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Zusammenfassung Ökologie Abi

27.4.2022

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Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
→ physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt
→ 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigk
Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
→ physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt
→ 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigk
Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
→ physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt
→ 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigk
Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
→ physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt
→ 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigk
Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
→ physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt
→ 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigk
Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
→ physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt
→ 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigk
Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
→ physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt
→ 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigk
Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
→ physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt
→ 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigk

Umweltfaktoren Abiotische Umweltfaktoren → physikalische und chemische Faktoren der unbelebten Umwelt → 2. B. Temperatur, pH-Wert, Feuchtigkeit, usw. Biotische Umweltfaktoren → gegenseitige Beeinflussungen der Lebewesen eines Ökosystems Mögliche Wechselbeziehungen Ökologie • Symbiose (+/+) = Wechselseitiger Nutzen • Probiose (+10) = Einer der Partner hat einen Nutzen, ohne den anderen zu schädigen • Parasitismus (+/-)= Einseitiger Nutzen mit Schädigung des anderen Partners (dieser bleibt (zunächst) am Leben, allerdings leidet die Fitness) • Räuber-Beute = Einseitiger Nutzen mit Schädigung des anderen Partners (Tod) • Konkurrenz (-/-)₁ (-/0) = Wettbewerb zwischen Organismen, die ähnliche Anforderungen an die Umwelt stellen Optimumkurven → Intraspezifische Konkurrenz Wettbewerb von Lebewesen derselben Art →Interspezifische Konkurrenz: Wettbewerb von Lebewesen unterschiedlicher Arten Vitalität Tod Präferendum Optimum Toleranzbereich Pessimum gegenseitige Wechselwirkung Tod umweltfaktor stenopotent - enger Toleranzbereich einem Umweltfaktor gegenüber → stenök = vielen Umweltfaktoren gegenüber stenopotent eurypotent = weiter Toleranzbereich einem Umweltfaktor gegenüber → euryök = vielen Umweltfaktoren gegenüber eurypotent Nice-to-know: Bioindikatoren sind Organismen, die einen engen Toleranzbereich gegenüber einem Umweltfaktor aufweisen. Ihr Vorkommen ist Anzeichen für die Beschaffenheit / Qualität des Umweltfaktors. physiologische Potenz → Toleranz einer Art gegenüber einem Umweltfaktor in Abwesenheit von Konkurrenz ökologische Potenz → Toleranz einer Art gegenüber einem Umweltfaktor unter Konkurrenzbedingungen → bei konkurrenzstarken Arten entspricht die ökologische weitgehend der physiologischen Potenz! Ökologische Nische Ökologische Nische = Gesamtheit der ökologischen Potenzen einer Art • Fundamentale Nische & physiologisches Optimum → Bereich, in dem eine Art unter der günstigsten Wirkung der Umweltfaktoren optimal leben kann • Realnische ökologisches Optimum →Bereich,...

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der von einer Art unter dem Einfluss von Konkurrenz und anderen Standortfaktoren tatsächlich belegt wird. Arten, die dieselbe ökologische Nische beanspruchen, können nicht dauerhaft gemeinsam im selben Lebensraum existieren → Konkurrenzausschlussprinzip! Lösungsmöglichkeit: Konkurrenzvermeidung → Konkurrenzschwächere Arten nutzen Bereiche von Umweltfaktoren, die außerhalb ihres Präferenzbereichs liegen Durch z.B. Mutationen kann es zu veränderten Ansprüchen einer Art und somit zur Veränderung der vorhandenen ökologischen Nische kommen → Einnischung Temperaturbeziehungen Intensität der Lebensvorgänge Verklammung gleichwarm wechselwarm Kältestarre Wärmelähmung Wärmestarre °℃ Homoiotherme (gleichwarme) Tiere → Können ihre Körpertemperatur relativ unabhängig von der Außentemperatur konstant halten → Vorteil: größerer Toleranzbereich → aktives Leben auch bei Temperaturschwankungen möglich → Nachteil: hoher Energiebedarf für Kühlung / Erwärmung Poikliotherme (wechselwarme) Tiere → Körpertemperatur entspricht weitgehend der Umgebungstemperatur Tiergeographische Regeln Bergmann'sche Regel (Größenregel) Innerhalb einer Verwandschaftsgruppe gleichwarmer Tiere sind die Individuen kalter Klimate größer als die in wärmeren Gegenden lebenden. Verwandschaftsgruppe bedeutet innerhalb einer Art, aber auch zwischen verschiedenen Arten nahe verwandter Tiere. größere Tiere haben, im verhältnis zu ihrem Körp plumen, weniger Körperoberfläche geringerer Wärmeverlust über Körperoberfläche →größere Wärmeproduktion (Körpervolumen) E 1,25 Meter 0.65 Meter FOR 0,50 Meter Allen'sche Regel (Proportionsregel) Gleichwarme Lebewesen, die sich in Gebieten mit kälteren klimatischen Bedingungen aufhalten, weisen kleinere Körperanhänge vor als ihre nah verwandten Arten, die sich in Regionen aufhalten mit wärmeren Klima. " → größere Körperanhänge führen zu einer größeren Körperoberfläche, über die Wärme abgegeben werden kann → Vorteil für Tiere in warmen Regionen Nachteil für Tiere in kälteren Regionen Polarfuchs Rotfuchs Es ist abhängig von • der Geburtenrate | Natalität) • der Sterberate ( Mortalität) den verfügbaren Ressourcen (Kapazität) Logistisches Wachstum hat einen Sipmoiden Verlauf. Populationswachstum 8 Populationswachstum unter natürlichen Bedingungen mit begrenzten Ressourcen lässt sich durch ein Logistisches Wachstum beschreiben Wüstenfuchs Die natürlichen Ressourcen (abiotisch und biotisch) in einem Lebensraum sind begrenzt → Population kann nicht mehr weiter wachsen, wenn die Kapazität des Lebensraums ausgenutzt ist (Kapazitätsgrenze) ↓ Die Kapazität eines Systems wird von verschiedenen Faktoren begrenzt •dichteunabhängige Faktoren = Können Populationsdichte beeinflussen, werden aber selber nicht von ihr beeinflusst •dichteabhängige Faktoren = Wirken auf die Dichte ein und hängen auch von ihr ab dichteunabhängige Faktoren abiotische Faktoren • nicht spezifische Fressfeinde → zufällig gerissene Beute • nicht ansteckende Krankheiten Interspezifische Konkurrenz dichteabhängige Faktoren Individuenanzahl Dichtestress (Gedränge faktor) spezifische Fressfeinde → Rauber-Beute- Beziehung • ansteckende Krankheiten (z. B. Viren) • Parasiten ·Intraspezifische Konkurrenz Populationswachstum a Kapazitätsgrenze K ↳ Zeit r- und K-Strategen 8. r-Strategen ·r wie Reproduktion häufig in Lebensräumen mit wechselnden Umweltbedingungen · Ansteigende Populationsdichte klein kurz viele stark schwankend schnell zunehmende Sterberate steigender Druck/Stress ↓ abnehmende Populationsdichte Lag-Phase Anlaufphase des Wachstums: noch keine hohe Vermehrungsrate, da sich die Organismen in dieser Phase an die Gegebenheiten anpassen abnehmende Vermehrungsrate Größe Lebensdauer. Nachkommen ↓ nachlassender Druck/Stress Sältigungsphase Konkurrenzkampf um wenige verbleibenden Ressourcen wird hárter; Wachstumsrate sehr gering, nähert sich null an (überlebende Nachkommen = Totel Lineare Phase Ressourcen werden langsam knapper; Stresslevel steigt an, Fortpflanzungsrate wird kleiner, Individuenanzahl steigt aber noch an Exponentielle Phase Ressourcen reichen völlig aus, vermehrung ist unbegrenzt möglich K-Strategen ·K wie Kapazität - Populations größe -Erholung nach Populationseinbruch häufig in Lebensräumen mit relativ konstanten Umwelt- bedingungen groß lang wenige relativ konstant langsam Lottka-Volterra - Regeln Beschreiben Entwicklung der Populationen von zwei Arten, die sich in einer Räuber - Beute - Beziehung befinden ! zu beachten: • Für die Gültigkeit müssen einige Grundvoraussetzungen gelten → weitere Umweltfaktoren sind konstant oder vernachlässigbar → Räuber ernährt sich nur von Beute → Beute wird ausschließlich von Räuber bejagt • Nie ein Faktor allein reguliert die Populationsgröße • Beute populationen können auch ohne Räuber schwanken; Räuberpopulationen sind aber von Beutepopulation abhängig Trotzdem Regeln liefern brauchbare Abschätzungen bzgl. der Populationsentwicklung 1. Regel: Periodische Populationsschwankungen Die Größe der Populationen Schwanken bei konstanten Bedingungen periodisch → Dabei folgen die Maxima der Räuberpopulation den Maxima der Beutepopulation 2. Regel: Konstaz der Mittelwerte Populationen schwanken langfristig um einen Mittelwert → Dabei ist der Mittelwert für die Räuberpopulation in der Regel kleiner als der für die Beute- population 3. Regel: Störung der Mittelwerte Nach starker Dezimierung beider Populationen erholt sich zuerst die Beutepopulation → Die Erholung der Räuber- population erfolgt zeitversetzt M MAA Zeit Populationsgröße Zeit Dezimierung beider Populationen EM Zeit Beute Räuber Beute Räuber Beute Räuber Neobiota Neobiota Invasive Arten, die duch menschlichen Einfluss aus ihrem ursprünglichen Lebensraum in neue Ökosysteme verschleppt wurden und sich dort etablieren konnten. Sie können ein Ökosystem nachhaltig schädigen und auf Dauer verändern, z. B. indem sie einheimische Arten verdrängen → Neophyten - Invasive Pflanzen → Neozoen Invasive Tiere Schädlingsbekämpfung Besonders zur Gewinnmaximierung wird häufig auf einen Anbau in Monokulturen gesetzt. Dies begünstigt aber auch die Entwicklung und insbesondere die vermehrung von Schädlingen. •Schädling Organismus, der Nutzpflanzen /-tiere schädigt und Erträge verringert Biologische Schädlingsbekämpfung Förderung der Population von natürlichen Feinden der Schädlinge → Aussetzen von Räubern (Wichtig: Fressrate + Beutespezifität) → Schaffung von natürlichen Lebensräumen für Räuber Chemische Schädlingsbekämpfung • Pestizide →schädigen Organismen → Nachteil: nicht artspezifisch » Artenvielfalt wird verringert • Herbizide → Einsatz gegen Unkräuter → Vorteil: Unkräuter nehmen Ressourcen , weg" → Nachteil: Unkraut bietet Lebensraum für Raubinsekten • Fungizide → Einsatz gegen Pilze • Insektizide → Einsatz gegen Insekten → Vorteil: Effektiv; Insekten richten große Schäden an → Nachteil: Wirken auch gegen Raubinsekten, diese erholen sich nur schlecht vom Gifteinsatz Gentechnische Schädlingsbekämpfung Veränderung von Pflanzen, dadurch eigenständige Produktion von Pestiziden → Vorteil: nur für Schädlinge tödlich → Nachteil: immer gleicher Wirkstoff fördert Bildung von Resistenzen Klassische Schädlingsbekämpfung • mechanische Methoden →Fallen /Zäune/ etc. Methoden biologischer Landwirtschaft →Fruchtwechsel / Mischkulturen / etc. Integrierte Schädlingsbekämpfung ·Verknüpfung von biologischer und konventioneller Landwirtschaft → Biologische Maßnahmen + sparsamer, zielgerichteter Einsatz von chemischen Mitteln (auf das nötige Maß beschränkt) Trophieebenen Destruenten Umwandlung organische in anorganische Stoffe → Zersetzer von Aas, Pflanzenteilen oder Ausscheidungen Grundlage für Photosynthese Endkonsument stent, ganz oben" in der Nahrungskette 4 • Nahrung Sekundär konsument ernährt sich von Primärkonsumenten Temperatur →meist Fleischfresser Nahrung Primärkonsument ernährt sich von Produzenten →meist Pflanzenfresser ↑ Produzent Nahrung Umwandlung anorganische in organische Stoffe → meist durch Photosynthese Grundlagen • Form der autotrophen Assimilation • Kohlenstoffdioxid und Wasser mithilfe von Lichtenergie zu Zucker (Glucose) und Sauerstoff → Energie für die Pflanze 6 CO₂ + 6H₂O → C6H₁₂O6 + 6 0₂ → aus energiearmen anorganischen Stoffen werden energiereiche organische Stoffe Verluste über Stoffwechsel + unvollständige Verdauung Zunahme der Schadstoffkonzentration (gilt für fettlösliche + schwerabbaubare Schadstoffe) Abnahme von Biomasse und Energie (ca. 90% pro Stufe)" Autotroph = sich nur von anorganischen Stoffen ernährend Heterotroph in der Ernährung auf Körpersubstanz oder Stoffwechsel - produkte anderer Organismen angewiesen Assimilation = aus anorganisch wird organisch Dissimiation anorganisch = = aus organisch wird Die Photosynthese leistung ist abhängig von der..... Lichtmenge Sättigungskurve → Pflanzen haben keine unendlichen Kohlenstoffdioxid konzentration Kapazitaten } Optimumskurve →PS verläuft enzymatisch, diese haben ein Temperaturoptimum Licht- und Synthesereaktion ! Thylakoid 8 Stroma. Thylakoid-Stapel Chloroplast Wasser H₂O Lichtreaktionen Thylakoid 0₂ Sauerstoff NADPH₂ ATP ADP NADP Kohlenstoffdioxid CO₂ Synthesereak. Stroma C6H6012 Glucose Photosynthese läuft in Chloroplasten in zwei Teilschritten ab: Licht- und Synthesereaktion 8 Lichtreaktion: in den Thylakoiden • Wasser wird mithilfe von Lichtenergie in Sauerstoff und Wasserstoff umgewandelt Wasserstoff wird auf Molekül NADP übertragen → NADPH₂ entsteht → außerdem entsteht ATP Synthesereaktion: im Stroma ist auf Produkte (NADPH₂ und ATP) aus Lichtreaktion angewiesen • Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff werden zu Glucose umgewandelt → NADP wieder unbeladen → ATP zu ADP + P gespalten Kreislauf: fehlt ein Bestandteil, kann keine Photosynthese stattfinden! ·beide Stoffe sind vorraussetzung für Lichtreaktion