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Saskia Maumau
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Sprache Deutsch
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 27.06.2013 / 30.06.2013
Lizenzierung Kein Urheberrechtsschutz (CC0)
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Was ist die Dichteanomalie des Wassers und welche Auswirkungen hat diese?

 

Bei 4°C hat Wasser die höchste Dichte, darüber und darunter nimmt die Dichte wieder ab, das heisst, bei 4°C ist das Wasser am schwersten, bei gleichem Volumen,

Eis: Moleküle sind nicht platzsparend angeordnet, wegen der starken elektrischen Kräfte zwischen wasserstoff- und Sauerstoffatomen

Kristallgitter: Wasseratome möglichst nah an den Sauerstoffatomen (unterschiedliche elektrische Ladungen) und möglichst weit weg von den anderen Wassermolekülen à weniger dicht als Wasser

Durch entstandene Dichtegradienten entsteht so eine stabile Schichtung, so entsteht nur eine Durchmischung in den oberen Schichten, in den Sommermonaten (an Seen in gemäßigten Breiten)

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Welche limnischen Ökosysteme kennen Sie und wie können diese charakterisiert werden?

 

à Süßwasserökosysteme(ihr Wasser ist dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 0,5% Salz enthält):

-Grundwasser

-Quellen

-Fließgewässer

-Seen

Gliederung von Seen: oberste Sicht = Epilimnion,

Grenzschicht mit abnehmenden Sauerstoffgehalt = metallminion

Darunter sauerstoffarme Schicht = Hypolimnion

Schichtungstypen stehender Gewässer:

-Monomiktisch: zirkulation einmal im Jahr, kommt vor in gemäßigten breiten, (Winterzirkulation) und Polargebieten (Sommerzirkulation)

-Dimiktrisch: Zirkulation zweimal pro Jahr, kommt vor in gemäßigten Breiten, Frühjahrs- und Herbstzirkulation

-Polymiktisch: ständige Zirkulation, geringe Temperaturgradienten, kommt vor in den Tropen und den gemäßigten Breiten, Flachseen

 

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Erläutern Sie das aquatische Nahrungsnetz

 

-Produzenten und Phytoplankton stehen am unteren Ende des Nahrungsnetzes, sie nehmen gelöste, mineralisierte Nährstoffe auf und produzieren Biomasse, Algen und Cyanobakterien

-darauf folgen die Konsumenten 1. Ordnung und das Zooplankton, sie nehmen die Algenmasse auf und überführen es in größere Partikel, unter Energieverlust, Kleinkrebse etc.

-dann: Konsumenten höherer Ordnung, Zooplankton und Fische: Aufnahme von Zooplanktonbiomasse, wiederrum Überführung in größere Partikel, unter Energieverlust à Kleinkrebse, Insektenlarven, Friedfische, raubfische

- am oberen Ende stehen Destruenten und Bakterienà Sie mineralisieren tote organische Substanz wie Cellulose, Stärke, Fette, Eiweiße, zu Kohlendioxid, Stickstoff, Phosphor etc.

à diese Stoffe werden dann wieder von den Produzenten und dem Phytoplankton aufgenommen und die Kette beginnt von neuem

 

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Welche Bedeutung haben Umweltbedingungen für die Fischzucht?

 

Umweltbedingungen wirken sich aus, auf Faktoren wie: Stoffwechselaktivität, Atmung, Wasserhaushalt und Ausscheidung über Kiemen und Nieren

Wie gut sich die Fische an die Bedingungen anpassen können ist abhängig von ihrer Konstitution (Genetik, Anatomie, Physiologie) und ihrer Kondition(Umwelt, Ernährung)

Besonders wichtig: Wassertemperatur, Gasspannungen, Stickstoffverbindungen, Ernährung

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Wie wirkt sich die Wassertemperatur auf den Stoffwechsel von Fischen aus?

 

Stoffwechselrate und damit der Sauerstoffverbrauch steigen mit zunehmender Temperatur, Sauerstoffgehalt des Wassers ist jedoch verringert, Fische sind wechselwarm und passen sich der Wassertemperatur an

Temperaturerhöhung um 10°C steigert reaktionsgeschwindigkeit um das zwei- dreifache

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Welche Vorzugstemperaturen haben Bachforellen, Regenbogenforellen, Karpfen, Aal und Marmorwels?

 

Bachforelle: 12,8°C

Regenbogenforelle: 17°C

Karpfen: 20-25°C

Aal: 18-25°C

Marmorwels: 28-30°C

Fische benötigen bestimmte Temperaturen, für die Gonadenentwicklung, ablaichen und die Ei- und Larvenentwicklung

Nur Anpassung bei allmählicher Abkühlungà haut und Darmschädigungen, Wssersucht und symptomlose Todesfälle

Unzureichende Anpassung der Isoenzyme zur Protein-, Glykogen- und Fettsynthese

Temperaturerhöhung verkraften die meisten Fische mit hohem Energieverbrauch meist recht gut

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Wann können Sauerstoffdefizite in Gewässern (künstlich, natürlich) auftreten?

 

Hohe Temperaturen: Sauerstoffgehalt im Wasser sinkt und gleichzeitig steigt der Sauerstoffbedarf der Fische

Gase (Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlendioxid) werden durch spezielle Belüftungseinrichtungen in Abhängigkeit der Temperatur, Druckverhältnissen, Salzgehalt ein- oder ausgetragen, es entstehen, aufgrund ihrer unterschiedlichen Volumenanteile in der Luft sehr unterschiedliche Sättigungswerte im Wasser

Sowohl Gesamtgasdruck, als auch Druck der einzelnen Gase beinflussen die Lebensvorgänge der Fisch

Hauptsächlich entsteht der Gasaustausch durch Diffusion, Konzentrationen auf beiden Seiten gleicht sich irgendwann an (Im Fisch, deswegen wenig freier Sauerstoff)

Desweiteren wird Sauerstoff durch Photosynthese der Wasserpflanzen und Algen eingetragen

Technisch: technische Sauerstoffbegasung

In natürlichen Gewässern und künstlichen Haltungssystemen können während der Dunkelheit und der dadurch verringerten biologischen Sauerstoffproduktion Sauerstoffmangelsituationen entstehen

LÄNGERER LUFTABSCHLUSS DES WASSERS; HERABGESETZTE PHOTOSYNTHESE DER WASSERPFLANZEN; UNZUREICHENDER WASSERDURCHSTROM/BELÜFTUNG; STARKE MIKROBIELLE ABBAUPROZESSE VON WASSERPFLANZEN; LAUB; FUTTER-KOTRESTE; HOHER VERBRAUCH DURCH DIE FISCHE

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Wie ist der Sauerstoffbedarf von Fischen charakterisiert?

 

Fische nehmen die Gase hauptsächlich über das Kiemenepithel per Diffusion auf, dadurch das wenig gelöster Sauerstoff im Blut vorliegt, sondern gebunden an Hämoglobin, vor, dadurch besteht ein hohes Diffusionsgefälle

Abhängig von Wassertemperatur, Stoffwechselintensität, Fischgröße, -art und Salinität

Verschiedene Stoffwechselsituationen: Grund/Standardstoffwechsel: niedrigste Aktivität eines ruhig stehenden Fisches ohne äußere Einflüsse, z.B. Winterruhe, Routinestoffwechsel: Fische unter Normalbedingungen, ungefüttert ohne Stressoren, Aktivstoffwechsel1: Fische während Futterverdauung und freier Bewegung, Aktivstoffwechsel 2: Fische unter starker Anstrengung

Relativ gesehen ist der Sauerstoff bei noch kleinen Fischen größer als bei großen

Oberhalb kritischer Konzentration: Sauerstoffaufnahme unabhängig von Sauerstoffgehalt, Stoffwechselaktivität nimmt mit steigendem Sauerstoffgehalt zu

Unterschiedliche Sauerstoffaffinitäten ergeben sich auch aufgrund der verschiedenen Sauerstoffaufnahmen (akzessorische Organe)

Regelmechanismen

  1. Veränderung der Atem- und Herzfrequenz (kurzfristig)
  2. Vergrößerung des Atemvolumens (kurzfristig)
  3. Weitung der Blutgefäße in den Kiemen (kurzfristig)
  4. Veränderung der Anzahl der roten Blutkörperchen und des Hämoglobingehaltes im Blut (langfristig)

Schon im Ruhezustand brauchen Fische 50% ihrer Energie für die Atmungà Sauerstoffmangel führt oft zu Wachstumsdepression und schlechter Kondition