Vorlesung 4 Ökologische Nische

Question 1

Liebig’s Minimumtonne

Answer 1

• limitierte Faktoren können nicht durch andere, vorhandene Faktoren aufgewogen werden.
• Bsp.: Fehlendes Kalium kann nicht durch zusätzliches Natrium ersetzt werden
• „Die relative Wirkung eines Faktors ist um so größer, je mehr sich dieser den anderen Faktoren gegenüber im Minimum befindet.“
• Besonders wichtig bei der Düngung
• Erweiterung: Auch eine zu hohe Konzentration eines Stoffes, kann kontraproduktiv sein

Question 3

Toleranz-Gesetz (Shelford 1913)

Zeichnen Sie die Toleranzbreite eines Organismuses

Answer 3

Question 4

Ökologische Potenz - Erklären Sie eurypotent und stenopotent

Answer 4

• eurypotent: können breite Schwankungen von Umweltfaktoren ertragen
• Waldkiefer - Feuchtigkeit
• Schweine - Nahrung
• Löwenzahn - Bodenverhältnisse
• stenopotent: können nur kleine Schwankungen von Umweltfaktoren ertragen
• Forellen - Wassertemperatur
• Koala - Nahrung (nur Eukalyptus)

Question 5

Abiotische Faktoren - Temperatur

Answer 5

• (für Ektotherm) jegliche metabolische Aktivität ist temperaturabhängig
• Regulation - Poikilotherme
• Wärme wird aus der Umgebung gewonnen –> somit abhängig von Außentemperatur
• Fische, Amphibien, Reptilien, alle Wirbellosen
• Bänderschnecke: Gehäusefarbe variierte mit der Temperatur (dunkle Farben heizen sich nicht so auf)
• Regulation - Homoiotherme
• Konstante Körpertemperatur
• Desto kleiner der Körper, desto höher ist die Stoffwechselaktivität
• Speicherung Körperwärme (Kamel, Gazelle)
• Gefrierpunktsenkung (Kryoprotektoren: Proteine, Zucker, Alkohole)
• Wärmeaustauch (Gegenstromprinzip zum Heizen oder Kühlen)

Question 6

Abiotische Faktoren - Salzgehalt

Answer 6

• isoosmotisch: Osmotische aktive Teilchen innen und außen gleiche Konzentration
• marine Lebensräume, für die meisten wirbellosen Tiere
• hypoosmotisch: Außen weniger osmotisch aktive Teilchen als innen
• Süßwasser
• hyperosmotisch: Außen mehr osmotische aktive Teilchen als innen
• Salzwasser

Question 7

Abiotische Faktoren - pH-Wert

Answer 7

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

Question 8

Abiotische Ressourcen - Raum

Answer 8

• essentiell für alle sessile Organismen
• Besiedlung von Lebensräumen
• mobile Larvenstadien (biphasische Lebenszyklen)
• asexuelle Vermehrung (Stolone, Ausläufer)
• z.T. Aggregationsverhalten (verbessert Austausch Keimzellen)

Question 9

Abiotische Ressourcen - Licht

Answer 9

• in aquatischen Lebensräumen zentrale Steuergröße der Struktur der Gemeinschaften (limitierend für NPP)
• z.B. vertikale Zonierung mariner Algen (mit Tiefe: Grün > Braun > Rot)

Question 10

Abiotische Ressourcen - Sauerstoff & CO₂

Answer 10

• meist scharfe Trennlinie zwischen oxischen und anoxischen Lebensgemeinschaften
• nur wenige höhere Organismen fakultativ anareob (bei Mikroorganismen verbreitet)

Question 11

Abiotische Ressourcen - Mineralische Nährstoffe

Answer 11

• Stickstoff: Dominierende limitierende Ressource für Mikroorganismen und Vegetation in terrestrischen Lebensräumen
• Phosphor: Dominierende limitierende Ressource für Mikroorganismen und Pflanzen (Algen) in auqatischen Lebensräumen

Question 12

Typen von Nahrungsnutzern und ihre Nahrung

Answer 12

1. Phytophage (Herbivore): lebende Pflanzen

2. Zoophage (Carnivore): lebende Tiere

3. Saprophage (Detritivore): totes organisches Material einschließlich Tierleichen und Kot

Question 13

Welche generellen Unterschiede in der Konsumptionsrate und Assimilationseffizienz zeigen Saprophage, Phytophage und Zoophage und warum?

Answer 13

• Assimilationseffizienz: Saprophage > Phytophage > Zoophage
• Konsumptionsrate: Zoophage > Phytophage > Sacrophage

Question 14

Opponzenz

Answer 14

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

—> reduziert die ökologische Potenz einer Art

• Cactoblastislarve auf Sukkulenten

Question 15

Synergismus

Answer 15

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

• Wurzelknöllchen (Stickstoff)
• Mykorrhiza (Phosphor)

Question 16

Konzept der ökologischen Nische

Answer 16

Ökologische Nische einer Art bestimmt durch 3 Umweltfaktoren: - Temperatur

• Feuchtigkeit
• Nahrungsgröße

Question 17

Fundamentale/realisierte Nische

Answer 17

1. Stabile Population möglich
2. Fortpflanzung möglich
3. Ernährung möglich
4. überleben möglich

⇒ Grenzen der Nischen wird durch diese Parameter nach und nach definiert

Question 18

Typen der Nischentrennung

Answer 18

Allopatrische Nischentrennung

• bezeichnet das Nicht-Überschneiden der Nischen
• Trennung der Verbreitungsgebiete ähnlicher Arten
• unterschiedlicher Ort im Habitat oder geographisch getrennt ⇒ räumliche Separation

Sympatrische Nischentrennung

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

⇒ ökologische Separation

Question 19

Sukzession und Diversität bei Pflanzenarten

Answer 19

Verlauf der Sukzession (zeitliche Aufeinanderfolge der an einem Standort einander ablösenden Pflanzen- und Tiergesellschaften)

1. zu Beginn nur Pionierarten
2. im Lauf der Zeit kommen Arten hinzu
3. Abnahme Artenzahl im Klimaxstadium

Question 20

Interspezifische Konkurrenz & Nischenüberlappung

Answer 20

1. 2 Arten bewohnen getrennte Nischen
   - keine Interaktion (z.B. Konkurrenz)
2. 2 Arten in überlappenden Nischen
   - Ressourcenkonkurrenz & Nischeneinengung
   - realisierte Nische für BEIDE kleiner

Nischenüberlappung führt zu
⇒ Nischenentleerung (Verdrängung einer Art)
⇒ Nischentrennung (Ausweichen auf andere Ressourcen)

Question 21

Was passiert nach dem Konkurrenz-Ausschlußprinzip (Gause, 1934) wenn zwei ökologisch identische Arten in einem Habitat auf einander treffen?

Answer 21

Ökologisch identische Arten können nicht koexistieren

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

Question 22

Welche Bedingungen ermöglichen Koexistenz?

Answer 22

• Variabilität mit einer Periodenlänge von einigen Generationszeiten kann dem Ausschluss unterlegener Konkurrenten wirksam zuvorkommen ⇒ zeitliche Trennung
• Ressourcenpulse ermöglichen es Arten mit hohen maximalen Reproduktionsraten dem Ausschluss durch überlegene Konkurrenten zu entgehen ⇒ Ressource nicht limitierend