Makroökologie Flashcards
Allometrie
Was sagte Albrecht Haller zur nicht-isometrischen Beziehung?
unter den vierfüßigen hat der Ochse oder Elefant das kleinste Gehirn, die Maus hat das Größte
-> scheinbar verhält sich das Gehirn verkehrt gegen die Größen der Körper
→ nicht-isometrische Beziehung: Elefantenhirn macht 0,2 % des Körpergewichts aus, Mäusehirn 4%
Was besagt log-log-Plot?
Grundumsatz pro Körpergröße,
y=a⋅x^b
Abhängigkeit verläuft bei ca b = 2/3
-> Allometrie: körperliche und physiologische
Eigenschaft ändert sich im Verhältnis zu seiner
Größe (Isometrie würde bei genau 1 verlaufen –
linear)
Allometrie
und allometrisches Wachstum
- für den Vergleich von Proportionen, also der Beziehung zweier beliebig wählbarer Größen eines Organismus wie z.B. der Größe eines Organs in Bezug zur Körpergröße
- Phänomen, dass sich während der Ontogenese die Körperproportionen infolge verschiedener Wachstumsgeschwindigkeit von Körperteilen verändern.
Ursachen für Allometrie
• ontogenetische Ursachen:
– während der Individualentwicklung, bsp. Entwicklung des Kopfes beim Menschen
• phylogenetische Ursachen:
– stammesgeschichtliche Entwicklung der Gesamtheit aller Lebewesen oder auch bestimmter Verwandtschaftsgruppen
Wieso ist die Größe limitiert
besonders bei Pflanzen, da Hydraulik
-> ab einer bestimmten Größe kann Wasser von Wurzel nicht mehr bis zur Spitze transportiert werden
Grundlegende Größenregeln nach Bonner
• mit der Größe varriiert:
- Gewicht,
- Oberfläche (Diffusion, Nahrungsaufnahme,
Temperaturregulation)
- Rate verschiedener Lebensprozesse (Metabolismus,
Lebensdauer, Generationszeit)
- Arbeitsteilung (Komplexität)
- Abundanz in der Natur (Artendichte, Indidichte)
Welche Faktoren sind von Größe abhängig?
• Lebensdauer (gewichtabhängig) - Elefant lebt länger als Hase • Generationszeit - beim Wal 50 m, 10 Jahre; Maus 10 cm, 1,5 Monate -> Potenz 2/3 bis ¾
Wie evolutionierte Größe?
durch Arbeitsteilung der Zellen entstand Gewebediversität
- > spezifizierte Zellen bei Metazoa
- aber auch bei Bakterien: Volvox größer als Grünalge
Potenzgesetz nach Snell für Oberflächen-Volumenverhältnis
A/V • Y=Y_0 * M^b Y: variables biologisches Merkmal Y_0: normalisierte Konstante M: Masse b: allometrischer Exponent (¾)
Was sagt das Potenzgesetz von Snell aus?
Oberfläche A zu Körperlänge L: A proprtional zu L^2
Volumen V zu Größe: V proportional zu L^3
• kleines Gewicht - große Oberfläche
• hohes Gewicht - kleine Oberfläche
Erklärungsversuche für Snells Potenzgesetz
• kleine Organismen verstoffwechseln direkt über die Außenhülle (Oberfläche)
• größere Organismen haben Verteilungsproblem: meisten Zellen weit entfernt von den
Versorgungsbereichen
-> müssen im Körperinnern Austauschflächen schaffen (Lunge, Darm)
• metabolische Rate durch die Aufnahmerate limitiert
• Aufbau von Versorgungsnetzwerken -> Vergrößerung der inneren Oberfläche
• je größer das Tier, umso höher der Anteil des Stütz-gerüsts, umso geringer der Anteil der Muskelmasse
Transport- und Strukturtheorie
• Transporttheorie
- fraktales Design der Oberflächen und Netzwerke (Bsp Bronchien bis Alveolen)
Netzwerk ist raumfüllend
• Strukturtheorie
- je größer, desto höher der Anteil des tragendes Skeletts
Was ist die metabolische Rate?
beeinflusst biologische Abläufe und deren zeitliche Größenordnungen auf allen Ebenen der ökologischen Organisation
von Individuen zu Populationen, Gemeinschaften und
Ökosystemen
Wovon geht die Metabolische Theorie der Ökologie aus?
- Energie und Materie untrennbar miteinander verbunden
- diese Verknüpfung geltenf ür alle Level, vom Individuum bis zum Ökosystem
- als Konsequenz entstanden biogeochemische Prozesse
Was kann die Metabolische Theorie der Ökologie?
- liefert möglicherweise ein grundlegendes Konzept der Ökologie (ähnlich Vererbungstheorie für die
Evolution) - kann explizite quantitative Vorhersagen treffen
- hilft zu verstehen, wie sich anthropogen beeinflusste Veränderungen auf das Ökosystem auswirken
