Ökologie Flashcards
Population
Abundanz
Natürliche Fortpflanzungsgemeinschaft; mehrere Individuen einer Art leben zur gleichen Zeit in einem begrenzten Gebiet
Untersuchbare Merkmale: -Populationsgröße
- Alterszusammensetzung
- spezifisches Verhältnis männlicher und weiblicher Individuen
Abundanz: Individuendichte; Anzahl der Individuen je Fläche und je Raumeinheit; kann innerhalb eines Gebietes in dem die Population lebt, schwanken
Genpool
Gesamtheit der genetischen Informationen der Individuen einer Population
–> genetische Information eines Individuums besteht nur aus einem Teil der gesamten verfügbaren Allele
Allelfrequenz
Bestimmt die Häufigkeit eines Genotyps in der Population, beeinflusst den Phänotyp einer bestimmten Anzahl von Tieren
Polymorphismus
Auftreten verschiedener Genotypen innerhalb einer Population, durch Rekombination und Mutation
HARDY-WEINBERG-Regel
Vorraussetzungen: Population so groß, dass Zufallsschwankungen keine Rolle spielen
Weder Mutation noch Selektion findet statt
Keine Zu- und Abwanderung
Panmixie
: p+q=1
Gründereffekt
Wenige Lebewesen einer Art gelangen in neue Region-> neue Population, nur noch Bruchteil des Genpools der Ausgangspopulation
geringe Variabiliät
bei günstigen Umweltbedingungen kommt es zu einer rasanten Vermehrung
Flaschenhalseffekt
Durch äußere Faktoren entsteht Dezimierung einer Population
Kleiner Genpool=kleine Variabilität
ALLENsche Regel
Bei verwandten endothermen Tieren sind die Extremitäten in kalten Zonen relativ kleiner als in warmen. Das sorgt für einen geringen Wärmeverlust
- ->Selektionsvorteil
- ->keine universelle Gültigkeit
BERGMANNsche Regel
Bei verwandten endothermen Tieren sind die Individuen in den kälteren Regionen ihres Verbreitungsgebietes größer als in den wärmeren. Aufgrund der relativ geringen Körperoberfläche geben große Tiere relativ weniger Wärme nach außen ab als kleine. (Volumen=dritte Potenz; Oberfläche=zweite Potenz; Volumen im Verhältnis zur Oberfläche größer)
Abiotische Faktoren
Licht, Temperatur, Wasser, Bodenbeschaffenheit, Feuchtigkeit
Nicht-organische oder unbelebte Einflüsse
Biotische Faktoren
Artgenossen, Nahrungspflanzen, Feinde, Krankheitserreger, Parasiten, artfremde Nahrungskonkurenten
Belebte Umwelt
Biozönose
Biotop
Lebensgemeinschaft einer Population im gleichen Biotop, lösen biotische Faktoren aus
Räumlich abgegrenzter Bereich, in dem die Lebensgemeinschaft (Fortpflanzungsgemeinschaft) vorkommt –>Gesamtheit aller abiotischen Faktoren
Ökologische Amplitude
Schwankungsbereich, in dem die Art auf Dauer lebensfähig ist
Reaktionsnorm
Genetisch festgelegte, grundlegende Reaktion der Art, die ungefähre Größe der Blätter und den Lichtanspruch bei Bäumen festlegt
Euryök
Eurytherm
Große Toleranzspanne der Schwankungen der Umweltfaktoren
Arten mit einer weiten Temperaturtoleranz
Stenök
Stenotherm
Enge Toleranzspanne
Enge Temperaturtoleranz
Optimum
Minimum/Maximum
Vorzugsbereich/Präferendum
EIN bestimmter Wert, bei dem sich die Art optimal entwickeln kann
Grenzwerte; unter/über diesen stirbt die Art ->Päsimum
Günstiger Bereich
RGT-Regel
Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel:
Bei einer Temperaturerhöhung um 10 Grad, verdoppelt bis verdreifacht sich die Reaktionsgeschwindigkeit
Poikilotherm/ektotherm
Lebewesen (z.B. Reptilien), deren Körpertemperatur abhängig von der Umgebungstemperatur ist (wechselwarm)
Wärmeaustausch erfolgt über die Körperoberfläche ; Kontrolle des Wärmeverlustes ist lebenswichtig
- immer durch Umwelt abhängig
- schwieriger, das Optimum zu erreichen
- müssen in konstanten Bedingungen leben
Homiotherm/endotherm
Lebewesen (z.B. Säugetiere), die ihre Körpertemperatur unabhängig von der Umgebungstemperatur durch Stoffwechselaktivitäten regeln
Wärmeisolierendes Haar- oder Federkleid unterstützt dies
Sind auf Konstante Temperaturen angewiesen
+unabhängig von Umgebung
- stärkere Temperaturschwankungen sind kritisch
- ständiger Stoffwechsel=ständige Nahrung
- > Energie wird benötigt
Ökosystem
Biotope und Biozönosen; große Einheit aus diesen
Alle Ökosysteme = Biosphäre
Stetiger Energie- und Stoffaustausch
Fortpflanzungsgemeinschaft
Jedes Weibchen kann sich mit jedem Männchen paaren deshalb bilden alle Individuen einer Art, die in einem Biotop leben eine Fortpflanzungsgemeinschaft
Biomasse
Chemisch gebundene Energie –>wird für Fortpflanzung und Wachstum genutzt
System
Verschiedene Elemente, die miteinander in Wechselwirkung stehen; wirken aufgrund dieser anders; System leistet mehr als Summe ihrer Bestandteile
Autotrophe Assimilation
Aus körperfremden anorganischen Stoffen werden körpereigene organische Stoffe aufgebaut
Fotoautotrophe Assimilation
Lichtenergie, die gebunden wird
Heterotrophe Assimilation
Ausgangsstoffe der Assimilation sind organische Stoffe anderer Lebewesen
Dissimilation
Abbau organischer Stoffe unter Energiefreisetzung
Bakterien zersetzen Zerfalls- und Abfallsprodukte, Stoffe, die im energiereichen organischen Material dieser Lebewesen gespeichert sind; wieder in verwertbare anorganische Mineralstoffe umgewandelt
Fotosynthese Allgemein Wirkungsspektren- und Absorptionsspektren Extinktion Bedingungen
Allgemein:
Ort: Thylakoidenmembran: durchzieht Stroma als Stromathylakoid; enthält Grana; sechs Nanometer dicke Lipiddoppelschicht mit integrierten Proteinen(überdurchschnittlich hoher Proteingehalt und Pigmentgehalt)
Chlorophyll a und b, Carotin und Xantophyll sind an Fotosysteme gebunden
Wirkungsspektren: grafische Auswertung; stellt entsprechende Gasbläschen dar, die auf Sauerstoffgehalt schließen lassen; blaues und rotes Licht am wirksamsten für Fotosynthese
Absorptionsspektren: Blattpigmente absorbieren Licht in Laubblättern; Chlorophyll a und b, Carotinoide und Xantophyll sind fotosynthetisch sehr aktiv
Wirkungsspektren der Fotosynthese=Absorptionsspektren von Chlorophyll
Extinktion: Maß für Absorption mit sich ständig ändernder Wellenlänge
Bedingungen: Vorhandensein von Chlorophyll; Lichtenergie
Lichtabhängige Reaktion
Primärreaktion: Lichtenergie wird in gebundene chemische Energie umgewandelt
Durch Fotolyse des Wassers (angetrieben von Lichtenergie) werden Protonen, Elektronen und Sauerstoff freigesetzt
Licht wird vom Fotosystem II eingefangen, Elektron wird angeregt, wandert über ein Redoxsystem zum Cytochromkomplex, von dort über weiteres Redoxsystem zum Fotosystem I (Elektronentransportkette), dort wird erneut Lichtenergie eingefangen da das Elektron auf dem Weg Energie verliert; weiter zur NADP+-Reduktase (NADP+ = NADPH+ H+)
Im Cytochromkomplex herrscht ein Konzentrationsgradient zwischen Thylakoideninnenraum (mehr Protonen) und Stroma (weniger Protonen)
Fotophosphorylierung: ATP-Synthese gleicht Gradienten wieder aus
–>durch Protonentransport über Membranprotein wird viel Energie frei
Entstehung von ATP und NADP +H+; Energieträger für Sekundärreaktion
Lichtunabhängige Reaktion
Sekundärreaktion; Synthesereaktion
CO2 wird mithilfe in NADPH +H+ und ATP reduziert und zu Zuckerphosphaten verarbeitet; gleichzeitige Oxidation des Wasserstoffes, der an NADP+ gebunden ist = Bildung von H2O
CALVIN-Zyklus
1) Carboxylierung
2) Reduktion
3) Regeneration
1) Kohlenstofffixierung: CO2 & Rubisco mit C5-Zucker (Ribulosebisphosphat) –> 2 Moleküle 3-PGS (3 Phosphoglycerinsäure)
2) 3-PGS mit ATP –>Bis-Phosphoglycerinsäure und ADP
“energiereicheres” 3-PGS & NADPH +H+ wird reduziert zu 3-PGA (3 Phosphoglycerinaldehyd) und NADP+
= ADP und NADP+ zurück zur lichtabhängigen Reaktion
3) 10 Moleküle 3-PGA = 6 Moleküle C5
2 Moleküle 3-PGA = 1 Molekül Glucose (C6H12O6)
Gesamtbilanz Fotosynthese
12 H2O + 6 CO2 + Lichtenergie = C6H12O6 + 6 O2+ 6 H2O
Umweltfaktoren der Fotosynthese
Licht: je mehr Licht, desto intensiver die Fotosynthese
CO2-Gehalt: je höher der CO2-Gehalt in der Luft, desto intensiver die Fotosynthese
Wasser: je mehr Wasser die Pflanzen zur Verfügung haben, desto besser können Sie CO2 aufnehmen
–>orientieren sich immer am limitierenden Faktor (Gesetz des Minimums)
Temperatur und Pflanzen
Sind mit Stoffwechselaktivität und Wachstumsvorgängen von Umgebungstemperatur abhängig
Hohe Temperatur = höhere Fotosyntheseleistung (bis zum Optimum, dann nimmt es wieder ab; bestimmt durch die Aktivität von Rubisco)
Wachstumsperiode: Zeitraum, in dem Fotosynthese stattfindet, bestimmt Größe, etc von Pflanzen
Nutzen viel Energie von Fotosynthese zur Erwärmung von Blättern (Blatttemperatur ausschlaggebend für Nettofotosyntheserate)
Unterhalb des Gefrierpunktes wird Fotosynthese eingestellt, drohen wegen intrazellulärer Eisbildung abzusterben
–>Laubbäume und Sträucher (in gemäßigten Zonen) werfen im Herbst ihre Blätter ab
Samen sind eine Möglichkeit zu Überwintern
Kräuter: unterirdische Speicherorgane
Frostkeimer: keimen nach mehrwöchigen Frostperiode –>tiefe Temperaturen danach noch wichtig
Vernalisation: Streckungswachstum und Blüte erst im Frühling
Starke Hitze = starke Denaturierung –>tödliche Schädigungen
bei Überhitzung Kühleffekt: -Transpiration
-schließe Stromata (Spaltöffnung für CO2)
Pflanzen sind standortgebunden, können abiotischen Faktoren nicht ausweichen
Nettofotosyntheserate
Differenz zwischen Kohlenstoffaufnahme bei Fotosynthese und Abgabe bei Zellatmung
C3- und C4-Pflanzen
CAM Fotosynthese
C3: Grundtypus der Fotosyntheserate; Produkt der Kohlenstofffixierung ist ein Molekül mit drei C-Atomen
C4: trockene und wärmere Standorte
Enzyme mit höherer Bindungskraft gegenüber Kohlenstoffdioxid
Höhere Temperatur = höhere Rate als C3
Rubisco
CAM: Crassulaceen acid metabolism
Trockene Gebiete; geschlossene Stromata tagsüber
Nimmt nachts CO2 durch dann geöffnete Stromata auf
Wasser und Pflanzen
Normalerweise: Stromata geöffnet für Wasseraufnahme
Bei starker Transpiration sinkt Wassergehalt, Stromata werden geschlossen
Bei zu viel Wasserverlust nimmt der Innendruck der Zellen ab und das Gewebe erschlafft; Wasserfaden in Leitungsbahnen reißt, es kommt zu Gefäßmoblie, Pflanze vertrocknet
Licht und Pflanzen
Fototropismus: Pflanzen bewegen sich abhängig zum Licht
Lichtpflanzen: viel Fotosynthese, viel Licht
Schattenpflanzen. Wenig Fotosynthese, wenig Licht
Licht und Tiere
Tagesrhythmus–> Licht bestimmt Tageslänge
Aktivität des Immunsystems und Reparatur der Gefäßzellen ist in der Nacht am höchsten
Licht bestimmt Stoffwechsel
Jahreszeitenrhythmus (Winterfell/ Sommerfell/ Winterschlaf, etc)
Beeinflusst Volumen der Keimbildung und Bildung von Melathonin ->Paarung steigt
Bildung von Vitamin D zur Knochenbildung
bessere Raumorientierung
Wasser und Tiere
Wasser ist das Transportmittel, um Sauerstoff und Nährstoffe zu den Zellen zu transportieren; Wasser=Regulation der Körpertemperatur
Zellen benötigen regulierten Wasserhaushalt –>Zellinnendruck
Verdünngsmittel zur Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen und Stoffwechselprozesse –>Fortpflanzungsort
Schutz vor Fressfeinden
Physiologische, strukturelle & ethologische Anpassungen
-Körperbau bzw. Morphologische Strukturen bei Pflanzen
-Mimese (täuschende Nachahmung des Untergrunds)
Zoomimese: Anpassung an das Erscheinungsbildes eines anderen Tieres
Phytomimese: Anpassung an das Erscheinungsbild einer Pflanze
Allomimese: Anpassung an einen Gegenstand
- Warnfarben (Tiere, die über eine besonders wirksame chemische Abwehr verfügen); Räuber reagieren besonders vorsichtig auf solche Farbmuster
- BATEsche Mimikry: Arten ahnen Aussehen gefährlicher Arten nach; Anpassung eines geschützten/ wehrhaften/ giftigen Tieres
- MÜLLERsche Mimikry: zwei ungenießbare Arten ähneln einander
- PECKHAMsche Mimikry: Beutegreifer gibt anlockende Signale für Räuber , die zu Schäden führen; Vortäuschung von Signalen zum Nahrungserwerb
- ätzendes Wehrsekret
- Schrecktracht
Kompensationswachstum
Pflanzen haben Möglichkeit zur Regeneration
Können abgefressene Teile schnell nachbilden und Verlust fotosynthetisch aktiven Fotosynthesematerials ausgleichen;
Mobilisierung von Speicherstoffen aus anderen Pflanzenteilen
Konkurrenz und Konkurrenzvermeidung
Konkurrenz entsteht, wenn mehrere Individuen eine begrenzte Ressource nutzen und dadurch die Nutzungsmöglichkeit dieser eingeschränkt ist;
Inter- und intraspezifische Konkurrenz
Konkurrenzvermeidungsprinzip:
Durch räumliche Trennung der Jagd und Spezialisierung auf unterschiedliche Nahrungsquellen
(interspezifisch) Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip; Arten, die dieselben begrenzten Ressourcen nutzen, können nicht dauerhaft zur gleichen Zeit im gleichen Lebensraum vorkommen, die besser angepasste Art verdrängt Konkurrenten
Konkurrenzausweichprinzip: Art wurde durch Konkurrenz vertrieben ->vermeidet jene jetzt, um Fortpflanzung zu sichern
- räumliche Trennung
- zeitliche Trennung
- Anpassung an Nahrungsgewohnheiten
Mutualismus
Wechselbeziehung zwischen Lebewesen zweier Arten, aus der beide Partner Nutzen ziehen; können lebensnotwendig sein, oder den Partnern nur das Leben erleichtern
Endomutualismus: ein Lebewesen lebt im Inneren des anderen; Austausch von Nährstoffen; Schutz
Fakultativer Mutualismus: beide Partner können auch ohne einander leben; Partnerschaft bringt dennoch Vorteile
Obligater Mutualismus: beide oder ein Partner ist in seinem Leben auf den anderen angewiesen ->Lebensnotwendig
Mensch kann durch das geschickte Nutzen der Fähigkeiten mutualistischer Lebewesen Vorteile daraus ziehen
Nahrungsbeziehungen
Produzent (autotroph); gewinnen energiereiche Biomasse aus anorganischen Verbindungen
Konsument (heterotroph):
- Primärkonsumenten/ Herbivoren
- Sekundärkonsumenten/ Carnivoren
- alle weiteren sind Carnivoren, die sich von anderen Carnivoren ernähren
- Endkonsumenten
Destruenten
Bauen organische Substanzen ab; Zerlegung in anorganische Bestandteile
Prädatoren; fressen noch lebende Organismen oder einen Teil davon
Saprophage: ernähren sich von toter organischer Substanz
Koevolution
gegenseitige Beeinflussung zweier Arten in ihrer Evolution
Kosten-Nutzen-Analyse geben Auskunft über Verhaltensweise von Tieren und ihre evolutionäre Entwicklung
Selektionsdruck: besser angepasste Tiere von Generation zu Generation –>gerichtete Selektion
durch Selektionsdruck werden Merkmale zweier Arten immer weiter optimiert
Koevolution führt häufig zur Spezialisierung, wenn in jeweiligen Umweltsituationen mit speziellen Merkmalen begünstigt werden
ändert sich die Umweltsituation drastisch/ stirbt ein Partner, sterben beide
Parasitismus
Wechselwirkung zwischen zwei Arten, bei der sich eine Art auf Kosten der anderen ernährt; der Wirt stirbt durch den Befall mit einem Parasiten nicht, in Lebenstätigkeit eingeschränkt
Halbparasiten : teilw. Autotroph, teilw. Heterotroph
Entziehen dem Wirt anorganische Stoffe (z.B. Misteln)
Vollparasiten: vollständig auf Wirtspflanze angewiesen (heterotroph)
Ektoparasiten: Leben auf Körperoberfläche von Menschen und Tieren
Endoparasiten: Leben im Inneren ihrer Wirte
Exponentielles Wachstum
Eine Vermehrungsphase Abhängig von Geburten- und Sterberate Vermehrung exponentiell Unkontrollierbar Fehlen natürlicher Feinde begünstigt Wachstum
Logistisches Wachstum
Anlaufphase
Vermehrungsphase: Population wächst exponentiell; Wachstums- und Vermehrungsbedingungen verschlechtern sich, Teilungsrate sinkt
Verzögerungsphase: je Zeiteinheit durchläuft die Population immer weniger Zellteilungen
Stationäre Phase: Geburtenrate entspricht Sterberate; Umweltkapazität k
Absterbephase: wenn Ressourcen eines Lebensraumes verbraucht sind, sterben Individuen ab
Populationen in offenen Systemen beeinflusst: Abwanderung, steigende Abundanz, nachwachsende Ressourcen
Regulation der Populationsdichte
Fluktuation: Schwankungen der Populationsdichte
Dichteabhängiger Faktor: z.B. Menge an Nahrung (Rückkopplung zwischen Abundanz und Faktor)
Dichteunabhängiger Faktor: z.B. Umweltbedingungen; wirken zufällig
Dichteunabhängige Faktoren: +günstige Temperaturen
+günstige Luftfeuchtigkeit
+günstige Wasserversorgung
+günstige Sauerstoffversorgung
Dichteabhängig: +/- Menge an Nahrung
+/- Reviergröße
+/- Stress (Konkurrenz/Parasiten/Räuber)
Räuber-Beute-Beziehung
+ Räuber+
I. N
V. I
- Beute +
1) Beeinflussen sich gegenseitig dichteabhängig
2) Schwanken um bestimmten Mittelwert
3) werden Individuenanzahl von Räuber und Beute gleichstark reduziert, erhöht sich kurzzeitig die Population um den Mittelwert der Beutetiere
r- und K-Strategen
Auf bevorzugten Lebensraum angepasste Fortpflanzungsstrategien
r-Strategie: =Rate
- wechselhafte Umwelt
- viele Nachkommen, von denen nur wenige überleben und sich fortpflanzen ->hohe Geburten- und Sterberate
- niedriges elterliches Investment
- kurze Entwicklungsdauer und Lebensdauer
- schwankende Populationsgröße
K-Strategen: =Kapazität
- stabile Lebensräume/ relativ Konstante Umweltbedingungen
- wenig Nachkommen ->hohes elterliches Investment
- lange Entwicklungsdauer und Lebensdauer (wird gewährleistet)
- knappe Ressourcen (auch nahe der Kapazitätsgrenze K) werden optimal genutzt
- relativ Konstante Populationsgröße
Nischenbildung
Physiologische Potenz:
Toleranzbereich (ohne Einfluss von Konkurrenz)
Ökologische Potenz: Arten, die sich anderen gegenüber durchsetzen; Toleranz mit Einfluss von Konkurrenz
Ökologische Nische: Dimensionen ->jede repräsentiert einen konkreten Umweltfaktor
- es beeinflussen sich viele verschiedenen Arten in der Nutzung der Nischendimensionen
- durch Konkurrenz wird theoretisch mögliche Nische zu einer realen ökologischen Nische eingeengt
- Resultat von Evolutionsprozessen
ökologische Lizenzen: von Art/ Lebensgemeinschaft nicht genutzte Faktoren/Bereiche (Vorraussetzung für evolutionäre Veränderung der ö.N. der Arten einer Lebesgemeinschaft) => Minimierung/ Veränderung von Konkurrenz um gemeinsame Ressourcen
Nischendifferenzierung: starke Differenzierung der Nischen->evolutionsbedingt: zwei oder mehr Arten übten durch gegenseitige Konkurrenz einen Selektionsdruck aufeinander aus; Angrenzung der Arten voneinander; Konkurrenz sinkt durch Differenzierung; können in Lebensraum dauerhaft koexistieren, ohne sich groß zu beeiflussen
Zeigerarten
Weisen auf besondere Standorteigenschaften hin
Menschen nutzen Bioindikatoren
Trophieebenen
Bitte Zeichnung malen
Übertragung der Nahrungsenergien durch Ebenen
Energieflusspyramide: grafische Darstellung
Von ersten zur zweiten trophischen Ebene steht weniger als 90% zur Verfügung –>Teile wie Knochen/Fell/Haare werden von Konsumenten nicht verzehrt; nicht verdauliche Reste enthalten noch chemisch gebundene Energie; aufgenommene Energie für Wärme/Bewegung
Biomassepyramide: Auskunft über verfügbare Menge an Biomasse
Ausnahme: aquatische Lebensgemeinschaft; Produzenten (Phytoplankton) hat hohe Produktivität und Teilungsrate, niedrige Lebensdauer; produzierte Biomasse wird schnell von Herbivoren konsumiert; Biomasse recht gering, Biomasse der Herbivoren deutlich höher
Energiehypothese: Begrenzung der Nahrungskette durch Ineffizienz der Energie (länger in Lebensräumen mit hoher Photosyntheserate, da Ausgangsmenge an Energie höher ist)
Körpergröße der Carnivoren –>benötigen mehr Biomasse
Bottom-Up und Top-Down-Kontrolle
Bottom-Up: PP -> H
einseitiger Einfluss der unteren auf die jeweils obere Trophieebene
z.B.: essenzieller mineralischer Nährstoff fehlt; Auswirkungen auf Anzahl und Phytomasse der Produzenten; kontrollieren Anzahl an Herbivoren; kontrollieren Anzahl an Prädatoren
Top-Down: PP
Wald
Primärwald: ursprünglich, unberührter Wald
Sekundärwald: durch menschl. Eingriffe entstanden (Brandrodung, Kahlschlag und Aufforstung)
Gliederung: Krautschicht (direkt am Boden)
Strauchschicht (höher wachsende Pflanzen)
2. Baumschicht
1. Baumschicht
Sukzession zum Wald:
Pioniergesellschaft (r-Strategen, meist kein Erfolg)
Folgegesellschaft (einjährige Kräuter)
Klimaxgesellschaft (viele Jahrzehnte später)
See
Pelagial: Freiwasserbereich
Trophogene Schicht: nahe an der Wasseroberfläche; Lichteinstrahlung; Fotosynthese
Kompensationsebene: Assimilationsrate = Dissimilationsrate
Tropholytische Schicht : keine Fotosynthese/ Pflanzenwachstum
Benthal: Boden; aufgeteilt in Profundal (tiefe Seen, tropholytische Bedingungen) und Litoral (Uferbereich, große Vielfalt an Pflanzen)
Jahreszeitliche Veränderungen
Winterstagnation: Eisschicht, einheitliche Temperatur darunter, Sauerstoff kurz unter dem Eis; keine Durchmischung/Zusatz von Mineralstoffe
Frühlingszirkulation: Wind vermischt alle Schichten, Sauerstoff und Mineralstoffe werden überall gleichmäßig verteilt
Sommerstagnation: Epilimnion (Warme, obere Schicht); Metalimnion (Sprungschicht) trennt von Hypolimnion (Kaltwasserschicht); kaum Sauerstoffausgleich, anaerobe Verhältnisse in den Tiefen
Herbstzirkulation: Winde vermischen Schichten
Neobiota
Weltweiter Handel, etc führte zum Austausch von Lebewesen von weiter entfernten biogeografischen Regionen
Neobiota: Gebietsfremde Arten, die durch Zutun des Menschen neue Gebiete besiedeln
Archaebiota: Pflanzen und Tiere, die sich ohne den Menschen schon vor Columbus ausgebreitet haben
Neophyta: neue Pflanzen
Neozoa: neue Tiere
Invasion: Vorgang der Ausbreitung gebietsfremder Arten, die unerwünschte Auswirkungen auf andere Arten haben und somit invasiven Arten genannt werden; hohe Vermehrungsrate, großes Verbreitungspotenzial, besondere Konkurrenzstärke
Nach wenigen Vegetationsperioden dominieren sie bereits (Dominanzbestände)
Ökobilanzen
Ökobilanz ist die Methode zur Abschätzung und Auswirkung eines Produktes und seines Herstellungsprozesses auf die Umwelt
Globale Klimaveränderung
Zusätzliche Gase werden von Menschen freigesetzt (CO2, Methan)
Anreicherung bewirkt wärmer werdendes Klima
Eis schmilzt, Flüsse treten über, mehr extreme Wetterverhältnisse
Nachhaltigkeit
Form der schonenden wirtschaftlichen Nutzung der Natur, welche die wirtschaftliche Nutzung durch zukünftige Generationen nicht beeinträchtigt
In Einklang bringen von wirtschaftlicher Leistungsfähigkeit, sozialer Sicherheit und Erhaltung der natürlichen Lebensgrundlage
Wirkungsgefüge der Umweltfaktoren
Umwelt jedes Lebewesens ist von Vielzahl von abiotischen Faktoren gekennzeichnet
Einzelfaktoren wirken alle zusammen auf das Lebewesen: Wirkungsgefüge
Gesetze: Wirkungsgesetz der Umweltfaktoren:
Faktoren, die am weitesten vom Optimum entfernt sind, bestimmen das Überleben und die Häufigkeit einer Art in einem Lebensraum
Minimumsgesetz: Wirkung eines Faktors ist umso größer, je mehr er sich im Minimum befindet (eingeschränkt gültig: wenn man Konzentration im Versuch erhöht, steigt der Ertrag eher exponentiell, umso stärker die anderen Faktoren im Optimum vorhanden sind)
Minimumsfaktor/limitierender Faktor: Pflanzenwachstum wird von dem Faktor bestimmt, der in ungenügender Menge vorhanden ist
Winterstarre
Ektotherme Tiere Abnehmende Temperatur =abnehmende Lebensaktivität Stoffwechsel sinkt auf Minimum Reduzierte Atem- und Herzfrequenz Leben von Fettreserven aus dem Herbst
Zu warme Temperaturen: Stoffwechsel wird zu sehr intensiviert; verbrauchen Fettreserven zu schnell -> Verhungern
Winterschlaf
Endotherme Tiere
Energiereserven (Fettschicht)
Körpertemperatur, Atem- und Herzfrequenz stark abgesenkt ->Verringerung des Stoffwechsels
wenn Temperaturminimum unterschritten wird, wachen Sie auf, suchen sich ein neues Versteck. aber: hoher Energieaufwand = gefährlich
Ausnahme: einige Winterschläfler wachen ca alle 2 Wochen auf und fressen angelegte Vorräte
Winterruhe
Endotherme Tiere
Nahrungsvorräte im Herbst versteckt
Tiere ruhen, ohne Stoffwechsel herunterzufahren, Körpertemperatur bleibt fast gleich
Winteraktiv
Große endotherme Tiere
Körpereigene Fettreserven aus dem Herbst (Winterspeck); Energie für Wärmeproduktion; finden auch im Winter Nahrung
Lange Ruhephasen = Energie sparen
Saisonale Abwanderung
Z.B. Vogelzug
Genetisch angeboren, Tiere wissen, was sie machen müssen
Hypertonisch
Hypotonisch
Isotonisch
Hyper=über; Konzentration ist in der Zelle höher als außen
Hypo=unter; Konzentration ist in der Zelle niedriger als außen
Isotonisch; Konzentrationsausgleich, Idealzustand in der Zelle
Biodiversität
Artendiversität: viele verschiedene Arten
Genetische Diversität: hohe genetische Variabilität bei Arten
Ökosystemdiversität: viele verschiedene Ökosysteme
Endemisch: Art mit sehr begrenzten Vorkommensgebiet
Nachhaltigkeit
Nachhaltige Nutzung und Bewirtschaftung von Ökosystemen heißt, einen ressourcenschonenden Umgang mit der Umwelt unter Verwendung nachwachsender statt endlicher Rohstoffe
Alternativen zu Kraftstoffen ->Biokraftstoffe
Chemische Schädlingsbekämpfung und biologischer Pflanzenschutz
Bei der Bekämpfung von Ernteschädlingen konkurrieren chemische Schädlingsbekämpfung und biologischer Pflanzenschutz. Einen Kompromiss bietet das Konzept des integrierten Pflanzenschutzes
Chemisch: Insektizide, Herbizide, Fungizide (Pilze); vor allem bei Monokulturen notwendig, spezifische Schädlinge können sich dort explosionsartig ausbreiten; Einsatz meist nur begrenzt von Erfolg, entwickeln Resistenz; negativ Folgen für andere Organismen der Biozönose
Biologisch: Einsatz von Fressfeinden, Insektenhotels biologischer Pflanzenschutz (Parasiten)
Problem: Reduzierung des Ernteertrags, meist nicht zufriedenstellend
Integrierter Pflanzenschutz: Kombination aus biologischen, technisch-mechanischen und wirtschaftlichen Methoden
Biologische Verfahren haben immer Vorrang; es muss Klarheit herrschen, wer dezimiert werden soll und wen es fördert
Ziel: Ernteertrag optimierend aber nicht maximieren, die Produktionskraft der Böden zu fördern, nicht auszulaugen
Kompromiss zwischen Nutzungs- und Schutzansprüchen
Ist beim Biotop- und Umweltschutz nicht zwangsläufig vorprogrammiert, in vielen Fällen können die Interessen verbunden werden
