Alternativer Bildtext:

Lage ihre Temperatur im Inneren selbstständig zu regulieren → unterschiedliche Vegetationszonen mit charakteristischen Pflanzenvorkommen Einige Pflanzen (Nadelbäume) reichern im Frühjahr und Sommer Glucose in den Zellen an, nebst. Aminosäuren → senkt den Gefrierpunkt des Wassers → Frostresistent selbstproduziert: endotherm äußere Wärmequelle: ektotherm Bergmann-Regel → homoiotherme Tiere Tiere die im Verhältnis einen größeren Körperbau haben, haben relativ gesehen eine kleinere Oberfläche → weniger Energieabgabe nach Außen Vorteil: Das Tier muss weniger fressen als ein kleineres Tier, da es die Warme besser speichern kann. → gut für Nordpoltiere (Kaiserpinguin) Allen-Regel bezieht sich auf die Körperanhängsel" Tiere, die in kalten Regionen leben haben (z. B.) kleinere Ohren: Im Verhältnis haben sie im Gegensatz zu großen Ohren relativ gesehen eine kleinere Oberfläche und geben somit weniger Warme ab. →homoiotherme Tiere Wasser Pflanzen, die ihren Wasserhaushalt nicht regulieren können nennt man → poikilohydre Pflanzen Pflanzen, die ihren Wasserhaushalt in einem gewissen Maß beeinflussen können nennt man → homoiohydre Pflanzen man unterscheidet: Trockenpflanze Feuchtpflanze Wasserpflanze Xerophyten Hygrophyten Hydrophyten kleinere Blattoberfläche, verdickte Cuticula - Wanderung - wenig Schweißdrüsen - dicke Häute (Verdunstungsschutz) -Steigerung der Körperkerntemperatur Blattoberfläche die groß ist, herausgestülpte Stoma nur auf der Blattoberseite Spaltöffnungen Tiere hingegen verfallen entweder in Trockenstarre (ähnlich wie Kältestarre) oder können ihren Wasserhaushalt regulieren durch Licht Licht bzw. die Sonne dient als Signalgeber → Lebewesen haben eine innere Uhr an denen sich Stoffwechselaktivitäten und bestimmte Verhaltensweisen orientieren Da diese Uhr nur ungefähr geht, bezeichnet man sie auch als → Circadiane Uhr oder Rhythmus Die Uhr wird dauerhaft über die Augen anhand der Sonne synchronisiert und neu eingestellt → innerer Kalender (Fortpflanzung) Steuerung von Entwicklung und Wachstum → Buchen bilden bei einer bestimmten Belichtung Sonnen- und Schattenblätter aus Biotische Umweltfaktoren - bezeichnen Faktoren der belebten Welt - Konkurrenz - Symbiose - etc. Konkurrenz Arten stehen immer in Konkurrenz um Ressourcen zueinander, d.h. Platz, Nahrung. -> Gegensatz zu den abiotischen Umweltfaktoren Nahrung wird verbraucht, sie steht anderen somit Lebewesen nicht mehr zuụ Verfügung man unterscheidet zwischen Interspezifische Konkurrenz Konkurrenz zu anderen Arten Intraspezifische Konkurrenz -> Konkurrenz innerhalb einer Art führt oft zu Bildung von Revieren, der Aktionsraum ist der aktive Bewegungsraum -> Sicherung der dort vorhandenen Ressourcen Pflanzen beeinflussen sich durch Ausschüttung von Giften, die das Wachstum anderer Pflanzen hemmen oder durch höhere Wachstumsraten Räuber-Beute-Beziehung Räuber Lebewesen, die andere Lebewesen fangen und kurz danach töten und fressen ->Reduzierung der Beutetierzahl in der Population Dadurch, dass alle nicht-autotrophen Lebewesen energiereichere Materialien fressen müssen, entstehen Räuber-Beute-Beziehungen -> Sie regulieren die Stabilität des Ökosystems -> Keine Überpopulationen kranke Tieren Erstellen und Halten das Gleichgewicht Coevolution Ergebnis von wechselseitiger Anpassung zwischen Räuber und Beute -> Schutzmechanismen Warntrachten Tarntrachten -> Flucht (hohe Geschwindigkeit) -> Verteidigung (Gifte, Stachel) Konkurrenzauschlussprinzip Geht von folgender Annahme aus: Arten, die dieselben Ressourcen zum Überleben verwenden und beanspruchen, können nicht auf Dauer nebeneinander coexistieren. Ein Versuch hat gezeigt, dass diese Annahme grundlegend korrekt ist, doch: - der Versuch wurde unter gleichbleibenden Umweltfaktoren gemacht Also: In der Natur gibt es Schwankungen, wie z.B. die Temperatur, die dafür sorgen, dass immer eine der beiden Arten leicht im Vorteil. Es kann auch eine Nischendiffernzierung stattfinden Parasitismus Parasiten sind Lebewesen, die ein anderes Lebewesen (Wirt) zum überleben brauchen. - töten den Wirt in der Regel nicht oder erst nach längerer Zeit - Schädigen ihn - einseitiger Nutzen Parasitoide sind Lebewesen, die einen Wirt für ihre Entwicklung brauchen und danach ohne ihn Leben Man unterscheidet: Ektoparasiten: Auf dem Körper eines Wirtes lebend Endoparasiten: Innerhalb des Körpers. lebend Wirts- und Generationswechsel Manche Parasiten entwickeln sich aus Eiern in einem Tier zu Larven und die Larven entwickeln sich in einem anderen Organismus Mensch ist häufig ein Fehlwirt Halbparasiten Halbparasiten sind parasitische Blütenpflanzen, die ihren Wirtspflanzen mithilfe von Saugorganen Wasser und Nährstoffe entziehen Vollparasiten Vollparasiten unterscheiden sich von den Halbparasiten, da sie Fähigkeit Fotosynthese zu betreiben verloren haben. Schädlingsbekämpfung Schädlinge: Organismen, die Nutzpflanzen zerstören, Güter befallen oder Gesundheit/ Wohlbefinden des Menschen einschränken Schädlingbekämpfung ist das Bekämpfen dieser Organismen mithilfe von chemischen oder biologischen Hilfsmitteln - Chemische Schädlingsbekämpfung Einsatz chem. Substanzen (z.B. Pestizide) es kann passieren, dass Schädlinge eine Resistenz gegen das Mittel entwickeln - negativ: hohe Umweltbelastung, besonders für den Boden Biologische Schädlingsbekämpfung - Einsatz von Lebewesen zu Begrenzung der Schädlinge - Ziel: Reduzierung der Schädlingspopulation - Es gibt unterschiedliche Varianten der biolog. Schädlingsbekämpfung: -> 1. Ansiedlung von Nützlingen Bsp.: Vögel oder Marienkäfer, die sich von Blattläusen ernähren -> 2. Aussetzten von Parasiten/Parasitoiden für die Schädlinge Bsp.: Schlupfwespen, die Blattläuse als Eiablage nutzen. Larve tötet den Wirt anschließend 3. Einbringen sterilisierter Männchen in die Population der Schädlinge oder Verwendung artspezifischer Lockstoffe (Pheromone). Bsp.: Pheromone in Fallen locken Borkenkäfer an Symbiose Beziehung zwischen zwei Arten zum gegenseitigen Vorteil: -> Putzersymbiose: Fische, die andere Lebewesen von Parasiten befreien Blütenpflanze: Brauchen Bestäuber zur Fortpflanzung (überlebenswichtig) Ökologische Nische Bezeichnet die Gesamtheit aller abiotischen und biotischen Ansprüche einer Art Man unterscheidet: Fundamentale Nische ausschließlich die physiologische Potenz einer Art im Präferendum Reale Nische bezieht die physiologische Potenz und die inter-/intraspezifische Konkurrenz mit ein Nischendifferenzierung Wenn Arten (an einem Ort) die selbe ökologische Nische beanspruchen kann es zum Aussterben einer Art kommen. Oder durch evolutionäre Anpassung verändern sich die Ansprüche einer Art an seine ökologische Nische, sodass beide Arten coexistieren können. Verschiedene Arten können an verschiedenen Orten die selbe ökologische Nische aufweisen -> Stellenäquivalenz Können aber auch Phänotypisch ähnlich aussehen -> Konvergenz Populationsökologie Populationswachstum Population: Individuen einer Art, die zugleich im selben Verbreitungsgebiet leben. Populationswachstum: Populationswachstum bedeutet, dass die Zahl der Individuen Schwankungen ausgesetzt ist, die von der Geburtenrate, der Sterberate, Einwanderungsrate und der Umwelt (Kapazität des Lebensraums) abhängig ist. Jährliche Schwankungen: Oszillationen Exponentielles Wachstum - proportionales Wachstum zur vorhandenen Population - bestimmt durch hohe Geburtenrate und niedrige Sterberate - meist nach Neubesiedelung - Idealisierung, da es vorraussetzt, dass es kein Ressourcen- und Raumbegrenzung gibt - in der Natur über längere Zeit nicht möglich Logisches Wachstum wenn sich im Verlauf die Sterberate erhöht und die Geburtenrate sinkt (z.B. durch Ressourcenknappheit oder Konkurrenz) geht es vom exponentiellen ins logische Wachstum über Kapazitätsgrenze - halten sich Sterbe- und Geburtenrate in der Waage, bleibt die Individuenzahl auf einem bestimmten Niveau (abhängig von den verfügbaren Ressourcen im Lebensraum) - in der Natur kommt es nur selten zur Annäherung an die Kapazitätsgrenze Fortpflanzungsstrategien Man unterscheidet: R-Strategen: K-Strategen: - hohe Geburtenrate - Größe: klein - geringe Lebenserwartung - kümmern sich eher wenig um ihre Nachkommen - geringe Geburtenrate - Größe: groß - hohe Lebenserwartung - kümmern sich um den Nachwuchs K Wenn die Konkurrenz hoch ist und wenig Ressourcen zur Verfügung stehen, sind die Tiere im Vorteil, die lange und gut aufgezogen wurden. Bei der Zuordnung der Fortpflanzungsstrategien immer auf den Zusammenhang der gegebenen Arten achten!!!! Regulation der Populationsdichte Die Populationsgrößen werden durch zwei Faktoren reguliert: - dichteabhängige Faktoren -dichteunabhängige Faktoren Die Faktoren beziehen sich auf die Dichte einer Population, der sogenannten Populationsdichte. Faktoren sind z.B.: - Viren/Krankheiten - Nahrung - Platz Massenwechsel Änderung der Populationsgröße ich einem Raum/Zeitabschnitt Lotka-Volterra-Modell 1. Die Individuenanzahl von Räuber und Beute schwanken auch bei konstanten Umweltbedingungen periodisch 2. Bei unveränderten Umweltbedingungen bleiben die Mittelwerte der Populationsdicjhte von Räuber und Beute konstant 3. Nach einer gleich starken Verminderung, nimmt die Anzahl der Beutetiere schneller wieder zu als die der Räuber Geht von folgender Annahme aus (vereinfacht!): 1. Räuber ernährt sich von einer Art 2. Beute findet genug Nahrung 3. keine dichteabhängige Einschränkung durch die Umwelt Ökosysteme Übernutzung des Waldes durch intensive Rohdungen wurden alle höheren Bäume zerstört, sodass eine Brachlandschaft zurück bleibt Biozönose -> Lebensgemeinschaft aller Tiere eines Ökosystems -> Unbelebter Lebensraum der Biozönose ist das Biotop Biotop und Biozönose bilden eine Einheit; die Stoffe befinden sich in einem Kreislauf und einem eingependelten Gleichgewicht -> Stoffkreisläufe -> Ökosystem -> offene Systeme Trophiestufen am Beispiel Wald Trophiestufe: Alle Lebewesen mit gleicher Stellung in der Nahrungskette, werden in derselben Trophiestufe zusammengefasst Nahrungskette: der Weg, auf dem organische Stoffe in einem Ökosystem von den Produzenten über Konsumenten an die Destruenten weitergegeben werden Nahrungsnetz: Bezeichnung für die vernetzten Nahrungsbeziehungen innerhalb eines Am Anfange der Nahrungskette stehen immer die Pflanzen -> Produzenten (Primärproduzenten) Sie liefern die Biomasse für alle anderen Konsumenten. Die Pflanzen werden von Konsumenten 1. Ordnung gefressen (Primärkonsument). Die Wiederrum von Sekundärkonsumenten und die von Tertiärkonsumenten.. Wichtig: Die Energie, die die Biomasse liefert wird von Trophiestufe zu Trophiestufe immer weniger nur etwa 10% gehen auf die nächste Stufe über Grund: Die Lebewesen wenden pro Stufe immer mehr Energie für ihren eigenen Baustoffwechsel und Energievorrat auf, weshalb zunehmend auch immer mehr unverdauliche Nahrung ausgeschieden wird. Funktionaler Aufbau eines Waldes Baumschicht Nahrungskette Sperber Pflanzenfresser: Herbivoren Fleischfresser: Carnivoren Zilpzalp Raupe des Frostspanners Eichenblatt Zahlenpyramide 1. Sperber 10 Zilpzalpe 2000 Raupen Strauchschicht bis 5 m 20 000 Eichenblätter Krautschicht. bis 1.5 m Bodenschicht Wurzelschicht Trophiestufen Tertiärkonsument Sekundärkonsument Primärkonsument Primärproduzent Energiepyramide 1100 kJ 1000 kJ 10000 k 100000 kJ Stoffkreisläufe am Beispiel Wald Pflanzen bilden die Lebensgrundlage von allen Lebewesen -> Aufbau von organischen Verbindungen aus Kohlenstoff Im Wald führen verschiedene Lebewesen den Pflanzen wieder Nährstoffe aus der eigenen Biomasse zu Detritusfresser - Regenwürmer - Bakterien - Aasfresser Pilze -> Diese zersetzten pflanzliche und tierische Produkte und ernähren sich so zum einen, zum anderen führen die Mineralisierer den Pflanzen wieder anorganische Verbindungen zu. Produzent/ Erzeuger Ebenso stehen anorganische Stoffe in einem Stoffkreislauf -> Kohlenstoffdioxid wird von Lebewesen ausgeatmet und von Pflanzen aufgenommen, während Pflanzen O2 abgeben und Tiere dieses aufnehmen - grüne Pflanzen - Fotosynthese - fototroph - Zellatmung Destruenten CO2, Mineralien, Nährsalze 02, TOM, H2O Mineralisierer Wärme 02, Biomasse, Wasser, Glucose CO2, TOM, H2O Destruenten/ Zersetzer - Bakterien, Pilze, Würmer - heterotroph Wärme Konsumenten 1./2./3. Ordnung Primäre-Sekundär- Tertiärkonsumenle TOM, Kot. H2O - Tiere - Zellatmung - heterotroph TOM= totes organisches Material Produktivität in Ökosystemen Ökologische Effizienz: Der Prozentsatz an Energie, der an die nächste Trophiestufe weitergegeben wird. Bruttoprimärproduktion: Die Gesamtheit der produzierten Biomasse pro Zeit- und Flächeneinheit (Autotrophe Lebewesen) Nettoprimärproduktion: Die Energie, die in der Biomasse übrig bleibt, nach Abzug des Eigenbedarfs (Autotrophe Lebewesen) Nettoökosystemproduktion: Abzug der CO2-Produktion von Destruenten und Konsumenten Energiefluss am Beispiel Wald -> von der gesamten Sonnenenergie können nur max. 2% genutzt werden Sonneneinstrahlung 100 000 kJ/(m². Tag) Reflexion 30 000 Wärme/Verduns.ung 60 000 10000 1. Kraut-Grasflur 2. Gebüschvegetation 3. Pionierwald 4. Klimaxwald Produzenten Konsumenten Konsumenten Konsumenten 1. Ordnung. 2. Ordnung 3. Ordnung Wärme 100 Brutto- Netto- primär- primär- produktion produktion 200 100 Substanz 85 tote organische 10 Wärme 5 Substanz tote organische überwuchert durch überwuchert durch überwuchert durch Wärme 0,5 Wärme 94 . Substanz tote organische 0.4 Stabilität und Veränderung Wenn ein Wald komplett geforstet ist beginnt die Sekundärsukzession -> zeitliche Abfolge verschiedener Lebensgemeinschaften Destruenten Wärme 0,05 Substanz tote organische 0,05 Im Klimaxwald herscht ein Fließgleichgewicht von Bildung und Verbrauch von Biomasse