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Ökologie > VL 4: Die Ökologische Nische > Flashcards

VL 4: Die Ökologische Nische Flashcards

1
Q

Die ökologische Nische

A
  • Rolle einer Art innerhalb eines Ökosystems
  • Merkmale und Bedürfnisse der Art
  • Umweltfaktoren und Wechselwirkungen
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2
Q

Zusammenfassunf

A
  • Organismen können unterschiedliche ökologische Potenz gegenüber Umweltfaktoren haben
  • Euryöke Organismen mit weiten Tolenranzbereichen für viele Faktoren sind gewöhnlcih am weitesten verbreitet
  • Toleranzbereiche sind durch Adaptationen veränderlich
  • Wichtige physikalisch-chem. Umweltfaktoren sind Temperatur, Salzgehalt, und pH-Wert
  • Daneben sind abiotische (Raum, Licht, Sauerstoff, Nährstoffe) und biotische (Nahrung) Ressourcen wichtige Faktoren für das Vorkommen von Organismen
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3
Q

Umweltbedingungen und Ressourcen

A
  • ökologische Nische einer Art im Zusammenhang mit Umwelt
  • Umwelt aus Sicht des Organismus
    • Lebensraum (physikaisch-chemische Umweltbedingungen)
      • Temp, Feuchte, pH
    • Ressourcen (Verbruchsgüter)
      • Nahrung, Sauerstoff, Wasser Nährstoffe
  • Umweltfaktoren begrenzen Lebensbereich von Arten
  • Interaktionen von Organismen geschehen über gemeinsame Nutzung von Ressourcen
    • abiotische Ressourcen (z.B. Raum, Licht, Sauerstoff)
    • biotische Ressourcne (Nahrung)
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4
Q

Limitierende Faktoren

A

Wechselwirkungen lassen sich durch mehrere Gestze beschreiben

  1. Minimumsgestz
  2. Toleranzestz
  3. Wirkungsgesetz
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5
Q

Liebig’s Gesetz des Minimums

A

” Die relative Wirkung eines Faktors ist um so größer, je mehr sich dieser den anderen Faktoren gegenüber im Minimum befindet”

  • Wachstum einer Pflanze durch knappste Ressource eingeschränkt, dem Minimumfaktor
  • wird ein Nährelement zugegeben, welches im Überfluss vorhanden ist, hat das keine Wirkung
  • als Modell dient die Minimumstonne
  • Gestz is wichtiger Grundsatz der Düngung
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6
Q

Nährstoff-Toleranzbereiche bei Pflanzen

A
  • Grafiken zeigen ähnliche Kurvenverläufe
  • nach Anstieg bei zunehmender Nährstoffkonzentration erfolgt Abfall der Trockenmasse
  • Ausnahme Gänsefuß
    • speichert Stickstoff in Blättern
    • Nitratvergiftung bei Tieren bei großen Mengen an Gänsefuß
  • zwei Bereiche
    • Optimumsbereich
      • ​Konzentration, bei der sich eine Nährstoffgabe positiv auswirkt und die zum starkem Biomassezuwachs führt
    • Tolenranzbereich
      • ​Konzentration des Nährstoffs, ohne dass dieser eine negative Wirkung hat, ermöglicht ein Überdauern des Organismus
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7
Q

Erweiterungen des Konzeptes von Liebig

A

Shelfords Toleranzgesetz

  • Nicht nur ein Zuwenig, sondern auch ein Zuviel eines Fakor hat die gleiche, entscheidende (lebensbegrenzende) Wirkung

Thinemanns Wirkungsgestz der Umweltfaktoren

  • Die Zusammensetzung einer Lebensgemeinschaft nach Art und Zahl wird durch denjenigen Umweltfaktor bestimmt, der sich am meisten im Pessimum nähert
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8
Q

Tolenranz-Gesetz (Shelford 1913)

A
  • x-Achse: Spannbreite eine Umweltfaktors
  • Amplitude des Faktors (=ökologische Valenz)
  • y-Achse: positive Wirkung des Umweltfaktors
  • Optimum(-sbereich) entspricht optimalen Umweltbedingungen
  • Pessimum: grenzwert der Reaktionsfährigkeit gegenüber der Umwelt
  • innerhalb dieser Grenzwerte kann Organismus existieren
  • Pejus: Bereich der Umweltbedingungen, der zwischen günst. und ungünst. Zusand liegt, zw. Pessimum und Optimum
  • gesamte Breite: Toleranzbereich, entspricht ökologische Potenz
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9
Q

Ökologische Potenz

A

ist die Reaktionsbreite (Toleranz) einer Art gegenüber einem bestimmten Umweltfaktor

Eurypotent

  • gesamte Amplitude
  • Schwankungen toleriert

Stenopotent

  • deutliche abgegrenzte, enge bereiche
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10
Q

Typen ökologischer Potenz

A

Haupttypen

  • Eurypotent
  • stenopotent

Innerhalb dieser Typen:

  • oligo-
    • niedrige Bereiche, die optimale Wachstumsbedingungen bieten
  • poly-
    • hohe Bereiche, die bevorzugt werden
  • meso-
    • mittlerer Bereich des Umweltfaktors

Weitere Unterscheidung

  • homoio-
    • Organismen gleichbleibende Bedingungen bevorzugen
  • poikilo-
    • an Wechsel angepasst
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11
Q

Physikalisch-chemische Umweltbedingungen

A
  • Temperatur
  • Salzgehalt
  • Säuregrad
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12
Q

Temperatur

A
  • wichtiger Umweltfaktor
  • Lebensbereich höherer Organismen ca. -10 bis +50 °C
  • metabolische Aktivität ist tmperaturabhängig
    • Q10 = Vt+10/Vt ~ 2-4
    • gilt nur für Ektotherme (wechselwarme Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen)
  • Photosynthese geringere Temperaturabhängigkeit im Vergleich zum Stoffwechsel der Mikroorganismen

–> globale Auswirkungen auf Primärproduktion und Abbau der organischen Substanz

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13
Q

Temperatur als glogabler Umweltfaktor

A
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14
Q

Toleranzbereiche für Temperatur

A
  • Chlamydomonas nivalis
    • ​existenz um 0°C
  • Herpotrichia juniperi
    • ​befällt Nadeln in den alpinen Tundra
    • 1400-2000m Höhe
  • ustilago zeae
    • ​phytopathogener Pilz
    • befällt Pflanzen
    • angepasst an hohe T
    • C4 Pflanzen
  • salmonella paratyphi
    • ​humanopathogenes Bakterium
    • stenotherm
    • 37C –> Körpertemperatur
    • Mensch als Wirt
  • mastigocladus und Synechococcus
    • ​in Thermalquellen 60-80°C
    • thermophile Blaualgen
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15
Q

Temperaturregulation - Poikilotherme

A
  • keine Regulation der T über Stoffwechsel
  • gewinnen Wärme aus Umgebung (=Ektothermie)
  • Vertreter
    • Fische
    • Reptilien
    • Amphibien
    • Wirbellose
  • Mikroklimate mit unterschiedlicher Temperatur
    • Bsp: Schlange
    • wenn kühl –> Aufsuchen sonnenexponierte Habitate
    • wenn wärmer –> Aufsuchen schattiger, kühler Plätze
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16
Q

Temperatur-Adaptation bei Poikilothermen

A
  • schwarzmündige Bänderschnecke
  • Gehäusefarbe varriert mit Temperatur
  • gelbe Gehäuse heizen sich weniger auf
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17
Q

Temperaturregulation - Homoiotherma

A
  • Konstanthaltung der Körpertemperatur
  • endogene Wärmeproduktion = Endothermie
  • Vögel und Säugetiere
  • Körpergröße & Stoffwechselrate hängen zusammen

Je kleiner ein Organismus, desto höher seine Stoffwechselaktivität

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18
Q

Temperatur-Adaptation bei Homoiothermen

A
  • Speicherung Körperwärme
    • Kamel, Gazelle)
  • Gefrierpunktsenkung
    • Kryoprotektoren: Proteine, Alkohole)
  • Wärmeaustausch
    • Gegenstromprinzip zum Kühlen oder Heizen
    • Entenfuß auf Eis
    • Arktischer Wolf Konservierung von Wärme, Spießbock “Wundernetz zur Kühlung des Gehirns
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19
Q

Physikalisch-chemische Umweltbedingungen - Salzgehalt

A
  • isoosmotisce Umwelt
    • marine Lebensräume
    • für die meisten wirbellosen Tiere
  • hypoosmotische Umwelt
    • Süßwasser
    • für alle Organismen
  • hyperosmotische Umwelt
    • Meer, gezeitentümpel, Salzseen
    • viele Wirbeltiere
    • Ausnahme: Knorpelfische
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20
Q

Diversität und Salzgehalt

A
  • Diversität abhängig von Salzgehalt
  • Salzwasser höchste Diversität
  • Süßwasser nur ein Bruchteil der Artenvielfalt
  • niedrigste Diversität im Brackwasser
  • rackwasser
    • Gemisch aus Süß und Salzwasser
    • wechselnde Konzentrationen
    • zu viele Schwankungen der Umweltfaktoren
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21
Q

physikalisch-chemsiche Umweltbedingungen - Säuregrad (pH-Wert)

A
  • steuert Löslichkeit anorganischer Komponenten im Boden
    • Mineralstoffe (wichtig für Pflanzen)
    • Schwermetalle (toxisch)
  • beeinflusst Stoffwechselleistungen der Organismen
    • Funktion von Enzymen (pH-Optimum)
    • Ladungsverhalten (Aminosäuren, Carbonsäuren)
  • Versauerung von Ökosystemen hat starke Auswirkungen auf terrestrische und aquatische Lebensgemeinschaften
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22
Q

pH-Wert limnischer Ökosysteme

A

Eurypotent

  • pH 3-7
  • Algen, Rädertiere, Krebse, Insekten
  • besitzen große ökologische Valenz

Stenopotent

  • abgegrenzter, kleiner pH-Bereich
  • Egel, Schnecken
    • hohen Bereich der Amplitude
    • neutraler pH-Wert
    • polypotent
  • Fische
    • schwach suren pH-Wertbereich
    • mittlerer Bereich der Amplitude
    • mesopotent
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23
Q

Abiotische Ressourcen (für Pflanzen, Mikroorganismen und Tiere)

A
  1. Raum
  2. Licht
  3. Sauerstoff und CO2
  4. Mineralische Nährstoffe
24
Q

Abiotische Ressource - 1. Raum

A
  • essentiell für alle sessile Organismen
  • Besiedlingsmöglichkeiten von Lebensräumen
    • mobile Larvenstadien (biphasische Lebenszyklen)
    • asexuelle Vermehrung (Stolone, Ausläuer)
    • z.T. Aggregationsverhalten (verbessert Austausch Keimzellen)
25
Q
  1. Abiotische Ressource - Licht
A
  • in aquatischen Lebensräumen zentrale Steuertgröße der Struktur der Gemeinschaften (limitierend für NPP)
  • z.B. vertikale Zonierung mariner Algen (mit Tiefe: Grün>Braun>Rot
26
Q
  1. Abiotische Ressource - Sauerstoff und CO2
A
  • meist scharfe Trennlinie zwischen oxischen und anoxischen Lebensgemeinschaften
  • nur wenige höhere Organismen fakultativ anaerob (bei Mikroorganismen verbreitet)
  • Boden schwarz
    • eher anaerob
  • Boden braun
    • eher aerob
  • Sauerstoffverfügbarkeit in Fließgewässern bestimmt Struktur der Lebensgemeinschaft
27
Q
  1. Abiotische Ressource: Mineralische Nährstoffe
A

Stickstoff

  • Dominierende limitierende Ressource für Mikroorganismen und Vegetation in terrestrischen Lebensräumen

Phosphor

  • Dominierende limitierende Ressource für Mikroorganismen und Pflanzen in aquatischen Lebensräumen
28
Q

Biotische Ressourcen - Nahrung

Typen der Nahrungsnutzung und Ihre Nahrung

A
  1. Phytophage (Herbivore): lebende Pflanzen
  2. Zoophage (Carnivore): lebende Tiere
  3. Saprophage (Detritivore): totes organisches Material einschließlich Tierleichen und Kot
29
Q

Nahrungsqualität von Ressourcen

A
  • Rekalzitranz = sehr schwer abbaubar, Kohlen-Wasserstoff, Cellulose
  • Nahrungsqualität macht man am C:N Verhältnis fest
    • N hoch –> Qualität schlecht
    • N niedrig –> Qualität gut
  • Kompensationsfraß: Tier muss viel Nahrung zu sich nehmen, weil nur sehr wenig eines benötigten Stoffes (N) in dieser enthalten ist, um so seinen Bedarf zu decken
  • Qualität Ressource: Tiere –> Pflanzen –> Detrius
30
Q

Nahrungsqualität und Nutzer

A
  • Abnahme Assimilationseffizienz, Fleisch bessere Nahrungsquelle
  • Zoophagen müssen mehr Nahrungs aufnehmen
  • Anzahl Fressakte erhöht –> Anstieg Energieausbeute
31
Q

Ökologische Potenz < > Ökologische Existenz

A

ökologische PotenZ: Es steht mehr Plaatz zur Verfügung als wirkklich benötigt wird

32
Q

Ökologische Potenz zweier Typha-Arten

A

Es werden zei Arten von Typha (Rohrkolben) in einem See entlang eines Wasserstandsgradienten vrglichen. Einmal wachsen sie isoliert auf und einmal in Konkurrenz

Isoliert, wachsen die Arteb beide in der gleichen Wassertiefe mit sehr unterschiedlicher Trockenmasse. Wenn beide in Konkurrenz zu einander stehen, dann verschiebt sich die Wassertiefe, in der sie am meisten vorkommen. Die beiden Arten weichen einander aus, um besser wachsen zu können

33
Q

Ökologische Amplitude Organismengemeinschaft

A
  • Uferbereich:
    • Pflanzen wachsen isolierter
    • physiologischer Stress(Salzgehalt) –> nicht sehr viele Arten
  • je geringer Sterss, umso mehr arten
    • Konkurrenz steigt
    • Pflanzen werden nicht so groß
34
Q

Opponenz

A

Das antagonistische Wirken der Widersacher (Räuber, Parasiten, Krankheitserreger) auf ihre Beute- oder Wirtspopulationen

–> reduziert ökologische Potenz einer Art

35
Q

Synergismus

A

Zusammenwirkung von Arten mit einem daraus resultierenden gemeinsamen Nutzen (z.B. Symbiosen)

–> erhöht ökologische Potenz

  • bei Wurzelknöllchen (Leguminosen und Rhizobien) wird Stickstoff genutzt
  • bei Kykorrhizia (höhere Pflanzen und Pilze) wird Phosphor genutzt
36
Q

Zusammenfassung ökologische Potenz

A
  • fundamentale ökologische Potenz ist die Fähigkeit eines Organismus/einer Population im Intensitätsspektrum abiotischer Faktoren zu wachsen = Potenz in ‘Reinkultur’
  • Die reale ökologische Potenz ist die Fähigkeit eines Organismus/einer Population im Intensitätsspektrum abiotischer und biotischer Faktoren innerhalb einer Biozönose zu wachsen = Potenz im Ökosystem
  • Die fundamentale ökologische Potenz wird durch Konkurrenten eingeschränkt, durch Opponenten negativ beeinflusst und durch Synergisten erweitert
37
Q

Ökologische Nische

A
  • die fundamentale Nische ist ein n-dimensionaler Raum von Faktoren (Ressourcen und Umwetbedingungen), innerhalb dessen ein Organismus existieren kann
  • Die realisierte Nische ist ein n-dimensionaler Raum ökologischer Faktoren (Konkurrenten, Prädatoren) innerhalb dessen ein Organismus natürlicherweise vorkommt
  • Koexistenz wird ermöglicht durch Nischendifferenzierugn oder wechselnden Vorteil (Ressourcenpulse, Störung)
38
Q

Habitatnische

A
  • “Adresse einer Art”
  • der konkrete Raumabschnitt, den eine Art besiedeln kann
39
Q

Trophische Nische

A
  • “Beruf einer Art”
  • die Stellung einer Art im Ökosystem
40
Q

Fundamentale Nische

A
  • fundamentale ökologische Potenz
  • N-dimensionaler Raum als Bereich ökologischer Faktoren (Ressourcen und Umweltbedingungen), innerhalb deren eine Art existieren kann
41
Q

Realisierte Nische

A
  • reale ökologische Potenz
  • Teil der fundamentalen Nische, der unter Berücksichtigung der biotischen Faktoren (z.B. Konkurrenten, Prädatoren) übrig bleibt
42
Q

Konzept der ökologischen Nische

A

Ökologische Nische einer Art wird durch 3 Umweltfaktoren bestimmt

  • Temperatur
  • Feuchtigkeit
  • Nahrungsgröße
43
Q

Fundamentale/realisierte Nische

A
  • Jeder Faktor grenzt Größe Nische weiter ein
  • alle Faktoren zusammenwirkend, kleiner realistischer Bereich übrig
    *
44
Q

Funktionsmorphologie und trophische Nische

A
  • Bau Mundwerkzeuge weist auf ökologische Nische
  • Funktonmorpholidie
  • Rückschlüsse
45
Q

Gebiss Rotfuchs - carnivor

A
  • Gebiss carnovpr
  • Nahrungsspektrum Omnivor
  • Anpassung Nahrungsangebot den Jahreszeiten
  • S: Mäuse, kleine Vögel, Heuschrecken
  • H: mehr Mäuse, weniger Vögel, Beeren
  • W: Hasen, Maulwurf, sehr wenig Heuschrecken
  • F: Sehr viele kleine Vögel, Mäuse
46
Q

Interspezifische Konkurrenz und Nischenüberlappung

A

A) 2 Arten bewohnen getrennte Nischen

  • keine Interaktion (z.B. Konkurrenz)

B) 2 Arten in überlappenden Nischen

  • Ressourcenkonkurrenz und Nischeneinengung
  • Realisierte Nische für BEIDE kleiner

Nischenüberlappung fürht zu

  • Nischenentleerung (Verdrängung einer Art)
  • Nischenentflechtung (Ausweichen auf andere Ressourcen)
47
Q

Interspezifische Konkurrenz und Nischenbreite

A
  1. ) Art A und B konkurrieren um die Ressoure und drängen die realisierte Nische von C (roter Bereich) auf das zentrale Optimum
  2. ) Eine konkurrenzstarke, dominante Art (A), zwingt Art C (rot) an den Rand der fundamentalen Nische

Arten besetzen oft nicht den Teil der fundamentalen Nische, welcher optimal für Wachstum, Vermehrung und Fitness ist

48
Q

Konkurrenz-Ausschlussprinzip (Gause 1934)

A

Ökologisch identische Arten können nicht koexistieren

  • unterlegener Konkurrent wird ausgeschlossen (Nischenentleerung)
  • oder die Konkurrenz wird vermieden (Nischentrennung)

In einer Monokultur kann sich die Zellezahl stark erhöhen, bis sie ihr Maximum erreicht hat. Bei konkurrierenden identischen Arten werden beide Kulturen nicht so groß wie in der Monokultur, beide entwickeln sich aber durch die Konkurrenz haben sie weniger Rohstoffe zur Verfügung, oder eine von beiden stirbt ganz aus

49
Q

Typen der Nischentrennung

A
  • Allopatrische Nischentrenung
  • Sympatrische Nischentrennung
50
Q

Allopatrische Nischentrennung

A
  • bezeichnet das Nicht-Überschneiden der Nischen
  • Trennung der Verbreitungsgebiete ähnlicher Arten
  • unterschiedlicher Ort im Habitat oder geographiscsh getrennt

räumliche Separation

51
Q

Sympatrische Nischentrennung

A
  • nebeneinander vorkommend
  • im selben Raum oder geographischen Gebiet
  • Auftrennung der Nischen entlang von Gradienten für Umweltfaktoren
    • abiotisch (pH-Wert)
    • biotisch (Beutegröße)

–> ökologische Separation

52
Q

Symptrische Nischentrennung bei Wildkatzen

A
  • kontinuierliche Staffelung der Zahngrößen
  • korreliert mit der Größe der jeweiligen Beutetiere
  • unterschiedliche Nahrungsnischen

Beim Darwin-Finken sind die Frequenzrn und Schnabelbreiten bei räumlicher Trennung bei zwei Arten ähnlich. Wenn diese aber nebeneinander vorkommen, dann verändern sich die Schnabelbreiten der beiden Arten so, dass diese nicht mehr überschneiden

53
Q

Weitere Bedingungen für Koexistenz

A
  • Variabilität
    • mit einer Periodenlänge von einigen Generationszeiten kann dem Ausschluss unterlegener Konkurrenten wirksam zuvorkommen
  • Ressourcenpulse
    • ermöglichen es Arten mit hohen maximalen Reproduktionsraten dem Ausschluss durch überlegene Konkurrenten zu entgehen
54
Q

Intermediate Disturbance Hypothese (Conell, 1978)

A

Artendiversität ist in solchen Habitaten am größten, die moderate Störungen erfahren und so die Koexistenz früher oder später Sukzessionsstadien ermöglicht.

55
Q

Sukzession und Diversität bei Pflanzenarten

A

Verlauf der Sukzession

  1. zu Beginn nur Pionierarten
  2. im Lauf der Zeit kommen Arten hinzu
  3. Abnahme Artenzahl im Klimaxstadium
  • Arten, die nur eine sehr kurze Zeit vorkommen, haben schnell eine hohe Populationsgröße erreicht
  • Arten, die sehr lange Zeit überdauern haben erst Probleme ihr Populationsgröße zu erhöhen, diese wächst aber ständig und erreicht auch sehr große Ausmaße
56
Q

Sukzession unter Störungseinfluss

A
  • häufige Störung
    • schnellwachsende, anspruchslose Arten entwickeln
  • mittlere Störung
    • alle Arten entwickeln
  • kein Störung
    • weniger anspruchsvolle sterben nach gewisser Zeit
    • überleben der Arten, die länger brauchen

Ökologie (14 decks)

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