VL 3: Konvergenz und Biogeographische Ökologie Flashcards
1
Q
Konvergenz und biogeographische Ökologie
A
- Biozönosen: geliche Umweltbedingungnen→Entwicklung ähnlicher Merkmale
- auf Artbasis → Konvergenz
- Level eines Ökosystems → biogeographhische Ökologie
2
Q
Konvergenz
A
- Konvergente Evolution, Prallelismus
- Entwicklung ähnlicher Merkmale bei NICHT miteinander verwandten Arten
- im Laufe der Evolution durc Anpassung an eine ähnlice Funktion und ähnliche Umweltbedingungen ausgebildet
3
Q
Analogie
A
- Ähnlichkeit in Form und Funktion (Körperstrukturen, Organe, Stoffwechselwege, Verhaltensweisen)
- konvergente Entwicklung aufgrund gleichher Selektionsfaktoren
- bei ähnlicher Funktion –> konvergentes Merkmal
4
Q
Homologie
A
- Übereinstimmung aufgrund gemeinsamen evolutionären Ursprungs
- Oft unterschiedliche Funktion
5
Q
Analog vs. homolog
A
6
Q
Paradebeispiel für Konvergenz: Wolf und Beutewolf
A
- beide Arten geographisch getrennt
- Wolf: Alte Welt, Nordamerika
- Beutelwolf (Tasmanischer Tiger: Australien)
- Vorfahren stammesgeschichtlich getrennt
- Entwicklung Raubtier mit Ähnlichkeitnn in Proportionen und Ausbildung
- Schädel: typ. Raubtiergebiss, kleine Schneidezähne, große, gebognene eckzähne
7
Q
Konvergenz durch geographische Trennung –> allopatrische Arten
A
- vollständige räumliche Trennung der Verbreitungsgebiete von Arten
- Begegnung und Kreuzung sind durch geographische Isolation ausgeschlossen
- Beispiel: Plazenta- und Beuteltiere
- Beuteltiere ursprünglich in Nordamerika
- Abspaltung Australien durch Kontinentaldrifr
- Beuteltiere ohne Konkurrent
8
Q
Konvergenz: Hochleistungsschwimmer
A
- Körperform hydrodynamisch an Wasser angepasst
- langer schlanker Körper
- ähnliche Flossenposition, und -form
- glatte Körperoberfläche mit Shcuppen
- rezente Schwimmer –> sympatrische Arten
- im selben geographischen Gebiet
- gemeinsam vorkommende Populationen
- überlappende Verbreitungsgebiete
9
Q
Konvergenz: Dornen
A
- morpholog. Anpassung an heißen, trockenen Standorten
- Sonnenblätter Schattenblätter
- Blätter odere Seitenäste, zu Dornen umgewandelz
- Dornen
- reduktion Transpiration
- Ähnlichkeit in Form unf Funktion bei nicht verwandten Arten
10
Q
Konvergenz: Sukkulenz
A
- bei Kakteen und Euphorbioaceen
- generelle Adaptation
- dicker Stamm, speiichert viel Wasser
- Stauchung zur Kugel
- größtes Volumen bei geringster Oberfläche
- deutl. Reduktion Verdunstung
*
11
Q
Homologie wasserlebender Tiere
A
- Gliedmaßen Fische, Schildkröten, Wale, Pinguine
- Abwandlung eines Grundbauplans einer fünfgiedrigen Extremität
12
Q
Zusammenfassung Konvergen und Analogie
A
Konvergenz
- evolutive Anpassung an ähnliche Umweltbedingungen
- Organismen unterschiedlicher taxonomischer Herkunft
- Merkmale lassen sich auf Funktion zurückführen
Analogie
- funktionsgleiche Organe ohne Verwandtschaftsbeziehungen
- Entstehen durch konvergeten Selektionsdruck
- gleiche Entwicklungskorridore
- Rückschlüsse auf Umweltbedingungen und Lebensweise
- überlappende ökologische Nischen
13
Q
Konvergenz auf Ökosystemen
A
- Konvergenz auf Systemebene möglich
- terrestrische Ökosysteme reflektieren Anpassungen an dominante pflanzlice Lebensform
- Pflanzen,w elche dem Ökosystem den Charakter geben
14
Q
Pflanzenformationen
A
- Kategorien für Pflanzen mit physiognomisch ähnlichem Erscheinluungsbild
- dominierende Gestalttypen der Vegetationszone
15
Q
Biom
A
- Großlebensraum der Biosphäre
- Abgrenzung Pflanzenformationen herangezogen
- Landschaftszonen, die klimaazonentypisch sind: Zonobiome
16
Q
Einteilung der Zonobiome
A
- erfolgt nach Pflanzenformation
- bei gegebenem Makroklima als Endstadium der Vegetationsentwicklung
17
Q
Zonobiom-Gliederung nach Walter
A
- tropischer Regenwald
- tropisch-subtropische Regenzeitwälder und Savannen
- heiße Halbwüsten und Wüsten
- mediteranoide warmtemperate Hartlaubwälder
- warmtemperate immergrüne Lorbeerwälder
- kühltemperate Laub abwerfende Wälder
- winterkalte Steppen, Halbwüsten und Wüsten
- winterkalte Nadelwaldgebiete (Taiga)
- Tundren und polare Wüsten
18
Q
Übergangszonen Zonobiome
A
- diverse Übergangszonen
- Grenzen meist nicht eindeutig
- grenzbestimmende Faktoren
- Makro- und Lokalklima
- Bodenrelief
- Bodenbeschaffenheit
- dynamische Prozesse (Feuer, Störungen)
19
Q
Muster terrestrischer Biome in Beziehung zu Temperatur un Feuchtigkeit
A
- je geringer T, desto geringer N und umgekehrt
- allgmeine Gestzmäßigkeit: Anzahl vorkommende Biome nimmt mit T ab
- spiegelt ungünstige Umgebungsbedingungen wider
- Niederschlag auch als limitierender Faktor
20
Q
Niederschlagsverteilung auf der Erde
A
Globale Jahresniederschlagsmengen werden hauütsächlich bestimmt von Temperatur, Wind und Meeresströmungen
- Peaks in mittleren Breiten (Mitteleuropa, Ostküste USA) durch Windgürtel fallende bzw. steigende Luftmassen verursacht
21
Q
Regionale Muster: Windschatten
A
- Luft auf Luv Seite warm und feucht
- auf Lee Seite kalt und trocken
→ Vegetation (Pflanzenformation) extrem unterschiedlich
22
Q
Makroklima und Zonobiome: Nordamerika
A
Ost-West-Gradient
- N dominierender Faktor
- Regen kommt nicht über Rocky Mountains
- Laubwald > Prärie > Wüste
Süd-Nord-Gradient
- T dominierender Faktor
- Tropen > Taiga > Tundra (baumlose Weite)
23
Q
Lebensformen terrestrischer Pflanzen
A
Drei grundsätzliche Typen: Baum, Busch, Gras
- Unterschiede in Kohlenstoffallokation (Speicherung im Stängelund Stamm aufsteigend)
- Gräser
- Büsche
- Bäume
Bäume haben viele strukturbildende Organe (Stamm)
- Vorteil: besserer Zugang zu Licht
- Nachteil: Unteraltskosten
- C-Bilanz bestimmt Verbreitung
- bei ungünstigen Umweltbedingungen (T & Niederschlag in absteigender Menge)
- Lauubabwurf bzw. Dominanz Nadelbäume
- Rückgang in Größe und Individuenzahl => Taiga
- Wegfall aus der Pflanzengemeinschaft => Tundra
24
Q
Lebensformen bei Bäumen - sommergrün
A
- laubabwerfend
- Überdauerung Blatt nur eine Vegetationsperiode
- Kategorien je nach Knospenruhe
- laubabwerfend im Winter in gemäßigten Breiten
- laubabwerfend bei Trockenheit in Tropen und Subtropen
- Vorteil Laubabwurf
- Einsparen Untrhaltskosten in
- Zeiten wo Umgebungsbedingungen eine PS verhindern
25
Q
Lebensform bei Bäumen - immergrün
A
- breitblättrige, immergrüne Bäume
- Ökosysteme ohne definierte Vegetationsperiode
- Wachstum und PS durchgängig
- immergrüne Nadelbäume
- kurze Vegetationsperiode (hhe Breitengrade)
- Nährstofflimitation (Gebirgslagen)
- Wachstum und PS eingeschränkt
- Bildung immergrüner Nadeln
26
Q
Lebensformtypen der Pflanzen und Biome
A
- Ökosysteme mit warmem, feuchten Klima und ohne distinkte Jahreszeiten
- breitblättrige, immergrüne Bäume =>
- tropischer/subtropischer Regenwald
- Trockeneres Klima sowie Jahreszeiten
- laubabwerfende Bäume =>
- tropische Wälder mit Jahrezeit, Wälder gemäßigter Breiten
- Bedingungen noch trockener
- Größe und Dichte der Bäume nimmt ab =>
- Taiga (Coniferen)
- Noch weniger Niederschlag
- wenig/keine Bäume, dafür Gräser und Büsch =>
- Savanne, Steppe, Tundra
- Kaum Niederschlag
- kaum Vegetation =>
- Wüste
27
Q
Legende für Klimadiagramme
A
28
Q
Charakteristika der Zonobiome
A
29
Q
Tropische Regenwälder
A
- charakterisieren die Äquatorzone
- zwischen nördlichem und südlichem Wendekreis
- Temperaturschwankungen im Monat nicht mehr al 5°C
- Regenfall täglich (min 60 mm/Monat)
- Tagesklima = Temp. schwankt zwischen Tag und Nacht
- Tieflandregenwald: humide Tieflagen, v. Meereshöhe bis ca. 1200 m
- Bergregenwald: ab 800 m submontane, ab 1500 m montane Stufe
30
Q
Stockwerkaufbau
A
- Emergenten, 45 m hohe Einzelbäume
- Baumkronenschicht 30 m hoch, geschlossenes Blätterdach
- niedrige Baumschicht, 20 m och, Temperaturunterschiede, Wind zieht durch –> Temperatur und Wind ändert sich -> dadurch hohe Biodiversität
- Strauhschicht
- Bodenschicht
31
Q
Savannen
A
halbtrockene ropisce Regionen mit Regenzeit
- sind durch Feuer geprägt
- Vegetationstypen umfassen offene Grassavanne bis hin zum Savannenwald
- generelle Gemeinsamkeiten
- immer Grasdecke
- häufiges Auftreten von Feuern
- Länge Trockenzeit bestimmt Art von Savanne
- 3-5 Monate = Feuchtsavanne
- 6-7 Monate = Trockensavanne
- 8-10 Monate = Dornensavanne
32
Q
Savannentypen
A
33
Q
Ausprägungen der Savannenvegetation
A
- Savannenvegetationstyp spiegelt Klimaverhältnisse wider
- Ton + Trocken: Grassavanne
- mittlere Ausprägung: Dornsavanne
- Sand + ausreichend Regen: Baumsavanne
34
Q
Diverse Herbivoren-Zönose typische für Savannen
A
Grazer
- grasfressende Säufetiere (Zebra, Gnu, Nashorn)
- weite Wanedrungen in der Trockenzeit
- Gräser haben tiefliegendes Meristem > neue Triebe
Browser
- Blätter und Zweige fressende Säugetiere (Giraffe)
- Akazien wehren sich durch Dornen gegen Fraß
Insekten
- höchste Biomasse
- Termiten, Heuschrecken, Zickaden
35
Q
Wüsten und Halbwüsten
A
- große Ökosystemvielfalt
- zwischen 15. und 30. Breitengrad
- meisten auf der NHK: Sahara, arabische Halbinsel, Zentralasien
- winterkalte Wüsten: Strauchwüsten
- heiße Wüsten
36
Q
Winterkalte Wüsten: Strauchwüsten
A
- kontinentales Klima
- warme Sommer, lange kalte Winter
- Nordamerika: Sagebush (Halbstrauchart)
- Australien: Salzbüsche
37
Q
heiße Wüsten
A
- 2 Formen
- fehlende Vegetation
- Dünenlandschafft
- spärliche Veg.
- Kombinationen
- Gänsefußgewächsen, Zwerg und Halbsträucher, Sukkulenten
- Chihuahua
- fehlende Vegetation
38
Q
Anpassung Organismen an Wüstenbedingungen
A
Pflanzen
- Toleranz
- Wasserspeicherung (Sukkulenz)
- verringerte Blattoberfläche
- Vermeidung
- Therophyten - überdauern als Samen
- Geophyten - unterirdische Speicherorgane
Tiere
- Toleranz - Wasserspeicher (Kamele)
- Vermeidung - Übersommerung
39
Q
Hartlaubwälder und Gebüschformationen
A
- mediterranem, warmtemperiertem Klime
- charakterisiert durch sommerlicher Trockenheit und kühle feuchte Winter
- Westküsten der Koninente
- Chaparral (Noramerika)
- Matorral (Südamerika)
- Macchie (Mittelmeerraum)
- Fynbos (Südafrika)
- Kwonga (Australien)
40
Q
Macchie: Hartlaubbäume
A
- kleine, skleophyllreiche Blätter
- verdickte Cuticula, Drüsenhaare
- reich an ätherischen Ölen
41
Q
chaparral: Hartlaubsträucher/-bäume
A
- charakteristisch ist Aufteten von Endemiten
- Pflanzen, die nur einer bestimmten, räumlich klar abgegrenzten Umgebung vorkommen
- nicht in den vergleichbaren Biomen anderer Kontinente
42
Q
Mediteranoide Ökosysteme
A
- alle 5 Regionen mit physiognomisch ähnlichen Pflanzenarten
- Hartlaubgewächse
- immergrüne, auch im Winter photosysnthetisch aktive Pflanzen
- Sommerzeit ist Ruhezeit
- hohe Artenvielfalt
- hohe Zahl an Endemiten
43
Q
Laub abwerfende Waldökosysteme
A
- gemäßigte Zonen
- nördl. Hemisphäre
- durchschnittl. Jahresniederschlag 700 - 2000 mm
- Winter 3-4 Monate
- Temperaturen ~ 0°C –> Pflanzen frostfest
44
Q
Wald gemäßigter Breiten
A
- geschlossenes Kronendach, Baum-/Strauch-/Bodenschicht
- Nordhemisphäre: viele Arten
- Südhemisphäre: Südbuche (immergrün), Scheinbuche (sommergrün)
45
Q
Nettoprimärproduktion in Laubwäldern
A
- Zusammenhang zwsichen NPP und Länge der Vegetationsperiode
- zunehmende Produktivität mit zunehmender Läne dere Vegettionsperiode
*
46
Q
Vegetationsperiode, Vegetationsruhe
A
- Zeitraum innerhalb eines Jahresklimas
- in dem Temperatur so hoch, das Pflanzen wachsen können
- T ist Funktion der geographischen Breite
- Schwellenwert +5°C
47
Q
Steppen gemäßigter Breiten
A
- Niederschlag zw. 350-800 mm jährlich
- Winter kalt (-10°C)
- Sommer heiiß (+30°C)
- Vorkommen steppen nicht ausschließlich Klimaabhängig
- vielfach durch Brände u. Eingriffe des Menschens entstanden
*
48
Q
Nordamerikanische Prärien
A
- Produktivität benötigt Niederschlag
- Niederschlagsgradient gliedert amerikanische Prärien
- Haupttypen Prärien(von Ost nach West)
- Hochgrasprärie: hochwüchsiges Süßgras, z.B. Andropogon
- Mischgrasprärie: typisch für die großen Ebenen
- Kurzgrasprärie: schließt such im Westen an, geht in Wüstenregionen über
49
Q
Primärproduktion von Steppen-Ökosystem
A
- 4-10 Tonnen Biomasse pro ha und Jahr
- Herbivore
- Antilope, Zebra, Pferd, Hirsch
- rhizophage (wurzelfressende) Nematoden (größte Bedeutung)
50
Q
Boreale Nadelwäder
A
- dominiert von Nadelwäldern
- immergrüne Baumarten
- Auftretungsareale
- breiten Pol umspannenden Gürtel auf NHK
- größter zusammenhängender Waldkomplex der Erde
- 1,4 Millia ha
-
Gebirgszügen
- niedr. T begrenzen Vegetationsperiode
- Wachstum wenige Mon im Jahr
- PS eingeschränkt
- breiten Pol umspannenden Gürtel auf NHK
51
Q
Taiga und Gebirgslagen
A
- Taiga
- Waldkomplex der NHK (Eurasien und USA)
- Picea (Fichten) dominieren
- Gebirgslagen
- Rocky Mountains z.B.
- ähnliches Klima
- andere Arten dominieren
- Felsengebirgstanne im subalpinen Nadelwald
- Lebensformtypen
- immergrün
- Nadeln
- konische Form
- konvergente Evolution in Taiga und Gebirgslagen
- Anpassung niedrige T
- wenige Nährstoffe
- konische Form –> viel Schnee
52
Q
Arktische und alpine Tundra
A
- Vegetation
- Flechten, Moose, Wollgräser
- Heidekrautgewächse
- kleinwüchsige Weiden
- Birken
- Permafrost
- stauende Schicht
- Wasser läuft horizontal ab, sammelt
- Region häufig vernässt
- Mooren
- Seen
- Flüsse
- *
53
Q
A
- besonders empfindliches System bzgl globaler Erwärmung
- T-sensitiv
- in Böden viel organisches Material
- größter Kohlenstoffspeicher der Erde
- Auftauung Permafrost
- Kohlenstoffsenke wird zur Kohlenstoffquelle
54
Q
Alpine Tundra
A
- Hochgebirgen der Erde
- felsigen, steilen Lagen
- Vegetation
- Rasen
- Zwergstrauch
- Flechten
- Klima
- starker Wind
- Schnee
- Kälte
- T-Schwankungen (0-40°C auf Bodenoberfläche täglich)
- intensive UV-Strahlung
- Böden trocken
55
Q
Zusammenfassung
A
- großräumig-makroklimatische Faktoren bedingen Verbreitung der Vegetation der Erde und der mit ihr verbundenen Tierwelt
- durch biogeographischen Klassifikationssystem werden diese biologischen Einheiten als Biome zusammengefasst
- auf der Erde unterscheidet man 9 Zonobiome oder Großlebensräume, die jeweils einer Klimazone entsprechen
- maßgeblich ist diejenige Pflanzenformation, die bei dem gegeben Makroklima als Endstadium der Vegetationsentwicklung großräumig vorhanden ist
