden sich in ihrer Klimawirksamkeit und der Verweildauer in der Atmosphäre. Wasserdampf (H2O) ist das häufigste und stärkste Treibhausgas, bleibt aber nur kurz in der Atmosphäre, da er rasch als Regen oder Schnee ausfällt. Methan (CH4) wirkt rund 25-mal stärker als Kohlenstoffdioxid (CO2), zerfällt jedoch nach etwa zehn Jahren. Ozon (O3) in der unteren Atmosphäre, das sich unter Einfluss von Sonnenlicht bildet, kann bis zum Zehnfachen von CO2 wirken, bleibt aber nur wenige Tage bis Wochen in der Luft. Lachgas (N2O) ist etwa 300-mal so wirksam wie CO2 und bleibt über ein Jahrhundert in der Atmosphäre, während CO2 selbst bis zu 1 000 Jahre dort verweilt. Diese lange Verweildauer macht CO2 und N2O besonders problematisch: Alles, was heutige Generationen an diesen Gasen freisetzen, beeinflusst das Klima über viele Jahrzehnte und länger – künftige Generationen müssen mit den Folgen leben. SDGs – Ziele für eine nachhaltige Zukunft 2015 haben die Vereinten Nationen 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, kurz SDGs) festgelegt, die bis 2030 weltweit erreicht werden sollen. Neben der Bekämpfung von Armut und Hunger sowie der Verbesserung von Bildung und Gesundheit geht es dabei auch darum, den Klimawandel zu bremsen und eine nachhaltige Entwicklung für Mensch und Umwelt zu fördern. Nur wenn es gelingt, den Ausstoß langlebiger Treibhausgase zu verringern, kann die Erde auch für kommende Generationen ein lebenswerter Ort bleiben. Nachhaltige Entwicklung bedeutet, dass die Bedürfnisse der heutigen Generation gedeckt werden, ohne die Chancen künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu erfüllen. Treibhausgas Klimawirksamkeit (CO2 = 1) Lebensdauer in der Atmosphäre Konzentration in der Atmosphäre Hauptquelle(n) Kohlendioxid CO2 1 100–1000 Jahre ca. 420 ppm Atmung, Vulkanismus, Verbrennung fossiler Brennstoffe Methan CH4 ca. 25 ca. 10 Jahre ca. 1,8 ppm Mikroorganismen in Sümpfen, Wiederkäuer, Reisanbau Lachgas N2O ca. 300 ca. 120 Jahre ca. 0,33 ppm Bodenbakterien, Ozeane, Stickstoffdünger Ozon O3 (bodennahe Schicht) ca. 2–10 Tage bis Wochen wenige ppb Bildung durch Reaktion von Sonnenlicht mit Schadstoffen Wasserdampf H2O sehr stark, variabel wenige Tage 0–4 % Verdunstung von Wasser, Pflanzen, Ozeanen 4 Natürliche Treibhausgase: Klimawirksamkeit im Verhältnis zu CO2 8 Buch_Bio4.indb 8 12.11.2025 09:38:08 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

13 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Der globale Kohlenstoffkreislauf Klimaveränderungen in der Erdgeschichte Veränderungen im Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre beeinflussen direkt das Klima: Hohe CO2-Werte verstärken den Treibhauseffekt und führen zu Erwärmung, niedrige Werte tragen zur Abkühlung bei. Viele große Klimaveränderungen der Erdgeschichte lassen sich dadurch erklären. Auch Vulkane, Plattentektonik, Einschläge von Meteoriten oder Schwankungen von Sonnenaktivität wirken auf das Klima ein. CO2-Gehalt der Uratmosphäre beeinflusste das Klima Die Uratmosphäre der Erde enthielt noch keinen Sauerstoff, sondern vor allem Wasserdampf (H2O), Kohlenstoffdioxid (CO2), Schwefeldioxid (SO2), Stickstoff (N2) und Methan (CH4). Als sich die Erde abkühlte, entstanden Ozeane. Darin löste sich CO2, wodurch der Treibhauseffekt schwächer wurde und die Erde weiter abkühlte. Vor etwa 2,7 Milliarden Jahren entwickelten Bakterien die Fotosynthese. Dabei wurde Sauerstoff frei, während CO2 und Methan abnahmen. Das Klima kühlte ab, und die erste große Eiszeit begann. Diese Veränderung der Atmosphäre war für die Evolution der Landlebewesen bedeutsam: Sauerstoff ermöglichte neue Lebensformen. Eiszeitalter als Folge von CO2-Entzug Im Laufe der Erdgeschichte gab es fünf Eiszeitalter, die jeweils viele Millionen Jahre andauerten. Die Ursachen waren verschiedene Prozesse, die dazu führten, dass der CO2-Grehalt in der Atmosphäre abnahm. Zum Beispiel entzog das Wachstum riesiger Wälder aus Baumfarnen, Schachtelhalmen und Bärlappgewächsen im Karbonzeitalter (vor etwa 350 Mio. Jahren) der Luft viel CO2. Abgestorbene Pflanzen zersetzten sich im sumpfigen Boden nur unvollständig und wurden zu Kohle. Damit wurde Kohlenstoff langfristig gespeichert, und das Klima kühlte sich weiter ab. Auch die Verwitterung von Silikatgestein bindet CO2. Wenn Regen- oder Grundwasser mit Kohlendioxid aus der Atmosphäre in Kontakt kommt, bildet sich Kohlensäure, die Mineralstoffe (zB Calcium und Magnesium) aus dem Gestein löst. Sie werden ins Meer transportiert, wo das gelöste CO2 unter anderem an der Bildung von Kalk beteiligt ist und langfristig gespeichert wird. So begann sich rund 50 Millionen Jahren der Himalaya zu heben, als die indische Kontinentalplatte mit der eurasischen Platte zusammenstieß. Es wurde viel silikatreiches Gestein an die Oberfläche gebracht, das verwitterte, der CO2-Gehalt der Luft sank. Das fünfte große Eiszeitalter begann vor etwa 35 Mio. Zu dieser Zeit war der CO2-Gehalt der Atmosphäre bereits stark gesunken. Zugleich löste sich die Antarktis vom übrigen Südkontinent, und eine kalte Meeresströmung begann sie zu umfließen. Dadurch wurde sie vom warmen Wasser des Äquators abgeschnitten und vereiste. Wenn sich einmal größere Eisflächen gebildet haben, verstärkt der sogenannte Eis-Albedo-Effekt die Abkühlung: Schnee und Eis reflektieren einen großen Teil des Sonnenlichts, wodurch sich die Erde noch weiter abkühlt. Sonnenaktivität Die Sonne sendet ständig Energie in Form von Licht und Wärme aus. Die Menge an Energie, die sie abgibt, ist jedoch nicht immer gleich. Es gibt Zeiten, in denen die Sonne aktiver ist und mehr Energie freisetzt, und Zeiten, in denen sie weniger aktiv ist. Die Energieabgabe schwankt in etwa 11-jährigen Zyklen. Diese Aktivität beeinflusst das Klima auf der Erde. Sie ist allerdings nicht die Ursache für den aktuellen Klimawandel. Eis-Albedo-Effekt Der Begriff Albedo bezeichnet das Rückstrahlvermögen des Sonnenlichts. Eis und Schnee haben eine sehr hohe Albedo. Je mehr Eisflächen es gibt, desto mehr Sonnenlicht wird ins All reflektiert und nicht als Wärme von der Erdoberfläche gespeichert ( Begegnungen mit der Natur, Band 3); albedo (lat.) = Helligkeit 5 Die Erde vor 100 Millionen Jahren. Das Prinzip der Oberflächenvergrößerung Wenn Gestein in viele kleine Stücke zerfällt, vergrößert sich seine Oberfläche. Mehr Oberfläche bedeutet, dass Wasser und andere Stoffe besser an das Gestein gelangen können, wodurch chemische Reaktionen, wie die Silikatverwitterung, schneller ablaufen. Kenn ich das? 9 Buch_Bio4.indb 9 12.11.2025 09:38:09 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

14 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Klima und Mensch Der menschengemachte Klimawandel Die Zusammensetzung der Atmosphäre mit Stickstoff und Sauerstoff als Hauptbestandteile blieb seit dem Auftreten der ersten Landpflanzen vor 470 Millionen Jahren relativ stabil. Der CO2-Gehalt war dagegen höher als heute und nahm über lange Zeiträume langsam ab. Das Minimum war vor etwa 20000 Jahren, während der letzten Kaltzeit, mit 0,018 % (= 180 ppm) erreicht. Grund dafür war, dass viel CO2 im kalten Wasser der Ozeane gespeichert wurde, große Mengen Wasser in Gletschern gebunden waren und auf dem Land nur wenige Pflanzen wuchsen. Durch kleine Änderungen der Erdumlaufbahn bekam die Erde mehr Sonnenlicht. Es wurde wärmer, Eis schmolz und setzte CO2 frei, was den Treibhauseffekt verstärkte. Nach der letzten Kaltzeit stellte sich ein CO2-Gleichgewicht ein Nach dem Ende der letzten Kaltzeit vor etwa 11700 Jahren stieg der CO2-Gehalt noch 8 000 bis 10 000 Jahre lang auf 0,028 % (= 280 ppm) an. Danach blieb er über lange Zeit relativ konstant: Das Klima war stabil, Pflanzen, Meere und Böden nahmen ungefähr so viel CO2 auf, wie durch Zellatmung, Zersetzung und Vulkanismus wieder abgegeben wurde. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts steigt der Gehalt an Treibhausgasen Seit Beginn der Industrialisierung im 19. Jahrhundert gerät der natürliche Treibhauseffekt zunehmend aus dem Gleichgewicht. Durch menschliche Tätigkeiten werden vermehrt Treibhausgase, vor allem CO2, freigesetzt. ppm part per million; 1ppm = 0,0001 % Industrialisierung Die Industrialisierung begann im 18. Jahrhundert zunächst in England. Von dort breitete sie sich weltweit aus. Durch den Einsatz von Dampfmaschinen und später Elektromotoren konnten Waren schneller und in größeren Mengen produziert werden. Fabriken wurden zu wichtigen Arbeitsplätzen. Viele Menschen zogen vom Land in die Städte, um in Fabriken zu arbeiten, was das Wachstum von Städten beschleunigte. Es entstanden neue soziale Klassen, wie die Arbeiterklasse und das Industriebürgertum. Die Industrialisierung führte auch zu neuen Formen des Handels und des Konsums Begründe die Abnahme von CO2 in der Atmosphäre nach dem Auftreten der ersten Landpflanzen. Du bist dran! 6 Hauptquellen von Treibhausgasen durch menschliche Aktivitäten; die Höhe der Pfeile zeigt den Anteil an den weltweiten Treibhausgasemissionen, je höher der Pfeil, desto mehr Treibhausgase entstehen in diesem Bereich. 10 Buch_Bio4.indb 10 12.11.2025 10:39:18 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

15 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Der globale Kohlenstoffkreislauf Klimawandel durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe Die meisten Treibhausgase entstehen in Industrieanlagen. Vor allem wird CO2 freigesetzt, teilweise auch CH4 und Distickstoffmonoxid N2O. Bei speziellen Prozessen oder durch Kühl- und Klimaanlagen können zusätzlich künstliche Treibhausgase wie HFKW, PFC und SF6 entstehen. CFKW sind mittlerweile fast überall verboten, nur in alten Geräten oder besonderen Anwendungen dürfen sie noch enthalten sein. Auch die Energieversorgung trägt stark zu den Treibhausgasen bei. Die Verbrennung von Kohle, Gas oder Öl erzeugt große Mengen CO2, aber auch kleine Mengen an N2O. Haushalte wirken dabei indirekt mit, zum Beispiel durch Heizung und Stromverbrauch. Im Verkehr stoßen Autos, LKW, Schiffe und Flugzeuge vor allem CO2, aber auch geringe Mengen CH4 und N2O aus. Auch die Landwirtschaft verursacht Treibhausgase In der Landwirtschaft entstehen durch Viehhaltung Methan und Lachgas. Traktoren und landwirtschaftliche Maschinen erzeugen beim Verbrennen von Diesel oder Benzin ebenfalls CO2 und geringe Mengen CH4. Reisfelder werden meistens geflutet. Das Wasser hält unerwünschte Pflanzen fern und sorgt dafür, dass die Pflanzen genug Feuchtigkeit haben. Durch das stehende Wasser entsteht im Boden Sauerstoffmangel, wodurch CH4 gebildet wird. Reis ist ein Hauptnahrungsmittel für Milliarden Menschen, deshalb ist der Anbau weltweit sehr verbreitet. 10 bis 17% des weltweiten Methanausstoßes stammen aus dem Nassreisanbau. Entwaldung und Müll tragen zum Klimawandel bei Auch die Rodung großer Waldflächen trägt zum Klimawandel bei und vernichtet zudem Lebensräume. Waldverlust bedeutet, dass weniger CO2 aus der Atmosphäre aufgenommen wird. Besonders problematisch sind Brandrodungen, eine Methode, die häufig in den Tropen angewandt wird. Um Platz für Felder, Weiden oder Siedlungen zu schaffen werden große Waldstriche einfach abgebrannt. Dabei wird Kohlenstoff der teils Jahrhundertelang in der pflanzlichen Biomasse gebunden wurde, binnen kürzester Zeit an die Atmosphäre abgegeben. Auf Mülldeponien entsteht vor allem CH4, wenn organische Abfälle wie Essensreste, Holz oder Papier unter Luftabschluss verrotten. In diesem sauerstoffarmen Milieu bauen Bakterien die Stoffe ab und bilden dabei Methan. Teilweise entsteht auch N2O, vor allem wenn stickstoffhaltige Abfälle zersetzt werden. Distickstoffmonoxid N2O ist ein starkes Treibhausgas, das vor allem durch Dünger, Gülle und Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht. Es wird umgangssprachlich als Lachgas bezeichnet, da es beim Einatmen ein kurzes „lachähnliche“ Gefühl auslösen kann. Es wurde früher in der Medizin als Betäubungsgas eingesetzt. HFKW, PFC, SF6 sind chemische Verbindungen, die u.a. in der Kälte- und Klimatechnik, in der Elektronikproduktion und in der Aluminiumproduktion verwendet werden. Sie sind sehr starke Treibhausgase, die extrem lange in der Atmosphäre bleiben (zB SF6 bis zu 3 200 Jahre). Das bedeutet, dass ihr Eintrag in die Atmosphäre auch noch viele Generationen nach uns das Klima belastet. CFKW Chlorfluorkohlenwasserstoffe wurden früher als Kühlmittel in Kühlschränken, als Treibgas in Spraydosen und zum Aufschäumen von Schaumstoffen benutzt. Obwohl ihr Einsatz heute nahezu weltweit verboten ist, weil sie die Ozonschicht zerstören ( Begegnungen mit der Natur, Band 3), wirken sie noch lange in der Atmosphäre. Außerdem gibt es noch Altlasten (zB alte Kühlschränke), in denen CFKW enthalten sind. Wenn sie unsachgemäß entsorgt werden, gelangen die Gase in die Atmosphäre. 7 Rinder stoßen bei der Verdauung CH4 aus. 8 Übermäßiges Düngen fördert die Produktion von N2O 9 Geflutete Reisfelder setzen große Mengen CH4 frei 10 Brandrodung im Amazonas 11 Buch_Bio4.indb 11 12.11.2025 09:38:13 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

16 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Klima und Mensch Folgen des Klimawandels Der Treibhausgasausstoß ist weltweit nicht gleich. Die größten Verursacher sind Länder mit viel Industrie, vielen Menschen und hohem Energiebedarf. China, USA und Indien stehen an der Spitze, aber auch Russland, die EU, Brasilien, Indonesien und Japan gehören zu den größten Verursachern. In stark industrialisierten Ländern wird viel Kohle, Öl und Gas verbrannt, etwa in Kraftwerken, Fabriken oder durch Verkehr. In dicht besiedelten Ländern mit wachsender Wirtschaft steigt der Energiebedarf für Haushalte, Transport und Produktion. In Ländern wie Brasilien oder Indonesien trägt die Abholzung von Wäldern zusätzlich zu hohen CO2-Emissionen bei. Der Klimawandel ist ein globales Problem Die Folgen der Klimaerwärmung ( Abb. 11–19) betreffen alle – auch Länder, die selbst wenig Treibhausgase ausstoßen. Dazu gehören kleine Inselstaaten wie die Malediven im Indischen Ozean oder Tuvalu im Pazifischen Ozean, dicht besiedelte Länder wie Bangladesch oder Regionen in Ostafrika, die häufig unter Dürren, Überschwemmungen oder Stürmen leiden. EU Österreich stößt pro Person mehr Treibhausgase aus als der EU-Durchschnitt. Während in der EU jede Person im Schnitt etwa 7,5 Tonnen CO2 pro Jahr verursacht, sind es in Österreich rund 8 Tonnen. Vor allem der Verkehr ist ein Problem: Autos und Lkw verursachen hier besonders viele Abgase – mehr als in den meisten anderen EU-Ländern. Zwar sind die Emissionen in den letzten Jahren etwas gesunken, aber um die Klimaziele ( S. 13) zu erreichen, muss Österreich vor allem im Verkehr umweltfreundlicher werden und sich beim Energiebedarf noch deutlich einschränken. 11 Schmelzende Gletscher und Polareis; Gletscher und Eisflächen ziehen sich zurück, der Meeresspiegel steigt, und Lebensräume für Tiere wie Eisbären und Pinguine schrumpfen. 12 Anstieg des Meeresspiegels; steigendes Wasser bedroht Küstenregionen, Inselstaaten und niedrige Städte weltweit. 13 Hitzewellen; extreme Hitze wird häufiger und länger, Menschen, Tiere und Pflanzen leiden darunter. 14 Dürren; weniger Regen in manchen Regionen führt zu Wassermangel, Ernteverlusten und Problemen für Tiere. 15 Starkregen und Überschwemmungen; starke Regenfälle oder plötzliches Schmelzwasser überlasten Flüsse, Städte und landwirtschaftliche Flächen. 16 Stürme und Wirbelstürme; häufigere und stärkere Stürme zerstören Häuser, Infrastruktur und Lebensgrundlagen. 17 Bedrohung von Ökosystemen; viele Pflanzen und Tiere verlieren ihre Lebensräume, das Gleichgewicht in Ökosystemen gerät durcheinander. 18 Ausbreitung von Krankheiten; wärmeres Klima begünstigt die Ausbreitung von Krankheiten wie Malaria und Dengue Fieber durch Moskitos. 19 Probleme für Landwirtschaft und Wasser; Dürren, Überschwemmungen und veränderte Niederschläge bedrohen Nahrung und Wasser. 12 Buch_Bio4.indb 12 12.11.2025 09:38:17 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

17 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Der globale Kohlenstoffkreislauf Klimaschutz ist ein globales Thema Weil der Klimawandel alle Länder betrifft, arbeiten Staaten weltweit für den Klimaschutz zusammen. Bereits 1988 wurde auf der 1. Weltklimakonferenz in Toronto darauf hingewiesen, dass die rasche Erderwärmung sofortiges Handeln notwendig mache. Beim Pariser Klimaabkommen von 2015 haben sich fast alle Länder der Erde verpflichtet, die Erderwärmung deutlich unter 2 °C zu halten beziehungsweise Anstrengungen zu unternehmen, um 1,5 °C nicht zu überschreiten. Länder setzen dabei nationale Klimaziele um, zum Beispiel den Ausbau von erneuerbaren Energien, den Ausstieg aus Kohle oder das Fördern von Elektroautos. Außerdem gibt es internationale Hilfen – reichere Länder unterstützen ärmere Länder beim Schutz von Wäldern, beim Bau von Anlagen für erneuerbaren Energien oder bei der Anpassung an extreme Wetterereignisse. Es gibt Möglichkeiten, den Klimawandel zu bremsen Menschliche Aktivitäten sind die Hauptursache für den aktuellen Klimawandel. Das bedeutet, dass Menschen auch Möglichkeiten haben, diese Entwicklung zu bremsen. Wichtig ist vor allem, Energie zu sparen – also weniger Strom und Wärme zu verbrauchen, zum Beispiel durch Verwendung von LED-Lampen, energieeffizienten Geräten oder richtiges Heizen. Außerdem sollte Strom möglichst aus erneuerbaren Quellen wie Sonne, Wind oder Wasser stammen, statt aus Kohle, Öl oder Gas. Auch beim Verkehr kann jeder etwas tun. Wer öfter zu Fuß geht, mit dem Fahrrad, Bus oder der Bahn fährt oder ein Elektroauto nutzt, verursacht weniger CO2. Große Bedeutung haben auch Wälder, denn sie nehmen CO2 auf und stabilisieren das Klima – deshalb müssen sie geschützt und neue Bäume gepflanzt werden. Wer Abfall vermeidet und recycelt, spart ebenfalls Energie und CO2 bei der Herstellung und Entsorgung von Produkten. Schließlich spielt auch die Ernährung eine Rolle. Weniger Fleisch und mehr regionale, saisonale Lebensmittel helfen, Treibhausgase zu verringern. Diese Maßnahmen helfen, den CO2-Ausstoß zu reduzieren und die Erde auch noch für die nachfolgenden Generationen zu bewahren. Wetter ist nicht gleich Klima Das Wetter beschreibt, wie die Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt ist – also zum Beispiel Temperatur, Niederschlag, Wind und Bewölkung an einem Tag oder in einer Woche. Das Klima hingegen bezeichnet den typischen Verlauf des Wetters über einen langen Zeitraum, meist über 30 Jahre oder mehr. Wenn man also viele Wetterdaten sammelt und auswertet, erhält man ein Klimabild einer Region. Diese Unterscheidung ist wichtig, weil der Klimawandel keine kurzfristige Wetteränderung ist, sondern eine langfristige Veränderung des durchschnittlichen Klimas auf der Erde. Nur wenn man Wetterdaten über viele Jahre hinweg vergleicht, kann man erkennen, dass sich das Klima wirklich verändert. 1. Berechne anhand Abb. 12, um wie viel Prozent der CO2-Gehalt seit 1900 zugenommen hat. 2. Erkläre dem Schüler in Abb.11, warum der kleine Anteil an CO2 in der Atmosphäre trotzdem große Auswirkungen auf das Klima hat. Nutze dein Wissen über den Treibhauseffekt und die Rolle von CO2 als Treibhausgas. 3. Beurteile deinen eigenen Beitrag zum Klimawandel in den Bereichen Verkehr, Reisen, Ernährung, Energieverbrauch usw. und beschreibe, in welchen Bereichen du klimafreundlicher leben könntest. Du bist dran! 20 Weltweite CO2 Konzentration in der Atmosphäre von 1960 bis 2024 13 Buch_Bio4.indb 13 12.11.2025 09:38:17 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

18 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Klima und Mensch Klima und Mensch – gut aufgepasst? Klima und Mensch – das hast du gelernt! 1. Löse das Kreuzworträtsel! Die nummerierten Buchstaben ergeben den Namen eines Treibhausgases. 1 Ohne ihn wäre die Erde etwa –18 °C kalt; durch ihn bleibt sie lebensfreundlich warm. 2 Vorgang, bei dem Pflanzen aus CO2 und Wasser Zucker und Sauerstoff herstellen. 3 Vorgang, bei dem Lebewesen Zucker mit Sauerstoff abbauen und Energie gewinnen. 4 Chemischer Prozess, bei dem CO2 aus der Luft durch Reaktion mit Gestein gebunden wird. 5 Methode, bei der Wälder abgebrannt werden, um Ackerflächen zu schaffen – setzt viel CO2 frei. 6 Starkes Treibhausgas (N2O), das in der Landwirtschaft durch Düngung entsteht. Lösung: 1 2 3 4 5 6 2  5  5 6 6  4 3  1 1  2 4  3 Klima und Mensch erforschen! 2. Forscherinnen und Forscher formulieren Vermutungen (Hypothesen), die mit einem Versuch oder mit der Analyse von Messwerten überprüfbar sind. Betrachte die Abbildung zur Zusammensetzung der Atmosphäre. Lies die folgenden Aussagen über Treibhausgase aufmerksam durch. Sie sind alle wahr. Kreuze die Aussagen an, die mit den gegebenen Messwerten überprüft werden können. Ú Methan (CH4) kommt in der Erdatmosphäre in viel geringerer Konzentration vor als Stickstoff oder Sauerstoff. Ú CO2 ist das klimawirksamste Spurengas der Atmosphäre. Ú Ohne CO2 würde es auf der Erde kein Leben geben. Ú In der Erdatmosphäre ist die Konzentration von CH4 deutlich geringer als die von CO2. Ú Der Anteil von CO2 in der trockenen Luft beträgt weniger als 0,05 %. 21 Zusammensetzung der Atmosphäre, trockene Luft Klima und Mensch – was denkst du? 3. Lies die Aussagen der beiden Figuren und bezieh Stellung dazu. Wenn es einen Sommer lang viel regnet, sagt das nichts über das Klima aus. Das mit dem CO2 ist gar nicht so schlimm. Es ist doch nur ein Mini-Anteil davon in der Luft. 14 Buch_Bio4.indb 14 12.11.2025 09:38:18 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

19 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12228-5) Klima und Mensch – auf einen Blick! Klima und Mensch – auf einen Blick! Struktur und Funktion sind miteinander verknüpft ă Das Kapitel zeigt deutlich, wie die chemische Struktur von Treibhausgasen ihre Funktion im Klimasystem bestimmt. ă CO2, CH4, N2O und H2O unterscheiden sich in ihrer Molekülstruktur, was beeinflusst, wie stark sie Wärmestrahlung absorbieren und reflektieren. So erklärt sich, warum Methan rund 25-mal stärker wirkt als CO2, aber kürzer in der Atmosphäre bleibt. Organismen reagieren auf Umweltbedingungen und regulieren Lebensvorgänge ă Pflanzen nehmen bei höherem CO2-Gehalt mehr Kohlenstoff auf. ă Tiere und Menschen müssen ebenso auf Klimaveränderungen reagieren und das Verhalten anpassen, zB um Hitze zu vermeiden. ă Das gesamte „Ökosystem Erde“ weist eine Art „Regulation“ auf: Durch Prozesse wie Verwitterung, Ozeanaufnahme oder Vulkanismus wird CO2 über lange Zeiträume gespeichert oder freigesetzt – ein Gleichgewicht, das der Mensch durch künstliche Emissionen stört. Die Folge sind veränderte Umweltbedingungen (Hitze, Dürren, Stürme), auf die alle Organismen reagieren müssen. Organismen sind an ihre Umwelt angepasst ă Lebewesen und Klima beeinflussen sich gegenseitig. ă In der Erdgeschichte führten Änderungen im CO2-Gehalt zu Eiszeiten oder Warmzeiten, und Lebewesen reagierten darauf mit Anpassungen. Die Entwicklung der Fotosynthese-Bakterien senkte den CO2-Gehalt, kühlte das Klima und ermöglichte die Entstehung sauerstoffabhängiger Organismen. ă Auch heutige Veränderungen – etwa die Erwärmung und das Schmelzen der Polkappen – bedrohen Arten, die an Kälte und Eis angepasst sind, wie Eisbären oder Pinguine. Organismen benötigen Energie und Stoffwechsel ă Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss sind miteinander verbunden. ă Pflanzen wandeln CO2 und Sonnenenergie in Traubenzucker um (Fotosynthese), Konsumenten nutzen diesen Zucker zur Energiegewinnung (Zellatmung), und Destruenten setzen beim Zersetzen organischen Materials wieder CO2 frei. ă Die Verbrennung fossiler Brennstoffe ist letztlich eine vom Menschen genutzte, stark beschleunigte Form dieses Energieumsatzes – sie setzt gespeicherte Sonnenenergie aus früheren Erdzeitaltern frei und stört dadurch den natürlichen Kreislauf. 15 Buch_Bio4.indb 15 12.11.2025 09:38:18 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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