UI12 Wädenswil Ökologie FS13

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

- 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

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.

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

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)

Wechselbeziehung zwischen Organismen verschiedener Arten (also eine Symbiose), die für beide Partner vorteilhaft ist. Mindestens ein Partner kann auch alleine leben.

z.B. Darmflora

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

Die Wachstumsrate hängt von der Nahrungsverfügbarkeit ab. Im Nahrungsnetz wird die Art also durch die untere trophische Ebene reguliert: „Beute" kontrolliert „Prädatoren".

Die Artenzusammensetzung und Häufigkeit einer trophischen Ebene hängt von den Konsumenten der höheren trophischen Ebenen ab: „Prädatoren" kontrollieren „Beute".

=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.

= Habitatinseln 

Innerhalb einer Landschaft sind oft nur einzelne Bereiche als Habitat für eine bestimmte Art geeignet

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.

Bild

• 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

  
  
   

   

Wenn Arten auch in Gegenwart anderer Arten wachsen und sich fortpflanzen und dadurch schliesslich die frühen Besiedler verdrängen

Neu entstandene offene Flächen, die vorher nicht durch eine Lebensgemeinschaft beeinflussst wurde.

Bsp: nach Rückzug von Gletscher oder neue Sanddünen

Arten eines Gebiets wrden teilweise oder vollständig entfernt, Samen und Sporen blieben jedoch vorhanden.

Bsp: brachliegende Felder

• hohe Wachstums- und Fotosyntheserate¨n
• verbrauchen verfügbare Ressource rasch
• effiziente Samenverbreitung
• können mit später auftretenden Arten nicht konkurrieren
• "wie gewonnen, so zerronnen"

• im Schatten keimen
• langsam wachsen
• grössere Samen
• beständiger: "was ich habe, habe ich". Verdrängen Pionierpflanzen

Tierarten sind z.T. von einem best. Sukzessionstadium abhängig. Verändert sich das Stadium, ist die Tierart evt. vom Aussterben bedroht.

die Verteilung und Häufigkeit von Organismen (Tiere, Pflanzen, Pilze, Bakterien). die Wechselwirkungen zwischen Organismen sowie mit ihrer Umwelt. die Zusammensetzung und Funktion von Ökosystemen

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

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.

Gesamtheit der Organismen, die miteinander unter natürlichen Bedingungen fruchtbare Nachkommen hervorbringen können

Vertreter einer Art, die an einem Ort leben und sich effektiv untereinander fortpflanzen

unterschiede innerhalb der gleichen Art durch Anpassung an Umweltbedingungen. Die unterschiedliche Merkamle bestehen auch bei Nachkommen und in fremden Lebensräumen

Kreuzungen zwischen Arten.sind aber meistens weniger vital oder unfähig, sich fortzupflanzen

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

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.

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!

physikalisch-chemische Eingenschaften der Umwelt (Bsp. Temperatur) Lebewesen verändern Umweltbedingungen, brauchen sie aber nicht auf.

Bsp. Baum hält Boden unter sich feucht.

Werden von Lebewesen verbraucht. Bsp. Adler frisst Hase

Konsequenz: Konkurrenz

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

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).

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)

Die Endgrösse eines Organismus nimt mit steigender Temperatur ab, da die Entwicklung beschleunigt.

- 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..

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)

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.