1. Teil Flashcards
1
Q
3 Gründe warum adaptive Evolution nicht perfekt ist
–> nenne ein Beispiel
A
- Genfluss (Genflow) kann die Anpassung verhindern/verringern.
- Umwelt ist nicht statisch
- Grenzen der natürlichen Selektion
- Fehlen von genetischer Variation
- Evolutionäre Geschichte
- Trade-offs (Bsp. Wildtier mit Nachkommen haben eine höhere Sterberate)
2
Q
Wann war die letzte Eiszeit?
A
vor 20 000 Jahren
3
Q
Was versteht man unter Hybridspeziation?
A
Aus Hybriden entsteht eine neue Art (v.a. bei Pflanzen)
4
Q
Symbiose
A
Überbegriff, verschiedene Arten agieren miteinander
5
Q
Mutualismus und seine Einteilung
A
beide Arten profitieren (kein Altruismus)
Der Mutualismus wird eingeteilt in TROPISCHEN MUTUALISMUS (Ameisen und Pilz), HABITATS MUTUALISMUS (Ameise und Pflanze) und SERVICE MUTUALISMUS (Feigenwespe).
6
Q
Kommensalismus + bsp
A
einer profitiert, dem anderen ist es egal
• Flechten auf Bäumen.
• Bakterien auf der Haut.
• Seeanemone und Zooxanthelle
7
Q
Parasitismus
A
einer profitiert, der andere leidet
8
Q
Parasitoid
A
Parasiten die auf einen Wirt spezialisiert sind und ihn meistens töten. Larven sind meistens Parasitoid und Adulte leben frei. Hymenoptera oder Diptera sind die bevorzugten Wirtstiere dieser Parasitoide.
9
Q
Zusammenhang zwischen Ökologie und Evolution
–> Beispiel
A
- Ökologie kann einen Einfluss auf große evolutionäre Änderungen haben. Zum Beispiel durch ökologische Interaktionen wie: Predation, Konkurrenz, Herbivore, Parasiten, Mutualsten
Ökologie kann auch einen Einfluss auf kleine evolutionäre Änderungen haben: verlorene/zerstückelte Habitate führen zu stärkeren genetischen Drift. - Wenn Räuber neue Wege finden ihre Beute zu fangen stirbt diese möglicherweise aus, wird kleiner oder zieht um. Die Beute wird neue Wege finden um mit den Räubern umzugehen.
- Bsp. Parasiten: Ökologischer Druck der Parasiten führt zu evolutionärer Änderung
10
Q
Wieso wird Parasitismus immer weiter durch den Klimawandel ausgebreitet?
A
dass durch den Klimawandel vor allem Infektionen/Parasiten, die sonst in warmen Ländern auftreten, auch in anderen Ländern auftreten, die jetzt auch ein wärmeres Klima erreicht haben.
11
Q
Was sind Gemeinschaften/Biozönosen?
A
Gruppe von interagierenden Organismen, am selben Ort, zur selben Zeit lebend.
Diese Interaktionen geben Lebensgemeinschaften ihren Charakter und ihre Funktion. Biozönosen sind mehr als die Summe ihrer Teile. Die Interaktionen können negativ bzw. positiv oder direkt bzw. indirekt sein.
12
Q
Was ist der Shannon Index?
A
Berechnung der Häufigkeit der Arten, für die Bestimmung von Diversitäten.
13
Q
Was ist eine Artsättigungskurve?
A
Species accumulation curves
Damit kann berechnet werden ob beim Sammeln alle Arten erfasst worden sind
14
Q
Indirekte Interaktionen
A
Indirekt: wenn die Beziehung zwischen 2 Arten von einer dritten oder mehr Arten beeinflusst wird (wird oft zufällig durch entfernen einer Art entdeckt).
15
Q
Direkte Interaktionen
A
Beziehung zwischen zwei Arten (Konkurrenz, Prädation, Förderung).
16
Q
tropische Bereitstellung
A
Trophic Facilitation
Konsument einer Art wird gefördert, durch eine positive Interaktion seiner Beute mit einer anderen Art.
17
Q
Keystone spp.
A
Schlüsselarten können auch dominant sein aufgrund ihrer hohen Konkurrenz im Raumbedarf, an Nährstoffen, Licht. Sie beeinflussen die Gemeinschaft meistens indirekt.
z.B. Seestern: kleine Biomasse, aber großer Einfluss auf ihre Gemeinschaft
18
Q
foundation spp.
A
Dominante Gründerarten können einen großen Einfluss auf andere Arten und die Diversität haben. Aufgrund großem Vorkommen oder Biomasse.
z.B.: Korrale: großer Einfluss durch großes Vorkommen und Biomasse.
19
Q
Ökosystem-Ingeneure
A
z.b. Menschen, Bieber
Sie kreieren, modifizieren und erhalten ein Habitat für sich selbst und/oder andere Arten.
Beispiel: Bäume bieten Wohnraum und Nahrung, reduzieren Licht, Wind und Regen → ändern Temperaturbedingungen und Feuchtigkeitsbedingungen → Wurzeln erhöhen Verwitterung und Bodendurchlüftung.
20
Q
Schirmarten
A
wenn man eine Art schütz, schützt man auch alle anderen.
Ökosystemengineers ideale Schirmarten → sind Arten, die große Habitate benötigen und so andere Arten beschützen.
21
Q
Störung (Disturbance):
A
ein Ereignis, das Individuen verletzt oder tötet und Gelegenheit für andere Individuen bietet (Vulkanausbruch, Erdbeben, Feuer, Wirbelsturm).
22
Q
Stress:
A
Faktor reduziert das Wachstum oder die Reproduktion von Individuen (z.B Temperaturanstieg in Korallenriff).
23
Q
Abiotische und biotische Faktoren interagieren häufig miteinander und erzeugen Veränderung in beide Richtungen.
nenne ein Bsp. wie ein binomischer Faktor einen abiotischen Faktor verändert
und anders herum.
A
z. B. Bieber der als Schlüsselart und Ökosystemengineer fungiert ändert abiotische Bedingungen. Die Folgen sind Artenaustausch (Bieber kreiert Feuchtgebiet, was anderen Arten Einzug ermöglicht)
z. B. Amerikanische Walnussfliege in der Schweiz durch Temperaturerhöhung (Klimawandel).
24
Q
Erwartete Temperaturerhöhung von 2000-2100 beträgt wie viel Grad?
A
4 Grad Celsius
25
Primäre Sukzession + Bsp
Kolonisierung von Bereichen ohne jegliches Leben (Vulkangestein, Gletscherrückzugsgebiet). Nach Ereignis hoher Intensität!
Kann lange dauern (erste Ankömmlinge müssen mit extremen Bedingungen umgehen können).
Pionierarten sind erste Ankömmlinge. Sie sind stressresistent und verändern das Gebiet zum Nutzen ihres eigenen Wachstums.
26
Sekundärsukzession + Bsp
Wiederaufbau einer Gemeinschaft, nachdem einiges (aber nicht alles) zerstört wurde. Nach Ereignis mittlere Intensität und Frequenz (Kahlschlag, Feuer).
Schon vorhandene Arten und deren Interaktionen mit den Pionieren spielen größere Rolle als bei Primärsukzession.
27
allochthones Material
von Außen hinein gebracht, Material, das von einem anderen Lebensraum/Ökosystem stammt.
28
Space for time substitution
man lebt nicht lange genug um Veränderungen zu Beobachten also forscht man an verschiedenen Stationen gleichzeitig.
29
alternative stable states
Ökosystem wird gestört, wird wieder Stabil aber an anderen Stellen
30
alternative stable states
Ökosystem wird gestört, wird wieder Stabil aber an anderen Stellen
31
Equilibrium Theorie
Die Art mit einem Vorteil gewinnt, die andere stirbt aus.
Kompromisse führen zu Ressourcenaufteilung oder nur eine Art erlangt stabile Populationsgröße. Dominate Art verdrängt nicht dominante Art.
32
Nonequilibrium Theorie
Variierende Zustände (Störungen) halten dominante Arten davon ab eine Monopolherrschaft über Ressourcen zu erlangen. Lebt in Koexistenz neben der dominanten Art.
33
Intermediate Disturbance Hypothesis (Zwischenstörungshypothese)
Bei geringen Störungen entscheidet der Konkurrenzkampf über den Artenreichtum in einer Gemeinschaft (erste Blase).
Bei intermediären Störungen führt ein Gleichgewicht zwischen Störung des Konkurrenzkampfes und Sterblichkeit der Arten zu einer höheren Diversität (zweite Blase).
Bei vielen Störungen sterben folglich viele Arten ->
hohe Sterblichkeit (dritte Blase).
34
Biogeographie und Makroökologie definieren und was ist der Unterschied?
Biogeography = Wissenschaft von der geografischen Verbreitung der Tiere und Pflanzen
Makroökologie = ist ein Arbeitsgebiet der Ökologie, die die Muster und Mechanismen erforscht, welche auf großen räumlichen und zeitlichen Maßstäben über viele ökologische Einheiten (Arten, Merkmale, Artengemeinschaften) auftreten.
35
Was sind Haustorien?
Ein Haustorium ist ein Saugorgan zur Nährstoffaufnahme, mit dem eine Pflanze oder ein Pilz Stoffe wie Wasser oder Nährstoffe von einem anderen Teil des eigenen Individuums oder von einem fremden Organismus aufnimmt.
36
Ursachen und Folgen von Endoparasiten
* haben einen globalen Rückgang von Amphibien ausgelöst (Pilz Chytridiomykose)
* verursachen in Pflanzengeweben ein vorzeitiges verrotten (durch Nematoden, Pilze)
* Verdauungstrakt: Parasiten essen selten das Gewebe, sondern rauben die Nährstoffe (z.B. Bandwürmer)
* Gewebe/Zellen: z.B. Plasmodium, Wolbachia
37
VORTEILE und NACHTEILE von Leben in oder auf einem Wirtsorganismus
➢ Vorteil Ektoparasit: können sich rasch vermehren und sind geschützt vor der Hitze des Immunsystems.
➢ Nachteil Ektoparasit: Verwundbarkeit gegenüber natürlichen Feinden. Einwirkungen von der äußeren Umwelt sind größer. Sich zu ernähren ist deutlich schwieriger (benötigen spezielle Fresswerkzeuge).
➢ Vorteil Endoparasit: Sie können sich deutlich leichter ernähren. Sie sind geschützt von äußeren Einflussfaktoren. Die Verwundbarkeit gegenüber natürlichen Feinden ist deutlich geringer.
➢ Nachteile Endoparasit: können sich nicht rasch vermehren. Verwundbarkeit gegenüber Hitze des Immunsystems.
38
Wirtsverteidigung:
➢ harte Außenschalen
➢ hartes Exoskelet
➢ chemische Waffen (bei Pflanzen: Phytoalexin – tötet Parasiten und verhindert Ausbreitung, außerdem kommt es zur verstärkten Bildung von Lignin).
Beispiel: Schimpansen essen solche Pflanzen und nehmen diese Phytoalexine auf (Capsaicin, Piperin)).
➢ Das Immunsystem des Wirtsorganismus besitzt sogenannte Memory cells (durch einen früheren Befall) und kann auf den erneuten Befall von Parasiten reagieren und andere Zellen können die Parasiten nun bekämpfen/eliminieren.
39
gegen Maßnahmen von Parasiten, wenn Wirte sich wehren
Ektoparasiten: müssen die äußeren Abwehr durchdringen und mit der toxischen Verbindung der Pflanze zurechtkommen.
Endoparasiten: es kommt zu einer Abschirmung innerhalb des Wirts (Verkapselung der Eier).
Beispiel: parasitoide Wespen infizieren ihren Wirtsorganismus (eine Fruchtfliege) mit einem Virus, der die Lamellocyten oder Eier des Parasiten versteckt (Entkapselung wird verhindert oder überzieht die Eier mit einem Filament) und dadurch vom Immunsystem des Wirtsorganismus nicht erkannt wird und so der Parasit im Inneren wachsen kann.
40
Was ist MHC?
MHC: Schutz vor Parasiten – Weibchen wählen Männchen mit hohem MHC-Gehalt – Sexual-Selektion.
41
Was ist Sozialparasitismus?
Sozialparasitismus wird definiert als die Beziehung zwischen zwei Tierarten, bei der sich eine eusoziale Art mit steriler Arbeiterkaste das Sozialsystem anderer, ebenfalls eusozialer Arten zunutze macht. Sozialparasiten sind außerordentlich spezialisierte Arten, denen es typischerweise gelingt, durch Mimikry oder andere Formen der Tarnung die reichhaltigen, aber stark bewachten Ressourcen einer Kolonie eusozialer Lebewesen auszubeuten. Sozialparasitismus tritt vor allem bei Hautflüglern auf.
42
Was ist ein Primärproduzent?
Photosynthetisch aktive Organismen wie Pflanzen, die Biomasse aus anorganischen Rohstoffen aufbauen. Sog. Autotrophe („sich selbst ernährend“). Meist Pflanzen, die im Zuge der Photosynthese Zucker aus Wasser, CO2 und Lichtenergie erzeugen. Dieser Zucker wird zum Teil für die Zellatmung, zum anderen Teil zur Synthese komplexerer Biomassebestandteile verwendet: Proteine, Fette, Nucleotide (durch Aufnahme weiterer Bausteine wie N, P, S)
43
Wie nennt man Angehörige der 4. trophischen Ebene?
Tertiärkonsumenten, Carnivoren, die sich von Carnivoren ernähren)
44
Was bedeutet Omnivorie? + Bsp
Allesfresser: Organismen, die sowohl herbivor als auch carnivor sind.
z.B.: Schaben, Rabenvögel, Möwen, Braunbären, Waschbären, Nagetiere, Schimpansen, Schweine, Mensch
45
Was sind vertikale/horizontale Interaktionen?
Vertikale Interaktionen: Trophische Interaktionen (Nahrungkette)
Horizontale Interaktionen: Nicht-trophische Interaktionen, wie z.B. Konkurrenz
46
Gemeinschaftsstruktur
| Reihe von Charakteristiken, die eine Gemeinschaft formen.
* Artenreichtum: ist die Anzahl der Arten einer Gemeinschaft. Sind qualitative Daten, welche Arten kommen in dieser Gemeinschaft vor.
* Relative Abundanz: Wie viele Individuen pro Art (Abundanz) kommen in der Gemeinschaft vor und deren Anteil an der Gesamt-Individuen-Zahl (Dominanz= relative Abundanz). Sind quantitative Daten
* Diversität: Kombiniert Artenreichtum und Dominanz (Diversitätsindex H)
* Evenness: beschreibt die Gleichmäßigkeit von Arten in einer Gemeinschaft. Beschreibt die Relation des tatsächlichen Diversitätsindex H zum theoretisch maximalen Wert
47
Menschliche Aktivitäten homogenisieren die Artenvielfalt. Nenne 3 Komponenten der Biodiversität, die besonders betroffen sind und passende Beispiele!
Verinselung, Überernte, invasive Arten (Bsp auf Fischgericht)
48
Welcher Faktor ist wichtiger für die mittlere Verweildauer & Nährstoffpools im Boden eines terr. Ökosystems: Inputrate oder Abbaurate?
Abbaurate
49
Was ist die Nettoprimärproduktion?
Produktion organischer Substanz durch Photosynthese oder Chemosynthese, abzüglich des Verlustes durch Gesamt-Atmung (Tages- und Nachtatmung aller grünen und nicht-grünen Pflanzenteile). Die Nettoprimärproduktion bildet die Basis der Nahrungspyramide (Nahrungskette)
50
Andere Indexe als der Shannon-Index
➢ Berger- Parker-index
➢ Simpson-index
➢ Brillouin-index (bei Brillouin spielt absolute Abundanz eine Rolle).
51
3 Sukzessionsmodelle (Connell/Slatyer):
* Facilitation (Förderungsmodell) Model: Frühe Arten können sich etablieren, modifizieren die Umgebung zum Vorteil späterer Arten (aber auch weniger passend für frühe Arten) und die Abfolge von Arten-Förderungen führt zu einem Klimax-Stadium (Endstadium), frühe Arten verschwinden.
* Tolerance Model (Toleranzmodell): Alle Arten, die dort als ausgewachsene Individuen überleben können, können sich etablieren. Frühe Arten modifizieren die Umgebung, aber in neutraler Art und Weise. Spätere Arten werden weder gefördert noch gehemmt, frühe Arten verschwinden.
* Inhibition Model (Unterdrückung/Sperrmodell): Alle Arten, die dort als ausgewachsene Individuen überleben können, können sich etablieren. Frühe Arten modifizieren die Umgebung und beeinflussen spätere Arten dadurch negativ. Solange sich frühe Arten erfolgreich ansiedeln können, schließen sie folgende Arten aus oder unterdrücken deren Kolonisierung.
52
Eine zentrale Idee der Ökologie ist es, dass Artenreichtum verschiedene Funktionen von Gemeinschaften kontrollieren kann:
- Produktivität: Primärproduktion
- Stabilität: Gleichbleibend in Struktur und Funktion -> Widerstand gegen Störungen.
- Resilienz: Erholungsgeschwindigkeit nach Störung.
53
Was ist "The Millennium Ökosystem Assessment:"?
Beim Millennium Ecosystem Assessment (MA) handelt es sich um eine groß angelegte und von den Vereinten Nationen ins Leben gerufen Studie, mit der ein systematischer Überblick über den globalen Zustand von 24 Schlüssel-Ökosystemdienstleistungen erstellt wurde.
⇒ Vorhersage: Wenn der derzeitige Grad des Artenverlusts sich fortsetzt, werden menschliche Populationen bald ernsthaft beeinträchtig sein.
54
Was ist GPP?
Bruttoprimärproduktion [Gross primary produktion (GPP)]
Ist die gesamte Menge an Kohlenstoff (C), die von autotrophen Organismen eines Ökosystems fixiert wurde.
Wenn wir kein CO2 ausatmen würden, könnten die Pflanzen nichts mehr verwerten.
Die Bruttoprimärproduktion hängt vom klimatischen Einfluss, der Photosyntheserate und den LAI (leaf area index) ab. (untersch. Photosythesearten)
55
Was ist NPP?
Nettoprimärproduktion [Net primary produktion (NPP)]
Die Nettoprimärproduktion repräsentiert die von der Pflanze gewonnene Biomasse.
Je weiter unten, desto weniger Licht -> Nettoproduktion an O2 deutlich geringer -> deswegen fast nur Geophyten.
• NPP ist die Energie (Kohlenstoff), die für Pflanzenwachstum und den Verbrauch von Pflanzenbiomasse durch Detritivoren und Pflanzenfresser (Herbivore) übrig bleibt.
• NPP repräsentiert Speicher an Kohlenstoff im Ökosystem.
• NPP repräsentiert zugenommene Biomasse der Pflanzen
56
was sind die 6 Biogeographische Zonen der Erde?
Palearctic (Europe and parts of Asia and Afrika), Nearctic (North America, Grönland und das Hochland von Mexiko), Neotropical (Mexico, Central and South America), Ethiopian (Africa), Indian (Southeast Asia, Indonesia) and Australian (Australia and New Guinea). Currently, eight are recognised since the addition of Oceania (Polynesia, Fiji and Micronesia) and Antarctica. (Paleotropis: Afrika)
57
Konsumptions‐, Assimilations‐ und Produktionseffizienz definieren und berechnen können, sowie die Produktionseffizienz unterschiedlicher Konsumenten kennen
Konsumptionseffizienz (KE): Anteil der Biomasse, der konsumiert wird.
Assimilationseffizienz (AE): Anteil der konsumierten Biomasse, der durch die Verdauung assimiliert wird (dem Körper als Energie/Nährstoff dient). Der Rest wird ausgeschieden. Bei
Karnivore 80% brauchbar, Herbivore und Detritivore 20-50% brauchbar.
Produktionseffizienz (PE): Anteil, der assimilierten Energie, die neue Konsumentenbiomasse erzeugt. Rest wird veratmet.
58
Was ist die Sekundärproduktion ?
Die Sekundärproduktion ist damit die Energiemenge, die in Form von Biomasse (eigenes Wachstum und Produktion von Nachkommen) gespeichert wird
59
Macroparasit
Macroparasiten:
➢ Arthropoda (vor allem blutsaugende Ektoparasiten – Zecke), Würmer [wie Plattwürmer (Plathelminthen) oder Fadenwürmer (Nemathoden)].
60
Microparasit
Mikroparsiten:
| ➢ Bakterien, Viren, Pilze und einige Protisten. Vermehren sich im Wirtsorganismus.
61
Die 3 Zusammensetzungen (Arten) von Gemeinschaften
a) Taxonomische Gruppen
b) Funktionelle Gruppen
c) Gruppen die die gleichen Ressourcen nutzen (Gilden)
62
Definition IPBES
o Zwischenstaatliche Plattform für Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen
o Soll Entscheidungsträgern zu verlässliche Information als Entscheidungshilfe zur Verfügung stellen
o IPBES bietet einen Mechanismus, der sowohl von der Wissenschaft als auch von der Politik anerkannt ist.
63
Definition NEE
net ecosystem production or net ecosystem exchange (NEE). Nettokohlenstoffdioxidaustausch, Von der Pflanze durch PS aufgenommenes CO2 minus durch Respiration entstandenes CO2
64
Definition BPP
Bruttoprimärproduktion, (=GPP), die gesamte Menge an Kohlenstoff (C), die von Autotrophen eines Ökosystems fixiert wurde.
65
Definition NPP
Nettoprimärproduktion, Repräsentiert den Zuwach der Biomasse, ausrechnen aus BPP – Respiration der autotrophen Organismen
66
Definition Neophyt
Organismus (Hier Pflanze) der sich in einem Gebiet ansiedelt in dem er nicht heimisch ist, z.B. durch Umwelteinflüsse oder menschliche Eingriffe (nach 1492)
67
Definition Archäophyt
Archäophyten, Archäozoen: vor der Entdeckung Amerikas im Jahr 1492 eingebürgert
68
Definition invasive Arten
nicht einheimische, eingeführte Arten, welche stabile Populationen ausbilden, und die einheimischen Arten bedrohen.
69
Aussage treffen zur Primär Produktion auf einer alpine Grasweide und einen tropischen Regenwalds -> bezüglich deren Vegetationsperiode.
Im tropischen Regenwald gibt es keine Jahreszeiten deshalb kann er das ganze Jahr gleich viel PP betreiben, wohingegen die Almwiese abhängig ist von den Jahreszeiten (Die durch den Klimawandel immer extremer werden), sie kann nur PP bei entsprechenden Temperaturen und ohne Schneedecke betreiben.
70
Ziele von Natura 2000
• Erhalt an Diversität und Vielfalt an Lebensräumen =>
gezielter Lebensraum‐ und damit Biozönosenschutz
• Ausweisung von besonderen Schutzgebieten zum Schutz der Lebensräume und Arten der FFH‐Richtlinie
• Grundsätzliche Maßgaben: Monitoring, Maßnahmen zum Beispiel zur Entwicklung von Lebensräumen
71
CO2 Fixierung: alter vs. junger Wald
.
72
Die 4 Drücke die auf die Erde wirken aus dem besagten TED-Video
- natürliches Bevölkerungswachstum: reiche Minderheit, ungerechte Verteilung von Ressourcen
- Klima-Agenda: Treibhausgase, hohe Durchschnittstemperatur, Destabilisierung des westantarktischen Eisschildes, 6m Meeresspiegelanstieg
- Verlust von Ökosystemen
- Prinzip der Überraschung, Ökosysteme sind nicht vorhersehbar
73
Breitengrad-Theorie
3 Muster:
• Artenvielfalt und –zusammensetzung variieren mit dem Breitengrad
• In den Tropen tendenziell mehr Arten und größere Artenvielfalt als beispielsweise in der Antarktis
• Es gibt Variationen zwischen den Kontinenten, selbst wenn der Breitengrad der gleiche ist
74
Das Einwandern von invasiven Arten und aussterben einheimischer Arten führt zu...
taxonomischer Homogenisierung
75
Makroökologie
.
76
IPCC
Intergovernmental Panel on Climate Change
- Berichte über Klimaveränderung zum besseren Verständnis für Politik und Allgemeinheit
o oft als Weltklimarat bezeichnet, wurde im November 1988 vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) und der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) als zwischenstaatliche Institution ins Leben gerufen.
o Hauptaufgabe des Ausschusses ist es, die naturwissenschaftlichen Grundlagen und den weltweiten Forschungsstand über die Auswirkungen des Klimawandels und seine Risiken sowie Minderungs- und Anpassungsstrategien zusammenzutragen und aus wissenschaftlicher Sicht zu bewerten.
- 2014: APCC (Austrian Panel for Climate Change)
- Die Temperatur ist in Österreich seit 1880 um +2 °C gestiegen, europaweit um +1,3 C° und global um +0,85°C.
- Starker Temperaturanstieg seit ca. 1980 um ca. 1°C
- Vorhersage: bis 2100 Temperatur steigt um + 3,5 °C
77
Konsumptions‐ (Nutzungs) effizienz =
Anteil der Biomasse, der von Konsumenten aufgenommen wird
78
Assimilationseffizienz:
Anteil der aufgenommenen Biomasse, die die Konsumenten durch ihre Verdauung assimilieren (H,D: 20‐50%, K: 80%)
79
Produktionseffizienz:
Anteil der assimilierten Biomasse, die neue Konsumentenbiomasse erzeugt
80
Adventive Arten:
vom Menschen eingeschleppte oder eingeführte Pflanzen‐ und Tierarten aus anderen Klimazonen
81
Apophyten:
einheimische Pflanzenarten
82
Folgen von erhöhter CO2 Emission?
- versauern der Meere (pH sinkt) --> Verringerung der Verkalkung. Tiere die ihre Schalen aus Kalziumkarbonat herstellen (Korallen, Plankton..) sind gefährdet.
83
Woher stammen anthropogene CO2 Emissionen?
Fossilebrennstoffe, Änderung der Landnnutzung Entwaldung!, Industrialisierung, größere Weltbevölkerung,
84
Folgen von erhöhtem N in der Atmosphäre
- saurer Regen
85
Woher stammen anthropogene N - Fixierungen?
- landwirtschaftliche Düngungsmittel
- Anbau von N-fixierende Pflanzen (Soja, Erbsen)
- Überflutung von landwirtschaftlichen Feldern wie Reis
- -> N2 Fixierung durch Cyanobakterien
- Formen von Gashaus
86
Anthropogene CH4 (Methan) Emissionen
- Fossile Brennstoffe
- landwirtschaftlicher Fortschritt (v.a. Reis)
- verbrennen von Pflanzen und Wäldern
- Massentierhaltung
87
Alternative stable state
* Alternative stable states occur when different communities develop in the same area under similar environmental conditions.
* Incommunities that experience alternative states, succession is typically controlled by strongly interacting species.
* Human activities have caused regime shifts in communities that may or may not be reversible.
88
Opportuniste
Organismen, die schnell auf veränderte Umweltbedingungen reagieren. Hierzu gehören z.B. viele Unkräuter.
89
Photoperiodismus
Abhängigkeit des Wachstums, der Entwicklung und des Verhaltens von Pflanzen und Tieren von bestimmten Tages- bzw. Nachtlängen
90
Sekundärproduktion [Net secundary production (NSP)]
Energie aus dem Verbrauch von organischen Verbindungen, die von anderen Organismen (meistens heterotrophe O.) produziert wurden.
Die Sekundärproduktion ist damit die Energiemenge, die in Form von Biomasse gespeichert wird.
91
BOTTOM-UP:
Ressourcen, die NPP limitieren bestimmen den Energiefluss durch das Ökosystem (von unten).
92
Top-down:
Der Energiefluss wird von den Verbrauchsraten der Räuber auf der höchsten trophischen Ebene bestimmt, was die Häufigkeit und Artenzusammensetzung mehrerer trophischer Ebenen unter ihnen beeinflusst (von oben).
93
Frage: Was bestimmt die Zahl der trophischen Ebenen eines Ökosystems?
1. ) Verbreitungsmöglichkeit in einem Ökosystem. Die Größe eines Ökosystems kann von Top-Predatoren bestimmen werden.
2. ) Menge an Energie die dem Ökosystem durch Primärproduktion zukommt.
3. ) Häufigkeit an Störungen und Stress.
94
Food Web
Konzept: Nahrungsnetze sind Modelle, welche die trophischen Interaktionen von Organismen in einem Ökosystem beschreiben.
95
Turnover-Rate
= Mittlere Aufenthaltsdauer, Zeit, die ein Molekül durchschnittlich in einem Pool verbringt
96
IUCN
International Union for Conservation of Nature
| hat Rote Liste gefährdeter Arten, zusammengestellt
97
Wie kommt Methan in die Atmosphäre?
⇒ Methan wird auf natürliche Weise von anaeroben methanogenen Bakterien, die in Feuchtgebieten und flachen marinen Sedimenten leben und den Rumen von Wiederkäuern freigesetzt.
Anthropogene CH4 -Quellen stammen aus der Verarbeitung und Verbrennung fossiler Brennstoffe, der landwirtschaftlichen Entwicklung (vor allem Reis, der in überschwemmten Feldern angebaut wird), der Verbrennung von Wäldern und Pflanzen sowie von der Tierproduktion.
98
Löss
von Gletschern zu feinem Pulver gemahlener Gestein
99
Die beschleunigte Desertifikationsrate hat zu Staubablagerungen auf der ganzen Welt geführt.
Was sind deren Auswirkungen?
⇒ Die Auswirkungen von Staubablagerungen auf ökologische Prozesse sind weitgehend unbekannt.
⇒ Die Staubablagerung von Nährstoffen kann Auswirkungen auf die Primärproduktion und den globalen Kohlenstoffkreislauf haben.
• Eisen in Staub kann für die Produktivität des Ozeans wichtig sein.
• Korrelation mit Korallenriffsterben
100
anthropogene Ursachen für Korallensterben?
erhöhte Wassertemperaturen durch globale Erwärmung (Klimaänderungen) und El Niño-Phänomene, hohe UV-Einstrahlung (Ultraviolett), Salzgehaltsschwankungen (Salinität), Bakterien- oder Pilz-Infektionen sowie Belastung durch Tourismus, Umweltbelastung (Über-Düngung, Ölverschmutzung und Ölpest), Überfischung und Sedimentausschwemmung durch Erosion auf dem Festland.
101
Folgen des Korallensterbens?
Wenn Korallen absterben, wird die Artenvielfalt geringer und ganze Ökosysteme können zusammenbrechen.
➢ Einige Korallenarten können verschwinden und mit ihnen Fische, die von ihnen als Nahrungsquelle abhängig sind oder sie als Platz zur Aufzucht ihrer Jungen benötigen.
➢ Fischer verlieren ihre Nahrungsgrundlage; Tauchtourismus als Einkommensquelle verschwindet ebenso wie der Schutz vor Ozeanwellen.
102
eine Aussage treffen zur Primär Produktion auf einer alpine Grasweide und einen tropischen Regenwalds -> bezüglich deren Vegetationsperiode.
Im tropischen Regenwald gibt es keine Jahreszeiten deshalb kann er das ganze Jahr gleich viel PP betreiben, wohingegen die Almwiese abhängig ist von den Jahreszeiten (Die durch den Klimawandel immer extremer werden), sie kann nur PP bei entsprechenden Temperaturen und ohne Schneedecke betreiben.
103
Skizziere und erläutere 2 Klimaparameter auf terrestrischen Ökosystemen mit NPP
Temperatur und Niederschlag
Temperatur: Pflanzen brauchen Idealtemperatur um Wachstumsbedingungen und Lebensbedingungen aufrecht halten zu können.
Niederschlag: Photosynthese funktioniert nicht ohne Wasser weswegen ausreichend Niederschlag vorhanden ein muss. Zu viel Niederschlag ist wiederum hindernd, da die Pflanzen sonst ertrinken, durch Starkregen zerstört werden und oft weniger PP liefern, da Ihnen bei schlechtem Wetter die maximale Sonneneinstrahlung fehlt.
104
Die 4 Drücke die auf die Erde wirken aus dem besagten TED-Video
• natürliches Bevölkerungswachstum (population growth)
=> reiche Minderheit, ungerechte Verteilung von Ressourcen
• Klima-Agenda
=> Treibhausgase, hohe Durchschnittstemperatur, Destabilisierung des westantarktischen Eisschildes, 6m Meeresspiegelanstieg
• Verlust von Ökosystemen
• Prinzip der Überraschung, Ökosysteme sind nicht vorhersehbar
105
Das Einwandern von invasiven Arten und aussterben einheimischer Arten führt zu...
taxonomischer Homogenisierung, Reduktion einheimischer Populationen -> Verschiebung des Ökosystemgefüges, Hohe Kosten durch z.B. Maßnahmen, …
106
Was sind Energiequellen für Pflanzen?
Licht, Wasser, CO2
107
CO2-Begasung an einem jungen und einem alten Wald, welche Ergebnisse erwartet man?
* Wälder sind wichtige Gruben für anthropogenes CO2
* ältere Wälder können nicht sehr viel CO2 aufnehmen
* junge Bäume erfahren nach 4 Jahren Begasung keine weitere Wachstumsförderung
* CO2 angereicherte Bäume nehmen mehr CO2 auf
* zusätzliche Photosyntheseprodukte werden über Atmung von Wurzeln und Mikroorganismen ausgeschieden
* allgemeine CO2 level erhöhten die NPP-Produktion des Waldes um 25%
108
Die Organismen haben bereits begonnen, auf den Klimawandel zu reagieren.
Frühere Vegetation auf Gipfel und Zugvögel kommen früher.
Pflanzen wandern in höhere Gebiete
63% der europäischen nicht migrationalen Schmetterlingsarten haben ihre Verbreitungsgebiete nach Norden verschoben, während nur 3% ihre Verbreitungsgebiete nach Süden verschoben haben.
Geographische Bereiche einiger Arten haben sich verschoben.
Artenreichtum steigt durch Klimaerwärmung und den nach oben wandernden Pflanzen.
109
C-N-Verhältnis von Tier und Pflanze
Tiere haben ein niedriges C: N-Verhältnisse (z.B. 6 für Menschen). Pflanzen haben C: N-Verhältnisse von 10-40.
