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indem der Organismus die höchste Vitalität aufweist Alle Individuen einer Art, die gleichzeitig am selben Ort leben und eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden Produzent (autotroph) Präferendum (Präferenzbereich) Pessimum Physiologische Potenz Poikilotherm Ressourcen Stenok (Stenopotenz) Toleranzbereich Vitalität Erzeuger/Organismen, die organisches Material (Biomasse) aus anorganischen Vorstufen mithilfe von licht und Energie aufbauen können. (Z.b. Pflanzen die Fotosynthese betreiben) Der Bereich, der von den Organismen bei freier Wahl Bevorzugt wird Ein Organismus kann überleben, sich aber nicht Fortpflanzen Wertebereich den ein bestimmter Umweltfaktor annehmen muss, damit ein Individuum Überleben kann. Konkurrenz oder andere Umweltfaktoren ausgeschlossen Wechselwarm Bestandteil der Umwelt, den ein Organismus braucht, bzw. verbraucht und dadurch anderen Organismen nicht mehr zu Verfügung steht (Nahrung, Wasser, Raum...). Ist die Ressource zu knapp, führt das zur Konkurrenz. Arten mit relativ kleinen Toleranzbereichen, empfindlich gegenüber Schwankungen der Umwelt. Bereich eines Umweltfaktors, der die ökologische Potenz und das Pessimum umfasst Lebenskraft/die Leistungen eines Lebewesens wie Fortpflanzung, Wachstum oder Konkurrenzvermögen zusammengefasst Ökosystem Abiotische Komponenten Klima Boden Wasser Mineralien Sonnenlicht • Niederschlag => Aufrechterhaltung des richtigen Gleichgewichts ist für dessen Gesundheit und Überleben von entscheidener Bedeutung Biotische Komponenten →Lebewesen: Produzenten - Pflanzen -> Primärproduzenten ( produzieren Nahrung durch Photosynthese) Konsumenten Tiere Destruenten - - Mikroben (zersetzen tote Organismen & Abfälle) 749 Licht- energie Produzenten ABIOTISCHE UMWELTFAKTOREN -> Primör-/Sekundärverbraucher (ernähren sich von Primärproduzenten) Sekundärverbraucher ernähren sich von Primärverbrauchern) Destruenten * j S (bestimmter Lebensraum) BIOZÖNOSE (alle Organismen in diesem Lebensraum) BIO TISCHE UMWELTFAKTOREN BIOTOP 0₂ CO₂ Biomasse abgestorbene Biomasse Wärme Wärme Konsument Wärme Summe der Wärme ÖKOSYSTEM Biozenöse Biotop Toleranzkurve In der Natur gibt es die unterschiedlichsten Tier- und Pflanzenarten. Jede Art ist dabei besser oder schlechter an abiotische und biotische Umweltbedingungen angepasst. Der Bereich in dem ein Lebewesen überleben und sich fortpflanzen kann, nennt man auch Toleranzbereich. Innerhalb diese Toleranzbereiches sind die Umweltfaktoren für ein Individuum/ der ganzen Art tolerabel, sodass es innerhalb dieses Habitats die Möglichkeit zum Leben vorfindet - ökologische Potenz Im Vergleich dazu gibt es den Begriff der physiologischen Potenz, der den Einfluss von Konkurrenz zur anderen arten ausklammert. Reaktion der Lebewesen (2.B. Aktivität der Individuen, Wachstumsrate) Optimum Pessimum Min (Tod) Vorzugs- bereich oder Präferen- dum Bereich der ökologischen Potenz -Toleranzbereich. Pessimum Stärke des Umweltfaltors (2.B Temperatur, Lichtintensität, Luftfeuchte) Max. (Tod) Der Begriff der ökologischen Potenz beschreibt die Fähigkeit einer Art in einem bestimmten und natürlichen Umweltbereich zu Überleben. = Bei der physiologischen Potenz handelt es sich um den maximalen Toleranzbereich einet Art in einer konkurrenzfreien Umgebung. Minimum: Das Minimum bezeichnet den Bereich, an dem ein Leben gerade erst möglich ist. Wachstum und Fortpflanzung sind gestört, bzw. nicht mehr möglich. Existenzbereich: = ökologischen Potenz Toleranzbereich: physiologischen Potenz Wenn die physiologische Potenz durch Konkurrenz eingeschränkt wird, spricht man von ökologischer Potenz. Maximum: Das Maximum bezeichnet den Bereich, an dem ein Leben gerade noch möglich ist. Wachstum und Fortpflanzung sind gestört, bzw. nicht mehr möglich. Optimum: Im Existenzoptimum findet das dort lebende Lebewesen die besten Bedingungen vor. Wachstum und Fortpflanzung erreichen hier ihren absoluten Höchstwert. Präferendum: Das Präferendum umfasst den Bereich links und rechts des Optimums und stellt den allgemein bevorzugten Lebensraum dar. Wachstum und Fortpflanzung bewegen sich im arttypischen Normalbereich. Physiologisches Optimum: entspricht dem optimalen Lebensraum einer Art ohne Einfluss von Konkurrenz. Ökologisches Optimum entspricht dem optimalen Lebensraum einer Art unter Einfluss von Konkurrenz. Dabei kann es durchaus dazu kommen, dass das physiologische Optimum deutlich vom ökologischen Optimum abweicht, weil Arten an die Grenze ihres ökologischen Optimums gedrängt werden. Euryök & Stenök Muster Toleranzkurve Definition Ökologische Potenz Lebensräume Anpassungsfähigkeit Beispiele Euryök/Eurypotenz Haben bezogen auf mindestens einen Umweltfaktor einen breiten Toleranzbereich Breit Haben bezogen auf mindestens einen Umweltfaktor einen geringen Toleranzbereich Eng multilokale Verbreitung in sehr oftmals sehr spezifischer Lebensraum unterschiedlichen Lebensräumen möglich Hoch Stenok/Stenopotenz Kakerlaken & Ratten (Allesfresser) Gering Koalabären (ernähren sich ausschließlich von Eukalyptusblättern) Homoiotherm & Poikilotherm Körpertemperatur Energie Stoffwechsel Fell & Speckschicht Wärmeregulation Ökonomisch? Extreme Hitze Extreme Kälte Beispiele Homoiotherm (gleichwarm) Ist unabhängig von der Umgebungstemperatur Wird für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur aus der Wahrung aufgenommen Hoch Vorhanden, dient als Wärmeisolierung und hält die Wärme am Körper Schwitzen (zur Abkühlung), Muskelzittern (zur Aufwärmung) Unökonomisch (laufend muss neue Energie dem Körper zugeführt werden, sonst bricht der Kreislauf zusammen) Hitzetod Kältetod Säugetiere & Vögel Poikilotherm (wechselwarm) Ist abhängig von der Umgebungstemperatur Ein Großteil der Energie wird über Sonnenstrahlen (Wärmeenergie) aufgenommen Niedrig Nicht Vorhanden Aufsuchen (zur Aufwärmung) und Vermeiden (zur Abkühlung) von wärmeren oder kälteren Orten Ökonomisch & Sparsam (nur selten muss Nahrung zugeführt werden. Es kann nur Energie verbraucht werden wenn die Sonne scheint) Wärmestarre Kältestarre Reptilien (z.b. Eidechse) Ökogeographische Regeln Die Bergmann'sche Regel (Größenregel) →Gleichwarmen Säugetiere & Vögel) beschreibt, dass bei homoiothermen/gleichwarme Tieren die Individuuen, verwandter Arten und Unterarten in den kälteren Arealen ihres Verbreitungsgebiets, größer sind als in wärmeren Mit veränderter Größe ändert sich das Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen. Je größer das Körpervolumen ist, desto mehr Zellen sind vorhanden und betreiben Stoffwechsel und desto höher ist die Wärmefreisetzung im Körperinneren. Je größer ein Tier ist, umso kleiner ist seine Oberfläche im Vergleich zum Wärmespeichernden Körpervolumen, umso kleiner ist also der Wärmeverlust über die Haut Die Allen'sche Regel (Proportionsregel) besagt, dass bei homoiothermen (gleichwarmen Tieren) Individuuen, die relative Länge der Körperanhänge (Extremitäten, Schwänze, Ohren) in kalten Klima- zonen geringer ist als bei verwandten Arten und Unterarten in wärmeren Gebieten Je größer die körperoberfläche ist, desto mehr Wärme wird an die Umgebung abgegeben. RGT-Regel Reaktionsgeschwindigkeit - Temperatur - Regel Eine Erhöhung der Temperatur bewirkt bei chemischen Reaktionen eine höhere Reautionsgeschwindigkeit also, je höher die Temperatur ist, desto Schneller verlaufen chemische Reaktionen. = Bei der Erhöhung der Temperatur um 10°C verdoppelt bis verdreifacht sich die Reaktionsgeschwindigkeit. Beispiel Eidechse : Die Eidechsen gehören zu den wechselwarmen (poikilothermen) Tieren. Ihre Körpertemperatur schwankt mit der Umgebungstemperatur. Morgens ist die Temperatur viel niedriger als nachmittags. Körpertemperatur ist demnach nachmittags höher. Nach der RGT-Regel beschleunigen sich mit der Temperatur die physiologisch-chemischen Prozesse im Körper. Nachmittags kann Sie deshalb schneller reagieren und sich flinker bewegen als Vormittags Ökologische Nische Bezeichnet die Gesamtheit der biotischen (z.b. Konkurrenz) und abiotischen Umweltfaktoren (Licht, Temperatur), die das überleben einer Art beeinflussen (Achtung: Die Wische beschreibt also nicht nur den Lebensraum/Habitat. Das Habitat mit seinem abiotischen Faktoren gehört zur Nische.) Sie beschreibt also die Gesamtheit der Beziehungen zwischen einer Art und ihrer Umwelt (biotische uns abiotische Faktoren). Zur Nische gehören sowohl die Ansprüche der Art an ihre Umwelt als auch die Angebote und Anforderungen dieser Umwelt an diese Art und die Art und Weise, wie diese Angebote genutzt werden. Dimension: Jeder wirkende Faktor bildet eine Dimension der ökologischen Mische. Fundamental Nische: physiologische Potenz einer Art ohne Konkurrenz Im Rahmen ihrer genetisch vorgegebenen Toleranzbereiche können Organismen ganz bestimmte ökologische Faktoren aus ihrer Umwelt nutzen. Von jedem Faktor wird aber nur ein ganz bestimmter Bereich genutzt. Bei der Wirkung von n-Faktoren ergibt sich für die Nutzung durch eine Art ein n-dimensionaler Raum, innerhalb dessen die Lebenstätigkeit dieser Art gewährleistet ist. Dieser n-dimensionale Raum bildet die genetisch vorgegebene fundamentale Nische einer Art. -Ein Teil der fundamentalen Nische, die in Anwesenheit von Konkurrenten und Räubern (biotischen Faktoren) besetzt werden kann. -die eingeschränkte Nutzung der einzelnen Faktoren wird als realisierte Mische bezeichnet. -die realisierte Nische ist aufgrund der unterschiedlichen Wechselwirkungen (Konkurrenz, Räuber- Beute-Verhältnis, Parasit-Wirt-Beziehung etc.), die im Freiland herrschen, kleiner als die Fundamentalnische. Fundamentalnische Ökologische Gesamtbeschreibung, die nur unter optimalen Bedingungen beispielsweise im Labor darstellbar ist. Sie hängt nur von den abiotischen Faktoren ab. Realisierte Mische: Nische mit Konkurrenz, daher kleiner als die fundamentale Nische (Nischendifferenzierung bzw. Konkurrenzvermeidung verringern die Konkurrenz) Leben zwei oder mehr Arten mit ähnlichen Fundamentalnischen im selben Lebensraum, so gibt es Überschneidungen (Mischenüberlappungen) in der Nutzung der Faktoren. Die betreffenden Arten konkurrieren. Das führt zu Einschränkungen für eine oder alle Arten. Die Fundamentalnische wird dadurch unter der Wirkung der Konkurrenz auf die reale ökologische Nische eingeschränkt. = Luftfeuchtigkeit C Luftfeuchtigkeit D Nahrungsgröße Nahrungsgröße Art B Art A physiologische Potenz Temperatur Art A ökologische Potenz Temperatur Die Fundamentalnische ist äquivalent zur physiologischen Potenz, also den optimalen Bedingungen (Laborbedingungen) der jeweiligen Art ohne interspezifische Konkurrenz. E Die Reale Nische entspricht der ökologischen Potenz, also den tatsächlichen Bedingungen in der Natur, mit interspezifischer Konkurrenz. Kokurrenz Intraspezifisch: Innerhalb einer Art (z.b. mögliche Sexualpartner, Konkurrenz innerhalb einer Art, bestimmte soziale Gruppen Strukturen) M.M Interspezifisch zwischen verschiedenen Arten (z.b. Konkurrenz, Revber-Beute-Beziehung, Parasitismus, Symbiosen) Verringern/Vermeidung durch Konkurrenzvermeidung: arten weichen in eine andere ökologische Nische aus. Konkurrenzausschlussprinzip: Arten mit sehr ähnlicher ökologischer Mische können nicht dauerhaft im selben Lebensraum existieren. Je ähnlicher die ökologischen Ansprüche der an einer Lebensgemeinschaft beteiligten Arten sind, umso geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie dauerhaft den gleichen Lebensraum besiedeln. Eine solche Situation ist dann gegeben, wenn 2 Arten in mindestens einem wesentlichen Faktor (Wasser, Nahrung oder Lebensraum) in direkter Konkurrenz zu einander stehen. Auf Dauer wird sich eine der beiden Arten (Konkurenzstärkere) gegenüber der anderen Art durchsetzen und Sie aus der ökologischen Wische verdrängen. (z.b. Konkurrenzvermeidung: Möglichkeit der Koexistenz von Arten mit ähnlichen ökologischen Ansprüchen durch Ausweichen des schwächeren Konkurrenten im Rahmen der ökologischen Potenz. (z.b. Nahrung ändern, Gewohnheiten ändern (Tag-/Nachtaktiv) oder Lebensraum ändern)