Vorlesung 2 Biozönose

Question 1

Erklären Sie die drei Konzepte zur Biozönse.

1. Superorganismustheorie
2. Individualistisches Konzept
3. Darwinistisches Konzept

Answer 1

• *Superorganismustheorie**
• holistischer Ansatz
• Lebensgemeinschaften als sich selbst organisierendes System
• *Individualistisches Konzept**
• Artengemeinschaft zufällig
• Ähnlichkeiten nur aufgrund ähnlicher Ansprüche
• *Darwinistisches Konzept**
• Biozönosen sind räumlich abgrenzbare funktionelle Einheiten - organismische Interaktionen wichtig für Selektion und Adaptation

Question 2

Chemotrophe Zönosen: Tiefsee

Chemolithotroph oder Chemoautotroph

Answer 2

Schwarze Raucher
Energiequelle: chemische Verbindung (H₂S)

→ Chemotrophie

Kohlenstoffquelle: CO₂

• Hydrothermalquellen liefern nur anorganische Ressourcen
• Basis der Nahrungkette stellen chemolithotrophe Bakterien & Archaea
• Mikroorganismen und Wirbellose, deren Verdauungssystem meist reduziert ist
• Verschiedene Symbiosen (in Kiemen, Augen und unter der Haut)

Question 3

Chemotrophe Zönosen: Tiefsee

Chemoorganotroph oder Chemoheterotroph

Answer 3

Walkadaver

Energiequelle: chemische Verbindung
→ Chemotrophie

Kohlenstoffquelle: organischer Kohlenstoff

• mikrobielle Zersetzung des Walkadavers (Kohlenstoffquelle org. C)
• Druckwelle –> lockt Haie und Raubfische an
• chemische Duftspur –> Schleimaale und Krabben an

Walknochen

• Walknochen fungieren als CO₂ Quelle wodurch zusätzlich Chemolito- und Chemoautotrophe angezogen werden

Question 4

Phytozönosen: Lichtverteilung und Nutzung

Photolithotroph oder Photoautotroph

Answer 4

Pflanzen

Energiequelle: Lichtenergie
→ Phototrophie

Kohlenstoffquelle: CO₂

Question 5

Erklären Sie die % PhAR

Answer 5

• photosynthetisch nutzbare Strahlung (photosynthetically active radiation)
• Die Vegetationsstruktur beeinflusst die vertikale Absorption bzw. Reflektion des Lichtes
• Wald: viel Absorption durch das Kronendach
• Feld: verteilte Absoption und stärkere Reflektion an der Oberfläche

Question 6

C₃-Stoffwechsel

Answer 6

• *1. Lichtreaktion**
• photochemische Reaktion
• Chlorophyll nimmt Energie auf
• *2. Dunkelreaktion (Calvin-Benson-Zyklus)**
• Einbau von CO2 in ein einfaches Zuckermolekül
• Schlüsselenzym RubisCO (Ribulose-1,5-biphosphat-Carboxylase)

CO₂ + RuBP ⇒ 2 x 3-PGS ⇒ Hexose

Question 7

Definition Lichtsättigungspunkt und Lichtkompensationspunkt

Answer 7

Lichtsättigungspunkt: Maximale Photosyntheserate

Lichtkompensationspunkt: CO₂-Aufnahme durch Photosynthese und CO₂-Abgabe durch Atmung gleich hoch

Question 8

Sonnenpflanze vs. Schattenpflanze

Physiologische Anpassung

Answer 8

Sonnenpflanze:

• höherer Lichtkompensationspunkt (photosynthetisch nutzbare Strahlung muss “stärker” sein, um das damit die lichtabhängige Reaktion beginnt )
• dafür auch höherer Lichtsättigungspunkt (kann mehr CO₂ aufnehmen und verwerten bis die Kapazitäten erreicht sind

Schattenpflanzen

• niedrigerer Lichtkompensationspunkt (Photosynthese wird bereits bei einer geringeren Lichtintensität “angekurbelt”
• dafür ist der Lichtsättigungspunkt früher erreicht und die Photosynthese

Question 9

Sonnenpflanze vs. Schattenpflanze
Morphologische Anpassung

Answer 9

Question 10

Wasserpotential (ψ in Megapascal)

Answer 10

• Arbeit pro Masseneinheit Wasser, die geleistet werden muss, um eine bestimmte Menge Wasser aufzunehmen.
• Wasser fließt immer von höheren zum niedrigeren Wasserpotenzial
• Bsp.: Damit die Wurzeln Wasser aufnehmen, muss das ψ_Wurzel niedriger sein als ψ_Blatt

Question 11

C₄-Stoffwechselweg

Answer 11

• 2 Kompartimente – Mesophyllzellen und Bündelscheidenzellen
• CO2 reagiert mit Phosphoenolpyruvat (PEP) zu Oxalacetat (OAA) => Malat
• Schlüsselenzym Phosphoenolpyruvat- (PEP)-Carboxylase
• Transport Malat in Bündelscheidenzellen
• Umkehrung des Prozesses und CO2- Freisetzung
• weitere Fixierung wie im C3-Stoffwechsel

⇒ räumliche Trennung

⇒ erhöht Effizienz der Photosynthese

⇒ Transpiration reduziert (Stomata zu)

Question 12

Prozentanteil der C4 Gräser in Nordamerika

Answer 12

Anstieg der Temperatur von Nord nach Süd begünstigt das Vorkommen von C4 Pflanzen

Question 13

Was ist der Unterschied der funktionellen Gruppen C₃, C₄4 und CAM Pflanzen?

Answer 13

1. C₃: unterschiedliche Wege der CO2 Fixierung & Speicherung
2. C₄: räumliche Trennung der CO2 Fixierung & Speicherung
3. CAM: zeitliche Trennung der CO2 Fixierung & Speicherung

Question 14

Welche Faktoren tragen zur Produktivität aquatischer Systeme bei?

Answer 14

1. Licht
2. Nährstoffe
3. Temperatur

–> NPP korreliert mit Licht und Nährstoffen

Question 15

Faktoren der Produktiviät terrestischer Systeme

Answer 15

1. Temperatur
2. Wasser
3. Nährstoffe

–> NPP korreliert mit Temperatur und Niederschlag