Nahrungsketten und Trophieebenen im Ökosystem

Die erste Seite führt in die grundlegenden Konzepte der Stoffkreisläufe und des Energieflusses im Ökosystem ein. Sie erklärt die Struktur von Nahrungsketten und die verschiedenen Trophieebenen, die in einem Ökosystem existieren.

Eine Nahrungskette beginnt mit Produzenten und setzt sich über verschiedene Konsumentenebenen fort. Ein typisches Beispiel einer Nahrungskette im Wald wäre: Brombeere > Waldmaus > Rotfuchs > Uhu. Jede dieser Stufen repräsentiert eine Trophieebene.

Definition: Eine Nahrungskette ist eine einzelne Abfolge von Produzent und Konsumenten innerhalb eines Ökosystems.

Vocabulary: Trophieebene bezeichnet eine Ernährungsstufe eines Ökosystems.

Der Energiefluss im Ökosystem beginnt bei den Produzenten, typischerweise Pflanzen, die durch Fotosynthese energiereiche Stoffe aus CO2 und Wasser unter Lichteinfluss herstellen. Diese Energie wird dann durch die Nahrungskette weitergegeben, wobei jede Stufe einen Teil der Energie für den eigenen Stoffwechsel verbraucht.

Example: Die Waldmaus nimmt Energie durch den Verzehr von Brombeeren auf, nutzt diese für ihren Stoffwechsel und zum Aufbau von Körpersubstanz. Wenn der Rotfuchs die Maus frisst, wird die chemische Energie der Maus in die des Fuchses umgewandelt.

Das Dokument führt auch das Konzept des Nahrungsnetzes ein, welches die Verknüpfung mehrerer Nahrungsketten in einem Ökosystem darstellt. Die Nahrungspyramide wird als grafische Darstellung des Stoff- und Energieflusses von einer trophischen Ebene zur nächsten eingeführt.

Highlight: Produzenten sind autotrophe Organismen, die durch Fotosynthese energiereiche organische Stoffe aus energiearmen anorganischen Stoffen aufbauen. Konsumenten hingegen nehmen diese energiereichen Stoffe entweder direkt (als Herbivore) oder indirekt (als Carnivore) auf.

Nahrungspyramiden und Energiefluss

Die zweite Seite vertieft das Verständnis von Nahrungsbeziehungen durch die Erklärung verschiedener Arten von Nahrungspyramiden und deren Bedeutung für den Energiefluss im Ökosystem.

Die Energiefluss-Pyramide veranschaulicht, wie die verfügbare Energie von einer trophischen Ebene zur nächsten abnimmt. Ein wichtiger Aspekt ist, dass beim Übergang von einer Ebene zur nächsten nur etwa 10% der Energie weitergegeben wird.

Highlight: Beim Übergang von einer trophischen Ebene in die nächste steht 90% weniger Energie zur Verfügung.

Diese erhebliche Energiereduktion hat mehrere Gründe:

1. Nicht alle Teile eines Organismus werden gefressen oder können verdaut werden.
2. Ein großer Teil der aufgenommenen Energie wird für Lebensprozesse wie Bewegung verbraucht.
3. Unverdauliche Nahrungsreste enthalten noch Energie, die aber meist nicht von höheren Trophieebenen genutzt werden kann.

Example: Bäume speichern viel Energie in ihrem Holz, insbesondere im Kernholz, das von Herbivoren kaum abgebaut und genutzt werden kann.

Die Biomasse-Pyramide stellt die verfügbare Biomasse auf jeder Trophieebene dar und folgt einem ähnlichen Prinzip wie die Energiefluss-Pyramide.

Die Nahrungspyramide kombiniert diese Konzepte und zeigt, wie die Energie zur Spitze hin abnimmt, während sie auf der Ebene der Produzenten dem System zugeführt wird. Sie veranschaulicht auch Räuber-Beute-Beziehungen.

Vocabulary: Ökosysteme sind offene Systeme, die mit ihrer Umwelt im Stoff- und Energieaustausch stehen.

Ein interessanter Aspekt ist die Erklärung, warum es in Ökosystemen selten mehr als 5 Trophieebenen gibt. Dies liegt hauptsächlich an der begrenzten Energieverfügbarkeit für höhere Trophieebenen und der Tatsache, dass Top-Prädatoren oft keine natürlichen Fressfeinde mehr haben.