5. VL - Herbivorie Flashcards
Herbivorie
Trophische Interaktion bei der Tiere lebendes
pflanzliches Gewebe konsumieren
Detritivorie:
Organismen ernähren sich von toten Pflanzen oder
Tierresten
Welche Typen von oberirdischen Herbivoren gibt es?
Grazer
• größere Herbivore
• Graslandökosysteme (Zebra, Kühe)
• Tundra – Flechten/Moose (Rentiere)
Browser
• Blätter und Zweige
• je nach Körpergröße unterschiedliche Stockwerke
• Nashorn, Giraffe
Granivore
• Samenfresser
• Käfer, Vögel, Nagetiere
Frugivore
• fleischige Früchte
• Reptilien, Vögel, Säugetiere
Bsp für Granivor
Kängururatte
frisst bevorzugt große Samen –> fördert Gräser mit kleinen Samen
Einfluß von Herbivoren auf Phytomasse (NPP)
Oberirdische Herbivore haben den größten Einfluß auf die NPP in Grassteppen & flechtenbewachsenen Hartböden.
Unterirdische Herbivore können Totalausfall bewirken aufgrund der stark negativen Effekte durch die Schädigung der Wurzel
Welche unterirdischen Herbivore gibt es?
Bsp. Nematoden
1. Ektoparasiten (EK)
• kurzes Stylet > Epidermis, Wurzelhaare
• langes Stylet > Gewebe der Wurzelspitze
- Wandernde Endoparasiten (WE)
• bewegen sich frei im Parenchym
• Pratylenchus (Getreide,
Karotten, Kaffee) - Sedentäre Endoparasiten (SE)
• stationär am Zentralzylinder
• Gallen, Zysten
• Kartoffelälchen, Zuckerrübenälchen
Welche Funktionellen Gruppen von Herbivoren gibt es?
- kauende Fresser
- Saftsauger
- Minierer
- Gallbildner
Was fressen oberirdische Herbivoren bevorzugt?
für junge Triebe und Blätter aufgrund des dort höheren Gehaltes an Nährstoffen
Welche zwei oberirdischen Großgruppen mobiler Herbivoren gibt es?
- große, wenig selektiv fressende Arten => polyphag
* kleine, selektiv fressende Arten => oligophag, monophag
Herbivoreneffekt auf aquatische und terrestrische Systeme
(durch Hebivoren entnommene Primärproduktion)
Aquatische Systeme:
- Phytoplankton - hoch (79 % der Primärproduktion)
- Makrophyten - mittel (30% der Primärproduktion)
Terrestrische Systeme
- Oberirdisch - gering (17% der Primärproduktion)
Herbivoren-Fraßpflanzen-Komplex (konsumierte Phytomasse in terrestrischen Ökosystemen)
von terrestrischen Herbivoren konsumierte Phytomasse:
- 3 - 10% in Waldökosystemen
- 30 - 50% in Grasland-Ökoystemen
- starke Schwankungen (z.B. Wanderheuschrecken, Rentierzug)
Wie groß sind die Blätter nach Kompensationswuchs nach Herbivorenbefall?
30-60% kleiner als ursprüngliches Blatt
Können Nadelbäume und Laubbäume Herbivorenfraß gleichermaßen gut kompensieren?
Nein
Laubbäume überleben, Nadelbäume oft nicht
Indirekte Effekte der Herbivoren
- Dichte einzelner Pflanzenarten
- Konkurrenzverhältnis zwischen Pflanzenarten
- Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft
- Verlauf der Sukzession
Effekte der Dichte von Herbivoren auf die Pflanzengemeinschaft
Moderate Dichten»_space;>
• fördern Produktivität (Wachstum)
• erhöhen Diversität der Pflanzen
(Erhaltung der Wachholderheide durch moderate Beweidung)
Hohe Dichten»_space;>
• kein Kompensationswachstum
• nur “ungenießbare” Pflanzen oder starke r-Strategen überdauern
(Effekte des Rentierzuges in der Tundra)
r-Strategen
Arten die bei der Fortpflanzung eine hohe Reproduktionsrate aufweisen
Phytophage
pflanzenfressende Kleinlebewersen
Was besagt das Fretwell-Oksanen-Modell?
Herbivoren-Einfluss variiert systematisch mit der Produktivität des Ökosystems - ecosystem exploitation hypothesis
Auf welche Probleme stoßen Herbivoren bei der Nährstoffbeschaffung und welche Lösungen haben sie gefunden?
• Pflanzennahrung reich an Kohlenhydraten, arm an Proteinen
Kohlenhydrate vorwiegend als unverdauliche Cellulose,
Herbivore haben i.d.R. keine Cellulasen
• effektive Nutzung nur mittels Symbionten, d.h. spezialisierter
Mikroorganismen (Bakterien, Pilze) und Einzeller (Protozoa)
• endosymbiontische Verdauung
- Symbionten zersetzen Cellulose
- anareobe Gärung (Zucker > anorganische Säuren, Alkohole)
- Pansen der Wiederkäuer, Enddarm der Termiten
mit wachsendem Stickstoffgehalt erhöht sich auch…
der Befall durch Phytopharge
Bsp. Befall durch Schildläuse
- Ausmaß des Befalls
- Überlebenrate der Nymphen
- Zahl der Weibchen mit Eiern
- Anzahl Eier pro Weibchen
–> großes Problem bei Bedüngung
Welche sekundären Abwehrstoffe gibt es bei Pflanzen?
Stickstoffhaltige Verbindungen
Terpenoide
Phenole
Problem bei der Produktion Sekundärer Pflanzenstoffe?
sehr konstenspielig
Trade-off zwischen Wachstum und Produktion sek. Pflanzenstoffe
Herbivore als Selektionsfaktor führt zu…?
- schnell wachsende Pflanzenarten mit geringer Abwehrkraft
- langsam wachsende Pflanzenarten mit hoher Abwehrkraft
(mechanism of defence: quantity or quality)
Welche Arten von Spezialisierungen gibt es bei Herbivoren?
- Monophag –> Nutzung einer Pflanzenart
- Oligophag –> Nutzung mehrerer nah verwandter Pflanzenarten
- Polyphag –> breites Wirtspflanzenspektrum
Effektivität von sekundären Pflanzenstoffen ist eingeschränkt da…
• Toxizitätswirkung auf einzelne Herbivore beschränkt,
andere bleiben unbeeinflußt
• Entgiftungsmechanismen v.a. bei herbivoren Insekten
weit verbreitet
• 90% der herbivoren Insekten sind “Spezialisten”
Blattflächenindex (LAI- leaf area index)
gesamte Blattfläche/überschattete Bodenfläche = Blattflächenindex (LAI)
wie tolerieren und kompensieren Pflanzen Phytomasse-Verlust durch Herbivorie?
• Einfluss auf Gesamtindividuum:
- Fraß an alten Blättern oder Schattenblättern ohne Wirkung
- teilweise Entlaubung führt zu besserer Versorgung der übrigen Blätter mit Wasser und Nährstoffen
• Selektionseffekt auf Nachkommen:
- Fraß von Blüten und Früchten verringert deren Abortionsrate –> Überlebende sind besser versorgt
- „fittere“ Embryonen werden verbreitet
- Austrieb schlafender Meristeme wird durch Fraß stimuliert
- Reservoir von Nährstoffen in Kompartimenten die schwer zugänglich sind (Wurzeln, Knollen, Zwiebeln)
welche Verteidigungsmechanismen haben Pflanzen?
- strukturelle Verteidigung (i.d.R. konstitutiv)
- wirkt vorbeugend
- vor Kontakt mit Herbivoren aktiv
- behaarte Blätter, Dornen, Stacheln, Sklerenchymreichtum - chemische Verteidigung (induziert)
- Abwehr setzt direkt als Reaktion auf Beschädigung ein
- Prädatoren der Herbivoren werden angelockt
Welche chemischen Verteidigungsmechanismen haben Pflanzen?
- Mechanische Verletzung durch Fraß
• Beschädigung zerstört Zellwände
• löst Signalkaskade aus - Produktion von Botenstoffen (Elicitoren)
I. exogen: - Glutamin im Speichel von Insektenlarven
=> Fettsäureamide
II. endogen: - meist Jasmonsäure (Pflanzenhormone) - Anlockung von „Helfern“
• Bodyguards (Parasiten, Parasitoide)
• Mobilisierung höherer trophischer Ebenen (Räuber i.e.S.)
Nennen Sie ein Beispiel dafür, wie die Landschaft durch eine Schlüsseldominante herbivore Art geprägt werden kann
afrikanischer Elefant
• ernährt sich vorwiegend von Gehölzen
- reduziert Baumvegetation
- stärkt Wuchskraft der Gräser
- fördert Grasfresser (Antilope, Zebra)
• bei mittleren Dichten strukturbildend für die SavannenLebensgemeinschaft
des südlichen Afrika
Nennen Sie ein Beispiel dafür, wie die Landschaft durch eine herbivore Schlusssteinart geprägt werden kann
Biber
• in Nordamerika und punktuell auch Europa landschaftsprägend
• veränderte Dynamik der Gewässer
- staut Wasserläufe > Feuchtgebiete entstehen
• verhindert Sukzession der Vegetation
- Fraß der Rinde von Weichhölzern
Wodurch zeichnet sich eine Schlüsseldominante Art aus?
• bestandsbildend (dominant)
• großer Einfluß auf Struktur einer
Biozönose
Wodurch zeichnet sich eine Schlusssteinart aus?
• inidviduenarm
• Aufrechterhaltung der Funktion einer
Lebensgemeinschaft
Symbiontischer Effekt von Frugivoren (Endochorie)
• Samen mit nahrhaftem Fruchtfleisch
- Zucker, Fruchtsäuren
- kleine Samen mit harten Schalen
- Darmpassage oft obligat für Keimung
• Verbreitungsstrategie
- verschiedene Tierarten angelockt
- tragen Samen in unterschiedliche Habitate
• Anlockungstrategie
- unreif: grün (unauffällig), hart
- reif: attraktive Gerüche und Farben, hoher Gehalt an Zucker
Bsp: Zedernseidenschwanz (Bombycilla cedrorum)
Beeren der Eberesche
Endochorie
“Verdauungsausbreitung”
ein Mechanismus den Pflanzen zur Samenausbreitung nutzen (Durch Frugivore)
Zoochorie
(Ausbreitung von Samen durch Tiere)
- Säugetiere, Vögel, Insekten
- durch die Nahrung aufgenommen und später ausgeschieden
- im Rahmen der Nahrungsversorgung deponiert und vergessen
Versteckausbreitung durch Granivore
• meist krautige Pflanzen
- Haselwurz (Asarum)
- Veilchen (Viola)
- Lerchensporn (Corydalis)
• Elaiosom
- Anhängsel des Samens
- eiweißhaltig, fettreich
• Myrmekochorie
- Ausbreitung durch Ameisen
- tragen Samen in den Bau
- Elaiosom als Futter für Brut
Bsp.:Schöllkraut (Chelidonium majus)
Elaiosome – weiße Bereiche
