Ökologie (Subject) / Struktur & Dynamik von Lebensgemeinschaften (Lesson)

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• Pflanzengesellschaft Es gibt spezifische, regelmäßig wiederkehrende Kombinationen von Arten  ▪ Definition von floristisch definierten Vegetationstypen, diese werden „Pflanzengesellschaften“ genannt  ▪ Nach der Dominanz einzelner Arten oder nach Charakterarten abgegrenzt
• Tiergemeinschaften Auch bei Tieren gibt es besonders charakteristische Arten für bestimmte Biozönosen  ▪ Trophische Gründe, z.B.   ▪ Mikroklimatische Gründe, z.B. Heuschrecken  ▪ Oft sind Tiergemeinschaften an Pflanzengesellschaften gebunden, allerdings nicht immer und nicht so eng wie die Pflanzen
• Ermittlung von Schlüsselereignissen zur Beschreibung der Fluktuation einer Lebensgemeinschaft Jahre mit Eichenmast  Ansteigen der Populationsgrößen bei Hirsch und Mäusen  Anstieg der Lyme-Borelliose durch Zecken
• Spezialisierte Koprophage z. B. Käfer, die sich von den Exkrementen anderer Tiere ernähren Mistkäfer (Geotrupes spec.) Pillendreher (Scarabeus sacer) 
• Spezialisierte Phytophage Käfer, die direkt das Holz zersetzen: z. B. Borkenkäfer, viele Bockkäfer
• Spezialisierte Necrophage z. B. Käfer, die sich von Leichen ernähren Totengräber (Necrophorus spec.) Aaskäfer (Silphidae)
• Parthenogenese Selbstvermehrung, ohne vorherige Befruchtung ( z.B. Blattläuse und Krebse )  [ triploide Nachkommen ]
• Äquität ( engl. = eveness )  Ungleichverteilungsmaß; drückt aus, wie häufig bzw. selten Individuen einer Art in einem bestimmten Biotop vorkommen, bezogen auf die Zahl der Individuen der anderen in diesem Biotop vorkommenden Arten im Diagramm als Rang – ( x- Achse ) Abundanz - ( y- Achse ) Kurven angegeben 
• Produktivität eines Lebensraums für Pflanzen und Tiere von demjenigen Umweltfaktor abhängig, der das Wachstum am stärksten limitiert.  In der Regel folgt die Produktivität des Lebensraums von Tieren derjenigen des Lebensraums von Pflanzen ( Verfügbarkeit von Ressourcen am Anfang der Nahrungskette! ). Höhere Rate der Zufuhr von Ressourcen anstelle größerer Vielfalt der Ressourcen bedeuten → Führt eher zu einer höheren Individuenzahl anstelle einer höheren Artenzahl  z. B. Düngung  b) Bei gleicher Ressourcenvielfalt können Ressourcen, die in einem unproduktiven Lebensraum rar sind, in einem produktiven Lebensraum plötzlich reichlich verfügbar sein → Zusätzliche Arten können sich einstellen, da nun auch Spezialisten versorgt werden können  z. B. Freistellung von Biotopbäumen  c) Größerer Vielfalt der Ressourcen stellt sich ein → Zusätzliche Arten stellen sich ein  z. B. Einbringen von Totholz
• Potenzielle Evapotranspiration ( PET ) Summe aus Transpiration und Evaporation, also der Verdunstung von Wasser aus Tier- und Pflanzenwelt sowie von Boden- und Wasseroberflächen z.B. bei Pflanzen von zwei Komponenten abhängig : - Energie ( Wärme, Licht ) - Wasser Allgemein: Grobes Maß für die in einem Lebensraum verfügbare Energie kann auch beschrieben werden als die Wassermenge, die unter den vorherrschenden Umweltbedingungen von einer wassergesättigten Oberfläche verdampft oder transpiriert wird.
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• z. B. Whittacker (2003) ? Wärme/Licht („Energie“) und Wasserverfügbarkeit in Wechselwirkung führt zu Optimumskurven des Artenreichtums Einerseits z. B. a) Baumarten in Nordamerika: mit zunehmender PET steigt Artenreichtum Andererseits z. B. b) Baumarten Südafrika Artenreichtum steigt mit zunehmender Wasserversorgung, nahm aber mit zunehmend verfügbarer Energie nach einem Optimum wieder ab
• Produktivität mariner Ökosysteme ? besteht eine negative Korrelation zwischen Produktivität und Artenvielfalt  Primärproduktion (Produktion von Biomasse durch die Produzenten, also Pflanzen, Blaualgen und autotrophe Bakterien mit Hilfe von Licht oder chemischer Energie aus anorganischen Substanzen) nimmt vom Äquator zu den Polen und von den offenen Meeresbereichen zu den Küsten hin zu. Artenreichtum verhält sich umgekehrt 
• Konkurrenzausschluss Einerseits kann höhere Produktivität von Lebensräumen dazu führen, dass sich zusätzlich Arten mit engen ökologischen Nischen einstellen können, da diese nun mit versorgt werden können („es bleibt noch genug Ressource übrig“)  Andererseits können einige wenige Arten die höhere Produktivität für sich allein nutzen und durch Massenvermehrung andere Arten plötzlich verdrängen (Konkurrenzausschluss).  Rosenzweig (1971) bezeichnete dieses Phänomen als „Paradoxon der Anreicherung“
• Prädatorenvermittelte Koexistenz allgemein Ausbeutungsvermittelte Koexistenz z. B. Art A ist Hauptbeutetier von Art B. Art B wird aber von Art C kurz gehalten, die sich nicht für Art A interessiert.  C sorgt also dafür, dass A überleben kann.  z. B. Seestern Piaster spec. Paine (1966) entfernte auf Versuchsflächen die Seesterne  → Kurz dominierten Seepocken, dann wurden sie von den Muscheln dauerhaft verdrängt. Algenarten verschwanden wegen Raummangel und damit deren Weidegänger (Schnecken).  Fazit: Seestern hält konkurrenzschwachen Arten Raum verfügbar
• Räumliche Heterogenität Größerer Artenreichtum aufgrund von Vielfalt an Mikrohabitaten, Mikroklimaten, mehr Versteckmöglichkeiten vor Räubern etc. Am auffälligsten ist der Artenreichtum bei Tieren, welcher sich über die Heterogenität der Pflanzen ableitet. - Bestäubungsstrategien verschiedener Insektenarten - Mono- und Oligophagie bei Wanzen - Bestimmte Pflanzenarten als Lebensraum für Larven. - Einnischung der xylobionten Käfer bzgl. verschiedener Holzstadien - U.v.a.m.  Aus Naturschutzsicht räumliche Heterogenität nicht grundsätzlich das Ziel!  z. B. Kahlschlag im Wald → zusätzlich erscheinen Arten des Offenlandes (z. B. Baumpieper), aber es wird auch der Lebensraum vieler seltener und bedrohter Arten, wie zum Beispiel Spechte, Kleineulen und Greifvögel zerstört ! 
• Extremlebensräume Lassen sich eher dort definieren, wo Arten am Rande ihres „Existenzminimums“ leben.  z. B. Pflanzenarten auf extrem sauren Böden, die normalerweise auf weniger sauren Böden wachsen.  Oder: Das gerade noch dahinvegetierende Basilikum im Topf auf Ihrem Fensterbrett
• Klimavariation Differenzierung zeitlicher Nischen in saisonal geprägten Lebensräumen - z. B. gestaffelter Keimungsbeginn unterschiedlicher einjähriger Pflanzen im Jahresverlauf (extrem bei Frühjahrs-Geophyten)  - Gestaffelter Verlauf des Vogelzugs an Rastplätzen im Herbst z. B. Eiszeit  z. B. Aktueller Klimawandel
• Schlüsseldominante ▪ mit hoher Individuenzahl und dementsprechend hoher Dominanz/hohem Einfluss  ▪ Rotbuche (Fagetum) Z. B. Schilf
• Schlusssteinart Bei geringer Individuenzahl dennoch großer Einfluss auf eine Lebensgemeinschaft Individuen haben nachhaltigen Einfluss auf eine Lebensgemeinschaft  Können individuenreich sein z. B. Lachs  Z. B. Biber Seine Aktivitäten erhöhen Habitatheterogenität und dadurch auch die Artenzahl an Blütenpflanzen Wandelt einen Lebensraum/ein Ökosystem so um, dass er für weitere Arten als Lebensraum dienen kann  Regenwürmer (Lumbricidae) bis zu 90 Prozent der Biomasse der gesamten Bodenfauna ausmachen, Wurmdichte bis zu 2000 Individuen pro Quadratmeter - zentrale Stellung beim Abbau organischer Substanzen (Destruenten)  - Anreicherung von Humus  - Auflockerung und Belüftung der Böden - erleichterte Eindringen von Wasser in tiefere Bodenschichten  - Wurzelwachstum erleichtert
• sukzessionale Schlüsselarten Anpassung an extreme abiotische Verhältnisse, z.B. Erstbesiedler auf Kiesrohböden, Sanden
• Struktur von Lebensgemeinschaften ▪ Vertikale Zonierung  z.B. : Zonation eines Stillgewässers ▪ Höhenstufen  Gradient der Exposition ( Lage eines Hanges bezogen auf die Himmelsrichtung ) & Temperatur (Höhenlage) ▪ Zonation entlang von Umweltgradienten
• Gradienten oder klar abgrenzbare Einheiten ? Die Wahrheit liegt wie immer in der Mitte  Eine Biozönose ist räumlich abgrenzbar mit Konnexen zwischen den Arten  Es existieren sowohl scharfe Grenzen als auch Kontinuen
• Fundamentalnische Der Teil eines mehrdimensionalen Nischenraums, in dem die Art überleben kann z.B. beschrieben durch Umweltgradient ( z.B. Salzgehalt im Wasser, C°, LFR, & Höhenlage ) auf der x-Achse und y-Achse = Häufigkeit der Arten
• Sukzession Änderung von den Strukturen der Lebensgemeinschaften im Laufe der Zeit Während der Sukzession verändern die einwandernden Arten die Umweltbedingungen und ebnen den Weg für die Besiedlung durch weitere Arten  - Verschiedene Sukzessionsstadien  - Ablösung einer Lebensgemeinschaft durch eine andere im Laufe der Zeit - „Turn-over“ Primärsukzession auf unbesiedeltem Substrat  → neu entstandenes Vulkangestein, Gletschervorfelder, frisch angewehte Sanddüne, Gletscherrückzug Sekundärsukzession nach Eingriffen oder Störungen  → Ackerbrachen, Feuer, Überschwemmungen, Waldrodungen, anthropogene Lebensraumzerstörung
• Pionier - Arten Erstbesiedler  Mit ihnen beginnt die Sukzession  Tolerieren die anfänglich herrschenden Extrembedingungen  Hohe Wachstumsrate, geringe Größe, hohes Populationswachstum, hohes Ausbreitungsvermögen → r-Strategen Später im Sukzessionsverlauf auftretende Arten wachsen langsamer, sind größer und langlebiger sowie v.a. konkurrenzstärker und entsprechen eher dem K-Strategen

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