UI12 Wädenswil Ökologie FS13
Ökologie
Ökologie
gekoppelten Abundanzschwankungen
Räuber- und Beutepopulationen zeigen die Tendenz, zeitlich verzögert auf die Abundanz des jeweils anderen zu reagieren.
Bsp: viele Hasen --> mehr Luchse --> weniger Hasen --> weniger Luchse
Übertragung von Parasiten
- Unterscheidung nach Generationen:
vertikal: Von Eltern auf Kind
horizontal: innerhalb einer Generation
Unterscheidung nach Mechanismus:
direkt: ohne Zwischenwirt, bei ausreichender räumlicher Nähe
indirekt: mit Zwischenwirt, über einen Vektor oder zufällig
Hemiparasiten
z.B. Mistel,
- haben Chlorophyll und betreiben selber Photosynthese
- beziehen Wasser und Mineralnährstoffe vom Wirt
- sind meist wenig wirtsspezifisch (können zusammen mit verschiedenen Wirten leben)
- können Prozesse innerhalb ihres Ökosystems beeinflussen
Positiv:
höhere Nährstoffgehalte in ihren Blättern als andere Pflanzen --> begünstigen den Abbau der Blattstreu.
Holoparasiten
z.B. parasitische Orchideen
- ohne Blattgrün, daher keine eigene Photosynthese; produzieren keine eigenen Kohlenstoffverbindungen
- hängen vollständig vom Wirt ab in Bezug auf Energie, Mineralien und Wasser
- dringen mit spezifischen Saugorganen (Haustorien) in Wirtspflanzen ein
- oft streng wirtsspezifisch
- parasitieren meist nur eine (wenige) eng verwandte Pflanzenarten
- Schaden an Wirtspflanzen durch Entzug von Wasser und Nährstoffen
Abwehrreaktionen von Wirten gegen Parasiten
a) Immunreaktion Bsp. Wirbeltiere
b) Bildung von Phagozyten = Fresszellen, die fremde Substanz erkennen,
einschliessen und zerstören. Bsp: Wirbellose
c) Bildung von Phytoalexinen = chem. Substanzen mit anti-mikrobieller Wirkung,
(hemmen das Wachstum und die Vermehrung von Parasiten in Pflanzen)
Mutualismus
Wechselbeziehung zwischen Organismen verschiedener Arten (also eine Symbiose), die für beide Partner vorteilhaft ist. Mindestens ein Partner kann auch alleine leben.
z.B. Darmflora
Nahrungsnetze
beschreiben die trophischen Beziehungen zwischen allen Arten, die an einem Ort leben (= Lebensgemeinschaft).
D.b. Räuber-Beute-Systeme auf mehrere Ebenen und mit mehrere Arten pro Ebene
Bottom-up-Kontrolle
Die Wachstumsrate hängt von der Nahrungsverfügbarkeit ab. Im Nahrungsnetz wird die Art also durch die untere trophische Ebene reguliert: „Beute" kontrolliert „Prädatoren".
Top-down-Kontrolle
Die Artenzusammensetzung und Häufigkeit einer trophischen Ebene hängt von den Konsumenten der höheren trophischen Ebenen ab: „Prädatoren" kontrollieren „Beute".
trophischen Kaskaden
=Dominoeffekt (indirekter Effekt)
trit dann auf, wenn ein Räuber die Abundanz seiner Beute reduziert und diese Wirkung auf die nächste niedrige Trophieebene weitergegeben wird, sodass die Ressource der Beute ihre Abundanz steigert.
Patches
= Habitatinseln
Innerhalb einer Landschaft sind oft nur einzelne Bereiche als Habitat für eine bestimmte Art geeignet
Metapopulation
Wenn Patches nahe beieinander sind, sind Wanderbewegungen zwischen den Patches möglich, und es findet ein Austausch von Individuen statt. Die Gesamtheit der Teilpopulationen bildet eine Metapopulation.
-->MP kann Gleichgewicht zwischen Aussterben und fortbestehen halten. Gew. Teilbereiche können unbesetzt sein und neu besiedelt werden.
Populationsdynamiken
Bild
Prozesse nennen, die zur Bildung von Lebensgemeinschaften beitragen
-
Ökologische Gesetzmässigkeiten
Kombination von Umweltfaktoren bestimmt wo eine Art überleben kann -
Geschichtlich bedingte Ereignisse
(Bsp. Eiszeit) -
Patch-Dynamik in Lebensgemeinschaften
unbes. Patches können von anderen Arten besetzt werden -
Gründer-kontrollierte Patch-Dynamik
einmal besiedelte Lücken lebenslang gegen Neuankömmlinge verteidigen -
Dominanz-kontrollierte Patch-Dynamik
Wer zuerst eine Lücke besiedelt, kann sich dort nicht notwendigerweise auch halten (Konkurrenten). Lücken werden deshalb von einer Abfolge von Arten besiedelt
Sukzession
Wenn Arten auch in Gegenwart anderer Arten wachsen und sich fortpflanzen und dadurch schliesslich die frühen Besiedler verdrängen
primäre Sukzession
Neu entstandene offene Flächen, die vorher nicht durch eine Lebensgemeinschaft beeinflussst wurde.
Bsp: nach Rückzug von Gletscher oder neue Sanddünen
sekundäre Sukzession
Arten eines Gebiets wrden teilweise oder vollständig entfernt, Samen und Sporen blieben jedoch vorhanden.
Bsp: brachliegende Felder
Arten früher Sukzessionsstadien
- hohe Wachstums- und Fotosyntheserate¨n
- verbrauchen verfügbare Ressource rasch
- effiziente Samenverbreitung
- können mit später auftretenden Arten nicht konkurrieren
- "wie gewonnen, so zerronnen"
Arten später Sukzessionsstadien
- im Schatten keimen
- langsam wachsen
- grössere Samen
- beständiger: "was ich habe, habe ich". Verdrängen Pionierpflanzen
Warum muss im "Naturschutz" manchmal die "natürliche Sukzession" verhindert werden?
Tierarten sind z.T. von einem best. Sukzessionstadium abhängig. Verändert sich das Stadium, ist die Tierart evt. vom Aussterben bedroht.
Definition Ökologie
Griechischen, oikos = Haus und logos = Lehre. Lehre vom Haushalt der Natur.
Was untersuchen Ökologen?
die Verteilung und Häufigkeit von Organismen (Tiere, Pflanzen, Pilze, Bakterien). die Wechselwirkungen zwischen Organismen sowie mit ihrer Umwelt. die Zusammensetzung und Funktion von Ökosystemen
Folgende Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Evolution stattfinden kann:
1. Variabilität innerhalb der Art
unterschiedlich ausgeprägte Merkmale.
2. Erbliche Verankerung
Das Merkmal muss genetisch verankert sein, um es an die nächsten Generationen weitergeben zu können. --> Rekombination der Gene bei Fortpflanzung
3. Selektionsdruck
vorhandenen Organismen sind aufgrund eines Selektionsdrucks nur eine Teilmenge der Nachkommen, die von der vorhergehenden Generation hätten erzeugt werden können.
4. Unterschiedliche Fitness
Organismen erzeugen in Abhängigkeit ihrer Merkmale unterschiedlich viele Nachkommen (unterschiedliche Fitness). Je grösser die Fitness-Unterschiede, desto rascher erfolgt die Evolution.
5. Selektionsvorteil
Vor- und Nachteile von Merkmalen hängen von den Bedingungen im Lebensraum ab
Anpassungsfähigkeit ist aber oft begrenzt durch:
Natürliche Selektion schafft keine neuen Merkmale, fördert nur Mutation/Rekombination. Merkmale korrelieren oft miteinander. Natürliche Selektion fördert Eigenschaften, welche die Fortpflanzung der vergangenen Generationen begünstigt haben.
biologische Art
Gesamtheit der Organismen, die miteinander unter natürlichen Bedingungen fruchtbare Nachkommen hervorbringen können
Population
Vertreter einer Art, die an einem Ort leben und sich effektiv untereinander fortpflanzen
"Ökotypen" bzw. "ökologischen Rassen
unterschiede innerhalb der gleichen Art durch Anpassung an Umweltbedingungen. Die unterschiedliche Merkamle bestehen auch bei Nachkommen und in fremden Lebensräumen
Hybride
Kreuzungen zwischen Arten.sind aber meistens weniger vital oder unfähig, sich fortzupflanzen
Wie entstehen neue Arten?
durch Evolution, wenn sich Populationen einer Art über längere Zeit so verschieden entwickelt haben, dass sie sich unter natürlichen Bedingungen nicht (oder kaum) mehr wechselseitig paaren können.
Die Entstehung neuer Arten kann auf zwei Arten geschehen, je nachdem was die Barriere verursacht:
Allopatrie (häufiger): geographische Distanz oder Grenzen (Gebirge, Fluss, Strasse...)
Sympatrie (seltener): unterschiedliche Lebensweise oder Fortpflanzungsverhalten
Durch welche zwei Gruppen von Faktoren wird die Artenbildung gefördert?
Ökologische Faktoren: neue Arten entstehen als Anpassung an neue Umweltbedingungen, oder als möglichkeit, Lebensräume und Nahrungsquellen besser zu nutzen.
• Zufällige, z.B. historische Faktoren: Kontinentaldrift, Eiszeiten, sowie das Entstehen und Verschwinden von geographischen Trennungen schaffen oder beseitigen Fortpflanzungebarrieren.
Gründe, warum gewisse Arten an einem Ort fehlen:
Umweltbedingungen und/oder Ressourcenverfügbarkeit sind ungünstig
• Feinde oder Konkurrenten schliessen die Art aus
• Die Art ist nie an diesen Ort gelangt oder konnte ihn (noch) nicht wiederbesiedeln
--> Wechselwirkungen zwischen Einflüssen!
Umweltbedingungen
physikalisch-chemische Eingenschaften der Umwelt (Bsp. Temperatur) Lebewesen verändern Umweltbedingungen, brauchen sie aber nicht auf.
Bsp. Baum hält Boden unter sich feucht.
Umweltressource
Werden von Lebewesen verbraucht. Bsp. Adler frisst Hase
Konsequenz: Konkurrenz
ökologische Nische
Bereich in Umweltfaktor, innerhalb dessen die Art prinzipiell vorkommen kann.
Die Nische umfasst die Gesamtheit der Umweltbedingungen, unter denen eine Art leben, wachsen und sich fortpflanzen kann
Anpassung an vorherrschende Umweltbedingungen und Ressourcen. 3 Möglichkeiten:
Adaption = Anpassung von Populationen einer Organismenart im Laufe der Evolution durch natürliche Selektion. Die mittlere Ausprägung der Eigenschaften in der Population verändert sich über mehrere Generationen, indem bestimmte Genotypen bevorzugt werden.
• Akklimatisation = Anpassung von Organismen im Laufe ihres Lebens durch Veränderung ihrer Eigenschaften. Solche Anpassungen sind zum Teil umkehrbar (z.B. Bildung bestimmter Schutzstoffe) und zum Teil endgültig (z.B. Gestalt des Organismus).
• Migration = Aufsuchen günstiger Orte durch Organismen im Laufe ihres Lebens (z.B. Vogelzug).
Warum spielt die Temperatur eine so grosse Rolle für das Vorkommen von Organismen?
Lebensvorgänge hängen von biochemischen Reaktionen ab, die eine Aktivierungsenergie brauchen.
Mit zunehmender Temperatur steigt die Reaktionsrate, da mehr Energie für die Aktivierung zur Verfügung steht.
Zu hohe Temperaturen führen aber zur Denaturierung (Verformung)
Welche Auswirkung haben hohe Temperaturen auf Wachstum?
Die Endgrösse eines Organismus nimt mit steigender Temperatur ab, da die Entwicklung beschleunigt.
Anpassungen an Temperaturschwankungen sind mit Kosten verbunden: Sie haben negative Folgen für die Leistung der Organismen. Beispiele:
- Kleine Pflanzen können weniger Nahrung aufnehmen und werden von anderen Pflanzen überschattet
- Ein guter Schutz der Zellen vor dem Austrocknen behindert die Photosynthese und das Wachstum
- Die winterliche Abhärtung der Blätter verkürzt die Wachstumsperiode
Ob eine Anpassung an ungünstige Temperaturen in der Evolution gefördert wird, hängt von der Bilanz von Nutzen und Kosten ab. Je stärker oder je häufiger ungünstige Temperaturen eintreten, desto deutlicher überwiegt der Nutzen der Anpassung gegenüber den Kosten..
ektotherm
(Erklärung, Vorteil, Nachteil)
Zur Regulation ihrer Stoffwechselrate auf äussere Wärmequellen angewiesen
Bsp: Reptilien
Vorteil: Stoffkreislauf auch bei tiefen Temperaturen, fast kein Energieverbrauch
Nachteil: von Umweltbedingungen abhängig. Aktivitätsbeschränkung je nach Temperatur (Bsp. Flucht)
endotherm
(Bedeutung, Vorteil, Nachteil)
Regulierung der Körpertemperatur durch Produktion von Wärme im eigenen Körper.
Bsp. Vögel, Säugetiere
Vorteile: Unabhängig von Umweltbedingungen. Können länger im Bereich max. Aktivität betreiben und sind dadurch leistungsfähiger bei Nahrungssuche und Flucht
Nachteil: Hoher Energiebedarf muss mit Nahrung gedeckt werden.
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Definition Ökologie
Griechischen, oikos = Haus und logos = Lehre. Lehre vom Haushalt der Natur.
Was untersuchen Ökologen?
die Verteilung und Häufigkeit von Organismen (Tiere, Pflanzen, Pilze, Bakterien). die Wechselwirkungen zwischen Organismen sowie mit ihrer Umwelt. die Zusammensetzung und Funktion von Ökosystemen
Folgende Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Evolution stattfinden kann:
1. Variabilität innerhalb der Art
unterschiedlich ausgeprägte Merkmale.
2. Erbliche Verankerung
Das Merkmal muss genetisch verankert sein, um es an die nächsten Generationen weitergeben zu können. --> Rekombination der Gene bei Fortpflanzung
3. Selektionsdruck
vorhandenen Organismen sind aufgrund eines Selektionsdrucks nur eine Teilmenge der Nachkommen, die von der vorhergehenden Generation hätten erzeugt werden können.
4. Unterschiedliche Fitness
Organismen erzeugen in Abhängigkeit ihrer Merkmale unterschiedlich viele Nachkommen (unterschiedliche Fitness). Je grösser die Fitness-Unterschiede, desto rascher erfolgt die Evolution.
5. Selektionsvorteil
Vor- und Nachteile von Merkmalen hängen von den Bedingungen im Lebensraum ab
Anpassungsfähigkeit ist aber oft begrenzt durch:
Natürliche Selektion schafft keine neuen Merkmale, fördert nur Mutation/Rekombination. Merkmale korrelieren oft miteinander. Natürliche Selektion fördert Eigenschaften, welche die Fortpflanzung der vergangenen Generationen begünstigt haben.
biologische Art
Gesamtheit der Organismen, die miteinander unter natürlichen Bedingungen fruchtbare Nachkommen hervorbringen können
Population
Vertreter einer Art, die an einem Ort leben und sich effektiv untereinander fortpflanzen
"Ökotypen" bzw. "ökologischen Rassen
unterschiede innerhalb der gleichen Art durch Anpassung an Umweltbedingungen. Die unterschiedliche Merkamle bestehen auch bei Nachkommen und in fremden Lebensräumen
Hybride
Kreuzungen zwischen Arten.sind aber meistens weniger vital oder unfähig, sich fortzupflanzen
Wie entstehen neue Arten?
durch Evolution, wenn sich Populationen einer Art über längere Zeit so verschieden entwickelt haben, dass sie sich unter natürlichen Bedingungen nicht (oder kaum) mehr wechselseitig paaren können.
Die Entstehung neuer Arten kann auf zwei Arten geschehen, je nachdem was die Barriere verursacht:
Allopatrie (häufiger): geographische Distanz oder Grenzen (Gebirge, Fluss, Strasse...)
Sympatrie (seltener): unterschiedliche Lebensweise oder Fortpflanzungsverhalten
Durch welche zwei Gruppen von Faktoren wird die Artenbildung gefördert?
Ökologische Faktoren: neue Arten entstehen als Anpassung an neue Umweltbedingungen, oder als möglichkeit, Lebensräume und Nahrungsquellen besser zu nutzen.
• Zufällige, z.B. historische Faktoren: Kontinentaldrift, Eiszeiten, sowie das Entstehen und Verschwinden von geographischen Trennungen schaffen oder beseitigen Fortpflanzungebarrieren.
Gründe, warum gewisse Arten an einem Ort fehlen:
Umweltbedingungen und/oder Ressourcenverfügbarkeit sind ungünstig
• Feinde oder Konkurrenten schliessen die Art aus
• Die Art ist nie an diesen Ort gelangt oder konnte ihn (noch) nicht wiederbesiedeln
--> Wechselwirkungen zwischen Einflüssen!
Umweltbedingungen
physikalisch-chemische Eingenschaften der Umwelt (Bsp. Temperatur) Lebewesen verändern Umweltbedingungen, brauchen sie aber nicht auf.
Bsp. Baum hält Boden unter sich feucht.
Umweltressource
Werden von Lebewesen verbraucht. Bsp. Adler frisst Hase
Konsequenz: Konkurrenz
ökologische Nische
Bereich in Umweltfaktor, innerhalb dessen die Art prinzipiell vorkommen kann.
Die Nische umfasst die Gesamtheit der Umweltbedingungen, unter denen eine Art leben, wachsen und sich fortpflanzen kann
Anpassung an vorherrschende Umweltbedingungen und Ressourcen. 3 Möglichkeiten:
Adaption = Anpassung von Populationen einer Organismenart im Laufe der Evolution durch natürliche Selektion. Die mittlere Ausprägung der Eigenschaften in der Population verändert sich über mehrere Generationen, indem bestimmte Genotypen bevorzugt werden.
• Akklimatisation = Anpassung von Organismen im Laufe ihres Lebens durch Veränderung ihrer Eigenschaften. Solche Anpassungen sind zum Teil umkehrbar (z.B. Bildung bestimmter Schutzstoffe) und zum Teil endgültig (z.B. Gestalt des Organismus).
• Migration = Aufsuchen günstiger Orte durch Organismen im Laufe ihres Lebens (z.B. Vogelzug).
Warum spielt die Temperatur eine so grosse Rolle für das Vorkommen von Organismen?
Lebensvorgänge hängen von biochemischen Reaktionen ab, die eine Aktivierungsenergie brauchen.
Mit zunehmender Temperatur steigt die Reaktionsrate, da mehr Energie für die Aktivierung zur Verfügung steht.
Zu hohe Temperaturen führen aber zur Denaturierung (Verformung)
Welche Auswirkung haben hohe Temperaturen auf Wachstum?
Die Endgrösse eines Organismus nimt mit steigender Temperatur ab, da die Entwicklung beschleunigt.
Anpassungen an Temperaturschwankungen sind mit Kosten verbunden: Sie haben negative Folgen für die Leistung der Organismen. Beispiele:
- Kleine Pflanzen können weniger Nahrung aufnehmen und werden von anderen Pflanzen überschattet
- Ein guter Schutz der Zellen vor dem Austrocknen behindert die Photosynthese und das Wachstum
- Die winterliche Abhärtung der Blätter verkürzt die Wachstumsperiode
Ob eine Anpassung an ungünstige Temperaturen in der Evolution gefördert wird, hängt von der Bilanz von Nutzen und Kosten ab. Je stärker oder je häufiger ungünstige Temperaturen eintreten, desto deutlicher überwiegt der Nutzen der Anpassung gegenüber den Kosten..
ektotherm
(Erklärung, Vorteil, Nachteil)
Zur Regulation ihrer Stoffwechselrate auf äussere Wärmequellen angewiesen
Bsp: Reptilien
Vorteil: Stoffkreislauf auch bei tiefen Temperaturen, fast kein Energieverbrauch
Nachteil: von Umweltbedingungen abhängig. Aktivitätsbeschränkung je nach Temperatur (Bsp. Flucht)
endotherm
(Bedeutung, Vorteil, Nachteil)
Regulierung der Körpertemperatur durch Produktion von Wärme im eigenen Körper.
Bsp. Vögel, Säugetiere
Vorteile: Unabhängig von Umweltbedingungen. Können länger im Bereich max. Aktivität betreiben und sind dadurch leistungsfähiger bei Nahrungssuche und Flucht
Nachteil: Hoher Energiebedarf muss mit Nahrung gedeckt werden.
phänologische Aufzeichnungen
phänologie= Aufzeichnung der Verhaltensänderungen von Lebewesen im Verlauf der Jahreszeiten
Anwendung in CH:
Frühlingsindex= zeitliche Entwicklung der Vegetation im Frühling. Basierend auf Beobachtung der Entwicklungszuständen im Vergleich zum Vorjahr.
80 Stationen messen 10 Phasen (=Entwicklungzustände von 9 Arten von Frühblühern)
- Blütenentwicklung
- Blattentfaltung
- Nadelaustrieb etc.
Die Ressourcenverfügbarkeit bestimmt die Leistung der Organismen.
Je nach Art des Einflusses spricht man von:
Limitierung: Positiver Zusammenhang zwischen Verfügbarkeit und Leistung, bzw. zwischen Verfügbarkeit und Anzahl Organismen.
• Sättigung: Kein Zusammenhang zwischen Verfügbarkeit und Leistung. Die Leistung ist maximal oder wird durch andere Faktoren limitiert.
• Hemmung: Negativer Zusammenhang. Eine extrem hohe Verfügbarkeit schadet dem Organismus oder erhöht seine Anfälligkeit gegenüber Umweltbedingungen oder Feinden.
3 Strategien zur Ressourcennutzung
1. Arten, welche normalerweise an ressourcenreichen Standorten vorkommen und die kaum Mangel ausgesetzt sind. Sie sind an eine maximale Verwertung der Ressource angepasst (hohe Leistung bei hohem Ressourcenverbrauch).
2. Arten, welche an Standorten mit schwankender Ressoucenverfügbarkeit vorkommen. Sie beschränken ihre Aktivität auf die Perioden mit hoher Ressoucenverfügbarkeit (hohe Leistung, hoher Ressourcenverbrauch) und überdauern die Perioden mit Mangel in einem Ruhestadium.
3. Arten, welche normalerweise an ressourcenarmen Standorten vorkommen; sie ertragen die geringe Verfügbarkeit dank Anpassungen, die eine generell niedrige Leistung zur Folge haben.
Anpassung <--> Kosten Arten sonniger Standorte
Arten sonniger Standorte (Äcker, Gebirge) müssen Schäden durch übermässige Lichtenergie vermeiden. Ausserdem ist es für sie günstig, möglichst viel Wasser und Nährstoffe aufzunehmen
- Grosser Stängel- und Wurzelanteil
- Kleine, dicke Blätter
- Lichtschutz (Haare, Wachs, senkrechte Blattstellung...)
- Akkumulation von Inhaltsstoffen, die der Lichthemmung entgegenwirken
- C4-Photosynthese (effiziente Photosynthese bei geringeren Wasserverlusten aber mit grösserem Energieaufwand)
Kosten: Schlechte Leistung bei Lichtmangel (z.B. unter anderen Pflanzen), langsames Wachstum
Anpassung <--> Kosten Arten schattiger Standorte
Arten schattiger Standorte (Wald, Wasser) haben Anpassungen für eine maximale Lichtabsorption und eine effiziente Lichtnutzung: - Geringer Stängel- und Wurzelanteil
- Grosse, flächige, dünne Blätter
- Hoher Wassergehalt der Gewebe
- Horizontale Blattstellung, minimale gegenseitige Beschattung
Kosten: geringere Wasser- und Nährstoffaufnahme, Empfindlichkeit gegen Austrocknung, Frassanfälligkeit
Pflanzen und Tiere brauchen Wasser vor allem:
- als Transportmittel (Nährstoffaufnahme, Ausscheidung)
- als Kühlmittel (Transpiration)
- als Füllmittel (Zelldruck)
Autotrophe Organismen:
Pflanzen, Algen, manche Bakterien wandeln anorganische Kohlenstoffverbindungen (CO2) in organische Kohlenstoffverbindungen (Zucker, Stärke, Zellulose usw.) um.
Heterotrophe Organismen:
Tiere, Pilze, manche Bakterien nehmen organische Kohlenstoffverbindungen auf und wandeln sie in eigene Körpersubstanz um. Sie gewinnen dadurch auch ihre Energie.
polyphage Tiere
Haben sich auf gewisse Teile ihrer Beute spezialisiert, fressen aber diese Teile von verschiedenen Arten.
Bsp.: Vögel fressen Samen, aber nicht nur Samen einer einzigen Art.
monophage Tiere
Sind auf eine einzige Arte/ enges Spektrum naher verwandten Arten spezialisiert.
Bsp Raupen des Blutbärs fressen Pflanzenteile einer Greiskautart. Oder Parasiten sind auf einen Wirten fixiert.
autotrophe Organismen
Produzieren Biomasse durch Photosynthese. Stellen Nahrungsressource für heterotrophe Organsimen.
Heterotrophe Organismen
Verstoffwechseln Bestandteile, scheiden manche aus, gliedern andere in eigenen Körper ein.
Sind selbst wieder Nahrungsressource für andere Konsumenten.
Die meisten Tiere sind darauf spezialisiert, entweder Pflanzen zu fressen (Herbivoren) oder Tiere zu fressen (Karnivoren). Welche Merkmale dieser zwei Nahrungsquellen bestimmen deren jeweilige Vor- und Nachteile als Ressource für Konsumenten?
Herbivoren:
-Mundwerkzeuge & Verdauungsapperate den Ressourcen angepasst (Knospenesser, Stacheln überwinden)
-Müssen C/N-Verhältnis senken (Kohlenstoff loswerden --> freisezten)
-Pflanzen haben hohen Fasergehalt.Brauchen Verdauungsenzyme um Energiequelle zu "öffnen" --> Kauen, mahlen
Karnivoren:
-Proteine und Fette für Energie --> Stickstoffhaltige Ausscheidungsprodukte
-Haben weniger Verdauungsprobleme, dafür mehr Probleme Beute zu finden.
-Beute einfach herunterschlingen, kein spez. Abbau nötig.
Abwehrmechanismen
Physikalische Abwehrmechanismen: Nussschalen, Dornen, Stacheln etc. z.B. Akazie
Chemische Abwehrmechanismen: Gift, Warnfarbe z.B. Monarchfalter, Feuersalamander
konstitutive Wirkstoffe (=werden auch ohne Angriff gebildet), induzierbar
Morphologische Abwehrmechanismen: Tarnung (Mimikry, Mimese), Anpassung Körperbau z.B. Flunder, Fetzenfisch, Stabheuschrecke
Verteidigungsverhalten: Flucht, Drohgebärden, Totstellen z.B. Moschusochsen, Pferde, Opossum
Kompensation: Frass stimuliert Wachstum
Definition des Verhaltens
Tätigkeit eines Organismus (Tier oder Pflanze), mit der es auf Signale reagiert und durch die es seine Zustand verändert.
Bestandteile des Verhaltens
- die Wahrnehmung und Verarbeitung von Signalen aus der Umwelt
- die Steuerung von körperlichen Vorgängen und/oder Bewegungen
"Warum zeigt ein Tier oder eine Pflanze dieses Verhalten?"
4 Ebenen für Verhaltenserklärung definiert.
1. Ursachen: welche Signale lösen das Verhalten aus? Welche Köperteile und Vorgänge sind am Verhalten beteiligt?
2. Entwicklung: wie entsteht die Fähigkeit zum Verhalten im individuellen Organismus: Vor der Geburt? Im Laufe der späteren Entwicklung? Durch Lernen?
3. Funktion: Welche Folgen, welchen Nutzen hat das Verhalten für den Organismus, andere Organismen oder das Ökosystem?
4. Evolution: Wie und warum ist eine Verhaltensweise im Laufe der Stammesgeschichte einer Art entstanden, selektiert worden?
Die 4 Verhaltensebenen anhand Beispiel: Paarung von Löwen
siehe Bild
Bedingungen für die Evolution des Verhaltens und dessen Anpassung an neue Bedingungen
Der Verhalten, bzw. seine körperlichen Voraussetzungen, sind erblich
• Das Verhalten beeinflusst das Überleben oder die Fortpflanzung
• Individuen mit den Genen für das "richtige" Verhalten werden im Laufe der Generationen häufiger, d.h. sie bilden einen zunehmenden Anteil der Population.
Wie kann man beweisen, dass ein bestimmter Verhaltensunterschied erblich ist?
Mutationen: Organismen mit Gendefekten zeigen ein abnormales Verhalten Beispiel: Fruchtfliegen (Kasten nächste Seite).
• Natürliche Variation: Individuen von verschiedenen Standorten verhalten sich unterschiedlich; der Unterschied bleibt bestehen, wenn sie gemeinsam aufgezogen werden. Beispiel: Zugverhalten der Mönchsgrasmücke in verschiedenen Regionen (nächste Seite)
• Künstliche Selektion: Die gezielte Paarung von Individuen mit einer bestimmten Verhaltensweise führt zu Nachkommen, bei denen das Verhalten häufiger oder stärker auftritt
Altruistisches Verhalten
Manche Tiere opfern sich zu Gunsten ihrer Artgenossen, indem sie:
• Wache halten, während die anderen fressen, und Warnrufe geben (erhöhtes Risiko)
• Die Jungen anderer Weibchen pflegen und auf eigenen Nachwuchs verzichten
• Nahrung teilen und dadurch weniger Nahrung aufnehmen
Fortpflanzungsverlust des Helfers durch den Fortpflanzungsgewinn der Nutzniesser kompensiert
Anteil gleicher Gene in Gruppen ist durchschnittlich:
- 50% bei Geschwistern oder Eltern und Kindern
- 25% bei Halbgeschwistern oder Vettern
Die Auswirkung des Warnrufs auf das Überleben der altr. Gene ist: –20% + 3*0.5*20% = +10%
