Ökologie
Biologie III
Biologie III
Die Veräderung der Artenzusammensetzung durch Versauerung in schlecht gepufferten Seen ist ein Beispiel allogener Sukzession
Im Verlaufe einer natürlichen Sukzession ist der Artenreichtum während mittlerer Sukzessionsstadien häufig am höchsten
Pionierarten sind meist starke interspezifische Konkurrenten
Klimaxarten sind meist starke interspezifische Konkurrenten
Welche Bedingungen fördert die Lichthemmung?
Was ist das wesentliche Merkmal eines regulierenden Faktors?
In einfachen Modellen der Populationsdynamik werden 2 Prozesse zusammengefasst, weil sie die Populationsdynamik in gleicher Weise beeinflussen. Welche sind das?
Todesfälle und Auswanderung
Warum werden die Zellen von kälteempflindlichen Pflanzen durch einige Stunden bei 1°C bleibend geschädigt?
Erhöht Durchlässigkeit der Membran während der Kältephase
Predator-mediated coexistence
- Nur durch die Anwesenheit eines Räubers können verschiedene Arten koexistieren.
- Weil der Räuber die kokurrenzstärkste Art am häufigsten jagt, sonst würde diese Art die konkurrenzschwächeren Arten aus dem Habitat verdrängen
- Bsp. Sperlingskauz als Räuber, der die Tannenmeise jagt,sodass die Hauben- und Weidenmeisen koexistieren können
Gründe, warum kleine Populationen einem besonders hohen Aussterberisiko ausgesetzt sind.
- Grössere Inzuchtgefahr weil weniger Individuen vorhanden sind und ihr Genpool kleiner ist. Es gibt also weniger fitte Nachkommen und Aussterberate ist höher
- Schlechter kann sich eine Population nach einer Katastrophe erholen, da zu wenige Individuen zur Verfügung stehen um Population wieder aufzubauen
- Geringere Wachstumsrate der Population, weil die Sterberate im Verhältnis zur Geburtenrate höher ist in kleinen Populationen
Was trifft zu wenn die relative Wachstumsrate einer Population längerfristig konstant r=0 ist?
Populationsgrösse ist reguliert
Welche Kriterien werden in den Roten Listen gemäss IUCN für die Einstufung der Arten in Gefährdungskategorien verwerdet?
In Hochmooren wachsen Torfmoose, Sauergräser und Zwergsträucher. Die Torfmoose scheiden Säure aus. Der tiefe pH-Wert im Boden ist ungünstig für das Wachstum der anderen Pflanzen. Welche Art von Interaktion ist das?
Scheinbare Konkurrenz
Scheinbare Konkurrenz Definition
Anwesenheit einer Art erhöht den Feinddruck auf andere Arten, oder verändert Umweltbedingungen für andere Arten in ungünstiger Weise
Sukzession
Das nicht saisonale, gerichtete und kontinuierliche Muster von Besiedlung und Aussterben von Populationen an einer Lokalität
Allogene Sukzession
Sukzession als Folge sich ändernder externer geologischer, physikalischer oder chemischer Kräfte
Autogene Sukzession
Sukzession als Ergebnis biologischer Prozesse welche die Ressourcen und Bedingungen verändern
- primär: auf neu exponiertem noch nicht von einer Lebensgemeinschaft beeinflusstem Habitat
- sekundär: Auf durch Störung exportiertem Habitat, das noch von der vorherigen Lebensgemeinschaft beeinflusst wird
"The world ist green"
Top-down-Kontrolle: Räuber kontrollieren Herbivore --> Verhinderung übernutzung der primärproduzenten --> grüne Welt
"The World ist prickly and tastes bad"
- Bottom-up-Kontrolle: Primärproduzenten können sich wehren. Limitiert Energiefluss von unten
"The world isn't green everywhere"
- Produktion des Lebensraumes bestimmt Länge der Nahrungskette / tropische Ebenen und dies wiederum bestimmt ob top-down oder bottom-up
Zweck der Ökologie
- Nachhaltigkeit
- Artenerhaltung
- Auswirkung von eingriffen ins Ökosystem abschätzen
Ebenen der Ökologie
- Organismen
- Populationen (= Alle Organismen einer Art, die an einem Ort leben)
- Lebensgemeinschaften (= Alle Organismen die einem Ort leben)
- Ökosysteme (Lebensräume = Alle Organismen sowie Luft, Wasser und Boden)
Terrestische Lebensräume
- Abiotisch: Gestein, Grundwasser, Boden, Luft, Sonnenstrahlung
- Biotisch: Produzenten, Destruenten, Konsumenten
Biome Definition
Gebiete der Welt mit gleicher zonaler Vegetation
Wieso kommen die meisten Organismen nicht überall auf der Welt vor?
- Ungünstige Umweltbedingungen / Ressourcen
- Ausschluss durch Fressfeinde und Konkurrenten
- Art ist nie an diesen Ort gekommen
Ökologische Nische Definition
Ökologische Nische = Kombination von Umweltbedingungen, unter denen eine Art überleben, wachsen und sich fortpflanzen kann. Fortpflanzung brauch oft günstigere Bedingungen als reines Überleben
Adaption
Anpassungen von Populationen einer Organismenart über mehrere Generationen durch natürliche Selektion
Es mpssen schon Individuen mit günstigen Eigenschaften da sein
Akklimatisation
Anpassung im Laufe des Lebens durch Veränderung morphologischer, anatomischer oder physiologischer Eigenschaften
z.B. Einbau von Hitzeproteinen
Ökosysteme Definition
Gesamtheit der Lebewesen und unbelebten Dinge in einem bestimmten Raumvolumen. Enthalten bestimmte Menge Energie & Materie, können diese aufnehmen, umwandeln und abgeben.
Ökosysteme sind offene Systeme, denn sie tauschen mit denen ihnen umgebenden Systeme Stoffe, Wärme etc aus
Sie befinden sich meist im Gleichgewicht
Produzenten
- Pflanzen und wenige Bakterien
- Wandeln Kohlenstoffdioxid und Wasser mit Hilfe von Sonnennergie in Biomasse (organischer Substanz) um --> Photosynthese
Konsumenten
- Menschen und Tiere
- Sind direkt oder indirekt auf die Produktion der Biomasse angewieseb¨
- Herbivore ernähren sich direkt von organischer Substanz und Karnivore ernähren sich von Herbivoren
Destruenten
- Regenwürmer, Asseln, Springschwänze
- Zerkleinern und verdauen organische Substanzen, die in den Mineralböden eingearbeitet wird
Reduzenten
- Bakterien und Pilze
- Zerlegen die teilzersetzte Biomasse der Destruenten in ihre anorganischen Ausgangsstoffen (Magnesium, Calcium, Phosphor), die von den Produzenten wiederaufgenommen werden
Kompartimente
Ökosystemfunktionen
- Produktion von Nahrung und Rohstoffen
- Regulation des Klimas und des Wasserhaushalts
- Erhaltung von Luft- und Wasserqualität
- Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit
- Aufarbeitung von Abfällen
Ökosystemforschung befasst sich mit:
- Mengen von Stoff und Energie, die sich in den verschiedenen Kompartimenten befinden
- Flüsse von Stoffen und Energie die zwischen dem Ökosystem und der Umgebung erfolgen
- Beeinflussungen der Grösse von Kompartimente und Flüsse
- Regulation der Kompartimente und Flüsse
Massenbilanz für ein Ökosystem
Summe der Einträge = Summe der Austräge + Änderung der gespeicherten Energie
Massenbilanz beruht auf den Flüssen zwischen Ökosystem und Umgebung sowie die im gesamten Ökosystem gespeicherte Menge (Stoffe und Energie)
Primärproduktion
Durch Photosynthese gespeicherte Energie und Kohlenstoff (Biomasse der Produzenten)
Brutto-Primärproduktion
Gesamte Fixierung von Energie durch Photosynthese
Netto-Primärproduktion
Brutto-Primärproduktion - Atmung der Produzenten
(Atmung der Produzenten = 30-60% Brutto-Primärproduktion)
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Lernkarten
Nischendifferenzierung Bedeutung
Konkurrenz kann Nischen koexistierender Arten auseinanderhalten oder auseinander treiben
Das Konkurrenzausschlussprinzip (Gause's Prinzip)
Koexistenz zwischen konkurrierenden Arten ist möglich durch Nischendifferenzierung
Rolle von Störungen
- Störungen wie Waldbrände können Arten aus einem Gebiet eliminieren
- Intermediat disturbance hypothesis: Artenvielfalt ist am höchsten, wenn Störungen häufig genug sind, um die Dominanz starker Konkurrenz zu verhindern, und selten genug, dass nicht die Mehrzahl der Arten eliminiert wird
- Es gibt Arten, die nur in bestimmten Sukzessionsstadien vorkommen, sind also auf Störungen angewiesen
Interspefizische Konkurrenz
- Zwischenartlich
- Konkurrenz zweier Arten
- Z.b. Kuh und Pferd um Gras
Intraspezifische Konkurrenz
- Innerartlich
- Konkurrenz gleicher Art
- Z.B Hunde um Revier, Kühe um Gras
Konkurrenzvermeidung
- Muss gemacht werden da sonst schwächere Art ausstirbt
- Bei Nahrung: Schnabelanpassung, Zeitanpassung
- Neues Revier
- Ökologische Anpassung
Konkurrenzausschlussprinzip
Zwei Arten können nicht die selbe ökologische Nische haben, ohne dass Konkurrenz herrscht.
Konkurrenzstärkere Art behauptet sich
Volterra-Regeln
- Individuenzahl von Beute und Räuber schwanken periodisch und zeitich verschoben
- Die Grösse einer Population ist über längere Zeit Konstant, auch wenn Individuenzahl um einen Mittelwert schwankt
- Wenn eine Räuber-Beute-Beziehung durch äussere Faktoren gestört wird, erholt sich die Beute schneller
Habitatsverlust
Ist mit Abstand der wichtigste Grund für die Bedrohung biologischer Vielfalt
Habitatschutz = Artenschutz
Umbrella Species (Flagship species)
- Eine Art, deren Erhaltung und Schutzt indirekt viele andere Arten der gleichen Lebensgemeinschaft schützt (Bsp. Tiger)
Indicator Species
Eine Art, die stellvertretend für viele Arten mit ähnlicher Verbreitung und vergleichbaren Habitats Ansprüche steht
Keystone Species
Eine Art, die einen überproportionalen Einfluss auf die Zusammensetztung einer Lebensgemeinschaft hat --> Ihr Verlust würde zum Verlust vieler andere Arten führen (Bsp. Biber)
MVP
Minimal Viable Population
- Die minimale Grösser einer isolierten Population, die erforderlich ist, damit diese Population eine 95%ige Wahrscheinlichkeit besteht, die nächste hundert Jahre zu überleben
- Ähnlich wie beim Hochwasserschutzt reicht es nicht, mit Durchschnitten zu arbeiten. Langzeit-Schutztprogramme müssen auch aussergewögnlich harte Jahre berücksichtigen
PVA
Population Viability Analysis
- Eine Methode zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit, mit der eine Population bis zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft ausstirbt.
- Deterministisches mathematisches Populationsmodell + Zufallsvariation erlaubt der Vergleicht verschiedener Szenatien für die Planung von Schutzgebieten oder Artenschutzprogramm
SLOSS Debatte
Single large or several small
- Wenn eine limitierte Fläche oder limitierte Ressource zur Verfügung stehen stellt sich die Frage, ob es besser ist, eine grosse oder mehrere kleine Gebiete unter Schutz zu stellen
- Die optimale Lösung hängt häufig von der Heterogenität des Gebiets ab
- Homogenes Gebiet: Ein grosses Gebiet
- Heterogenes Gebite: Mehrere kleine Gbeite um mehr Arten zu schützten
Nahe an der Wasseroberfläche kann es im Sommer zu Sauerstoffübersättigung kommen
Biogene Entkalkung im Wasser findet vor allem tagsüber statt
Dank der geringen spezifischen Wärmekapazität des Wassers wirken sich grosse Gewässer stabilisierend auf das lokale Klima aus
Nischendifferenzierung spielt beim Auswahleffekt der Biodiversität eine wichtige Rolle
Nischendifferenzierung bewirkt, dass interspezifische Konkurrenz stärke ist als intraspezifische Konkurrenz
Qualitative und quantitative Nahrungsnetzte beschreiben die Häufigkeit der verschiedenen Arten in einer Lebensgemeinschaft
Quantitative Nahrungsnetze umfassen gleich viele trophische Ebenen wie qualitative Nahrungsnetze
Welches sind belegte Gründe weshalb sich Lebewesen ausbreiten?
Was trifft für die Gefährdung von Tier- und Pflanzenarten zu?
Welche folgenden Fragen betreffen die Ebene der Lebensgemeinschaft?
Die Entstehung neuer Fischarten ist irreversible
Ähnliche ökologische Nischen in verschiedenen Seen werden durch morphologisch ähnliche Arten besetzt
Die Entstehung neuer Fischarten dauert mindestens 5 Mio. Jahren
Welche der folgenden Phasen gibt es bei semelparen Organismen
Was kennzeichnet eine stabile Metapopulation?
Umweltverschmutztung ist weltweit der wichtigste Grund für die Bedrohung von Arten
Eine indicator species ist eine Art, die einen überproportionalen Einfluss auf die Zusammensetzung einer Lebensgemeinschaft hat
Das Lokta-Volterra Prädationsmodell nimmt keine intraspezifische Dichteabhängigkeit an
Die Veräderung der Artenzusammensetzung durch Versauerung in schlecht gepufferten Seen ist ein Beispiel allogener Sukzession
Im Verlaufe einer natürlichen Sukzession ist der Artenreichtum während mittlerer Sukzessionsstadien häufig am höchsten
Pionierarten sind meist starke interspezifische Konkurrenten
Klimaxarten sind meist starke interspezifische Konkurrenten
Welche Bedingungen fördert die Lichthemmung?
Was ist das wesentliche Merkmal eines regulierenden Faktors?
In einfachen Modellen der Populationsdynamik werden 2 Prozesse zusammengefasst, weil sie die Populationsdynamik in gleicher Weise beeinflussen. Welche sind das?
Todesfälle und Auswanderung
