Übersicht der Themen

Du wirst in der Ökologie eine Menge verschiedener Bereiche kennenlernen! Das Thema gliedert sich in mehrere große Blöcke: abiotische Umweltfaktoren (Temperatur, Wasser, Licht), biotische Umweltfaktoren (Beziehungen zwischen Lebewesen) und die Photosynthese als zentraler Prozess.

Besonders wichtig für Klausuren sind die verschiedenen Anpassungsstrategien von Lebewesen an ihre Umwelt. Du solltest dir die Bergmann-Regel und Allen-Regel gut einprägen – die kommen gerne dran!

Tipp: Die Fachbegriffe bilden das Grundgerüst für alles weitere. Lerne sie von Anfang an mit, dann wird der Rest viel einfacher!

Grundlegende Fachbegriffe

Abiotische Umweltfaktoren sind alle unbelebten Einflüsse wie Temperatur oder Licht. Biotische Faktoren dagegen entstehen durch andere Lebewesen. Diese Unterscheidung ist mega wichtig!

Ein Biotop ist der Lebensraum selbst, während die Biozönose alle Lebewesen darin umfasst. Zusammen bilden sie ein Ökosystem. Die Population besteht aus allen Individuen einer Art in einem bestimmten Gebiet.

Bei den Stoffkreisläufen spielen drei Gruppen eine Rolle: Produzenten (meist Pflanzen) stellen organische Stoffe her, Konsumenten (Tiere) fressen andere Lebewesen, und Destruenten (Bakterien, Pilze) bauen tote Organismen ab.

Merkhilfe: Biotop = Ort, Biozönose = Bewohner, Ökosystem = beides zusammen!

Temperatur und Wärmeregulation

Gleichwarme Tiere halten ihre Körpertemperatur konstant – das kostet aber viel Energie! Sie schwitzen, hecheln oder zittern, um die richtige Temperatur zu halten. Wechselwarme Tiere passen sich der Umgebungstemperatur an und sparen dadurch Energie.

Die RGT-Regel besagt: Steigt die Temperatur um 10°C, laufen Lebensprozesse 2-3mal schneller ab. Das gilt aber nur innerhalb des Toleranzbereichs – bei Extremtemperaturen sterben die Tiere.

Ökologische Potenz beschreibt den Bereich, in dem eine Art leben und sich fortpflanzen kann. Stenöke Arten vertragen nur wenig Schwankungen, euryöke Arten sind toleranter. Zeigerpflanzen sind stenök und zeigen bestimmte Umweltbedingungen an.

Klausur-Tipp: Die RGT-Regel wird oft in Berechnungsaufgaben abgefragt – übe das!

Bergmann- und Allen-Regel

Die Bergmann-Regel erklärt, warum Eisbären viel größer als Kragenbären sind: Große Tiere haben im Verhältnis zu ihrem Volumen eine kleinere Oberfläche. Da Wärme über die Oberfläche verloren geht, sind große Tiere in kalten Gebieten im Vorteil.

Die Allen-Regel betrifft Körperanhänge wie Ohren oder Schwänze. In warmen Gebieten sind sie größer (Wärmeabgabe), in kalten Gebieten kleiner (Wärmeschutz). Deshalb haben Wüstenfüchse riesige Ohren, Polarfüchse dagegen kleine.

Beide Regeln gelten nur für gleichwarme Tiere und setzen ausreichend Nahrung voraus. Sie sind perfekte Beispiele für evolutionäre Anpassung an klimatische Bedingungen.

Eselsbrücke: Groß und kalt gehören zusammen (Bergmann), große Ohren für heiße Wüste (Allen)!

Wasseranpassungen bei Lebewesen

Wechselfeuchte Pflanzen können ihren Wasserhaushalt nicht regulieren – bei Trockenheit schrumpfen sie zusammen und stellen alle Lebensprozesse ein. Eigenfeuchte Pflanzen dagegen können ihren Wassergehalt konstant halten.

Es gibt drei Typen eigenfeuchter Pflanzen: Xerophyten (Trockenpflanzen) speichern Wasser und reduzieren Verdunstung durch dicke Wachsschichten. Hygrophyten (Feuchtpflanzen) fördern die Verdunstung durch vergrößerte Oberflächen. Hydrophyten (Wasserpflanzen) haben oft gar keine Spaltöffnungen.

Tiere in trockenen Gebieten haben ähnliche Strategien: dicke Häute, wenig Schweiß, konzentrierter Urin. Das Bärtierchen kann sogar komplett austrocknen und später wieder "aufwachen"!

Faszinierend: Manche Wüstentiere trinken nie – sie gewinnen alles Wasser aus ihrer Nahrung!

Photosynthese und Lichtfaktoren

Photosynthese wandelt Lichtenergie in chemische Energie um: Aus CO₂ und Wasser entsteht Glucose, Sauerstoff wird freigesetzt. Die Bruttogleichung solltest du auswendig können!

Der Lichtkompensationspunkt ist der Punkt, an dem CO₂-Aufnahme und -Abgabe gleich sind. Schattenpflanzen haben niedrigere Lichtkompensationspunkte als Sonnenpflanzen – sie kommen mit weniger Licht aus.

Bei der Lichtsättigung bringt mehr Licht keine höhere Photosyntheseleistung. Auch Temperatur und CO₂-Konzentration beeinflussen die Photosynthese stark. Der CO₂-Gehalt der Luft (0,04%) liegt unter dem Optimum der meisten Pflanzen!

Praxis-Tipp: In Gewächshäusern wird oft CO₂ zugegeben, um das Pflanzenwachstum zu steigern!

Blattaufbau und Chloroplasten

Das Blatt ist perfekt für die Photosynthese gebaut: Die Cuticula schützt vor Verdunstung, das Palisadengewebe enthält viele Chloroplasten, das Schwammgewebe ermöglicht Gasaustausch durch die Stomata.

Chloroplasten haben einen komplexen Aufbau: In den Thylakoiden (besonders in den Grana) finden die lichtabhängigen Reaktionen statt, im Stroma laufen die lichtunabhängigen Reaktionen ab.

Sonnenblätter sind dick mit mehrschichtigen Palisadenzellen – sie sind bei Starklicht leistungsfähiger. Schattenblätter sind dünn und können schon bei schwachem Licht effektiv Photosynthese betreiben.

Strukturmerksatz: Sonnig = dick und stark, schattig = dünn und sparsam!

Die zwei Phasen der Photosynthese

Die lichtabhängigen Reaktionen spalten Wasser und produzieren Sauerstoff, NADPH+H⁺ und ATP. Sie finden in den Thylakoidmembranen statt und sind temperaturunabhängig.

Die lichtunabhängigen Reaktionen verwenden diese Produkte, um aus CO₂ Glucose zu bauen. Diese Reaktionen laufen im Stroma ab und sind temperaturabhängig.

Beide Phasen sind gekoppelt: Ohne Licht gibt's keine Energieträger, ohne diese kann kein CO₂ fixiert werden. Das erklärt, warum Pflanzen nur bei ausreichend Licht wachsen können.

Merkregel: Licht macht Energie (Phase 1), Energie macht Zucker (Phase 2)!

Biotische Beziehungen Teil 1

Konkurrenz entsteht, wenn Lebewesen um begrenzte Ressourcen kämpfen. Intraspezifische Konkurrenz (innerhalb einer Art) ist meist intensiver als interspezifische (zwischen Arten).

Bei Räuber-Beute-Beziehungen tötet der Räuber seine Beute schnell. Beide Arten beeinflussen sich gegenseitig in der Evolution (Coevolution) – Räuber entwickeln bessere Jagdtechniken, Beute bessere Schutzmechanismen.

Parasitismus unterscheidet sich dadurch, dass der Parasit seinen Wirt nicht sofort tötet. Ektoparasiten leben außen (Zecken), Endoparasiten innen (Bandwürmer). Parasitoide töten den Wirt erst nach ihrer Entwicklung.

Unterscheidung: Räuber = schneller Tod, Parasit = langsamer oder kein Tod!

Biotische Beziehungen Teil 2

Parabiose ist eine einseitige Beziehung: Ein Partner profitiert, der andere wird weder geschädigt noch gefördert. Bei der Symbiose profitieren beide Partner.

Obligate Symbiose ist lebensnotwendig für mindestens einen Partner, fakultative ist freiwillig. Endosymbiose bedeutet, dass ein Partner im anderen lebt, bei Ektosymbiose leben sie getrennt.

Biologische Schädlingsbekämpfung nutzt natürliche Feinde statt Gifte. Nützlingsansiedlung, Parasitoidenaussetzung oder Pheromonfallen sind umweltfreundliche Methoden. Das funktioniert durch natürliche Räuber-Beute-Regulierung.

Zukunft: Biologische Schädlingsbekämpfung wird immer wichtiger für nachhaltige Landwirtschaft!