Übungsfragen Flashcards
Beschreiben Sie ein einfaches Modell zur Ressourcennutzung. Welcher Zustand gilt als nachhaltig?
Nutzung einer Ressource in Turnuszeiten, sodass die Regeneration bis zur Populationsgröße der halben Kapazität gewährleistet ist, um das Maximum der Produktion an dieser Stelle langfristig nutzen zu können.
Nachhaltigkeit = Output ≥ Input.
Welche Faktoren bestimmen den Minimallebensraum einer Art? Wie wirken sich diese aus?
Abhängig vom Individuendichte x Flächenbedarf → dieser je nach Größe und Lebensformtyp unterschiedlich (bei Carnivoren größer als bei Herbivoren, bei großen Tieren größer als bei kleinen).
Ist der Minimallebensraum nicht gewährleistet, kann sich keine minimale überlebensfähige Populationsgröße einstellen und die Art verschwindet mit großer Wahrscheinlichkeit.
Planen Sie ein Experiment zur Überprüfung des Zusammenhangs zwischen Wassergehalt im Boden und dem Wachstum von Tomaten in einem Gewächshaus.
Hypothese: Wachstum skaliert positiv mit dem Wassergehalt, bis ein Maximum erreicht ist.
Ausreichend große Stichprobenmengen von Tomatenpflanzen werden in unterschiedlich stark bewässerten Böden (erklärende Variable) bei sonst gleichen Bedingungen herangezogen und nach einer bestimmten Zeit die Wuchsgröße (Response-Variable) gemessen und gegen den Wassergehalt aufgetragen
Lässt sich der Befund durch eine Regression mit ausreichender Bestimmtheit nähern, kann die Hypothese untermauert bzw. widerlegt werden (dann ggf. Neubildung einer Hypothese).
Wie unterscheiden sich die Biozönosen der hydrothermalen Vulkanschlote der Tiefsee in den
Energie- und Kohlenstoffquellen von den Ökosystemen des Landes und des Marinen Flachwassers?
Am Black Smoker Chemolithotautrophie durch Bakterien und Archäen, die wiederum Basis der Nahrungskette sind, welche stark von symbiontischen Beziehungen geprägt ist → Energie aus chemischen Verbindungen, Kohlenstoffquelle und Elektronendonatoren anorganische Verbindungen
Ökosysteme an Land und in Flachwasser rekrutieren ihre Primärproduktion photolithoautotroph durch Pflanzen oder Cyanobakterien, welche Basis der Nahrungsnetze bilden → Energie aus Licht, Kohlenstoffquelle und Elektronendonatoren anorganische Verbindungen
An welche Umweltbedingungen sind C4-Pflanzen durch ihren von C3-Pflanzen abweichenden Stoffwechselweg besser angepasst?
an trockene, heiße, auch salzhaltige Standorte, an denen beim Öffnen der Stomata mit besonders starker Transpiration zu rechnen ist → PEP-Carboxylase hat eine höhere Affinität zu CO2 und fixiert diese räumlich getrennt vor, sodass die Stomata weniger lange bzw weit geöffnet werden müssen
Beschreiben Sie die Grundlagen der Monoklimaxtherorie am Beispiel der Phytozönosen der Zentralalpen.
Es besteht eine enge Beziehung zwischen den unterschiedlichen Höhenlagen, in welchen sich bei gleicher Klimasituation gleiche Klimaxgesellschaften bilden (Berg = Berg und Tal = Tal).
Nennen Sie 5 typische Stockwerke eines tropischen Regenwaldes. Wo herrscht die größte Biodiversität?
Emergenten, Canopy, niedrige Baumschicht bis 20m, Strauchschicht und Boden
Diversität am größten in der niedrigen Baumschicht
Welche Faktoren bestimmen Maßgeblich die Primärproduktion von Steppen-Ökosystemen? Dementsprechend, welche Vegetationsformen erwarten Sie in den großen Ebenen Nordamerikas von Ost nach West?
Ost → West = Hochgrasprärie (bis 3m), Mischgrasprärie, Kurzgrasprärie
Produktion hauptsächlich vom Niederschlag abhängig
Beschreiben Sie das Verteilungsmuster terrestrischer Biome entlang der Gradienten für Temperatur und Feuchtigkeit
heiß mittlere Temperatur und hoher zu niedriger Niederschlag: tropischer Regenwald → Regenzeitwälder und Savannen → Wüsten
moderate mittlere Temperatur und mittlerer zu niedriger Niederschlag: temperater Regenwald → temperater Laubwald → Haltlaubgehölze, Waldsteppen → Strauchsteppen
niedrige mittlere Temperatur und wenig zu kaum Niederschlag: borealer Nadelwald → Tundra
→ Abhängigkeit auch von der Konstanz / saisonalen Verteilung dieser Parameter
→ im Allgemeinen verringert sich die maximale Niederschlagsmenge mit der Temperatur
Wie hat Hutschinson 1957 das moderne Nischenkonzept formuliert?
Eine ökologische Nische ist ein n-dimensionaler Hyperraum (n = Summe aller abiotischen und biotischen Faktoren), der durch die Summe der einzelnen Toleranzbereiche charakterisierbar, bzw. begrenzt ist.
Was passiert nach dem Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip wenn zwei ökologisch identische Arten aufeinander treffen?
Der unterlegene Konkurrent wird ausgeschlossen oder die Konkurrenz wird vermieden (Nischentrennung, allopatrisch oder sympatrisch)
Definieren Sie den Begriff modularer Organismus und geben sie ein Beispiel aus Tier- und Pflanzenreich.
meherere homologe Untereinheiten bilden zusammenhängend oder getrennt die Gesamtheit eines Organismus, z.B. Erdbeere (mittels Stolonen), Zooiden einiger Manteltiere
Beschreiben Sie aggregative, zufällige und regelmäßige räumliche Verteilung sowie deren zugrundeliegenden Prozesse
◦ aggregativ: je nach günstigen Habitaten, z.B. bei Assoziation von Büschen mit Schirmakazien (hier stärkeres Vorkommen, Akazien kommen ihrerseits jedoch regelmäßig vor)
◦ zufällig: unabhängig z.B. durch Windverbreitung (jedoch auch abhängig von Windrichtung und -stärke sowie Samengewicht), z.B. Tulpenbäume
◦ regelmässig: bei Konkurrenz/negativer Interaktion (Revierverhalten), z.B. halophytische Sträucher mit Mindestwurzelradius bei Konkurrenz um Wasser
Mit welchen Lehrmeinungen kann man Mechanismen/Ursachen für Biodiversität erklären?
Zeitliche und räumliche Heterogenität, z.B. Mosaik-Zyklus-Hypothese
Erläutern Sie an 2 Beispielen, wie sich räumliche Heterogenität auf die Artenvielfalt auswirkt
Geovariabilität auf einem Feld mit unterschiedlicher Bodenfeuchte und Nitratgehalt führt zu unterschiedlichen Pflanzenarten an entsprechenden Stellen
Je größer die Anzahl vertikaler Schichten, desto Größer die Diversität der Vogelarten
Mikroheterogenität durch Bioturbation in einem See-Sediment durch Tubifex
Erläutern Sie die Bedeutung alternativer Gleichgewichte und diskutieren Sie deren Bedeutung in Bezug auf die Renaturierung
- alle Ökosysteme sind graduellen Veränderungen ausgesetzt –> sind flexibel (resilient)
- Verlust der Reslilenz macht Weg zu “Sprung” frei
Bsp:
Nährstoffzufuhr in Klarwassersee –> diese kippt um ( Trübwassersee mit Cyanobakterienblüte)
dies ist alternativer stabiler Zustand (auch wenn Nährstoffzufuhr wieder reduziert wird)
–> “gefaltete” Gleichgewichtskurve: zwei stabile Zustände bei gleicher Bedingung
- für Rückführung in Ursprungszustand sind weitere Maßnahmen erforderlich
Beschreiben Sie einen typischen Laborversuch zum Lotka-Volterra-Modell der Konkurrenz
Anzucht von zwei Paramecienarten jeweils in Reinkultur sowie in Mischkultur und Auftragung der Populationsdichte gegen die Zeit
–> Rückschlüsse auf Wirkung von intra- und interspezifischer Konkurrenz
Arten mit geringerer intraspezifischer Konkurrenz haben einen Vorteil gegenüber Arten mit größerer
- -> gewinnen in Mischkultur die Oberhand
- -> führen zum Einbruch der Popuationsdichte der Konkurrenzart
Nenne Sie 3 Arten der Abwehr von Räubern mit Beispielen.
chemische Verteidigung bei Stinkwanzen
Mimese bei Gespenstschrecken
Mimikry bei Schwebfliegen
Echte Räuber, Weidegänger und Parasiten können die Ergebnisse interspezifischer Konkurrenz innerhalb ihrer Beutepopulation beeinflussen. Erläutern Sie dies.
Lorka-Volterra: negative Konkurrenzwirkung einer Art ist von ihrer Individuendichte abhängig
→ ein oligo- oder monophagischer, sehr spezialisierter Räuber kann so die Wirkung einer Art durch das Dezimieren ihrer Dichte mindern, wodurch diese einer anderen um eine Ressource konkurrierende Art unterlegen sein kann. Dies kann jedoch auch umschlagen, sollte der Räuber einen Präferenzwechsel vollziehen wegen zu großer Dezimierung der Beutepopulation
Ein Weidegänger frisst gewöhnlich nur Teile seiner Beute und ist bezüglich seiner Beutewahl eher generalist, weshalb dieser Effekt hier auf verschiedene konkurrierende Arten gleich stark ausfallen würde. Sobald jedoch eine Art eine Abwehr gegen das Weidetier entwickelt, erlangt diese einen Vorteil bezüglich ihrer ökologischen Potenz relativ zu den Konkurrenten
Parasiten mindern im allgemeinen die ökologische Potenz ihrer Wirte, was zu einer verminderten Kapazitätsgrenze führt, die nach Lotka-Volterra die Konkurrenzwirkung auf eine andere Art mindert und so zum unterliegen führen kann (je nachdem welcher Wirt vom Parasiten bevorzugt wird)
Lokale Umweltveränderungen könne die Ausbreitung von Parasitosen fördern. Diskutieren Sie dies am Beispiel des Fuchsbandwurms
kleiner Fuchsbandwurm (Echinococcus)
Zyklus über Nagetiere oder Fledermäuse, Mensch ist eher Fehlwirt → führt zu Echinokokkose)
starke Ausbreitung in den letzten 20 Jahren durch mehr Füchse (Tollwutbekämpfung)
sowie deren Urbanisierung
auch mehr Zwischenwirte durch veränderte Landnutzung
auch besseres Überleben der Eier durch Klimaveränderung
Übertragung auch über Hund/Katze möglich
Beschreiben sie eine mutualistische Beziehung welche für die Nährstoffversorgung von Pflanzen wichtig ist
Rhizobium (fixieren Stickstoff)
Leguminosen (liefern Assimilate)
Erläutern Sie an einem Beispiel den Übergang zwischen Symbiose und Antibiose.
je nach Populationsdichte kann aber auch antibiotische Wirkung einsetzen: z.B. Samenpflanze → profitiert durch Verbreitung von mittlerer Ameisendichte, jedoch geschädigt durch hohe Ameisendichte durch übermäßigen Samenfraß
Die Ecosystem expoitation hypothesis besagt dass Herbivoren-Einfluss mit der Produktivität des Ökosystems variiert → diskutieren sie die zwei Hauptwege
Top-Down-Kontrolle: Regulation durch Prädatoren → vor allem bei hochproduktiven Systemen durch höhere trophische Ebene reguliert
Bottom-Up-Kontrolle: geringer Nährwert der Pflanzen → vor allem Stickstoff limitiert Phytophagen → bei unproduktiven Systemen durch Ressource reguliert
Welt voller Feinde und geringwertiger Nahrung, beide Modelle kombiniert: FretwellOksanen-Modell = Ecosystem expoitation hypothesis
Welche funktionellen Gruppen haben herbivore Nematoden ausgebildet, welche Wurzelgewebe werden befallen?
unterirdische Herbivoren:
Ektoparasiten:–> Wurzelspitze
wandernde Endoparasiten: –> Parenchym (leben dort, bewegen sich dort frei)
sedentäre Endoparasiten: stationär am Zentralzylinder
Wie groß ist der Herbivoreneffekt entnommener Phytomasse in aquatischen und terrestrischen Systemen?
von terrestrischen Herbivoren konsumierte Phytomasse am größten im Grasland (bis zu 50%)
gering in Waldökosystemen, unterliegt starken Schwankungen → im Mittel <20%
Effekt der Herbivorie in aquatischen Systemen noch größer als in terrestrischen → vor allem wird viel Phytoplankton von Zooplankton gefressen → 80% (aber auch Fraß an Makrophyten hat Einfluss → 30%)
Welche 3 Probleme treten bei der Analyse von Nahrungsnetzen auf? Eines beschreiben.
Aggregation → auf eine Art laufen auf viele Linien zu, davon Abhängig ist Konnektanz und Stabilität
Omnivorie → in der Theorie vernachlässigt, beeinflusst aber die Zahl trophischer Ebenen und damit die Funktionsweise der Gemeinschaft
Destruenten meist nicht berücksichtigt → Mineralisierung Corg→H2O+CO2+Mineralstoffe
Welche Faktoren beeinflussen die Konnektanz in einem Nahrungsnetz?
durch Verhältnis von Generalisten zu Spezialisten sowie Omnivoren zu Herbivoren + Carnivoren → je diverser eine Lebensgemeinschaft, desto mehr Beziehungen und Aggregation, aber geringerer Konnektivitätsgrad
