VL 9 Herbivorie Flashcards

1
Q

Welche beiden Arten der Nutzung pflanzlicher Substanz existieren?

A

Herbivorie: trophische Interaktion bei der Tiere lbendes pflanzliches Gewebe konsumiere

Detritivorie: Organismen ernähren sich von toten Pflanzen oder Tierresten

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2
Q

Typen von Herbivoren

A
Grazer:
-größere Herbivore
-Graslandökosysteme(Zebra,Kühe)
-Tundra-Flechten/Moose(Rentiere)
Browser:
-Blätter und Zweige
-je nach Körpergröße unterschiedliche Stockwerke
-Nashorn, Giraffe
Granivore:
-Samenfresser
-Käfer,Vögel,Nagetiere
Frugivore:
-fleischige Früchte
-Reptilien, Vögel, Säugetiere
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3
Q

Granivore Auswirkung

A
  • Fraß führt zum Tode der Beute
  • hohe Konsumptionsrate
  • potentiell hoher Einfluss auf Vegetationsentwicklung
    z. b. Kängeruratte frisst bevorzugt große Samen
  • > Grasarten mit kleinen Samen werden gefördert
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4
Q

Tiere mit Pflanzensaft als Ressource

A
  • Phloemsaftsauger: Läuse, Zikaden, Wanzen
  • Xylemsaftsauger: Zikaden
  • Parenchymsaftsauger: Wanzen
  • Saftlecker: Spechte
  • Nektarsauger: Insekten,Vögel
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5
Q

funktionelle Gruppen von unterirdischen Herbivoren an Hand von Nematoden

A
  1. Außen an der Wurzel-Ektoparasiten(EK):
    - kurzes Stylet> Epidermis,Wurzelhaare
    - langes Stylet> Gewebe der Wurzelspitze
    - >trophische Einnischung
  2. Wandernde Endoparasiten(WE)
    - bewegen sich frei im Parenchym
    - Pratylenchus( Getreide,Karotte,Kaffee)
  3. Sedentäre Endoparasiten
    - stationär am Zentralzylinder
    - Gallen,Zysten
    - Kartoffelälchen,Zuckerrübenälchen
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6
Q

4 Grundtypen funktioneller Gruppen bei herbivoren Insekten. Welche Präferenzen bestehen?

A
  1. kauende Fresser -chew
  2. Saftsauger -suck
  3. Minierer -mine
  4. Gallbildner -gall

-oberirdische Herbivore zeigen Präferenz für junge Triebe und Blätter ->höherer Nährstoffgehalt

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7
Q

Einfluß von Herbivoren auf Phytomasse (NPP)

A

oberirdisch zwei Großgrupen mobiler Herbivorer

  • große,polyphage Arten(Weidetiere)> 80% der Primärproduktion
  • kleine Arten(v.a. Insekten) <15% der Primärproduktion

oberidrisch: größten Einfluss auf NPP in Grassteppen und flechtenbewachsenen Böden
unterirdisch: Totalausfall aufgrund Wurzelschädigung möglich

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8
Q

Herbivoreneffekt: aquatische vs terrestrische Ökosysteme

A

aquatische Ökosysteme:

  • Phytoplankton - hoch(79)
  • Makrophyten - Mittel(30)

terrestrische Ökosyteme
-Oberirdisch - gering (17)

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9
Q

Inwiefern korrelieren NPP und SP

A

a) Sekundärproduktion (SPP) steigt mit Nettoprimärproduktion
b) Konsumption der Herbivoren steigt mit der NPP
c) Biomasse der Herbivoren erhöht sich mit NPP

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10
Q

Effekte der Herbivorie für terrestrische Pflanzen

A

-3-10% in Waldökosystemen und 30-50% in Graslandökosystemen; starke Schwankungen(Wanderheuschrecken,Rentierzug)

-Entnahme Pflanzengewebe:
>beeinträchtigt Fitness(Vitalität,Reproduktionserfolg)
>vermindert Konkurrenzkraft(Licht,Nährstoffe,Raum)
>junge Pflanzen besonders anfällig

  • aber Kompensationswachstum
  • > Pflanze reagiert auf Blattverlust mit höherer Photosyntheserate und einem Wachstumsschub
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11
Q

Was sind Probleme bei der Kompensation wegen eines Massenauftretens von Insekten?

A
  • nachwachsende Blätter 30-60% kleiner
  • nachwachsende Triebe nicht voll entwickelt
  • Laubbäume überleben, Nadelbäume oft nicht
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12
Q

Was sind indirekte Effekte der Herbivorie?

A
  • Dichte einzelner Pflanzenarten geht zurück
  • Konkurrenzverhältnisse zwischen Pflanzen werden verschoben
  • Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft ändert sich
  • Verlauf der Sukzession ändert sich

->Effekte auch bei moderater Entnahme von Phytomasse

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13
Q

Einfluss moderate vs hohe Dichten von Herbivoren auf Pflanzengemeischaften

A

moderat: fördert Produktivität
- erhört Diversität der Pflanzen

hoch:
- kein Kompensationswachstum
- nur ungenießbare und starke r-Strategen übrig

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14
Q

Theorien warum die Nutzung durch Pflanzen so gering

A
  • top-down Kontrolle -> Phytophagen nicht durch Nahrung limitiert, aber durch Prädatoren reguliert
  • bottom-up Kontrolle -> Pflanzen sind von geringem Nährwert, vorallem Stickstoffverfügbarkeit limitiert Phytophagen
  • in Realität spielt beides eine Rolle
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15
Q

ecosystem exploitation Hypotheses

A
  • Herbivoren-Einfluss variiert systematisch mit der Produktivität des Ökosystems
  • in natürlichen Ökosytemen liegt der maximale Einfluss von Herbivoren bei Systemen mittlerer Produktivität
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16
Q

Was ist der Nachteil von Pflanzen als Nahrungsquelle?

A
  • rekalzitrant- hoher Anteil Lignin und Zellulose-> Symbionten benötigt
  • geringe Nährstoffgehalte(wenig Proteine, N)
  • harte Blätter und teilweise geringer Wassergehalt
17
Q

Welche Arten von sekundären Pflanzenstoffen werden zum Schutz benutzt?

A

-Stickstoffverbindungen:
>Alkaloide,Amine->toxisch,bitterschmeckend (mutterkornalkaloide, Morphin, Atropin)
>cyanogene Glycoside

Trepenoide:
-Sesquiterpene,Diterpene
.oft spezifische für bestimmte Pflanzengruppen(Limonoide,Cardenolide,Curcubitacine)

Phenole:

  • universell in Blättern und anderen Pflanzenteilen
  • Gehalt meist erhöht bei Herbivorenbefall
18
Q

Arten der chemischen Abwehr?

A

Toxine: cyanogene Glycoside(z.B. bei Hirse Dhurrin)
->setzt nach Abspaltung des Zuckers durch Hydrolyse Blausäure frei

Repellents:

  • Giftefeu produziert z.B. Urushiol
  • > über Geruchssinn wahrgenommen; schreckt ab ohne zu töten
  • Induktion von Repellents kann von Mutterpflanzen auf Tochtergeneration weitergegeben werden
19
Q

Kosten seundärer Pflanzenstoffe

A
  • Tradeoff zwischen Wachstum und Produktion sek. Pflanzenstoffe
  • bei maximaler Verteidigung-> alle Pflanzen unabhängig vom Wachstumspotential , dieselbe niedrige realisierte Wachstumsrate
20
Q

Inwiefern tolerieren bzw. kompeniseren Pflanzen Verlust?

A

-Als Individuum:
>Fraß an alten Blättern oder Schattenblättern ohne Wirkung
>teilweise Entlaubung> bessere Versorgung der übrigen Blätter mit Wasser und Nährstoffen

  • Selektionseffekt auf Nachkommen:
  • Fraß von Blüten und Früchten verringert deren Abortionsrate, Überlebende sind besser versorgt
  • fittere Embryonen werden verbreitet
  • Austrieb schlafender Meristeme wird durch Fraß stimuliert
  • Reservoir von Nährstoffen in Kompartimenten die schwer zugänglich sind( Wurzeln, Knollen, Zwiebeln)
21
Q

Inwiefern kann Herbivorie zu einer Steigerung der Produktivität führen?

A

-Übermaß an Blattmasse-> teilweise Entlaubung-> erhöhten Lichtgenuss übriger Blätter-> Pflanze in Zustand optimaler Produktivität

22
Q

3 Typen von Kompensation von Herbivorenfraß bei Pflanzen

A
  1. keine Kompensation: Rückgang der NPP
  2. teilweise Kompensation: Kompensation bis zu einem Schwellenwert, dann fällt Produktivität
  3. Überkompensation: gesteigerte Produktivität bei geringem Fraßdruck
    z. B. Grazing Effekt-> moderate Beweidung erhöht Pflanzenwachstum un Fitness
23
Q

Kompensation von Gentianella experimtell bestimmen

A
  • 50% der Biomasse werden entfernt
  • > nur in bestimmten Wachstumsphasen zu einer Kompensation, ansonsten Clipping negativ
  • Phase des Kompensationswachstums korreliert mit Pahse Auftreten der Herbivoren im Habitat
24
Q

Auf welche beiden Weisen wehren sich Pflanzen?

A

strukturelle Verteidigung:

  • wirkt vorbeugend
  • vor Kontakt mit Herbivoren aktiv
  • behaarte Blätter,DOrnen,Stacheln,Sklerenchymreichtum

chemische Verteidigung:

  • Abwehr setzt direkt als Reaktion auf Beschädigung
  • Prädatoren der Herbivoren werden angelockt

Kosten der Verteidigung müssen durch Nutzen des Schutzes vor Fraßfeinden ausgeglichen werden

25
Beispiele für strukturelle Verteidigung
Dornen - Akazie Stacheln - Kapokbaum Haare - Ochsenzunge Brennhaare - Brennessel
26
chemisch induzierte Verteidigung
1. mechanische Verletzung durch Fraß - Beschädigung zerstört Zellwände - löst Signalkaskade aus 2.Produktion von Botenstoffen(Elicitoren) 1.exogen: -Glutamin im Speichel von Insekten =>Bildung Fettsäureamide 2.endogen: meist Jasmonsäure(Pflanzenhormone) 3. Anlockung von Helfern - Bodyguards(parasiten,Parasitoide) - Mobilisierung höherer trophischer Ebenen (Räuber i.e.S.)
27
Beispiele Pflanzen und Bodyguards
Schildlaus auf Zitrus-> Anlockung von Schlupfwespe Kiefernbuschhornblattwespe auf Waldkiefer -> lockt Eierparasitoiden an
28
Optimal Defense Theory
Kosten-Nutzen-Rechnung: Welcher Trade-off entsteht durch Kosten der Verteidigung? Ressourcenverfügbarkeit: 1. Welchen Mehrwert hat die Verteidigung? 2. Kann Biomasseverlust toleriert werden? Apparenz(Auftreten des Herbivors) 1. Wie wahrscheinlich ist ein Angriff 2. Wann sollte in Verteidigung investiert werden
29
Was sind die Ecosystem Services der Herbivoren
Samenausbreitung: Pflanzen garantiern durch Überproduktion an Samen eine erfolgreiche Etablierung von Keimlingen -pflanzliche Mechanismen der Samenausbreitung sind Anemochorie, Hydrochorie und Autochorie Zoochorie
30
Wie erfolgt die Versteckausbreitung durch Granivore?
-meist krautige Pflanzen -Elaiosom: Anhängsel des Samens; ist eiweißhaltig und fettreich -Myrmekochorie: >Ameisen machen Ausbreitung>tragen Samen in Bau>Elaiosom als Futter für BRUT
31
Wie erfolgt die Endochorie durch Frugivore?
-Samen mit nahrhaftem Fruchtfleisch: >Darmpassage oft obligat für Keimung Anlockungsstrategie - unreif:grün(unauffällig), hart - reif: attraktive Gerüche und Farben, hoher Gehalt an Zucker -Tiere tragen Samen in unterschiedliche Habitate
32
Schlüsselarten einer Biozönose?
Schlüsseldominante: - bestandsbilden(dominant) - großer Einfluss auf Struktur einer Biozönose - afrikanischer Elefant reduziert Baumvegetation-> stärkt Wuchskraft Gräse-> fördert Grasfresser(Antilope, Zebra) Schlusssteinart: - Individuenarm - Aufrechterhaltung der Funktion einer Lebensgemeinschaft - >Regenwürmer(Humusbildung), Jaguar(Spitzenräuber mit großem Nahrungsreportoire
33
Auswirkung Biber auf sein Habitat
- verändert Gewässerdynamik durch Staudämme-> Feuchtgebiete entstehen - verhindert Sukzession: Fraß der Rinde von Weichhölzern