Ökologie

Ausweichen: Die Beute kann sich in Teilen des Habitats aufhalten, die vom Räuber während der Nahrungssuche nicht aufgesucht werden. Sie kann dem Räuber auch zeitlich ausweichen, indem sie einen anderen Tagesrhythmus als der Räuber annimmt oder zu anderen Jahreszeiten vorkommt.

Tarnung: Ein getarntes Beutetier gibt vor, etwas anderes aus der Umgebung zu sein, so dass Räuber nicht auf die Idee kommen, es sei etwas Essbares. Häufig handelt es sich hierbei um Krypsis, also eine Form der Tarnung, bei der die Beute praktisch vom Räuber übersehen wird (zum Beispiel Stab-und Blattheuschrecken oder Birkenspanner mit ihren Rindenfarbigen Flügeln). 

Verteidigung: Eine Verteidigungsmaβnahme kann mechanisch funktionieren, z. B. durch einen Panzer (Schildkröten, Krebse). Sie kann aber auch chemisch funktionieren, z. B. durch die Absonderung giftiger oder abschreckender Substanzen (Stinktier oder Stinkwanze), optisch (z.B. Augenmuster auf Schmetterlingsflügeln) oder durch bestimmtes Verhalten der Beute wie z.B. das Leben in Gruppen. Als Spezialfall von Verteidigung kann Flucht angesehen werden.

Wenn der Räuber (Spezialist) eine positiv dichteabhängige Prädationsrate zeigt (d.h. die Räuberdichte nimmt bei hoher Beutedichte zu und bei geringer Beutedichte ab), oder wenn die Beute eine negativ dichteabhängige Wachstumsrate zeigt. 

Kompensation: Pflanzen kompensieren den Schaden durch Herbivoren auf unterschiedliche Weise. Dies hängt von der Pflanzenart, der Verfügbarkeit der verbleibenden photosynthetisch aktiven Blattfläche, der Anzahl Meristeme/Knospen, der Menge gespeicherter Nährstoffe, dem Gehalt verfügbarer Nährstoffe im Boden und der Häufigkeit und Intensität der Herbivorie (Frass) ab. Eine Pflanze kann den Schaden kompensieren, durch:

… die Mobilisierung von gespeicherten Kohlenhydraten.

… Verteilung von Assimilaten verändern.

… ein vermindertes Absterben von Pflanzenteilen. 

Abwehr: Man unterscheidet konstitutive (vorbeugend, andauernd) und induzierte Abwehr. Die induzierte Abwehr setzt die Pflanze als direkte Reaktion auf die Beschädigung durch Herbivoren ein, sie wird nicht ständig ausgeprägt. Dies kann ein Vorteil sein, da die Produktion von giftigen sekundären Pflanzenstoffen sehr viel Energie kostet. Die Abwehr (konstitutiv und induziert) kann physikalisch und/oder chemisch sein:

Physikalische Abwehr (Morphologische Strukturen): Die Bildung von Dornen, Stacheln oder Haaren (Trichome) reduzieren die Attacken von Herbivoren (bspw. die Trichome der Brennnessel, oder die Dornen der Brombeere)

Chemische Abwehr: Bildung von giftigen, ungeniessbaren sekundären Pflanzenstoffen. Zum Beispiel Strychnin (ein Alkaloid, synthetisiert von tropischen Kletterpflanzen) oder das Nicotin von Tabakpflanzen verringern die Geniessbarkeit oder die Qualität der Pflanze für den Pflanzenfresser. 

Müller’sche Mimikry: Im Sinne einer Signalvereinfachung tendieren verschiedene giftige Arten dazu, die gleichen Warnfarben zu benutzen (Aposematische Färbung). Oftmals haben Räuber auch eine angeborene Abneigung gegenüber solchen Warnfarben. Wir bezeichnen dieses auf tatsächlicher Giftigkeit beruhende Phänomen nach seinem Entdecker als Müller’sche Mimikry. Wespen, Bienen, Hornissen und noch einige andere wehrhafte Hautflügler tragen z.B. die gleiche Warntracht. 

Bates’sche Mimikry: Eine schützende Warnfärbung kann auch von Arten übernommen werden kann, die ungiftig sind, also die eigene Gefährlichkeit nur vortäuschen. Eine solche vorgetäuschte aposematische Färbung wird Bates’sche Mimikry genannt. Bekannte Beispiele hierfür sind Schwebfliegen (Syrphidae), die mit ihrer Schwarz-GelbZeichnung eine Wespenähnlichkeit angenommen haben, aber harmlos sind.

Peckham’sche Mimikry: Wenn ein Räuber ein anlockendes Signal abgibt, um eine potenzielle Beute zu ihrem Nachteil zu täuschen, sprechen wir von aggressiver Mimikry. Meeresfische wie der Seeteufel (Lophius piscatorius) locken mit Hautlappen, die in Form von Würmern ausgebildet sind, kleine Fische an, die dann verspeist werden. Auch die Anlockung von Tieren, die eine Dienstleistung für die nachahmende Art erbringen sollen, gehört hierher (zum Beispiel die Fliegenragwurz, die durch Imitation Insekten anlockt um ihre Pollen zu verbreiten, aber keine Gegenleistung erbringt).

- keine direkte Interaktion zwischen den Organismen

- betrifft aller Mitglieder der Population gleichermassen

- ein Individuum verbraucht eine Ressource und reduziert so die Verfügbarkeit dieser für andere Individuuen der Population

- z.B. Hohe Dichten an Zebras -> weite Strecken zur Nahrungssuche -> schlechte Kondition

-> Anfällig für Krankheiten, geraubt zu werden, Hungertod, weniger Junge

Selbstregulierung

- direkte Interaktion zwischen den Individuen einer Population

- betrifft nicht alle Mitglieder der Popukation gleichermassen

- z.B. aktive Verteidigung von Territorien

- Auswirkung auf Sterblickeit oder Fortpflanzung falls schlechtes Revier

1. Konkurrenzausschlussprinzip  eine Art wird verdrängt)

- zwei oder mehrere Arten können nich in gleicher Nische koexistieren

- stärkere Art verdrängt schwächere

z.B. Wasserlinsen im Aquarium

2. Koexistenz (die Ressourcen werden geteilt)

- Die Nische , in der man die unterlegene Art findet ist kleiner als die Nische, die die Art ohne ihren Konkurrenten belegen würde

z.B. Mischwald

Zielkonflikte, da z.B die Energie der Tiere die ihnen im Leben zur Verfügung stehen limitiert sind. Es müssen Kompromisse gefunden werden, z.B zwischen Anzahl Nachkommen un deren Grösse.

- Pflanzen und Tiere mit hoher Sterblickkeitsrate, produzieren oft kleine, dafür viele Nachkommen

-Lebensstrategien werden entwickelt, entscheidend dabei ist immer die Reproduktionsleistung!!!

stabil: Population kann Kapazitätsgrenze erreichen, führt zu Konkurrenz, müssen ausgerichtet sein auf Konkurrenzfähigkeit

instabil: Organismus muss jede Gelegenheit für Reproduktion nutzen, es kommt auf Menge an und nicht die Qualität der Nachkommen

- Umweltbedingungen (z.B. Klima) sind relativ konstant

- Sterblichkeit anhängig von Populationsdichte

- relativ stabile Sterberaten, relativ geringe Juvenilsterblichkeit

- Populationsgrösse relativ konstant, errreicht Kapazitätsgrenze des Habitats

- gesättigte Habitate, keine Erschliessung neuer Habitate möglich

- eher ältere Habitate

-grosse Grösse

- Lange Reifezeit

- späte erste Fortpflanzung

-wenige Nachkommen pro Fortpflanzung

- oft mehrere Fortpflanzungen

- grosse Nachkommen oder Samen

- meist niedrige Sterberate

- lange Lebensdauer

- Umweltbedingungen hochvariabel

- variable Sterblickkeitseinbrüche, häufig katastrophale Bevölkerungseinbrüche

- Mortalitätsfaktoren weitgehend unabhängig von der Populationsdichte

- Populationsgrösse extrem schwankend, selten die Kapazitätsgrenze des Habitats erreichend

- Möglichkeit der Neu- oder Wiederbesiedlung von Habitaten durch räumliche Ausbreitung

- kleine Grösse

- kurze Reifezeit

- frühe erste Fortpflanzung

- viele Nachkommen pro Fortpflanzung

- kleine Grösse der Nachkommen/Samen

- hohe Sterberate

- kurze Lebensdauer

Source Population: geben Individuuen an andere Populationen ab (Überschussproduktion)

Sink Population: Nehmen Individueen auf, das Wachstum wird durch zuwandernde Populationen getragen

Eine Metapopulation ist eine Gruppe räumlich getrennter Populationen einer Art (Teilpopulation) zwischen denen es gelegentlich zu Individueenaustusch und damit eingeschränktem Genaustausch kommt. Das räumliche Muster besiedleter Gebiete ändert sich ständig (dynamisches Gleichgewicht).

-nicht nur ozeanische Inseln gemeint

- auch Habitatsinseln auf dem Festland, getrennt durch Berggipfel, Seen, fragmentierte Waldstücke usw.

-artenreichtum hängt von Fläche ab

- meist herrscht ein Gleichgewicht

- nutzt seinen Wirt als Habitat

- abhängig von mindestens einem lebensnotwendigen Nährstoff des Wirtes

- schädigt Wirt, tötet ihn aber nicht

Mikro: sehr klein, zahlreich, vermehren sich direkt im Körper des Wirtes, leben im innern der Zellen des Wirtes

z.B. Bakterien, Protozoen (Malariaerreger, Schlafkrankheit)

Makro: wachsen in (Endoparasit) oder auf (Ektoparasit) dem Körper, oder in Körperhöhlen der Wirte und nicht in den Zellen.

bei Pflanzen leben sie intrazellulär

bei Angiospermen unterscheidet man Vollschmarotzer (kein Chlorphyll) und Halbschmarotzer (machen selber Photosynthese)

- töten den Wirt am Ende der Larvenentwicklung

- Parasiten sind meist Insekten die Eier ablegen

-Schlüpfende Larve ernährt sich vom Wirt und tötet ihn

-z.B. Schlupfwespe

- eine Form der Tarnung, bei der ein Lebewesen in Gestalt, Farbe und Haltung ein Teil seines Lebensraumes annnimmt und kann für Feinde nicht gesehen werden

dabei gibt es 3 Mimese Arten: 

Zoomimese: Nachahmung von Tieren

Phytomimese: Nachahmung von Pflanenteilen oder Pflanzen

Allomimese: Nachahmung von unbelebten Gegenständen

Zusammenleben von zwei Arten in einem engen wechselseitigen Verhältnis zum beideitigen Nutzen

z.B. für Schutz von Feinden, Transport und Nahrung

Obligater Mutualismus: Art ist ohne ihren Partner nicht lebensfähig z.B. Darmbakterien-Wiederkäuer

Fakultativer Mutualismus: Art könnte auch ohne Partner leben z.B Ameisen-Akazien, Putzerfische und Ihre Kunden

Symbiose ist eine obligate und dauerhafte Verbindung zweier Arten. Speziallfall von Mutualismus. 

z. B. Flechten und Pilz, Pflanzen und Mykorriza

Ektomykorrhiza: das Pilzmyzel bildet dichte Mäntel um die Pflanzenwurzel

Endomykorrhiza: Hyphen dringen ind die Wirtszelle ein und bilden Vesikel und Arbuskel

Siehe Skript Kapitel 4.6 für Bild

Ökologische Bezeichnung zwischen Organismen unterschiedlicher Art. Beziehungen die einem beteiligten nützen, dem anderen aber weder schadet noch nützt.

Bsp. Kuhreiher und Afrikanischer Wasserbüffel -> Kuhreiher profitiert von aufgescheuchten Insekten

Bsp. Aufsitzerpflanzen

sind alle chemischen und pysikalischen Einflüsse, die von der unbelebten Umwelt ausgehen.

Alles was ein Organismus konsumieren kann oder benötigt und dann keinem anderen Organismus mehr zur Verfügung steht.

Bsp. Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Phosphor, Stickstoff oder auch Wasser, Nahrung, Lebensraum, Nistplätze

Merke: Alle Ressourcen sind Gegenstand der Konkurrenz

-es braucht ein Minimum an Ressourcen zum überleben, sonst stirbt das Lebewesen

- an einer gewissen Menge ist die Ressource optimal (Wachstum), mehr ist nicht mehr nützlich oder gar schädlich

- Faktoren die nicht verbraucht werden können z. B. Temperatur, Strahlung, pH, Wind usw.

-Lebewesen können ihre Umweltbedingungen auch Verändern z.B. Bäume machen Schatten, durch Ausscheidungen wird der pH verändert

- es gibt ein Minimum und ein Maximum, Optimum liegt dazwischen z.B. bei tiefen Temperaturen erfriert das Lebewesen, bei zu hohen werden die Proteine derart verändert, dass es auch stirbt.

Das Wachstum richtet sich an den Faktor, der das Wachstum am Meisten beschränkt. D.h. alle Umweltbedigungen müssen im richtigen Bereich liegen und alle Ressourcen müssen in genügender Menge vorhanden sein, damit das Lebewesen überleben kann. Wenn nur eine Ressource oder Umweltbedingung ausserhalb des tolerierbaren Bereichs ist, stirbt es.

fundamental: Ressourcen und Umweltbedingungen, die Vorraussetzung für das Leben einer Art sind.

realisierte: Bedingungen unter denen die Art wirklich vorkommt. stark eingeschränkt, da Fressfeinde, Konkurrenz, Krankheiten, darum immer viel kleiner als fundamentale 

Trophische Stufen sind die Nahrungskettepositionen die einzelne Lebewesen haben im Ökosystem. Es geht meist von einem Produzent aus und darauf folgen mehrere Konsumentenstufen (Verbraucher).

Bsp. Blätter der Eiche (Produzent) werden gefressen von Raupe (Konsument 1), Raupe wird gefressen von Kohlmeise (Konsument 2), Kohlmeise wird gefressen von Sperber (Konsument 3)

Produzenten sind die am Anfang einer Nahrungskette, die etwas herstellen und welches dann den Konsumenten als Nahrung dient.

Konsumenten, konsumieren die vom Produzenten hergestellten Produkte (Eichenblatt und wiederum auch den nächst tieferen Konsument)

Destruenten sind z. B. Pilze.

Merke: Parasiten passen nicht ins System, und können nicht eingeordnet werden.

Jeder Lenbensvorgang beeinhaltet Energieumwandlungen.

Bei chemischen Reaktionen: Umwandlung in Wärmeenergie, Bewegungsenergie, Stofftransport, neue chemische Bindungen

Es ist immer gleich viel Energie vorhanden, einfach in anderer Form.

Wärmeenergie nicht merh zurückwandelbar, deshalb verloren.

Leben auf der Erde, Energiequelle ist die Sonne, einzige.