Vorlesung 2 Flashcards
Erkläre wie der Ameisenbläuling (M. arion) in England ausgestorben ist.
Extinktion vorhergesagt, Pop. hat sich verrigert, ist wieder angestiegen, dann Rückgang uns schließlich in 1979 Extinktion
Vermutete Ursachen: Wetter, Sammler, Pestizide, Inzucht, Habitatveränderung…
Lebenszyklus:
-> Eiablage und Raupenentwicklung auf wilden Thymian
-> Raupen fallen ab und werden von Ameisen adoptiert (Zuckerabsonderungen)
-> Raupen leben räuberisch bis zur Verpuppung und Schlupf
Schutzempfehlung war: Thymus-Dichte maximieren
-> M. arion ging trotzdem zurück…
Entdeckung: nicht alle Ameisen, sondern M. sabuleti 6mal besser u. a….
Neue Schutzempfehlung nach Wiedereinführung: Auch Flächen ohne Thymian schützen um M. sabuleti zu erhalten.
Was sind Kriterien/Konzepte für Prioritätensetzung im Artenschutz?
- phylogenetisch “außergewöhnliche” Arten
- Keystone species
- Keystone structures
- Ecosystem engineers
- Flagship species
- Indicator species
- Umbrella species
- Leit- und Zielarten
(- Passenger-Driver Arten)
Gebe Beispiel für phylogenetisch “außergewöhnliche” Arten.
Welwitschiaceae- Endemit der Namibwüste
Komodowaran- größte Echse der Welt
Kiwi- kleinster Laufvogel der Welt, Endemit Neuseelands
Definiere Keystone species (Schlüsselarten)
“A keystone species is a species whose impact on its community or ecosystem is disproportionally large relative to its abundance”
-> high total impact of species and low proportional biomass of species
Erkläre warum der Seestern eine Schlüsselart ist.
- Der Seestern ernährt sich von Entenmuschel und Miesmuschel
- Nach Entfernung des Seesterns erfolgt eine Änderung im Artengefüge:
1. Miesmuschel dominiert, verdrängt Entenmuschel
2. 7 von 15 Arten verschwinden aus dem Ökosystem
-> Prädator vemittelte Koexistenz!
Welchen Einfluss hat die Entfernung, das Hinzufügen oder die Änderung in der Populationsgröße der Schlüsselarten?
Einfluss auf wichtige Funktionen des Systems:
- Veränderung von trophischen Beziehungen
- Gemeinschaftsstruktur
- Wasserkreislauf
- Sukzessionsdynamik
- Störungsdynamik, u.v.a.
Keystone species sind häufig:
Prädatoren
Lebensraum für andere Organismen
Ecosystem engineers
Keystone species am Beispiel von Seeotter Wiedereinwanderung im Nordwesten der USA.
Seeotter reduziert Seeigelpopulationen
- > begretzter Seeigelfraß der Riesentangwälder
- > Tangwälder gedeihen
- > Populationen vieler Fisch- und Molluskarten wachsen
Was ist ein Beispiel eines ‘keystone sturcture’? Was für Funktionen hat diese?
Acacia erioloba:
- Nistplatz für Webervögel
- Unterwuchs: andere Pflanzen
- Ruhe- und Freßplatz für Säuger
- Ansitz für Vögel
- Baumskink- Habitat…
Was sind ecosystem engineers?
Organismen, die durch nicht-trophische Prozesse Zustandsänderungen in biotischen und abiotischen Größen bewirken, und so die Ressourcenverfügbarkeit für andere Arten verändern
Was sind Beispiele für ecosystem engineers?
Biber: modifiziert hydrologische Prozesse und Stoffflüsse in Gewässern
Maulwurf: modifiziert Konkurrenzverhältnisse zwischen Pflanzen, Nährstoffe-, Licht und Wasserhaushalt in Wiesen
Was würden Sie am ecosystem engineer Konzept kritisieren?
- z.T. Überlapp mit keystone species Konzept
- Verwandtes Konzept ‘extended phenotypes’: Erweiterung des Phänotyps der Arten (Objekt) zB Biberdämme, Vogelnester, Termitenhügel…
- …
Was versteht man unter ‘flagship species’?
Charismaitsche Megafauna (“Bambi-Effekt”):
Oft Anlass zur Errichtung ganzer Nationalparks obwohl sie nicht die gefährdetsten Arten sind
-> Verkauf des Schutzes ist so möglich, Publikumstauglich
(Bsp: Großtrappe, Pandabär, Schneeleopard, Red Panda, Weißkopfseeadler, Grizzly bär, Florida Panther… Knut!)
Was sind Indikatorarten?
- sind assoziiert mit einer gefährdeten biologischen Gemeinschaft oder bestimmten Ökosystem-Prozessen, zeigen den Zustand des Gesamtsystems an
- haben hochspezialisierte Ansprüche an ihr Habitat
- können zuverlässig bei einer bestimmten Kombination von Umweltfaktoren angetroffen werden
Nenne ein Beispiel für eine Indikatorart.
Fleckenkauz (Spottet owl): zeigt an ob ‘intakte’ alte Wälder einer gewissen Größe vorhanden sind.
Was sind ‘umbrella species’ (Schirmarten)?
Eine Schirmart benötigt meist einen großen zusammenhängenden Block von relativ natürlichem oder ungestörtem Habitat, um überlebensfähige Populationen auszubilden.
- Schutz von umbrella species umfasst automatisch den Schutz vieler anderer Arten oder ganzer Systeme (Mitnahmeeffekt)
-> Indikatorarten und Flagschiffe wirken häufig als Schirmarten, von deren Schutz viele andere Arten automatisch profitieren.
Beispiele für Schirmarten:
Spotted Owl: Umbrella für Urwälder Nordamerikas
Wale: Flagship und umbrella.
Woran orientieren sich ökologische Bewertungen wenn das Problem der Komplexität auftritt?
An Teilsysteme mit Indikatorcharakter insbesondere bei Bewertung dynamischer Prozesse und längerfristiger Entwicklung
-> Ziel- und Leitarten
Was sind Leitarten?
Arten, die in einem oder wenigen Typen von ökologischen Raumeinheiten signifikant höhere Stetigkeiten und meist auch Siedlungsdichten erreichen als in anderen Raumeinheiten -> Indikatorbezug mit starkem Raumbezug
Was sind Zielarten?
Arten dienen der Konkretisierung und Überprüfung vorgegebener Zielvorstellungen. Populationsentwicklung einer Zielart in einer Region liefert Bewertungskriterien bzgl. Zielvorstellungen, zB Tolerierbarkeit von Landschaftswandel aus ökologischer Sicht.
Nenne ein Beispiel und die Anwendung einer Leitart.
Die Leitart Birkhuhn benötigt viele Habitate
-> Bei Erhaltung dieser Habitate können viele andere Zielarten mit geringerem Flächenanspruch profitieren.
Was sind Konzepte zur Prioritätensetzung im Artenschutz?
- Keystone species (Schlüsselarten)
- Ecosystem engineers
- Indikatorarten
- Flagschip species (Flaggschiffarten)
- Umbrella species (Schirmarten)
- Leit-/Zielarten
- Driver/passenger
- Gefährdete Arten
Was ist das Passenger-Driver Konzept für Arten? (umstritten)
A hypothesis proposing that the strengths of the effects of species’ ecological functions on their communities vary dramatically, such that “driver” species have a large effect on community function, while “passenger” species have a minimal effect.
Beispiele für 10 gefährdete Arten in Deutschland?
Gefährdung ist eine Frage der Skala
Fischadler Rotmilan Wachtelkönig Großtrappe Aal Rotbauchunke Wolf Uferschnepfe ...
Was sind Beispiele für “Gefährdung ist eine Frage der Skala”?
- Wachtelkönig
Deutschland: höchster Status (Schilfhabitat)
Lettland: Schilf wird geschnitten um Wiesenhabitate für den Kiebitz zu schaffen (in D. relativ häufig) - Fischadler: weltweit verbreitet, in D. selten
- Rotmilan: 60 % aller Brutpaare in Deutschland
- > D. hat internationale Verantwortung
Was für Gefährdungskategorien gibt es nach der IUCN (Rote Liste)?
- Extinct: Extinct (EX) Extinct in the Wild (EW) - Ausgestorben oder verschollen - Threatened Critical (CR) - Vom Aussterben bedroht Endangered (EN) - Stark gefährdet Vulnerable (VU) - Gefährdet - Non-threatened Conservation Dependent (CD) - Low Risk (LR) Near-threatened (NT) - Vorwarnliste (V) Of less concern Abundant
- Data deficient (DD)
- Not Evaluated (NE)
Definition von Gefährdungskategorien aufgrund von:
- Größe und Rückgang der Gesamtindividuenzahl
- Größe und Rückgang des Areals
- Populationsgefährdungsanalyse (PVA)
(s. Folien)
Umschreibe ein positives Beispiel für die Reaktion auf eine Gefährdungssituation.
Seeadler:
- ab 1850 intensive Bejagung, Gelegeentnahme- Bestandseinbruch
- 1910 Bestand Mecklenburg: 15 Brutpaare
- Lebensraumverluste durch Holzeinschlag, Tod an freileitungen, DDT
- Brutbesandanstieg ab 70er
Mögliches Problem: Windkraftanlagen (Kollisionen)
- hohe Sensibilität gegenüber anthropogenen Störungen
- Nahrungsgebiete bis zu 12 km vom Horst entfernt
- Gefahr der Kollision (Vogelart mit besonders hohem Kollisionsrisiko)
- MacPom: 2000m Schutzradien um die Horst- und Nistplätze (hoch im Vergleich zu anderen Arten)
Gefährdunssituation Tiere Deutschlands von 1998 zu 2009
Vom Aussterben bedroht: von 7 auf 11 % aller Wirbeltiere
Ungefärdet: von 51 auf 46 %…
Wie schneidet Deutschland ab im Europavergleich bei Anzahl von gefährdeten und ausgestorbenen Arten?
Schlecht. 22-80 % der Arten ausgestorben oder gefährdet
zusammen mit Finnland, Schweiz, Österreich, Czech, Slovakai
Wie sehen die Anteile Gefährdeter Arten für Amphibien, Vögel, Säuber und Gymnosperme aus? (2008)
Gymnospermier > Amphibien > Säuger > Vögel
Beispiele für Tiere auf der Roten Liste?
- Polarbär
- Goldenes Rüsselhündchen (Kenya)
- Nilpferd
- Juliana’s Golden Mole
- Azurblauer Pfeilgiftfrosch
- Weissspitzen- Hochseehai
Was für Ebenen gibt es in der Betrachtung von Gefährdung und Schutz von Populationen?
Population ist eine ‘Grundeinheit’ der Naturschutzbiologie
Andere Betrachtungsebenen:
Genotypen, Metapopulationen, Arten…
Welche Faktoren beeinflussen das Aussterben/Überleben von Populationen?
Deterministische und Stochastische Faktoren
Welche Faktoren beeinflussen das Aussterben/Überleben von Populationen? Deterministische Faktoren
Faktoren die eine im wesentlichen vorhersagbare Reaktion der Population verursachen
Bsp: Ressourcenangebot, Gifteinleitung in Gewässer, Jagd, Habitatverlust
Wie funktioniert deterministische Extinktion?
Im langfristigem Mittel hat jedes Individuum < 1 Nachkommen
- > mittl. Sterberate d > mittl. Geburtenrate b
- > mittl. Wachstumsrate r (=b-d) der Pop. < 0
Nenne ein Beispiel für deterministische Extinktion.
Fleckenkauz:
-> Habitatverlust durch Holzfällerei führt unweigerlich (vorhersehbar) zum Rückgang der Population.
Beschreibe ein Beispiel für deterministische Extinktion. Was sind passende Managementmaßnahmen?
Habitat: Nadelwälder in Bergen, entlang Pazifik
2-8 km2 Wald/ Brutpaar
2500 Paare noch vorhanden, sinkend
Territorial: Zahl + Größe der mögl. Territorien und Abstand wichtig für junge Tiere
Prefärieren alte Wälder
Hauptproblem: Habitatverlust
- weiterer Habitatverlust muss soweit wie möglich vermieden werden
- Territorien sollten eine Mindestgröße haben
- Mindestzahl an pot. Territorien in einem Gebiet muss vorhanden sein
- Abstand zwischen Territorien soll nicht zu groß sein
- Gebiete zwischen Territorien müssen alten Wäldern ähnlich sein (große zusammenhängenden Waldflächen)
Welche Faktoren beeinflussen das Aussterben/Überleben von Populationen? Stochastische Faktoren
a) Umweltrauschen
b) Demographisches Rauschen
c) Individuelle Variabilität
Welche Faktoren beeinflussen das Aussterben/Überleben von Populationen? Stochastische Faktoren, a) Umweltrauschen
Unvorhersehbare zeitl. Änderunge in der Umwelt z.B. Wetter (Niederschläge, extreme Temp.) beeinflusst Ressourcenverfügbarkeit und somit Geburts- und Sterbeprozesse z.B. Katastrophen und seltene Ereignisse (Flut)
- > Populationsgröße oszilliert mit… (sFolien)
- > erhöhtes Aussterberisiko
Extinktion von Population- Stochastische Faktoren:
Wann ist ein starkes Umweltrauschen von Vorteil?
In normalerweise ungünstigen Umwelten erhöht stärkeres Umweltrauschen die Wkt. dafür, dass günstige Bed. für Rekrutierung auftreten.
Extinktion von Population- Stochastische Faktoren:
Was ist der Storage Effect?
Arten, die reproduktives Potential über mehrere Generationen speichern können (zB durch lange Lebensdauer oder Samenbanken) können seltene günstige Bed. für Rekrutierung ausnutzen.
-> Diese Arten werden durch stärkeres Umweltrauschen gefördert.
(langlebige Arten funktionieren besser mit Umweltrauschen: siehe Graphik)
Welche Faktoren beeinflussen das Aussterben/Überleben von Populationen? Stochastische Faktoren, b) Demographisches Rauschen
Entsteht durch Unvorhersagbarkeit von einzelnen Geburts-, Sterbe- und Ausbreitungsprozessen.
-> Demographisches Rauschen ist in kleinen Populationen am stärksten!
Extinktion von Population- Stochastische Faktoren: Beispiele für demographisches Rauschen?
- Stochastische Schwankungen im Geschlechterverhältnis
- > Verhältnis im Mittel 1:1, aber durch Zufall kann Population nur aus Individuen eines Geschlechts bestehen - Unvorhersehbarkeit von Sterbe- und Geburtsereignissen: Bsp: im Mittel hat jedes Individuum 1 Nachkommen, es können aber auch 0 oder 2 sein.
Welche Faktoren beeinflussen das Aussterben/Überleben von Populationen? Stochastische Faktoren, c) Individuelle Variabilität
innerhalb einer Population:
Insbesondere: Genetische Variabilität
Genetische Variabilität hat eine Zufallskomponente:
- durch Rekombination
- durch teils zufällige “Partnerwahl”
- durch genetischen Drift
(Gendrift: Veränderung der zufälligen Verteilung von Genen durch zufälligen Verlust oder Erwerb von nichtadaptiven Allelen innerhalb einer Population)
-> Genetische Variabilität kann phänotypische Variabilität verursachen und dadurch Variabilität in dem. Raten
Was sind genetische Probleme kleiner Populationen?
- Genetischer Drift
- Inzuchtdepression (inbreeding depression)
- Auszuchtdepression (outbreeding depression)
- Verlust evolutionärer Flexibilität
Was sind genetische Probleme kleiner Populationen?
- Genetischer Drift
Zufälliges Aussterben von Allelen (Analogie zum zufälligen Aussterben kleiner Populationen)
-> Verlust genetischer Variabilität
Was sind genetische Probleme kleiner Populationen?
- Inzuchtdepression
Geringe Fitness von Nachkommen genetische ähnlicher Individuen (zB durch Expression nachteiliger rezessiver Allele);
-> wichtig, da Individuen in kleinen Populationen oft genetisch ähnlich sind.
- > oft nicht berücksichtigt bei Aussterbeprozesse bedrohter Arten
- > es reicht nicht nur eine kleine Anzahl von Individuuen zu retten -> gen. Verarmung -> Inzucht
Was sind genetische Probleme kleiner Populationen?
- Auszuchtdepression
Geringere Fitness von Nachkommen genetisch sehr untersch. Individuen (durch Inkompabilität von Genomen, Verlust lokaler Anpassung)
-> wichtig bei Wiedereinführungen oder wenn kleine Populationen von großen Populationen nah verwandter Arten “überschwemmt” werden
Was sind genetische Probleme kleiner Populationen?
- Verlust evolutionärer Flexibilität
Verlust von Allelen schränkt die Fähigkeit einer Population ein, durch adaptive Evolution auf zukünftige Umweltveränderungen zu reagieren.
Was ist ein Beispiel für Inzuchtdepression?
Sumpfenzian:
Inzüchtige Pflanzen haben geringere Samenanzahl, Samenmasse, Keimungsrate und ein geringeres Samen/Samenanlage Verhältnis.
Was sollte man bei genetischer Diversität beachten?
- > sie bietet Population die Möglichkeit auf Änderungen in der Umwelt zu reagieren.
- > Verlust von gen. Vielfalt in kleinen Populationen führt zu einem geringeren Anpassungsvermögen und erhöht das Aussterberisiko (höher: je kleiner die Population und je stärker sie isoliert ist und je kürzer die Generationszeit)
Was passiert bei einem Strudel des Aussterbens?
Bei kleinen Populationen durch positive Rückkopplung die sich negativ auf Pop’größe auswirken
-> unterhalb einer kritischen Populationsgröße kann eine Population in einen Teufelskreis gelangen, der in den meisten Fällen zum schnellen Aussterben führt.
(sFolien)
Beschreibe die einzelnen Schritte in einem Extinktionsvortex.
-> kleiner werdende Population unterschreitet kritische Grenze
-> Paarung mit nahe Verwandten (Inzucht)
-> Inzuch reduziert die Fitness der Individuen
-> Weniger Nachkommen (-> kleinere Population)
-> Inzucht-koeff. steigt
-> Überleben der Populationist gefährdet
(Pop. wird immer kleiner)
Erläutere Extinktionsvortex am Beispiel vom Orangutan.
Fragmentierung der Wälder
-> verringerte Pop’größe
-> erhöhte Anfälligkeit geg. Umweltschwankungen
-> Inzuchtdepression
-> Störung der Sozialstruktur: Probleme, Geschlechtspartner zu finden
(alles führt zu kleiner werdender Populationen)
Was ist der Allee-Effekt?
Bei kleinen Populationsgrößen nimmt die Wachstumsrate mit der Pop’größe ab (inverse Dichteabhängigkeit)
Wichtig bei kleinen Populationen! Versch. Probleme können dazu führen…
Was sind Ursachen für den Allee-Effekt?
- Schwierigkeiten bei Partnersuche
- ungünstiges Mikroklima in lückigen Pflanzenpopulationen
- ineffizientes Jagen in kleinen Gruppen
- Inzuchtdepression
Wer ist von Extinktion besonders betroffen?
Inselpopulationen
Seit 1600: 75% aller ausgestorbenen Arten
Bedroht durch: Ressourcen-Ausbeutung, Habitatzerstörung, eingeschleppte Arten, eingeschleppte Krankheiten (Galapagos, Hawaii, Australien…)
Warum sind Inselpopulationen besonders bedroht?
- geringe gen. Variabilität
- geringe Populationsgrößen, zum Teil
- höhere Anfälligkeit für Pop’schwankungen (härtere und wechselhafte Umweltbedingungen)
- Hoher Inzuchtkoeffizient
- Inzuchtdepression
2 Beispiele für die Wirkung von Inzuchtdepression
Deutscher Enzian
Rothauben-Specht
(s.Folien)
