Naturschutzbiologie
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Cartes-fiches
Arten-Areal-Beziehung
S=A hoch z
S > Anzahl Arten; A > Arealgröße; log C > y-Achsenabschnitt; z > Steigung der Arten-Areal-Gleichung (liegt meistens zwischen 0,1 und 0,45)
4 Hypothesen: Warum gibt es auf größeren Inseln mehr Arten als auf kleineren?
endemische Arten
kommen nur in einem einzigen Gebiet vor
Bsp.: Nordwestschweizer Jura: Jura-Haarschnecke
drei verschiedene Kriterien der Seltenheit (7fach kombinierbar)
Möglichkeiten der Einführung exotischer Arten
Unterteilung von Biodiversität in 3 Rubriken
Punktmutationen
durch sie entstehen neue Gene an einem Locus; natürliche spontane Mutationsrate = 10 hoch -9 bis 10 hoch -10 pro Basenpaar und Zellzyklus
in einem Ind. akkumulieren sich während einer Generation bis zu 0,5 mutante Allele (weil das gesamte Genom viele Gene enthält)
Entstehung genetischer Variation zwischen Loci durch..
- Verschiebung von Genpositionen (zb durch Inversion oder Translokationen in Chromosomen; es entsteht Variation zwischen homologen Chromosomen verschiedener Individuen die sich oft nichtmehr reproduzieren können)
-interspezifische Übertragung von Gensequenzen mit Hilfe von Viren (= horizontaler Gentransfer)
-Hybridisierung von Arten mit anschliessender Rückkreuzung
funktionelle Stufen füer das Messen von genetischer Vielfalt
Gene > aus Nucleotiden > miteinander verbunden lange Kette bilden sie die Chromosomen
Gene enthalten sämtliche Infos für die Bildung von Proteinen
Proteine sind Basis für die Entwicklung, die Physiologie, das Aussehen, und das Verhalten der Organismen.
weitere Arten phänotypischer Variation (abgesehen von der äußeren Gestalt)
drei Stufen genetischer Vielfalt in jedem Lebewesen möglich:
(alle wichtig zur Erhaltung der Biodiversität!!)
Genetische Variation innerhalb von Individuen
genetische Variation innerhalb einer Population
besteht aus den versch. vorhandenen Allelen und deren Häufigkeit; Ausgedrückt: Allele/Locus
Innerhalb einer Population werden auch die Genotypen betrachtet (verschiedene Kombination dieser Allele)
Selektion und Zufallsprozesse > ändern die Genfrequenz einer Population
Monomorphe Population > alle Ind. der Pop. haben an einem bestimmten Locus zwei gleiche Allele
Polymorphe Population > Ind. haben verschiedene Allele an einem Locus
genetische Variation zwischen Populationen
geographische Untungerscheide der Genpools;
Zusammensetzung und Häufigkeit von Allelen variieren
Diversitäts-Inices (+Bsp)
kombiniert wird der Artenreichtum (Anzahl Arten) mit der relativen Häufigkeit der einzelnen Arten.
Shannon-Wieer-Index
Nachteil: Es besteht eine Abhängigkeit von der Stichprobengröße, wodurch die Identität der einzelnen Arten verloren geht
Niveaus der Artenvielfalt > α-Diversität
Artenvielfalt der Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere in einer Biozönose
>Zahl und Abundanz (Dichte, Häufigkeit oder Mengengrad, bezeichnet in der Ökologie die Anzahl der Individuen einer Art, bezogen auf ihr Habitat) der in einem Habitat lebenden Arten; within-habitat diversity
Niveaus der Artenvielfalt > β-Diversität
bezeichnet das Mass für die Unterschiede in der Artenzusammensetzung von Gemeinschaften, die in benachbarten (üblicherweise einander sehr ähnlichen) Habitaten leben; between-habitat diversity
Niveaus der Artenvielfalt > γ-Diversität
erfasst die Diversität größerer Areale, die sehr unterschiedliche Habitate einschliesse können ; landscape diversity
wann entstanden die ersten Bakterien?
vor ca. 3,5 milliarden Jahren
wann entstanden die ersten Eukaryonten?
vor ca. 2 milliarden Jahren
wie groß ist der prozetuale Anteil der heute lebenden Pflanzen und Tiere gemessen an den Arten die insgesamt je auf der Erde lebten?
< 1-4%
das Aussterben einer Art ist ein ebenso häufiges Ereignis wie das Entstehen einer Art.
Massenaussterben
bislang 5;
momentan befinden wir uns im sechsten und schlimmsten > heute sterben jährlich zwischen 10000 und 25000 Arten aus (1-3 Arten pro Stunde)
Veränderung der Pflanzenwelt in der Schweiz nnach der letzten Eiszeit (Graphik)
Einwanderung von Arten in der Nacheiszeit
Artenzahlen der in der Schweiz vertretenen Tierstämme
schätzungsweise 40000 (wirbeltiere nur geringer Anteil)
räumliche Muster der Biodiversität (Graphik)
34 Regionen der Erde wurden als Biodiversitätshotspots ausgewiesen:
4 in Nord- und Zentralamerika, 5 in Südamerika, 8 in Afrika, 4 in Europa, 13 in Asien
Kriterien für globale Biodiversitäts-Hotspots
-hohe Artenvielfalt und Anzahl endemischer Arten
-erfüllen eines vorgegebenen Seltenheits- und Gefährdungskriteriums
-mind. 1500 endemische Arten, die bereits mehr als 70% ihres urspr. Lebensraumes dort verloren haben
>Pflanzen als Indikatoren geeignet da sie rel. leicht zu bestimmen und quantitativ zu erfassen sind, und sie die Grundlage für die Vielfalt anderer taxonomischer Arten bilden
>Nachteil: obwohl die jew. Flächen nur 12% der Erde ausmachen leben ca 20% der menschö. Bevölkerung dort und in den meisten dieser Regionen liegt die Wachstumsrate der Bevölkerung über dem weltweiten Durchschnitt > Schutzmassnahmen werden massgeblich erschwert!
Bioindikatoren
besonders empfindliche Arten (die auf Schadstoffe etc. reagieren) können als biologische Frühwarnsysteme dienen um Umweltbelastungen anzuzeigen
Funktioneller Wert > Ökosystemfunktionen und Erholungswert
>Ökosystemfunktionen: Bestäubung der Blüten, Wasserspeicherung, Schutz des Bodens vor Erosion, Klimaregulation, Luftreinigung, Sauerstoffproduktion, Nährstoff-Recycling, Bodenbildung, biologische Kontrolle, Bioindikation
>Erholungswert: Tourismus, Jagd, Wandern, Natur beobachten, Safari...
Verbrauchswert
für die einheimische Bevölkerung
>Brenn- und Bauholz
>Wildbret, Fische
>Wildkräuter, Pilze, Beeren
Ertragswert
unmittelbarer Wert von Naturprodukten, die auf Märkten verkauft werden
>Holz (v.A. Tropen) 75 Mrd. USd
>Pflanzen mit medizinischen Wirkstoffen: Cyclosporin (Pilz aus Norwegen, Wirkstoff entscheidend für den Erfolg von Organtransplantationen) > 1997 Novartis: 1,8Mrd. Sfr
Existenzwert
der Betrag den Menschen zu zahlen bereit sind um Arten vor dem Aussterben zu retten!
Optionswert
das Potential einer Art, irgendwann in der Zukunft für den Menschen von Nutzen zu sein
Bsp: pazifische Eibe, ihre Rinde enthält hochwirksame Substanz gegen Krebs (v.A. Gebärmutterkrebs)
Eigenwert (ethische Schlüsselargumente)
Argumente für den Schutz aller Arten ohne deren ökologischen Wert zu beachten:
>jede Art = einzigartige Lösung des Überlebensproblems, jede Art hat das gleiche Recht zu existieren unabhängig von ihrem Nutzen
> alls Arten Teil eines Wirkungsgefüges, komplexe Wechselbeziehungen
> für Mensch gilt Rücksichtnahme, um seinet Willen und dessen der anderen Organismen, Verpflichtung gegenüber zukünftiger Generationen
> Achtung vor dem menschl. Leben ist vereinbar mit der Achtung vor der biologischen Vielfalt
>die Natur besitzt einen spirituellen und ästhetischen Wert der über ihren ökonomischen Wert hinausgeht
>biologische Vielfalt wird gebraucht um den Ursprung des Lebens zu erforschen
Treibhausgase
Methan (CH4), Kohlenstoffmonoxid (CO), Distickstoffmonoxid (Lachgas, N2O), Kohlenstoffdioxid (CO2 ), O3, CFCs, H2O in der Troposphäre
>Zunahme in der Luft verändert die Bilanz der Ein- und Ausstrahlung > Auswirkung auf weltweites Klima
>zukünftig besonderes Augenmerk auf Vorhersage dieser Auswirkungen und Analyse der Auswirkungen auf die Biodiversität
wie hat der Mensch den langsamen Gang von Veränderungen von Lebensgemeinschaften und die biologische Vielfalt mit seinen Aktivitäten gestört?
Veränderung, Zerstörung oder Fragmentierung von Lebensräumen, Einführung gebietsfremder Arten, verbreitung von krankheiten, Übernützung vieler Arten
Demographie und Auswirkungen
>bis vor wenigen Jahrhundertn: lngsame Zunahme der Weltbevölkerung (Geburtenrate überstieg die Sterberate nur geringfügig)
>in den letzten 150 Jahren stieg die Weltbevölkerung von 1 Mrd (1850) auf 6Mrd (2001)>medizinische Fortschritte, zuverlässige Nahrungsqzúellen
>in diesen 150 Jahren war die Zerstörung nat. Lebensgemeinschaften am grössten
Lokales Aussterben
kann eine Teil- oder Metapopulation, eine Art in einer Gemeinde, in einem Tal, in einem Kanton oder Region betreffen;
Fischotter (Schweiz)
lokales Aussterben ist relativ: es kann globales Aussterben bedeuten falls es sich um die letzte Population handelt;
aus genetischer Sicht kann lokales Aussterben auch globales Aussterben einmaliger Genotypen bedeuten
globales Aussterben
es gibt keine lebenden Individuen der entsprechenden Art mehr. Spezies ist von der Erde verschwunden.
Dronte (Dodo), war endemisch auf Mauritius
Ursachen menschlich induzirerten Aussterbens:
tieferliegende
Ursachen menschlich induziertem Aussterbens
direkte
