Ökologie

• Bäume mit Pilzen
• Fäden des Pilzes umschliessen die Wurzeln und dringen zwischen die Zellen
• Pilz erhält vom Baum Zucker und liefert ihm Wasser und Mineralstoffe

• Fortpflanzungsgemeinschaft aller Individuen einer Art, die in einem Ökosystem leben und sich miteinander fortpflanzen könn(t)en
• Zwei Seiten: Zusammenarbeit und Konkurrenz
• Merkmale: Grösse, Dichte, räumliche Verteilung, Altersstruktur, Geburten- und Sterberate, Zu- und Abwanderung

• Individuen einer Population unterscheiden sich in individuellen Merkmalen
• Genpool: Reservoir aller Allele einer Population 
• Durch Mutationen wird der Genpool grösser, durch Selektion kleiner
• Variabilität der Population erhöht die Chancen zu überleben

• Pflanzen durch Auszählen
• Tiere durch Fallen
• Fang-Wiederfang-Methode: Lebewesen werden gefangen, gezählt, markiert und wieder freigelassen. Dann wiederholt man das Fangprozedere

\(relative Wachstumsrate = {Geburtenzahl-Sterbefälle (im definierten Zeitraum) \over Individuenzahl (zu Beginn des Zeitraums}\)

• Licht, Temperatur, Wasser, Wind und Bodeneigenschaften wirken sich auf Population unabhängig von ihrer Dichte aus
• Limitieren das Wachstum, wirken aber nicht regulierend
• Wirkung spezifischer Feinde ist dichteunabhängig. Ein Fuchs, der ein Hasen oder Mäuse fressen kann, wird mehr Hasen fressen, wenn das Hasen-Angebot steigt

• Wirken regulierend; bremsen Wachstum stark, je grösser die Population wird.
• Können mit steigender Populationsgrösse abnehmen oder zunehmen
• Nahrungsmenge, ansteckende Krankheiten, sozialer Stress sind dichteabhängige Faktoren
• Bei einigen Arten führt die hohe Populationsdichte zur Abwanderung

• Vor allem bei Insekten und kleinen Nagetieren schwankt die Populationsdichte ohne erkennbare äussere Gründe -> innere Faktoren
• Bsp. Feldmäuse: Vermehren sich und beim Erreichen einer gewissen Dichte beginnt die Abwanderung. Weil fortpflanzungsfreudige Mäuse stärker zur Abwanderung neigen, nimmt Anteil durch Abwanderung ab. Die zurückgebliebenen Mäuse wachsen und vermehren sich langsamer

• Erste Volterra-Regel: periodische Populationsschwankungen. Schwankungen der Räuberpopulation folgt den Schwankungen der Beutepopulation verzögernd
• Zweite Volterra-Regel: Konstanz der Mittelwerte
• Dritte Volterra-Regel: schnellere Erholung der Beute

• Je mehr verschiedene Arten von Beute und Feinden eine Population hat, umso stabiler ist ihre Individuenzahl. In einer beziehungsreichen Biozönose sind darum die Massenwechsel geringer als in einer beziehungsarmen; sie ist stabiler
• Das Artenreichtum hängt von der Zahl der ökologischen Nischen und damit von den Ökofaktoren des Systems ab
• In artenreichen Biozönosen gibt es viele Beziehungen zwischen den Populationen

• Produzenten stellen organisches Material aus anorganischem her
• Konsumenten fressen andere Lebewesen
• Destruenten fressen organische Abfälle

Autotrophe Pflanzen 

• Heterotrophe Tiere
• Primärkonsumenten (Pflanzenfresser)
• Sekundärkonsumenten (Fleischfresser, die vorwiegend Pflanzenfresser fressen)
• Tertiärkonsumenten (Fleischfresser, die vorwiegend Fleischfresser fressen)
• Allesfresser (sowohl Pflanzenteile als auch Tiere)

• Vollständige: geschlossene Stoffkreisläufe
• Unvollständige: eine Gruppe über- oder untervertreten. Beispiel: in der Tiefsee fehlen die Produzenten, in den Mooren ist die Zahl der Destruenten zu klein und in den Wäldern fehlen die grossen Fleischfresser

• Bruttoprimärproduktion (BPP): Masse der von den Produzenten gebildeten energiereichen Stoffe
• Nettoprimärproduktion (NPP): nach Abzug des Materials, das die Produzenten zur Energiebeschaffung dissimilieren
• Nettoprimärproduktivität: die von allen Produzenten auf einer bestimmten Fläche in bestimmten Zeitraum gebildete Biomasse. 

• Nettoproduktion von einer Ebene zur nächsten nimmt im Mittel um 90% ab. 
• Meist nehmen mit der Nettoproduktion auch die Biomasse und die Zahl der Individuen von einer Ebene zur nächsthöheren ab

• Nahrungspyramiden sind im Gegensatz zu Energiepyramiden nicht immer pyramidenförmig

• Kohlenstoff kommt in der Natur als organische Verbindungen, als CO₂, in Carbonaten und in fossilen organischen Kohlenstoffverbindungen vor
• Wichtigste Umwandlungsvorgänge: Assimilation, Dissimilation und Verbrennungsvorgänge, Kohlenstoffdioxid löst sich im Wasser, Carbonate lagern sich in Sedimenten ab

• Statisches Gleichgewicht: Wert einer bestimmten Grösse bleibt konstant, weil sich die entgegengesetzten Kräfte die Waage halten
• Dynamisches Gleichgewicht: Wert der Grösse bleibt konstant, weil zwei entgegengesetzte Vorgänge gleich schnell ablaufen. Vorteil: System kann sich an wechselnde Bedingungen anpassen. Biologische und ökologische Gleichgewichte sind dynamisch
• Im Biozönosen Gleichgewicht ändern sich Zahl und Art der Population praktisch nicht
• Kleine Störungen können umso besser ausgeglichen werden, je artenreicher die Biozönose ist
• Stoffaufbau und Stoffabbau halten sich ebenfalls die Waage 

Artenarme, unstabile Pionier-Biozönose wird im Verlauf von Jahrzehnten abgelöst durch artenreiche Schlussgesellschaft (Klimaxgesellschaft). Abfolge wird Sukzession genannt

• Primärsukzession: Sukzession, bei der neuer Lebensraum besiedelt wird
• Sekundärsukzession: Sukzession, nach grober Störung wie Brand od. Überschwemmung

Produzenten überwiegen, Biomasse steigt. Artenzahl ist gering, Dichteschwankungen sind hoch. Alleskönner und r-Strategen überwiegen. Nahrungsketten sind kurz und ein wenig verzweigt

Zahlenverhältnis ist ausgewogen, Stoffkreisläufe geschlossen, Artenzahl hoch, Dichteschwankungen gering. Spezialisten dominieren, K-Strategen überwiegen. Nahrungsketten sind lang und verzweigt

• Optimistisches Szenario (Szenario A): wenn erneuerbare Energien stark gefördert werden
• Pessimistisches Szenario (Szenario B): starke Nutzung fossiler Energieträger
• Niederschlag: wird in den höheren Breiten zunehmen und in den Tropen und Subtropen abnehmen
• Mit steigender Temperatur sinkt die Löslichkeit von CO₂ in den Ozeanen

• Viel mehr positive als negative Rückkopplungen, d.h. Erwärmung führt zu Veränderungen, die die Erwärmung weiter verstärken
• Weitere Folgen: Überflutungen, Meeresströmungen ändern sich, Absterben von Korallenriffen, extreme Wettersituationen, Arten werden aussterben, tropische Krankheitserreger breiten sich aus