Die Grundlagen der Ökologie: Biotische und Abiotische Faktoren im Biologieunterricht

Die Abiturklausur Biologie befasst sich intensiv mit dem Zusammenspiel verschiedener Umweltfaktoren in Ökosystemen. Dabei unterscheiden wir zwischen abiotischen und biotischen Faktoren, die fundamentale Bedeutung für das Verständnis ökologischer Zusammenhänge haben.

Definition: Abiotische Faktoren sind alle physikalischen und chemischen Einflüsse der unbelebten Umwelt wie Temperatur, pH-Wert und Feuchtigkeit. Biotische Faktoren beschreiben hingegen die Wechselwirkungen zwischen Lebewesen.

Die Wechselbeziehungen zwischen Organismen lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen. Die Symbiose stellt eine beidseitig vorteilhafte Beziehung dar, während beim Parasitismus ein Partner profitiert und der andere geschädigt wird. Bei der Räuber-Beute-Beziehung führt die Interaktion zum Tod eines Partners. Die Konkurrenz zwischen Organismen kann sowohl innerhalb einer Art (intraspezifisch) als auch zwischen verschiedenen Arten (interspezifisch) auftreten.

Beispiel: Ein klassisches Beispiel für eine ökologische Nische ist das Eichhörnchen im Wald. Die ökologische Nische Eichhörnchen umfasst nicht nur seinen Lebensraum in Baumkronen, sondern auch seine Rolle als Samenfresser und seine Interaktionen mit anderen Waldtieren.

Toleranzkurven und Ökologische Potenz im Biologieunterricht

Für das Biologie-Abitur 2023 BW ist das Verständnis von Toleranzkurven essentiell. Diese zeigen die Überlebensfähigkeit von Organismen in Abhängigkeit von Umweltfaktoren.

Fachbegriff: Die physiologische Potenz bezeichnet die Toleranz einer Art gegenüber Umweltfaktoren ohne Konkurrenz, während die ökologische Potenz die tatsächliche Toleranz unter realen Bedingungen mit Konkurrenz beschreibt.

Organismen werden als stenök bezeichnet, wenn sie enge Toleranzbereiche gegenüber vielen Umweltfaktoren aufweisen. Im Gegensatz dazu sind euryöke Organismen anpassungsfähiger und tolerieren größere Schwankungen. Diese Eigenschaften sind besonders relevant für das Verständnis von Bioindikatoren.

Highlight: Bioindikatoren sind Organismen mit engem Toleranzbereich, die als natürliche Anzeiger für Umweltbedingungen dienen. Sie sind wichtige Werkzeuge in der Umweltüberwachung.

Ökosysteme und Sukzession im Wald: Grundlegende Konzepte der Ökologie

Die Biologie-Abitur Vorbereitung im Bereich Ökologie erfordert ein tiefgreifendes Verständnis der Waldökosysteme. Die Biozönose eines Waldes besteht aus verschiedenen trophischen Ebenen, die in einem komplexen Nahrungsnetz miteinander verbunden sind.

Definition: Die Biozönose beschreibt die Lebensgemeinschaft aller Organismen in einem bestimmten Lebensraum, die in enger Wechselbeziehung zueinander stehen.

Die Produzenten, hauptsächlich Bäume und andere Pflanzen, bilden die Grundlage des Ökosystems. Sie nutzen Sonnenlicht zur Photosynthese und stellen organische Substanzen her. Primärkonsumenten wie Rehe und Hasen ernähren sich von diesen Pflanzen, während Sekundärkonsumenten wie Füchse und Igel sich von den Pflanzenfressern ernähren. An der Spitze der Nahrungskette stehen die Tertiärkonsumenten wie Uhus und Habichte.

Beispiel: Ein typisches Nahrungsnetz im Wald:

• Produzenten: Eichen, Buchen
• Primärkonsumenten: Rehe, Mäuse
• Sekundärkonsumenten: Füchse, Marder
• Tertiärkonsumenten: Uhu, Habicht

Die Sukzession spielt eine zentrale Rolle in der Entwicklung von Waldökosystemen. Bei der Primärsukzession wird ein völlig unbelebter Lebensraum, beispielsweise nach einem Vulkanausbruch, neu besiedelt. Die Sekundärsukzession hingegen beschreibt die Wiederbesiedelung eines gestörten, aber nicht vollständig zerstörten Ökosystems, etwa nach einem Waldbrand oder Sturm.