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Ökosystem
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- Ist die Einheit der Organismen einer Biozönose
und der Umweltfaktoren des Dazugehörigen Biotops,
einschließlich der Wechselbeziehungen
- Bestehend aus:
- Produzenten
- Konsumenten
- Destruenten
- Kennzeichen:
- offene strukturierte Systeme
- ständiger Stoff- und Energiestrom
- biologisches Gleichgewicht zwischen den einzelnen
Elementen
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Bsp.:
Ökosystem Wald
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Lebensraum
(Biotop)
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Lebensgemeinschaft
(Biozönose)
- bestehend aus Pflanzen, Tieren, Pilzen, Bakterien
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Teil Lebensräume:
- Bäume
- Baumhöhlen
- Waldtümpel usw.
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Teil
Lebensgemeinschaften
- Organismen auf Bäumen
- Organismen in Wald
- usw.
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Wechselbeziehungen:
- zwischen den Organismen (z.B. Konkurrenz,
Symbiose, Blüte- Insekt
- zwischen Organismen und abiotischen
Umweltbeziehungen (z.B. Pflanze-Licht, Froschlarfe-Waldtümpel
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abiotische Faktoren
Reaktionen bei Tieren:
- offeriert bei Tieren die Aktivitätszeiträume,
Verhaltensweisen und Entwicklungszyklen
- lichtaktive, dämmerungsaktive, nachtaktive Tiere
- Bsp.:
- singen verschiedener Vogelarten (Gesangsbeginn)
- Beutefangverhalten (Ausfliegen der Fledermäuse)
Reaktionen von Pflanzen:
-
Pflanzen besiedeln je nach
Lichtintensität
unterschiedliche Biotope
-
Pflanzen zeigen je nach
Lichtintensität einen
unterschiedlichen Blattaufbau
-
Pflanzen bilden je nach täglicher
Belichtungszeit ihre
Blüten unterschiedlich aus.
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Kurztagspflanzen
-
Langtagspflanzen
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Lichtpflanzen
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Schattenpflanzen
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Charakteristik
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- gedeihen optimal bei voller Belichtung
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- ertragen keine volle Belichtung
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Blattbau
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- gestaffelte Palisaden- und Schwammschicht
- kleine Blattfläche
- enge Interzelluläre
- starke Kutikula
- eingesenkte Spaltöffnungen
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- flach ausgebildete Palisaden- und Schwammschicht
- kegelförmige Zellen im Palisadengewebe
- große dünne Blattunterflächen
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Vorkommen
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- Gesteinsfluren
- Wegränder
- niedriger Rasen
- Schutthalden
- Steppen
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- Kraut und Strauchschicht von Wäldern
- Schattenblätter existieren an Laubbäumen
auch neben Sonnenblättern
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Vertreter
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- meisten Kulturpflanzen
- echte Kamille
- roter Klee
- Waldkiefer
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- Aronstab
- Haselwurz
- Maiglöckchen
- Waldsauerklee
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Wasser
Gestaltstyp
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Hydrophyten
(Wasserpflanzen) |
Hygrophyten
(Feuchtpflanzen) |
Mesophyten
(wandlungsfähige Pflanzen)
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Xerophyten
(Trockenpflanzen
ohne Sukkulente)
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Beispiel
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Standort
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- wechselfeucht oder winterkalt
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- trocken
- Wüste, Steppe, Trockenrasen
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Blätter
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- Schwimmblätter:
- große Interzeluläre
- Spaltöffnungen nur
auf Blattoberseite
- Unterwasserblätter
- feinzipfelig
- Zellen zartwandig
- Cutikula fehlend
- Spaltöffnungen oft fehlend
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- große, oft dünne Laubblätter
- Spaltöffnung oft herausgehoben
- große Interzellularen
(transpirationsfördernde Maßnahmen)
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- meist weiche Blätter
- Blattabwurf in Trockenzeit (z.B. Winter)
- Spaltöffnungen an der Blattunterseite
- bei krautigen Pflanzen überdauern unterirdische
Organe
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- Blattabwurf oder kleine, überdauernde, harte
Blätter
- schnell schließende, oft versenkte
Spaltöffnungen
- verdickte Epidermis und Cutikula (Transpiration
einschränkende Maßnahmen)
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Sprossachse/
Leitbündel
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- zart
- Reduktion der Leitgefäße
- Luftkanäle
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- zarte, oft hohe Stengel
- weite zarte Gefäße
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- derb
- dicke Rinde
- starke Leitbündel
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- fest
- gut ausgebildetes Leitbündel
- starke Gefäße
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Leitbündel
pro
Flächeneinheit
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Wurzelsystem
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- schwach ausgebildet
- niedriges osmotisches Potential
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- stark ausgebildet
- oft auch Speicherorgan
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- sehr gut entwickelt
- hohes osmotisches Potential
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Anpassung der Tiere:
- Stoffwechselprozesse
- Osmoregulation --> Wasserhaushalt der Zelle -
Zellinnendruck
- Transport und Aufnahme von wasserlöslichen Stoffen
- Ausscheidung von Reststoffen und giftigen Substanzen
- Regulation der Körpertemperatur
Wasserhaushalt der Tiere:
im
Wasser lebende Tiere
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Feuchtlufttiere
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Trockenlufttiere
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- notwendige Anpassung an die unterschiedliche
Zusammensetzung des Wassers
- Bsp.:
- Robben
- Wale
- Fische
- Schildkröten
- Miesmuschel
- Körperflüssigkeit passt sich der
äußeren Umgebung an
- Sie ist Isoton
- hat keine Osmoregulation
- Zuckmücke
- Ist Hypoton
- Reguliert konstant den Salzgehalt um einen
bestimmten Wert
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- Sind an eine hohe Luftfeuchtigkeit angepasst
- nehmen Wasser über die Haut auf, bzw. sind
Hautatmer
- Bsp.:
- Amphibien
- Nacktschnecken
- Bodenorganismen
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- müssen die Ausscheidung von Wasser verringern
- durch Körperbedeckung
- Wasserarme Ausscheidungsprodukte
- Verhaltensanpassung
- Bsp.:
- Wüstenspitzmaus
- Dromedar
- geht Sparsam mit Wasser um
- gibt max 10% des Blutwassers ab
- wenig Urin
- wenig Wasser im Kot
- wenig Schweiß
- Aufnahme von Wasserdampf durch die Nasenlappen
(aus der Ausatemluft
- kann hohe Wasserverluste ertragen
- schneller Wasserersatz
- kleine Ohren und Nase
- wechselnde Körpertemperatur
- Wassergewinn mit Hilfe der Fettverdauung aus
Höckern
- Mehlkäfer
- kann mehrere Jahre ohne die Aufnahme von Wasser
im Mehl überleben
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Temperatur
Anpassung der Tiere:
poikilotherm
(wechselwarme Tiere)
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homoioterm
(gleichwarme Tiere)
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- passen sich ihrer Umgebungstemperatur an:
- Änderung der Körpertemperatur (keine
eigene Temperaturregelung)
- Geschwindigkeit der Lebensvorgänge
- Kältestarre
- Verhaltensweise
- Aufenthalt in der Sonne
- oder Höhle
- Wirbellose Tiere
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- konstante Körpertemperatur
- zwischen 35-44°C
- schwankt um max 1°C
- Muskelbewegung dient der Wärmeerzeugung
(Muskelzittern)
- gut isolierte Körperabdeckung
- wärmedämmendes Fett
- Leistungsfähiger Blutkreislauf
- präzise arbeitendes Regelsystem
- Einrichtungen zur Wärmeabgabe und Kühlung
- bis zu 90% der Energie für Wärmeproduktion
- unvollkommenen gleichwarme Tiere:
- vollkommene gleichwarme Tiere:
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Vorteile:
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- geringer Energieverbrauch
- weniger Energieaufnahme
- da Tiere nur bei idealen Temperaturen aktiv sind
- keine Nahrungssuche im Winter
- keine Reserve anlegen
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- Aktivität bei kälteren Temperaturen
- können auch kalte Regionen besiedeln
- breites Aktivitätsspektrum
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Nachteile
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- sind nicht bei Kälte aktiv
- leicht Beute
- können nur Gebiete besiedeln die
Günstige Temperaturverhältnisse zeigen
- leichte Beute bei ungünstigen Temperaturen
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- sehr hoher Energieverbrauch
- viele Überlebensstrategien notwendig um
ungünstige Zeiten zu überstehen
- Winterschlaf
- Fettreserven
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Besondere Anpassungen
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- Kältestare
- Stoffwechsel ist stark verlangsamt
- Körpertemperatur sinkt mit der
Umgebungstemperatur bis auf Letalwerte ab
- Bsp.:
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- Winterruhe
- Schlaf von bestimmter Länge und Tiefe
- Körpertemperatur wird nur um Wenige Grad
abgesenkt
- mehrmaliges aufwachen zur Nahrungsaufnahme
- Bsp.:
- Winterschlaf
- Körpertemperatur wird bis auf 5°C
herabgesetzt
- alle Lebensfunktionen werden auf ein minimum gesetzt
- Energieumsatz ca10% des Grundumsatzes
- vorher wird ein Fettdepot angefressen
- Auslöser ist die Tageslänge
- können durch Tast- oder Kältereize
geweckt werden
- Bsp.:
- Hase
- Maus
- Murmeltier
- Fledermäuse
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Bergmannsche Regel
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- Tiere in kälteren Gebieten haben meist ein
größeres Gewicht und damit ein günstigeres
Körperoberfläche-Körpervolumenverhältniss =>
kleinere Oberfläche = geringere Wärmeabgabe
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Allensche Regel
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- Tiere in kälteren Regionen besitzen kürzere
bzw. kleinere Körperanhänge (Ohren, Schwanz, Beine) als ihre
Verwandten in wärmeren Gebieten
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Anpassung der Pflanzen:
- Um so geringer die Temperatur im Jahresdurchschnitt
ist, um so geringer fällt das Durchschnittliche Wachstum einer
Pflanze aus.
- Nord-Süd Gefälle
- Tolleranzbereich:
- ist die Spanne Innerhalb der Ausprägung eines
Umweltfaktors in der ein Organismus seine Lebensprozesse Aufrecht
erhalten kann (Begrenzt durch Maximum un Minimum) und Besitzt stets
ein Optimum
- ökologische Potenz:
- Vermögen des Organismus, Schwankungen von
Umweltfaktoren ohne Konkurrenz zu ertragen.
- Je mehr ökologische Potenz ein Organismus hat,
um so mehr Standorte kann er besiedeln
- Präferenzbereich:
- Bevorzugter Aufenthaltsort einer Art innerhalb des
Toleranzbereiches
- meist um das Optimum (Bereich höchster
Vitalität)
- Anpassung
am Beispiel von Alpinen Pflanzen:
- Zwergwuchs
- Rossettenbildung
- kleine Blätter
- Photosyntheseoptimum bei 15°C
- Photosyntheseminimum bei 0°C
- Polsterbildung
- Frostschutzmittel in den Zellen enthalten
Bodeneigenschaften
Zeigerpflanzen
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- Klette
- Hundsrose
- Wacholder
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- Zypressenwolfsmilch
- Wundklee
- kleiner Wiesenknopf
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- Sumpfdotterblume
- Sumpfehrenpreis
- Wasserminze
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- Brennessel
- Bärenklau
- Weiße Taubnessel
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- Preiselbeere
- Arnika
- Zittergras
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- Küchenschelle
- Leberblümchen
- Silberdistel
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- Kalkmangel- und Säurezeiger
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- Heidekraut
- Besenginster
- Heidelbeere
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- Queller
- Strandaster
- Strandnelke
- Strandflieder
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Pflanzengesellschaft
und Bodenreaktion
Die Wasserstoffkonzentration im
Bodenwasser wird als pH-Wert angegeben
biotische Faktoren
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Alle Einwirkungen auf
einen Organismus, die von einen anderen Organismus ausgehen, werden als
biotische Faktoren bezeichnet
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- Sie können:
- Fördern
- Symbiose
- Tierstaaten
- Brutfürsorge
- Hemmen
- Direkt
- Parasitismus
- Räuber-Beute-Beziehung
- Indirekt
- Einwirkungen von Organismengruppen auf die Umwelt
anderer Organismen
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Wechselbeziehungen zwischen
Organismen
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- intraspezifisch
- Wechselbeziehungen zwischen Individuen einer Art
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- interspezifisch
- Wechselbeziehungen zwischen artenverschiedenen
Organismen
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intraspezifische
Beziehungen
- Treten vor allen bei der geschlechtlichen
Fortpflanzung und bei der Bildung von Tiergemeinschaften
(Sozietäten) auf und wirken meist
fördernd
- Fortpflanzung
- Problem der partnerfindung
- Hilfe durch
- Lockstoffe
- artspezifische Reize
- auffällige Farben
- Muster
- Bewegungen
- Verhaltensweisen
- Rufe
- Tiergemeinschaften
- dienen der Brutflege
- der gemeinsamen Nahrungssuche
- Schutz vor abiotischen und biotischen Faktoren
- eine inerartliche Kommunikation ist Wichtig
Verbansform
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Beschreibung
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Nutzen
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Beispiele
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Schlafverbände
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- Artgenossen schlafen gemeinsam
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- Ausnutzung geringen Platzes
- Schutz vor Feinden
- wechselseitiges Aufwärmen
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Überwinterungsgesellschaft
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- Artgenossen überwintern gemeinsam
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- Ausnutzung geringen Platzes
- Schutz vor Feinden
- wechselseitiges Aufwärmen
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- Fledermäuse
- solitäre Bienen
- Kröten
- Kriechtiere
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Fraßgemeinschaften
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- Tiere bestimmter Entwicklungsstadien treffen sich zur
gemeinsamen Nahrungsaufnahme
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- Artgenossenstimmung
- Schutz vor Feinden
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- Schmeterlingsraupen
- Kartoffelkäferlarven
- Heuschrecken
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Jagdgemeinschaften
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- Artgenossen jagen gemeinsam
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- größere Beutetier können
überwunden werden
- besseres Fangergebnis
- schnellere Jagd
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- Pelikane
- Delphine
- Robben
- Hyänen
- Wölfe
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Wandergesellschaften
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- Artgenossen bilden Verbände um weite Strecken
zurückzulegen
- in Brut oder Überwinterungsgebiete
- zur Wasser und Nahrungssuche
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- Schutz vor Feinenden
- Wegfindung
- Hilfe für schwächere Tiere
- aerodynamisch
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- Zugvögel
- Lemminge
- viele Antilopen
- Wanderheuschrecken
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Fortpflanzungs- und
Brutgesellschaften
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- Artgenossen leben nur zur Fortpflanzung und inder
Brutzeit zusammen
- Bildung von "Kindergärten"
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- optimale Versorgung
- Schutz der Schwächeren
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- Pelzrobben
- Pinguine
- Murmeltiere
- Vögelkolonien
- Möwen
- Erdhörnchen
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Tiergesellschaften/
Familienverband
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- länger anhaltende Gemeinschaftsbeziehung
- persönliche Bindung
- Rangordnung
- (individualisierter Verband)
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- soziale Bindung
- Schutz vor Feinden
- Hilfe bei der Aufzucht der Jungen
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- Erdmännchen
- Affen
- Elefanten
- Wanderratten
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Tierstaat (höchst
Entwickelte Gesellschaft)
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- Artgenossen leben zusammen
- Arbeitsteilung
- Erkennung durch Geruch
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- spezialisierung durch Arbeitsteilung
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- Ameisen
- Honigbienen
- Wespen
- Termiten
- Hornissen
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intraspezifische
Konkurrenz
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Wettbewerb
um biotische und abiotische Faktoren (Nahrung, Raum,
Geschlechtspartner) zwischen den Individuen einer Art
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- Beispiele:
- Rivalität
- Schwankungen der Populationsdichte bei Mäusen und
Feldhasen
- Gedrängefaktork
- Freilandbeobachtungen und Experimente
Interspezifische Faktoren
Interspezifische
Konkurrenz
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Wettbewerb
um biotische und abiotische Faktoren (Nahrung, Raum,
Geschlechtspartner) zwischen den Individuen oder Individuengruppen unterschiedlicher Arten
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- Prinzip des
Konkurrenzausschlusses
- Arten mit gleichen ökologischen Bedürfnissen
können nicht nebeneinander existieren
- Prinzip der
Konkurrenzvermeidung
- keine gleichen ökologischen Bedürfnisse bilden
eine Basis für das Zusammenleben der Arten
- Je ähnlicher die Ansprüche an die Umwelt der
Organismen, umso größer der Wettbewerb zwischen den Arten
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1.
Lotka Voltera Regel
Feind und Beutedichte
schwanken periodisch, dabei sind die jeweiligen Maxima Phasenweise
verschoben.
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2. Lotka
Voltera Regel
Trotz Schwankungen bleiben die
Durchschnittsgrößen von Feind und Beutepopulation bei
unveränderten Umweltbedingungen langfristig konstant.
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Symbiose
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Enge
Verbindung zwischen zwei artverschiedenen Organismen
mit gegenseitiger Abhängigkeit und gegenseitigen Nutzen |
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- Zwischen:
- Tier und Tier
- Ameise - Blattlaus
- Ameise gibt Schutz und bekommt dafür
Nahrung
(Honigtau)
- Tier - Pflanze
- Einsiedlerkrebs - Seerose
- Krebs erhält Schutz und gibt Nahrung und
sauerstoffreiches Wasser
- Insekt transportiert Samen und bekommt
dafür
Nektar
- Tier - heterotrophe Pflanze
- Blattschneiderameise - Pilze
- Ameise schaft günstige
Wachstumsbedingungen und
bekommt dafür Nahrung
- Pflanzen - Bakterien
- Schmetterlingsblütengewächs -
Knöllchenbakterien Knöllchenbackterien
- Pflanze liefert organische Stoffe und bekommt
dafür Stickstoff
- Pflanze - Pflanze
- Flechte (Alge - Pilz)
- Alge erhält Wasser und Nährsalze und
gibt
Assimilate
- ist eine Sonderform, da eine neue
Organisationsform
gebildet wird
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Parasitismus
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Enge
Verbindung
zwischen zwei artverschiedenen Organismen zum
einseitigen Vorteil des einen Partners (Parasit) und auf Kosten des
Anderen (Wirt) |
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- Form eines Biosystems
- Schmarotzertum
- Parasit:
- Vieren, Würmer, Bakterien, Pilze, Pflanzen,
Gliedertiere
- Schmarotzer
- Organismen, die sich zum Zweck der
Nahrungsaufnahme und Fortpflanzung dauernd oder vorübergehend in
oder auf einem tierischen oder pflanzlichen Organismus aufhalten
- leben auf Kosten ihrer Wirte und schädigen
diese, ohne sie unmittelbar zu töten
- ernähren sich von Geweben,
Körperflüssigkeiten oder Nährstoffen anderer Organismen
- sind meist auf einen oder wenige Wirtsarten
beschränkt
- Wirt
- vom Parasit befallener Organismus
- es wird zwischen Haupt-, Neben-, Zwischen- und
Endwirt unterschieden
- Einteilung der
Parasiten:
- Ektoparasiten
(Außenschmarotzer)
- leben außen auf einem Wirt (meist nur
zeitweilig [temporär])
- besitzen Klammerbeine, Krallen,
Saugnäpfe u.ä. zum festhalten am Wirt
- Bsp.:
Flöhe, Läuse, Zecken, Hirschlausfliege
- Endoparasiten
(Innenschmarotzer)
- leben in Körperholräumen oder
Geweben des Wirts
- meist ohne Pigmente und reduzierten Augen
- besitzen Abwehrmechanismen, die sie immun
gegen Abwehrkräfte des Wirts machen
- leben ständig und in allen
Entwicklungsphasen im Wirt (permanent) - können ohne ihn nicht
existieren
- Bsp.:
Bandwürmer, Fadenwürmer, Egel, Malaria-Erreger, Viren
- pflanzliche
- Hemiparasiten
(Halbschmarotzer)
- sind grün (besitzen Chlorophyll)
- bauen organische Substanzen im Verlauf der
Photosynthese selbst auf
- entnehmen dem Wirt Wasser und darin
gelöste Mineralsalze
- Bsp.: Klappertopf-Arten, Wachtelweizen,
Augenrost-Arten, Mistel
- Holoparasiten
(Vollschmarotzer)
- bleich oder bräunlich (besitzen kein
Chlorophyll)
- entnehmen sowohl die organischen als auch
anorganischen Stoffe, einschließlich Wasser, ihrem Wirt
- Bsp.: Kleeseide, Sommerwurz, Nestwurzorchidee
- Sonderformen
- Larvalparasitismus
- Brutparasitismus
- Kuckuck, Honiganzeiger und Kuhstärlinge
legen ihre Eier in fremde Nester, die geschlüpften Tiere werfen
die
Eier der Pflegeeltern aus dem Nest
- Sozialparasitismus
- Sozialparasiten leben innerhalb von Bauten
staatenbildender Insekten oder ernähren sich von deren
Vorräten oder Brut
- Hyperparasitismus
- Parasiten, die ihrerseits von parasitistisch
lebenden Organismen befallen sind
- Parasitoide
(Raubparasiten)
- parasitische Organismen, die ihrem Wirt
während ihres Entwicklungsablaufes allmählich abtöten
- Raumparasiten
(Epiphyten)
- Aufsitzpflanzen, nutzen Bäume nur als
Plattform zur eigenen Photosynthese (Lichtverhältnisse), Baum kann
jedoch unter der Last zusammenbrechen
- Bedeutung der Parasiten
- Krankheitsüberträger
- Bedeutung in der Evolutionsforschung
- Medizinisch
- Blutegel zum Blutschröpfen
- Mistelextrakte zur Stärkung des
Immunsystems
- Schädlingsbekämpfung
- Abwehrmechanismen (von Mensch, Tier oder Pflanze
entwickelt)
- Phargozytose
- Fähigkeit einzelner Zellen, sich Bakterien
u.ä. einzuverleiben
- Bildung von Antikörpern
- Gallenbildung bei Pflanzen
- Veränderung von Pflanzenteilen, mit denen
die Pflanze auf die Einwirkung bestimmter Tiere, Parasiten etc. reagiert
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