Biozönosen Flashcards
Zootaxozönosen
- bei Zoozönosen Arterfassung kaum möglich
- Charakterisierung anhand ausgewählter Tiergruppen (Taxa)
- z.B. Gemeinschaft der Vögel, der Laufkäfer => Käferzönose
Synusien
- abgrenzbare Teillebensgemeinschaften
- an Kleinstandorten innerhalb des Biotops
- aus Artengruppen des gleichen Lebensformtyps
- z.B. Baumstumpf mit typischer Moosgesellschaft => Moossynusium
Funktionelle Gruppe / Ökologische Gilde
- Arten mit einheitlichem Lebensform- oder Ernährungstypus
- Lebensform: Sukkulenten, Helophyten (Sumpfpflanzen)
Ernährung: Saftsauger, Blattminierer, Blütenbesucher, Räuber
Konzepte zur Biozönose
-Clements und Thienemann
Clements und Thienemann: Biozönose = Superorganismus
- Mitgliedsarten sind durch gemeinsame evolutionäre Geschichte eng verbunden →ähnlicher Selektionsdruck
Individuen, Populationen und Lebensgemeinschaften vergleichbar zu:
Zellen ⇔ Individuum (Leberzelle)
Organe ⇔ Population (Leber)
Organismus ⇔ Lebensgemeinschaft (Mensch)
Holistisches Konzept von Clements
- Kollektive Eigenschaften
- Emergierende Eigenschaften
holistisch = ganzheitlich
Kollektive Eigenschaften:
- ähnlich bei allen Gruppen der Biozönose
- Artendiversität, welche durch Habitat also charakteristischen Umweltfaktoren beeinflusst sind (gute Verhältnisse → hohe Diversität bei vielen Arten)
Beispiel Blütenbestäuber: Wald verglichen mit Wiese, Wiese weist deutlich mehr Arten auf
→ Höhere Pflanzendiversität (kollektive Eigenschaft) bewirkt: höhere Gesamtdiversität, bessere Nährstoffnutzung (Nitrat), höhere Nettoprimärproduktion (Pflanzenbedeckung)
- Biomasseproduktion (vgl. Regenwald mit Wüste)
Emergierende Eigenschaften:
- wirken nach außen durch die Organismen
- Konstanz des Energieflusses durch Selbstregulation
- Tätigkeit der Organismen prägt physikalische und chemische Verhältnisse innerhalb der Biozönose (Ökosystemingenieure: Lebewesen die ihre Umwelt durch mechanische Leistungen oder Stoffwechsel verändern, zB Korallen die Riffstruktur durch Kalkgerüst)
- Aber: Lebensgemeinschaften besitzen kein zentralisiertes Genom, sie sind als Ganzes nicht der Selektion unterworfen und unterliegen keinen evolutionären Anpassungsprozess - dies gilt nur für die einzelnen Arten.
Individualistisches Konzept von Gleason
- Pflanzenbestände spiegeln lokale Standortfaktoren wider, können nicht mit Zönosen anderer Standorte in Typen zusammengefasst werden
- Ähnlichkeiten benachbarter Arten ergeben sich demnach aus ähnlichen Ansprüchen, nicht aufgrund von Wechselwirkungen oder gemeinsamer Entwicklungsgeschichte
Darwinistisches Konzept (Harper 1967)
Gleason und Clements zusammengefasst
- Lebensgemeinschaften unterliegen als Ganzes keiner Selektion und Evolution selektierter Eigenschaften. Die Organismen sind jedoch für einander Umwelt und modifizieren die Umwelt.
- Zwischen den Populationen kommt es zu Interaktionen, welche die wichtigsten Selektionsfaktoren für die evolutionäre Adaptation der einzelnen biologischen Komponenten an die Lebensgemeinschaft darstellen.
- Lebensgemeinschaften sind keine Superorganismen, aber die Systeme innerhalb derer sich die Evolution der Populationen vollzieht.
heute: Darwinistisches Konzept gültig: Biozönosen sind räumlich abgrenzbare, funktionelle Einheiten, in denen durch organismische Interaktionen Evolution abläuft
Energie- und Kohlenstoffquellen in Biozönosen
Energiequellen:
- Lichtenergie → phototrophe Organismen
- chemische Verbindungen → chemotrophe Organismen
Kohlenstoffquellen:
- auto/lithotroph → CO2 (anorganische Verbindungen)
- hetero/organotroph → Proteine, Fette, Kohlenhydrate (organische Verbindungen)
photoautotroph: grüne Pflanzen, Algen, wenige Bakterien
Mikroorganismen meist chemotroph, aber gibt auch photoorganotrophe Mikroorganismen
Tiefsee (Benthos)
chemoheterotroph (wenig Licht, Niederschlag von organischem Material)
Ausnahme Mikroorganismen an
Hydrothermalquellen
→ chemolithotroph, da nur anorganische Ressourcen zur Verfügung stehen (Wasser reich an Sulfiden und Salzen)
- chemolithotrophe Bakterien und Archaen verwenden H2S als Elektronendonator und wandeln CO2 in organische Verbindungen um
- Lebensgemeinschaft der Hydrothermalquellen zusammengesetzt aus Mikroorganismen und Wirbellosen (Schnecken, Muscheln, Röhrenwürmer, Krebse Krabben, Anemonen)
- Wirbellose besitzen reduzierten Darmtrakt mit Mikroorganismen, die den Darm besiedeln → Endosymbiose (auch in Kiemen, unter der Haut..)
- Episymbiose: Bakterien auf der Kutikula der Nematoden
Walkadaver
→ chemohetereotrophe Tiefseebiozönose
- Anlockung von Destruenten durch Druckwelle
→ chemoautotrophe Lebensgemeinschaften an Knochen
Phytozönosen - Absorption und Reflektion der Solarstrahlung
Vegetationsstruktur beeinflusst die vertikale Verteilung der Solarstrahlung
PhAR - photosynthetisch nutzbare Strahlung
- ändert sich im Jahresverlauf (Blätter, niedriger Sonnenstand)
Photosynthetische Aktivität in Abhängigkeit der verfügbaren Strahlung
- Lichtsättigungspunkt: max. Photosyntheserate
- Lichtkompensationspunkt: CO2-Aufnahme durch Photosynthese und CO2-Abgabe durch Atmung gleich
Diagramm (siehe VL2), 1
C3-Stoffwechselweg
- Lichtreaktion:
- photochemische Reaktion
- Chlorophyll nimmt Energie auf - Dunkelreaktion (Calvin-Benson-Zyklus)
- Einbau von CO2 in ein einfaches Zuckermolekül
- Schlüsselenzym RubisCO
CO2 + RuBP > 2 x 3-PGS > Hexose
Ökologische Anpassung an Lichtverfügbarkeit
Schattenpflanzen: niedrige Lichtkompensationspunkte und Lichtsättigungspunkte
- erzielen bereits bei geringen Lichteinstrahlungen einen Gewinn
- feuchtigkeitsliebend
- Blätter: groß und dünn
- Beispiele: Sauerklee, Springkraut
Sonnenpflanzen: doppelt so hohe Nettoprimärproduktion, schnelles Wachstum, geringer Gehalt von RubisCO → an schattigen Orten reicht Lichtenergie nicht zur CO2-Fixierung
- Blätter: häufig derb, klein, mit Haaren oder Wachs überzogen
- mehr Spaltöffnungen
- Beispiele: Heidekraut, Silberdistel, Thymian
können auch innerhalb eines Organismus gefunden werden
Wassertransport und Transpiration
Photosynthese ist mit Öffnen der Spaltöffnungen und somit Wasserverlust verbunden.
Wasserpotenzial ψ (in Megapascal): Menge an Arbeit pro Masseneinheit Wasser, die geleistet werden muss, um eine bestimmte Menge Wasser aufzunehmen.
Wasser fließt von Regionen mit hohen Wasserpotenzial (Boden) zu Regionen mit niedrigem Wasserpotenzial (Wurzel). Weiterhin kann nur dann Transpiration stattfinden und ein Wassersog entstehen, wenn ein vom Boden über Wurzel und Blatt bis zur Atmosphäre hingehendes gefälle das Wasserpotentials besteht.
Nettophotosyntheserate und Wasserpotential
nicht nur abhängig von Lichtverhältnissen, sondern auch Wasserpotenzial
Je geringer der Wassergehalt des Bodens ist, desto mehr muss die Pflanze die Transpiration reduzieren, um den Wasserpotentialgradienten für den Transport aufrecht zu erhalten.
C4-Stoffwechselweg
- zwei verschiedene Zelltypen: Mesophyllzellen und Bündelscheidenzellen
- räumliche Trennung erhöht Effizienz der Photosynthese und reduziert Wasserverlust über die Schließung der Stomata (CO2-Freisetzung in den Bündelscheidenzellen findet auch bei geschlossenen statt)
- Anpassung an heiße, trockene Standorte
