Grundbegriffe der Ökologie

Ein Ökosystem ist wie ein riesiges Netzwerk, in dem alles miteinander verbunden ist. Stell dir einen See vor: Das ist dein Biotop - der unbelebte Rahmen mit Faktoren wie Wassertiefe und Temperatur.

Die Biozönose sind alle Lebewesen, die dort wohnen: Fische, Pflanzen, Bakterien. Zusammen bilden sie das Ökosystem, wo ständig Wechselwirkungen ablaufen.

Eine Art umfasst alle Lebewesen, die fruchtbaren Nachwuchs bekommen können. Eine Population ist eine Gruppe derselben Art in einem bestimmten Gebiet. Die ökologische Nische beschreibt alle Ansprüche einer Art - vom Lebensraum über die Nahrung bis zur Aktivitätszeit.

Merke: Für jede ökologische Nische kann nur eine Art existieren (Konkurrenzausschlussprinzip)!

Toleranzkurven verstehen

Jedes Lebewesen hat bestimmte Ansprüche an seine Umwelt - die lassen sich super mit Toleranzkurven darstellen. Diese zeigen, wie aktiv ein Organismus bei verschiedenen Umweltbedingungen ist.

Der Toleranzbereich zeigt, welche Bedingungen ein Lebewesen verkraftet. Das Optimum ist der Wohlfühlbereich, wo alles perfekt läuft. Im Pessimum geht's ums nackte Überleben - Fortpflanzung ist hier nicht möglich.

Minimum und Maximum sind die absoluten Grenzen - darüber hinaus stirbt der Organismus. Die ökologische Potenz umfasst den gesamten Bereich, wo Fortpflanzung und Entwicklung möglich sind.

Praxis-Tipp: Denk an dich selbst - bei welcher Temperatur fühlst du dich wohl, und ab wann wird's gefährlich?

Optimum und Toleranzbereiche

Das Präferendum (auch Optimum) ist der absolute Lieblingsbereich eines Organismus. Hier laufen alle Lebensprozesse auf Hochtouren - Wachstum, Fortpflanzung, alles klappt perfekt.

Je weiter du dich vom Optimum entfernst, desto schlechter geht's dem Lebewesen. Im Pessimum kann es zwar kurzzeitig überleben, aber fortpflanzen oder richtig entwickeln? Fehlanzeige!

Für jeden Umweltfaktor gibt's eine eigene Toleranzkurve: Temperatur, Wasser, Licht, pH-Wert, Nahrung und viele mehr. Jedes Tier ist also durch unzählige solcher Kurven charakterisiert.

Abitur-relevant: Umweltfaktoren teilen sich in biotische (andere Lebewesen) und abiotische (Klima, Boden etc.) auf!

Stenöke und euryöke Arten

Manche Lebewesen sind echte Sensibelchen (stenök) - sie vertragen nur winzige Schwankungen ihrer Umweltbedingungen. Andere sind Überlebenskünstler (euryök) und stecken krasse Veränderungen locker weg.

Stenöke Arten haben einen engen Toleranzbereich. Bachforellen brauchen kühles, sauberes Wasser - wird's zu warm, sind sie weg. Koalas fressen nur Eukalyptus - gibt's keinen, verhungern sie.

Euryöke Arten sind die Allrounder: Ratten kommen mit fast jeder Temperatur klar und fressen alles. Schweine sind genauso anpassungsfähig und erobern deshalb neue Lebensräume problemlos.

Faustregel: Je spezialisierter eine Art, desto anfälliger ist sie für Umweltveränderungen!

Anpassung an Temperatur

Die Bergmannsche Regel erklärt, warum Pinguine am Südpol riesig und die am Äquator winzig sind. In kalten Gebieten sind Tiere größer, weil das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen günstiger für die Wärmespeicherung ist.

Die Allensche Regel besagt: Je kälter es wird, desto kleiner werden Körperanhänge wie Ohren oder Schwänze. Große Anhänge würden zu viel kostbare Körperwärme verlieren.

Deshalb haben Wüstenelefanten riesige Ohren (perfekte Klimaanlage!), während Polarfüchse winzige Stummelohren besitzen. Hasen in heißen Gebieten sehen aus wie wandelnde Satellitenschüsseln.

Eselsbrücke: Kalt = kompakt, warm = große Ohren!

Beziehungen zwischen Lebewesen

In der Natur geht's zu wie in einer WG - manchmal harmonisch, manchmal wird gekämpft! Parasiten sind die Mitbewohner, die deine Sachen klauen, ohne gleich auszuziehen. Sie leben auf Kosten ihres Wirts.

Vollparasiten können ohne ihren Wirt gar nichts mehr - wie die Seide, die andere Pflanzen komplett aussaugt. Halbparasiten wie die Mistel betreiben noch Fotosynthese, klauen aber Wasser und Nährstoffe.

Bei der Symbiose profitieren beide Partner - wie Madenhacker und Elefant. Der Vogel bekommt Futter (Parasiten), der Elefant wird sauber. Win-win!

Konkurrenz entsteht, wenn mehrere um dieselbe begrenzte Ressource kämpfen. Das kann innerhalb einer Art passieren (Rehe um Reviere) oder zwischen verschiedenen Arten.

Realitätscheck: Parasiten sind überall - sogar Menschen haben Darmbakterien, die meist harmlos sind!

Konkurrenz und Fressfeinde

Das Konkurrenzausschlussprinzip ist brutal einfach: Zwei Arten können nicht dauerhaft dieselbe ökologische Nische besetzen. Eine wird die andere verdrängen - der Stärkere gewinnt.

Konkurrenzvermeidung ist die elegante Lösung: Arten weichen aus, indem sie ihre Gewohnheiten ändern. Verschiedene Aktivitätszeiten, andere Nahrung oder neue Lebensräume schaffen Platz für alle.

Räuber töten ihre Beute komplett (Fuchs jagt Hase), während Pflanzenfresser meist nur Teile abknabbern, ohne die Pflanze zu killen. Die Beziehung zwischen Räuber und Beute ist wie ein ewiger Tanz.

Abitur-Tipp: Konkurrenz kann durch räumliche, zeitliche oder nahrungsbedingte Trennung vermieden werden!

Räuber-Beute-Beziehungen

Die Räuber-Beute-Beziehung funktioniert wie ein perfekt choreographierter Tanz: Gibt's viel Beute, vermehren sich die Räuber. Mehr Räuber bedeutet weniger Beute, was wiederum weniger Räuber zur Folge hat.

Dieses Auf und Ab wiederholt sich endlos - die Populationen schwanken wie Wellen, aber zeitlich versetzt. Erst steigt die Beutepopulation, dann folgen die Räuber.

Die Lotka-Volterra-Gesetze beschreiben diese Dynamik: 1) Beide Populationen schwanken periodisch, 2) die mittleren Zahlen bleiben konstant, 3) nach Störungen erholt sich die Beute schneller als die Räuber.

Praxis-Beispiel: Luchs und Schneeschuhhasen in Kanada zeigen dieses Muster seit Jahrhunderten!

Populationswachstum

Wenn eine Population einen neuen Lebensraum erobert, läuft das immer nach demselben Schema ab. Erst die Anlaufphase mit vorsichtiger Anpassung, dann die Vermehrungsphase mit explosionsartigem Wachstum.

Exponentielles Wachstum $J-förmige Kurve$ passiert, wenn die Bedingungen perfekt sind - Verdopplung pro Zeiteinheit! Das kann aber nicht ewig so weitergehen, weil die Ressourcen begrenzt sind.

Deshalb folgt das logistische Wachstum $S-förmige Kurve$, das in die stationäre Phase übergeht. Hier gleichen sich Geburten- und Sterberate aus. Bei Bakterien kann sogar eine Absterbephase folgen.

Merke: Unbegrenztes Wachstum gibt's in der Natur nicht - irgendwann ist Schluss!