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Ökologie (alles)

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 ÖKOLOGIE
Ökologie: die Lehre vom Haushalt der Natur und Wissenschaft, die sich mit den Wechselbeziehungen zwischen
Lebewesen und Umweltbedi

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Nina Stollberg

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In dieser Zusammenfassung findet ihr alles zum Thema Ökologie, wie zum Beispiel Ökosysteme, Grundbegriffe, die Ökofaktoren, usw. Ich habe diese Zusammenfassung für das Vorabitur bzw. Abitur 2021 erstellt und hoffe es hilft weiter. :)

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ÖKOLOGIE Ökologie: die Lehre vom Haushalt der Natur und Wissenschaft, die sich mit den Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen und Umweltbedingungen in Ökosystemen beschäftigt Biosphäre: Gesamtheit aller Ökosysteme (unsere Biosphäre z. B. ist die Erde) Ökosystem: ein biotisches System, das alle Organismen in einem bestimmten Gebiet, sowie alle abiotischen Faktoren, mit denen sie in Wechselbeziehung stehen, umfasst Organismen DEFINITIONEN Biotop: (=Lebensraum) der räumlich abgrenzbare Lebensbereich einer Lebensgemeinschaft, gekennzeichnet durch charakteristische Umweltbedingungen (abiotische Faktoren) Biozönose: (=Lebensgemeinschaft) Gesamtheit aller in einem abgrenzbaren Raum bzw. Gebiet vorkommenden Population: Gesamtheit aller Angehörigen einer Art, die in einem bestimmten Gebiet vorkommen Umwelt: alle äußeren Einflüsse, die auf einen Organismus einwirken = alle biotischen & abiotischen Faktoren eines Lebewesens Biotische Umweltfaktoren: gehen von lebenden Organismen aus (Feinde, Artgenossen, Parasiten), belebte Einflüsse Abiotische Umweltfaktoren: gehen von der unbelebten Natur aus (Sonne, Wasser, Temperatur, Licht), unbelebte Einflüsse Anatomie: Wissenschaft von Form und Körperbau der Lebewesen Physiologie: Wissenschaft von den Grundlagen des allgemeinen Lebensgeschehens, den normalen Lebensvorgängen und Funktionen Morphologie: Wissenschaft von den Gestalten und Formen Abiotische Umweltfaktoren UMWELTFAKTOREN Als Umweltfaktor wird ein Element der Umwelt bezeichnet, das mit anderen Elementen (z. B. Lebewesen) in Wechselwirkung steht Licht: - für Tiere eigentlich unwichtig, aber aktiviert bei den meisten den Lebensrhythmus - Wechsel von Tag & Nacht - Fotosynthese bei Pflanzen Temperatur: - Lebensprozesse der Pflanzen (Fotosynthese, Atmung, Transpiration, Keimung, Wachstum) - Entwicklung bei Tieren Wasser: - für alle Organismen lebensnotwendig - Luftfeuchtigkeit -...

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Wassergehalt des Bodens Mineralsalze: - haben Einfluss auf Wachstum von Tieren & Pflanzen - Aufbau organischer Substanzen Boden: Struktur, Körnung - Humusgehalt - geologisches Ausgangsmaterial CO₂-Konzentration: - Beeinflussung Fotosynthese Biotische Umweltfaktoren Parasiten: - sind Lebewesen, die von anderen Lebewesen Nahrung beziehen - wenn sie sie nicht sofort töten → Schmarotzer - von ihnen geschädigtes Lebewesen → Wirt - meisten Parasiten sind auf spezielle Wirte spezialisiert - wenn sie sich außen am Wirt festhalten → Außenschmarotzer / Ektoparasiten - wenn sie in den Wirt eindringen → Innenschmarotzer / Endoparasiten Symbionten: Lebewesen, die zu verschiedenen Arten gehören und voneinander gegenseitigen Nutzen beziehen - Beziehung kann so eng sein, dass ein Partner weitgehend abhängig von anderen ist (Symbiose) - Stoffwechselleistungen werden gegenseitig ergänzt und einseitige Spezialisierung ausgeglichen Konkurrenten: Fressfeinde: - fast alle Lebewesen sind Fressfeinde für andere oder Beute für Fressfeinde - 2 Typen: 1. Räuber und Beutegreifer töten und fressen andere Lebewesen Toleranzkurve Intensität der Lebenvorgänge - Lebewesen stehen im Wettbewerb um lebenswichtige Faktoren (2 Lebewesen benötigen beide X & Y zum überleben → Konkurrenten) - Faktor wird zur Ressource Minimum - z. B. Reh frisst Knospen, Blätter, triebe → ist deren Fressfeind → kann aber auch zur Beute von Luchs oder Wolf werden Pessimum 2. Pflanzenfresser fressen meist nur Teile von Pflanzen, ohne diese „Beute“ zu töten Optimum Präferendum Toleranzkurve Pessimum Ökologische Potenz Toleranzbereich Maximum- Intensität des Umweltfaktors ökologische Potenz: Bereich eines UF, die die Art nutzt & sich fortpflanzt Min./Max.: untere bzw. obere Grenze, der Wirkungsbereich, in dem die Art noch existieren kann, aber sich nicht fortpflanzen kann Optimum: der Wirkungsbereich, in dem die Art am besten leben kann Toleranzbereich: Bereich zwischen Minimum und Maximum Toleranz: ist die Fähigkeit, Schwankungen der UF zu ertragen ÖKOFAKTOR TEMPERATUR Einfluss auf Lebensvorgänge Temperatur entspricht Wärme- / Energiezustand eines Körpers & somit der ungerichteten Bewegung seiner Moleküle → Abhängigkeit davon ist die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen → Temperaturanstieg um ca. 10°C steigert Reaktionsgeschwindigkeit um 2-3-faches (RGT-Regel) Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel (RGT-Regel) gilt auch für alle biochemischen Reaktionen in Zellen der Lebewesen → dort nur in engem Temperaturbereich zwischen 0°C und 40°C Temperatur über 40°C-50°C schädigt Proteine (Enzyme) durch Denaturierung → molekulare Struktur ändert sich und sie verlieren biologische Funktion sinkt Temperatur in lebenden Geweben unter 0°C, wird Zellplasma ähnlich geschädigt Untersuchung der Wirkung innerhalb eines Temperaturbereiches verläuft untersuchte Lebenserscheinung optimal bei Abweichung des Bereiches verschlechtert sich Lebenserscheinung bis sie nicht mehr messbar ist in Diagramm ergibt sich Optimumskurve (charakterisiert durch Minimum, Optimum, Maximum) Temperaturabhängigkeit als Anpassung große Unterschiede in Lage der Kardinalpunkte Arten mit weiter Temperaturtoleranz → eurytherm Arten mit enger Temperaturtoleranz → stenotherm Zusammenhang zwischen Temperaturverhältnissen in ihrem angestammten Lebensraum und ihrer ökologischen Potenz → ökologische Potenz ist Teil der arttypischen Anpassung an Umwelt → Grundlage ist Ausstattung mit passenden Enzymen → häufig Isoenzyme (Enzyme mit gleicher Funktion aber unterschiedlichen Aminosäuresequenzen) für spezifische Anpassung Allgemeines Reaktionsschema ökologische Potenz und Optimumskurve für andere Ökofaktoren typisch → wirken sich auch je nach Intensität fördernd / hemmend aus Arten mit weiter Toleranz → eurypotent Arten mit enger Toleranz → stenopotent GLEICH- & WECHSELWARME TIERE Homoiotherme Tiere = gleichwarme Tiere - Körpertemperatur ist unabhängig von der Umgebungstemperatur - endotherme Säugetiere & Vögel - nutzen ,,Abwärme" des Stoffwechsels zur Erhaltung der Körpertemperatur - erzeugen gezielt Stoffwechselwärme durch ,,Kältezittern" der Muskulatur - besitzen Thermoregulation → halten Körpertemp. konstant → zwischen 35°C-44°C +/-1°C Merkmale Thermoregulation: - isolierende Körperbedeckung (Haare, Federn) - wärmehemmendes Fettgewebe in Unterhaut - leistungsfähiger Blutkreislauf zum Wärmetransport - Einrichtung zur Wärmeabgabe und Kühlung - präzises Regelungssystem - schwitzen, hecheln Vorteil: → immer aktiv Problem: → Wärme und Kühlung kostet Energie → 90% des Energieumsatzes für Körpertemperatur 5x mehr Nahrung 2. Allen'sche Regel = wechselwarme Tiere - Körpertemperatur ist abhängig von der Umgebungstemperatur - Thermoregulation durch Verhalten → Sonnenbäder, Flügelzittern Poikilotherme Tiere (Muskeltätigkeit → Wärme) - Umgebungstemperatur erreicht Minimum → Kältestarre - Umgebungstemperatur erreicht Maximum → Wärmestarre - Anpassung an extreme Lebensräume → Hitze- / Frostschutzstoff KLIMAREGELN 1. Bergmann'sche Regel Verhältnis zwischen Volumen und Körperoberfläche ist für große Körper günstiger → Bedeutung: im Verhältnis kleine Körperoberfläche gibt weniger Wärme ab Körperanhänge sind bei Tieren in kälteren Regionen kleiner → Reduktion der Wärmeabgabe ➤ Körperanhänge sind bei Tieren in wärmeren Regionen größer → Maximierung der Wärmeabgabe ÖKOFAKTOR LICHT entscheidender Ökofaktor, weil es zum Leben notwendige Energie liefert für viele Organismen lebenswichtiger Informationsträger → ermöglicht Orientierung in Raum und Zeit, steuert Wachstum und Entwicklung, beeinflusst Gestalt Fototropismus Pflanzensprossen krümmen sich zum Licht kommt zustande, weil lichtabgewandte Sprosse stärker wächst Licht bewirkt, dass der von der Sprossspitze nach unten gerichtete Strom des Pflanzenhormons Auxin zur beschatteten Seite gelenkt wird → durch höherer Auxin-Konzentration wachsen Zellen hier stärker in der Länge als auf der belichteten Seite Steuerung der Samenkeimung Lichtkeimer: Lichtreiz ist für den in der Erde ruhenden Samen Signal zur Keimung Dunkelkeimer: Lichtreiz wirkt für Samen keimungshemmend für Lichtsteuerung der Entwicklungsprozesse ist das Pigment Phytochrom verantwortlich → je nach Wellenlängenbereich des Lichts schaltet es Gene ab oder an Etiolement bei anhaltendem Lichtmangel bilden Pflanzen lange, bleiche Sprosse mit rückgebildeten Blättern aus → Etiolement Fotoperiodismus ist der tägliche Licht-Dunkel-Wechsel wichtigste zeitliche Orientierungsmarke, um Lebensvorgänge im Jahresrhythmus einzuordnen: Langtagpflanzen: blühen, wenn es täglich 10-14h hell ist Kurztagpflanzen: (stammen meist aus tropischen Regionen) Sonnenblatt: bilden Blüten nur unterhalb einer artspezifischen kritischen Fotoperiode Tiere orientieren sich im Hinblick auf Fortpflanzungszeiten, jahreszeitliche Wanderung und Umstellung auf Winterschlaf an Tageslänge Sonnen- und Schattenblätter Lebensvorgänge, die dem Rhythmus einer inneren Uhr folgen (Schlaf- & Wachzeiten, Aktivitätsmuster von Hormonen / Enzymen / Zellteilung / Organfunktionen) → meist durch Fotoperiode als Taktgeber mit dem Tages- oder Jahreszeitenverlauf synchronisiert Schattenblatt: kleinere Spreite, dick starkes Wasserleitungs- und Festigungsgewebe hohes, oft zweischichtiges, Palisadengewebe entwickeln sich aus den gut belichteten Knospen des äußeren Kronenbereiches groß, dünn entstehen im Innenraum und auf der geringer belichteten Nordseite der Baumkrone Allgemein: - Fotosyntheseleistung hängt bei beiden vom Lichtangebot ab - erreichen Lichtkompensationspunkt und Lichtsättigung bei unterschiedlicher Lichtintensität

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Räuber und Beutegreifer töten und fressen andere Lebewesen Toleranzkurve Intensität der Lebenvorgänge - Lebewesen stehen im Wettbewerb um lebenswichtige Faktoren (2 Lebewesen benötigen beide X & Y zum überleben → Konkurrenten) - Faktor wird zur Ressource Minimum - z. B. Reh frisst Knospen, Blätter, triebe → ist deren Fressfeind → kann aber auch zur Beute von Luchs oder Wolf werden Pessimum 2. Pflanzenfresser fressen meist nur Teile von Pflanzen, ohne diese „Beute“ zu töten Optimum Präferendum Toleranzkurve Pessimum Ökologische Potenz Toleranzbereich Maximum- Intensität des Umweltfaktors ökologische Potenz: Bereich eines UF, die die Art nutzt & sich fortpflanzt Min./Max.: untere bzw. obere Grenze, der Wirkungsbereich, in dem die Art noch existieren kann, aber sich nicht fortpflanzen kann Optimum: der Wirkungsbereich, in dem die Art am besten leben kann Toleranzbereich: Bereich zwischen Minimum und Maximum Toleranz: ist die Fähigkeit, Schwankungen der UF zu ertragen ÖKOFAKTOR TEMPERATUR Einfluss auf Lebensvorgänge Temperatur entspricht Wärme- / Energiezustand eines Körpers & somit der ungerichteten Bewegung seiner Moleküle → Abhängigkeit davon ist die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen → Temperaturanstieg um ca. 10°C steigert Reaktionsgeschwindigkeit um 2-3-faches (RGT-Regel) Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel (RGT-Regel) gilt auch für alle biochemischen Reaktionen in Zellen der Lebewesen → dort nur in engem Temperaturbereich zwischen 0°C und 40°C Temperatur über 40°C-50°C schädigt Proteine (Enzyme) durch Denaturierung → molekulare Struktur ändert sich und sie verlieren biologische Funktion sinkt Temperatur in lebenden Geweben unter 0°C, wird Zellplasma ähnlich geschädigt Untersuchung der Wirkung innerhalb eines Temperaturbereiches verläuft untersuchte Lebenserscheinung optimal bei Abweichung des Bereiches verschlechtert sich Lebenserscheinung bis sie nicht mehr messbar ist in Diagramm ergibt sich Optimumskurve (charakterisiert durch Minimum, Optimum, Maximum) Temperaturabhängigkeit als Anpassung große Unterschiede in Lage der Kardinalpunkte Arten mit weiter Temperaturtoleranz → eurytherm Arten mit enger Temperaturtoleranz → stenotherm Zusammenhang zwischen Temperaturverhältnissen in ihrem angestammten Lebensraum und ihrer ökologischen Potenz → ökologische Potenz ist Teil der arttypischen Anpassung an Umwelt → Grundlage ist Ausstattung mit passenden Enzymen → häufig Isoenzyme (Enzyme mit gleicher Funktion aber unterschiedlichen Aminosäuresequenzen) für spezifische Anpassung Allgemeines Reaktionsschema ökologische Potenz und Optimumskurve für andere Ökofaktoren typisch → wirken sich auch je nach Intensität fördernd / hemmend aus Arten mit weiter Toleranz → eurypotent Arten mit enger Toleranz → stenopotent GLEICH- & WECHSELWARME TIERE Homoiotherme Tiere = gleichwarme Tiere - Körpertemperatur ist unabhängig von der Umgebungstemperatur - endotherme Säugetiere & Vögel - nutzen ,,Abwärme" des Stoffwechsels zur Erhaltung der Körpertemperatur - erzeugen gezielt Stoffwechselwärme durch ,,Kältezittern" der Muskulatur - besitzen Thermoregulation → halten Körpertemp. konstant → zwischen 35°C-44°C +/-1°C Merkmale Thermoregulation: - isolierende Körperbedeckung (Haare, Federn) - wärmehemmendes Fettgewebe in Unterhaut - leistungsfähiger Blutkreislauf zum Wärmetransport - Einrichtung zur Wärmeabgabe und Kühlung - präzises Regelungssystem - schwitzen, hecheln Vorteil: → immer aktiv Problem: → Wärme und Kühlung kostet Energie → 90% des Energieumsatzes für Körpertemperatur 5x mehr Nahrung 2. Allen'sche Regel = wechselwarme Tiere - Körpertemperatur ist abhängig von der Umgebungstemperatur - Thermoregulation durch Verhalten → Sonnenbäder, Flügelzittern Poikilotherme Tiere (Muskeltätigkeit → Wärme) - Umgebungstemperatur erreicht Minimum → Kältestarre - Umgebungstemperatur erreicht Maximum → Wärmestarre - Anpassung an extreme Lebensräume → Hitze- / Frostschutzstoff KLIMAREGELN 1. Bergmann'sche Regel Verhältnis zwischen Volumen und Körperoberfläche ist für große Körper günstiger → Bedeutung: im Verhältnis kleine Körperoberfläche gibt weniger Wärme ab Körperanhänge sind bei Tieren in kälteren Regionen kleiner → Reduktion der Wärmeabgabe ➤ Körperanhänge sind bei Tieren in wärmeren Regionen größer → Maximierung der Wärmeabgabe ÖKOFAKTOR LICHT entscheidender Ökofaktor, weil es zum Leben notwendige Energie liefert für viele Organismen lebenswichtiger Informationsträger → ermöglicht Orientierung in Raum und Zeit, steuert Wachstum und Entwicklung, beeinflusst Gestalt Fototropismus Pflanzensprossen krümmen sich zum Licht kommt zustande, weil lichtabgewandte Sprosse stärker wächst Licht bewirkt, dass der von der Sprossspitze nach unten gerichtete Strom des Pflanzenhormons Auxin zur beschatteten Seite gelenkt wird → durch höherer Auxin-Konzentration wachsen Zellen hier stärker in der Länge als auf der belichteten Seite Steuerung der Samenkeimung Lichtkeimer: Lichtreiz ist für den in der Erde ruhenden Samen Signal zur Keimung Dunkelkeimer: Lichtreiz wirkt für Samen keimungshemmend für Lichtsteuerung der Entwicklungsprozesse ist das Pigment Phytochrom verantwortlich → je nach Wellenlängenbereich des Lichts schaltet es Gene ab oder an Etiolement bei anhaltendem Lichtmangel bilden Pflanzen lange, bleiche Sprosse mit rückgebildeten Blättern aus → Etiolement Fotoperiodismus ist der tägliche Licht-Dunkel-Wechsel wichtigste zeitliche Orientierungsmarke, um Lebensvorgänge im Jahresrhythmus einzuordnen: Langtagpflanzen: blühen, wenn es täglich 10-14h hell ist Kurztagpflanzen: (stammen meist aus tropischen Regionen) Sonnenblatt: bilden Blüten nur unterhalb einer artspezifischen kritischen Fotoperiode Tiere orientieren sich im Hinblick auf Fortpflanzungszeiten, jahreszeitliche Wanderung und Umstellung auf Winterschlaf an Tageslänge Sonnen- und Schattenblätter Lebensvorgänge, die dem Rhythmus einer inneren Uhr folgen (Schlaf- & Wachzeiten, Aktivitätsmuster von Hormonen / Enzymen / Zellteilung / Organfunktionen) → meist durch Fotoperiode als Taktgeber mit dem Tages- oder Jahreszeitenverlauf synchronisiert Schattenblatt: kleinere Spreite, dick starkes Wasserleitungs- und Festigungsgewebe hohes, oft zweischichtiges, Palisadengewebe entwickeln sich aus den gut belichteten Knospen des äußeren Kronenbereiches groß, dünn entstehen im Innenraum und auf der geringer belichteten Nordseite der Baumkrone Allgemein: - Fotosyntheseleistung hängt bei beiden vom Lichtangebot ab - erreichen Lichtkompensationspunkt und Lichtsättigung bei unterschiedlicher Lichtintensität