Ökologie Karteikarten

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Große Tiere besitzen im Verhältnis zu ihrem Körpervolumen eine relativ kleine Körperoberfläche. In kühlen Regionen ist eine kleine Oberfläche von Vorteil, da über sie der Wärmeaustausch mit der Umwelt erfolgt. Gleichzeitig ist das relativ große Volumen vorteilhaft, da die Körperwärme im Körperinneren erzeugt wird. Allen`sche Regel: Gleichwarme Tiere haben in kalten Klimaten kleinere Körperfortsätze als nahe verwandte Arten in warmen Klimaten. Physiologische Erklärung: Große Körperanhänge wie Ohren oder Schwänze besitzen eine relativ große Körperoberfläche und kühlen daher schnell aus. Tiere mit kleinen Körperanhängen besitzen demnach in kühleren Regionen einen Selektionsvorteil. Ökologie Gesetz des Minimums und seine Grenzen @viola Gesetz des Minimums: Von mehreren Umweltfaktoren, die ein Lebewesen oder eine Lebensgemeinschaft benötigen, bestimmt derjenige das Wachstum oder die Produktivität, der im Minimum vorhanden ist. So wird beispielsweise die Fotosyntheseleistung vieler Pflanzen bei sonst optimalen Bedingungen durch die CO2 Konzentration limitiert. Da der CO2 Gehalt der Luft weit vom Optimum entfernt ist, bestimmt dieser Minimumfaktor die pflanzliche Produktivität. Einschränkend muss gesagt werden, dass es für Umweltfaktoren nicht nur ein Zuwenig, sondern auch ein Zuviel gibt. So wirken beispielsweise CO2 Konzentrationen, die über dem Optimum liegen, schädigend. Man formuliert daher allgemeiner ein Wirkungsgesetz der Umweltfaktoren: Diejenigen Faktoren, die am meisten vom Optimum abweichen, bestimmen am stärksten, wie eine Lebensgemeinschaft nach Art und Zahl zusammengesetzt ist. Ökologie Pantoffeltierchen ernähren sich von Bakterien, untersucht man das Populationswachstum von zwei verschiedenen Pantoffeltierchen-Arten in einem gemeinsamen Kulturgefäß, so beobachtet man, dass nur eine Art unter diesen Bedingungen überlebt. Benennen Sie das ökologische Prinzip, das durch diesen Versuch veranschaulicht wird. @viola Der Versuch veranschaulicht das Konkurrenzausschlussprinzip. Dieses Prinzip besagt, dass zwei Arten mit den gleichen Ansprüchen an eine begrenzte Ressource (hier: Anspruch an das Vorhandensein der begrenzten Ressource Nahrung) in einem gegebenen Lebensraum auf Dauer nicht gleichzeitig existieren können, da schließlich die eine der beiden Arten die andere durch Konkurrenz verdrängen und aus dem Lebensraum ausschließen wird. Ökologie Grenzen Sie die Begriffspaare ,,Halb- und Vollparasit" sowie ,,Endo- und Ektosymbiont" jeweils gegeneinander ab. @viola Unter dem Begriff Parasitismus versteht man eine interspezifische Beziehung, bei der ein Partner den anderen schädigt. Hat ein pflanzlicher Parasit als Folge der Angepasstheit an dem Wirt seine autotrophe Lebensweise nur reduziert so spricht man von Halbparasiten. Beispielsweise kann die Mistel, ein heimischer Parasit von Laub- und Nadelbäumen, noch Fotosynthese betreiben. Ihren Wirtspflanzen entnimmt sie nur Wasser und gelöste Nährsalze. Vollparasiten wie die heimische Schuppenwurz haben die autotrophe Lebensweise gänzlich verloren und sind auf die Assimilate ihrer Wirtes angewiesen. Als Symbiose bezeichnet man das Zusammenleben artverschiedener Lebewesen zum wechselseitigen Nutzen. Lebt dabei ein Partner im Inneren des anderen, so spricht man von Endosymbiose. Bei den Bakterien und Ciliaten, die im Magen und Darm von Wiederkäuern leben, handelt es sich um Endosymbionten. Nur diese sind in der Lage, Cellulose aufzuschließen und sie damit für den Wiederkäuer nutzbar zu machen. Im Gegenzug erhalten sie von diesen einen Lebensraum mit günstiger Temperatur und Nahrung. Bei der Ektosymbiose bleibt jeder Partner außerhalb des anderen. Madenhacker, die Kaffernbüffel von Parasiten befreien, sind ein Beispiel für diese Form der Symbiose. Ökologie Listen Sie in tabellarischer Form wesentliche Merkmale von r- und k-Strategen auf. @viola R-Strategen Hohe Vermehrungsrate r, erreichen sehr schnell die Kapazität des Lebensraum Große Jugendsterblichkeit, Kurzlebig Kien oder nur gering ausgeprägtes Elterninvestment Besiedeln rasch Lebensräume mit schwankenden Umweltbedingungen Beispiele: Insekten, Mäuse, Fische, kleinere Vögel K-Strategen Erreichen aufgrund der geringen Vermehrungsrate die Kapazität K des Lebensraumes nicht so schnell Langlebig Hohes Elterninvestment Kommen in Lebensräumen mit relativ konstanten Umweltbedingungen vor Beispiele: Menschen, Menschenaffen, Wale, Elefanten, große Greifvögel Ökologie Trägt man in einem Diagramm die Anzahl der der Luchse bzw. Hasen eines bestimmten Verbreitungsgebietes gegen die Zeit auf, so erhält man charakteristische Populationswellen. Hasenpopulationen zeigen diese Schwankungen aber auch in Gebieten, in denen der Luchs ausgerottet wurde. Erklären Sie die hier deutliche werdenden Abhängigkeiten. @viola Zwischen Hasen und Luchsen besteht eine Räuber-Beute-Beziehung. So führt die Zunahme der Beutetiere (Hasen) auch zur stärkeren Vermehrung der Räuber (Luchse). Gleicht die Vermehrungsrate der Beuteart diese Verluste nicht aus, so wird die Beute dezimiert. Der entstehende Nahrungsmangel beim Räuber verringert unteranderem dessen Fruchtbarkeit und erhöht die Anfälligkeit für Parasiten und Krankheiten. Die Räuberpopulation verringert sich und die Beutepopulation kann sich wieder vermehren. Es entstehen Populationswellen zwischen Räuber und Beute, wie sie durch die ersten beiden Lotka-Volterra-Regeln beschrieben werden. Allerdings wird in dem Beispiel die Hasenpopulation nicht ausschließen durch die Räuber kontrolliert. Dies belegt die Tatsache, dass die typischen Populationswellen auch in Gebieten ohne Luchse vorkommen. Die hier zu beobachtenden Massenwechsel lassen sich durch weitere dichteabhängigen Faktoren wie die Nahrungsmenge, den Gedrängefaktor oder etwa Parasiten und ansteckende Krankheiten erklären. Ökologie Erklären Sie, wie Lebewesen mit ähnlichen ökologischen Ansprüchen an ihren Lebensraum interspezifische Konkurrenz vermeiden. @viola Eine Möglichkeit der Konkurrenzvermeidung ist die unterschiedliche ökologische Einnischung. Indem Lebewesen einen gegebenen Umweltbereich in unterschiedlicher Weise erfolgreich nutzen und so unterschiedliche ökologische Nischen besetzten, entziehen sie sich der interspezifischen Konkurrenz. So nutzen etwa Herbivoren die Baumsavanne Afrikas unterschiedlich: Giraffen weiden die Baumkronen, Girafengazellen mittlere Baumabschnitte und das kleine Dik-Dik ernährt sich von Knospen und Blättern im unteren Bereich. Eine weitere Möglichkeit der Konkurrenzvermeidung ist die Kontrastbetonung. Darunter versteht man das Phänomen, dass verschiedene Arten sich in bestimmten Merkmalen besonders dann unterscheiden, wenn sie sympatrisch vorkommen. Beispielsweise unterschieden sich die Schnabelgrößen verschiedener Darwinfinken besonders, wenn sie gemeinsam auf einer Insel vorkommen. Durch die unterschiedlichen Schnabelgrößen erschließen sich die Finken unterschiedliche Nahrungsquellen und mindern so die Konkurrenz. Ökologie Beschreiben Sie den Weg der Nahrung durch die verschiedenen Trophieebenen einer terrestrischen Nahrungspyramide. @viola Die unterste Trophieebene einer Nahrungspyramide bilden die Produzenten Im terrestrischen Ökosystem sind dies die grünen Pflanzen. Sie erzeugen bei der Fotosynthese aus anorganischen Stoffen energiereiche organische Substanz, die Biomasse. Die nächste Ebene stellt die Primärkonsumenten oder Konsumenten 1. Ordnung dar. Dies sind die Pflanzenfresser oder Herbivoren wie Insekten oder Kaninchen, die sich von den Produzenten ernähren. Von diesen Pflanzenfressern ernähren sich die Fleischfresser oder Carnivoren. Sie sind Sekundärkonsumenten oder Konsumenten 2. Ordnung. Zu ihnen zählen neben Raubtieren auch bestimmte Insekten und Spinnen. Diese Carnivoren können wieder von anderen Canivoren gefressen werden, den Tertiärkonsumenten oder Konsumenten 3. Ordnung. Manche Konsumenten ernähren sich von organischen Abfällen oder den Überresten toter Organismen. Sie bilden die Ebene der Zersetzer oder Destruenten. Den beschriebenen Weg der Nahrung, ausgehend von den Produzenten hin zu den folgenden Konsumenten, bezeichnet man als Nahrungskette bzw. Nahrungsnetz. Ökologie Erläutern Sie den Energiefluss durch eine Nahrungskette. Begründen Sie dabei auch, warum Nahrungsketten in der Regel nicht mehr als fünf Trophieebenen umfassen. @viola Jedes Ökosystem erhält einen Enrgieeintrag in Form von Sonneneinstrahlung. Doch nur 1% der die Erdoberfläche erreichende Strahlung wird für die Bruttoprimärproduktion, die Bildung neuer Biomasse per Fotosynthese, genutzt. 50% der neu gebildeten organischen Substanz wir von den Produzenten selbst veratmet, also für die Aufrechterhaltung ihrer Lebensprozesse genutzt bzw. In nicht weiter verwertbare Wärme überführt. Die verbleibenden 50% werden als Nettoprimärproduktion bezeichnet. Sie werden für den Aufbau von neuer Pflanzenmasse verwedendet. Bis zum Ende des Pflanzenlebens fallen im Schnitt 30% der ursprünglichen Bruttoprimärproduktion als organischer Abfall an (Laub, Holz,usw.). 20% werden von den Primärkonsumenten gefressen. Auch die Primärkonsumenten weisen Energieverluste auf. Sie geben nur noch 2% der ursprünglichen Bruttoprimärproduktion an die Sekundärkonsumenten weiter, die nur noch 0,5% an die Endkonsumenten weiterreichen. Die Energieweitergabe von einem Glied der Nahrungskette zum nächsten ist also durch beständige Verluste gekennzeichnet. Dies ist auch der Grund dafür, dass die Zahl der Trophieebenen einer Nahrungskette begrenzt ist.