Q2 - Ökologie

dass gleichwarme Tiere (Vögel, Säugetiere) in kalten Regionen tendenziell größer sind als ihre Verwandten in wärmeren Gebieten, da ein geringeres Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis den Wärmeverlust minimiert

besagt, dass gleichwarme (homoiotherme) Tiere in kälteren Regionen kleinere Körperanhänge (Ohren, Schwänze, Beine) haben als nah verwandte Arten in wärmeren Gebieten

1. Fotoperiode (Tageslänge)
- Verhältnis von Hell- & Dunkelzeit ist ein wichtiges Signal für Jahresrhytmen
- Bsp: Zugvögel und wann sie Fettreserven anlegen müssen, Start des Vogelzugs usw
- nimmt Einfluss auf die innere Uhr
steuert auch Tagesrythmus
- steuert Hormonhaushalt, wie auch Melatonin
- beeinflusst wie sich das Tier fühlt und wie aktiv es ist

1. Licht als Wachstumsfaktor
- Intensität bestimmt Fotosyntheseleistung
- jede Pflanze hat artspezifische Lichttoleranzbereiche, benötigen also unterschiedliche Intensität
Fotoperiodismus
- Steuerung des pflanzlichen Blattaustrieb, Wachstum, Blütenbildung & Verhalten nach täglicher Belichtungszeit

ektotherm & poikilotherm

Körpertemperatur = Umgebungstemperatur (können Körpertemperatur nicht selbst regulieren)
- Stoffwechsel beruht auf chemischen Reaktionen
- steigende Temperatur = erhöhte Brownsche Molekularbewegung --> schnellere Reaktion möglich
- gilt nur bis zum Temperaturoptimum der Enzyme danach denaturieren sie irreversiebel & Stoffwechsel bricht zusammen

endotherm & homoiotherm

- halten konstante Körpertemperatur
- bedeutet hoher Energiebedarf, besonders bei Kälte --> daher auch Isolationsmechanismen, wie Fell, Federn oder Fett

Zwei Anpassungstypen:
- stenotherm = geringe Temperaturtoleranz
- eurytherm = breite Temperaturtoleranz

1. wechselwarme Tiere

2. gleichwarme Tiere

3. Temperaturtoleranz
- Bereich in dem ein Tier überleben + sich fortpflanzen kann
- definiert durch Minimum, maximum, Präferendum (Optimum)
- bestimmt Verbreitung, Aktivität und Lebensraumwahl

1. artspezifische Temperaturtoleranz
- Minimum, Maximum, Optimum bestimmen Keimung, Wachstum und Blüte
- zu niedrige Temp. --> Wachstumsstopp
- zu hohe Temp. --> Enzyme denaturieren -> Stoffwechsel bricht zusammen
2. Frostresistenz
- Frostharte Pflanzen entziehen Wasser aus Zellen --> weniger Eiskristalle
- Einlagerung von Zuckern --> Gefrierpunkt wird gesenkt
3. Grundsätzliche Anpassungen
- Wüstenpflanzen --> dicke Cuticula & kleine Spaltöffnungen --> Verdunstungschutz

nimmt Einfluss auf Temperaturverläufe, Stofftransport und Lebensbedingungen in Ökosystemen. Lebewesen müssen, durch Anpassungen, sich an die regionalen Wasserverhältnisse gewöhnen
1. Wasserhaushalt
Stenohydre Organismen können im Gewebe nur kleine Wasserschwankungen ertragen --> geringer Toleranzbereich
Euryhydre Organismen vertragen große Schwankungen des Wassergehalts, ohne Schaden zu nehmen

Beispielsweise verengen Pflanzen ihre Spaltöffnungen, sodass weniger Wasser kondensieren kann

Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel

Eine Temperaturerhöhung um 10° verdoppelt bis vervierfacht die Geschwindigkeit von Reaktionen (besonders biochemische Prozesse)
Die Regel gilt nur bis zum Temperaturoptimum, da danach die Enzyme & Proteine denaturieren

beschreibt die Toleranz eines Lebewesens auf einen abiotischen Umweltfaktor

Toleranzbereich - gesamte Spannweite zsichen Minimum & Maximum

Minimum & Maximum - sind die äußersten Punkte an denen der Organismus noch eine Reaktion zeigt
Optimum - ist der Hochpunkt und dadurch maximale Leistung des Lebewesens

Pessimum - überleben Möglich aber keine Fortpflanzung
Präferendum - optimaler Bereich -> beste Lebensbedingungen & Fortpflanzung möglich

beschreibt das Potenzial (den Toleranzbereich) einer Art, ohne Konkurrenz durch andere Arten, einen spezifischen Umweltfaktor zu tolerieren

beschreibt das Potenzial (den Toleranzbereich) einer Art, unter Einbezug von Konkurrenz und biotischen Faktoren, einen spezifischen Umweltfaktor zu tolerieren

sind Einflüsse der belebten Umwelt auf auf ein Lebewesen innerhalb eines Ökosystems

befassen sich mit:
- Konkurrenz
- Parasitismus
- Symbiose
- Räuber-Beute-Beziehungen

1. Intraspezifisch
- innerartliche (z.B. um Nahrung, Revier, Partner)
2. Interspezifisch
- zwischen Arten (z.B. gleiche Nahrung --> Konkurrenz)

Konkurrenzvermeidung - Arten spezialisieren sich auf leicht unterschiedliche Ressourcen -> beide können überleben

Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip
- beide Arten nutzen die selbe Ressource -> stärkere verdrängt schwächere

eine ungleiche Beziehung zwischen zwei Organismen, in welcher eine der anderen schadet und gleichzeitig einen Nutzen aus ihr zieht. Der Parasit lebt auf oder in Wirt.

1. Parasitenarten
- Endoparasit: im Wirt (z.B: Bandwurm)
- Ektoparasit: außen am Wirt (z.B. Laus, Zecke)
nach Dauer (Ektoparasiten):
- temporär = nur zur Nahrungsaufnahme am Wirt
- permanent = dauerhaft auf dem Wirt
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- Obligater Parasit: kann ohne Wirt nicht überleben
- Fakultativer Parasit: benötigt nicht unbedingt einen Wirt
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2. Pflanzliche Parasiten
- Halbparasit: eigene Photosynthese, entnimmt Wasser/Nährstoffe
-Vollparasit: kein Chlorophyll, entzieht alles (Mistel)

eine gegenseitige Wechselbeziehung, bei der beide Organismen profitieren

- Ektomutualismus → außerhalb des Partners

- Endomutualismus → innerhalb des Partners

- Obligater Mutualismus → dauerhaft abhängig

- Fakultativer Mutualismus → nicht dauerhaft abhängig

Mykorrhiza Pilz -> bekommt Zucker
Baum -> bekommt Nährstoffe

- beteiligt sind immer zwei Lebewesen
- Beute -> wird gefressen
- Räuber -> ernährt sich von Beute

Anzahl der Räuber beeinflusst entgegengesetzt die Anzahl der Beute --> gegensinnige Beziehung
- mehr Räuber = weniger Beute
- weniger Räuber = mehr Beute

Anzahl der Beutetiere beeinflusst die Anzahl der Räuber --> gleichsinnige Beziehung
- mehr Beute = mehr Räuber
- weniger = weniger

!Wichtig! --> Beeinflussung der Populationsanzahl verläuft leicht zeitversetzt, da die eine Population auf die andere reagiert

alle Wechselwirkungen einer Art im Ökosystem, welche biotische und abiotische beinhalten.

Die ökologische Nische zeigt den Platz und die Funktion einer Art innerhalb ihres Ökosystems.

Fortpflanzungserfolg und Beitrag zum Genpool der nächsten Generation, einzelner Individuen, im Vergelich zu anderen Individuen, innerhalb einer Art

Ein Ökofaktor wird dann zum Selektionsfaktor, sobald er die reproduktive Fitness einzelner Individuen unterschiedlich beeinflusst

Bsp: Temperatur --> Kaiserpinguine in Kälte größer weil dadurch weniger Wärme verlieren und bessere Überlebenschancen haben

ist ein räumlich abgrenzbarer Lebensraum, der durch eine spezifische Kombination abiotischer Umweltfaktoren (Temperatur, Wasser, Licht, Bodenbeschaffenheit) geprägt wird. Er ist die kleinste Einheit der Biosphäre und bildet den unbelebten (abiotischen) Teil eines Ökosystems.

ist die Gemeinschaft aller Organismen verschiedener Arten – Tiere, Pflanzen, Pilze und Mikroorganismen –, die in einem Biotop zusammenleben und miteinander interagieren. Sie umfasst also alle biotischen Faktoren eines Lebensraums, einschließlich aller Wechselwirkungen wie Räuber-Beute-Beziehungen, Symbiosen und Konkurrenz.

es gibt zwei Grundsätze. ist die Artenvielfalt höher dann ist sie abundanz niedriger und ist die Artenvielfalt niedriger dann ist die abundanz höher

Pflanzen und Algen nehmen CO₂ aus der Atmosphäre auf und bauen durch Fotosynthese organische Kohlenstoffverbindungen (Glukose, Stärke) auf – also Biomasse. Sie sind die einzigen, die Energie des Sonnenlichts in chemische Energie umwandeln können

Sie fressen Biomasse anderer Organismen und bauen sie in eigene Biomasse um:

Primärkonsumenten (K1) – Pflanzenfresser, z. B. Hase frisst Gras

Sekundärkonsumenten (K2) – Fleischfresser, z. B. Fuchs frisst Hase

Tertiärkonsumenten (K3) – z. B. Uhu frisst Fuchs

Alle Konsumenten geben durch Zellatmung wieder CO₂ ab

Pilze, Bakterien und Regenwürmer zersetzen tote Biomasse (abgestorbene Tiere, Pflanzen, Kot) zurück in anorganische Stoffe wie CO₂, Wasser und Mineralsalze. Diese Nährstoffe stehen dann wieder den Produzenten zur Verfügung – der Kreislauf schließt sich.

- können alle lebensnotwendigen organischen Stoffe (Glucose, Fette, Proteine) selbst herstellen
- unabhängig von anderen Organismen
- betrifft nur Produzenten

können organische Stoffe nicht selbst herstellen und sind darauf angewiesen, organische Substanzen durch Fressen anderer Organismen aufzunehmen.

- Konsumenten

Sonnenlicht
↓
CO → [Produzenten] → Biomasse (organ. C)
↓
[Konsumenten K1, K2, K3]
(Fressen + Zellatmung → 1 Teil CO₂ zurück in die Atmosphäre)
↓
[Destruenten]
(Zersetzen → CO₂ + Mineralsalze)
↓
zurück in die Atmosphäre

ist ein System, welches alle Räuber-Beute- & Nahrungsbeziehungen abdeckt, die in einem Ökosystem vorhanden sind

- hat keinen festen Start und Stopppunkt

Gliederung:
- unterste Ebene: Produzenten
- drei obenliegenden Ebenen bestehen aus verschiedenen Konsumenten 1.-3. Ordnung
- an der gesamten linken Seite befinden sich Destruenten, die alle der 4 Ebenen zersetzen

Energie durchläuft nur einmal den Kreislauf

1. Primärproduktion

2. Sekundärprodution

Effizienz:
- Konsumptionseffizienz = Wie viel Prozent der verfügbaren Biomasse tatsächlich gefressen wird
- Assimilationseffizienz = Wie viel der gefressenen Energie wird tatsächlich durch den Verdauungstrakt ins Körperinnere aufgenommen
- Produktionseffizienz = Wie viel wird nicht für Zellatmung verbraucht sondern für Wachstum und Fortpflanzung

Produzenten fixieren Energie, während der Fotosynthese in Form von Biomasse --> diese steht danach für das ganze Ökosystem bereit

Bruttoprimärproduktion - gesamte Primärproduktion
Nettoprimärproduktion - restliche Biomasse welche nach Zellatmung noch zu Verfügung steht

Konsumenten können nur einen Teil der aufgenommenen Energie assimilieren - der Rest wird wieder ausgeschieden

Konsumenten besitzen einen Grundumsatz und müssen Bewegungsenergie aufbringen --> deshalb bleibt noch weniger Energie für die Entwicklung des Konsumenten übrig

Treibhausgase (CO₂, CH₄) absorbieren Wärmestrahlung der Erde → Temperatur steigt

Natürlich: lebensnotwendig (+33 °C Wärmung)

Anthropogen: Verbrennung fossiler Stoffe & Landwirtschaft → zu viel CO₂/CH₄ → Erderwärmung

CH₄ ist ~25× klimawirksamer als CO₂, aber kürzer in der Atmosphäre

Misst: Wie viel Fläche braucht ein Mensch für seinen Lebensstil?
Biokapazität Erde: ~1,7 gha/Mensch
Deutschland: ~5 gha → 3× zu viel → nicht nachhaltig