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Biologie (Subject) / Ökologie (Lesson)
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- 2 Faktoren der Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt -abiotische (unbelebte) Faktoren: betrifft physikalische (Temperatur, Solarstrahlung, Bodenstruktur, Feuchtigkeit,...) und chemische Faktoren (Wasser, Nährstoffe, pH-Wert,...) -biotische (belebte) Faktoren: betrifft alle Organismen, die auf ihn wirken wie Konkurrenz, Räuber, Beute, Krankheitserreger,…
- Toleranzbereich und Präferenzbereich Tiere können im Toleranzbereich überleben aber sich nur im Präferenzbereich fortpflanzen. Organismen mit großer Toleranz nennt man euyök (z.B. Karpfen ist eurytherm) Organismen mit geringer Toleranz nennt man stenök (z.B. Forelle ist stenotherm)
- Populationsökologie = Demökologie Population = Gesamtheit der Individuen einer Art in einem Siedlungsgebiet, die sich dort i.d.R. über mehrere Generationen fortpflanzen und so genetische Kontinuität zeigen. Veränderungen der Populationsgröße = (Geburten + Immigranten) – (Todesfälle + Emigranten) Verteilungsmuster: Aggregativ, Homogen, Zufällig Hardy-Weinberg-Gleichgewicht: für die drei Genotypen AA, Aa und aa die Häufigkeiten p², 2pq und q²
- Semelparie und Iteroparie Semelparie: Individuen paaren sich im Laufe ihres Lebens nur einmal z.B. Lachse, laichen einmal nach ihrer Wanderung und sterben dann; Agaven in extrem trockenheißen Lebensräumen wachsen mehrere Jahre und speichern Nährstoffe bis ein ungewöhlich feuchtes Jahr eintritt. Dann bringen sie einen langen Blütenstand hervor und produzieren eine große Anzahl Samen bevor sie sterben. Iteroparie: Individuen durchlaufen mehrere Reproduktionszyklen. Z.B. Echsen bringen wenige, große Eier hervor und reproduzieren sich dann mehrere Jahre lang jedes Jahr.
- K-Selektrion und r-Selektion K-Selektion: dichteabhängige Selektion: Selektion von Merkmalen, die auf die Individuendichte zielen. Anpassungsstrategie an langfristig konstante Umweltbedingungen, bei der nur wenige Nachkommen produziert werden, in die viel investiert wird und die daher eine hohe Überlebensfähigkeit haben. K-Strategen haben über längere Zeit eine nahezu gleichbleibende Populationsgröße nahe der Kapazitäts-Grenze r-Selektrion: Dichteunabhängige Selektion: Selektion auf Merkmale, die einen möglichst großen Reproduktionserfolg bei niedriger Individuendichte begünstigen. Vermehrungsstrategie, bei der ein Überschuss an Nachkommen erzeugt wird. Viele dieser Nachkommen fallen dem Umweltwiderstand zum Opfer und nur wenige gelangen sicher zur Fortpflanzung. Bei den r-Strategen handelt es sich meist um kleine, kurzlebige Arten
- Allee-Effekt Allee-Effekt: wenn eine höhere Populationsgröße und/oder Dichte von Artgenossen einen positiven Einfluss auf die Fitness eines Individuums der entsprechenden Art hat. (Normalfall: für ein Individuum in der Regel immer nachteilig , wenn es von vielen anderen Individuen der gleichen Art umgeben ist, weil Artgenossen sich ökologisch sehr ähnlich sind und dementsprechend ähnliche Bedürfnisse haben und Anforderungen an ihren Lebensraum stellen) z.B. Kleine Pflanze wird durch starken Wind geschädigt, aber wenn sie in einer Gruppe steht, sind sie gut geschützt Partnerfindung wird auch erschwert/unmöglich, wenn die Individuendichte zu gering ist
- Konkurrenz Interspezifische Konkurrenz: Konkurrenz zwischen Individuen verschiedener Arten --> hat Einfluss auf Populationswachstum, Überleben und Reproduktion 2 Formen der Konkurrenz: -Exploitation = Durch Verbrauch oder Ausnutzung wird das Angebot für Konkurrenten vermindert -Interferenz = gegenseitige Behinderung von Individuen im Zugang zu einer Ressource Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip: z.B. Zwei Paramecien-Arten getrennt aufbewahren: führt zu schnellem Wachstum bis zur Kapazitätsgrenze à logistisches Wachstum. Beide Paramecien-Arten zusammen aufbewahren: Eine Art stirbt aus à Konkurrenzvorteil einer Art bei der Nahrungsbeschaffung · Zwei Arten, die um die gleichen begrenzen Ressourcen konkurrieren, können nicht an einem Ort nebeneinander und zum selben Zeitpunkt auf Dauer existieren. Intraspezifische Konkurrenz: führt zu homogener Verteilung
- Ökologische Nische Gesamtheit der für Organismus nötigen Bedingungen und Ressourcen, um in ihrem Lebensraum überlebensfähige Populationen aufrechterhalten zu können. -->Besteht aus den Dimensionen Raum, Zeit, Nahrung, Temperatur und anderen Umweltfaktoren Wenn die Konkurrenz zwischen Arten mit derselben ökologischen Nische nicht zum lokalen Aussterben einer der beiden Arten führt, liegt das im Allgemeinen daran, dass sich die ökologische Nische einer Art verändert hat. · Fundamentale Nische: die eine Art mit allen ihren morphologischen, physiologischen und verhaltensbiologischen Anpassungen potentiell ausfüllen könnte (abiotische Umweltfaktoren erlauben potentielle Besiedlung: physiologisches Präferendum) · Realisierte Nische: Anteil der fundamentalen Nische, der unter den gegebenen Umweltbedingungen tatsächlich verwirklicht werden kann (Biotische Umweltfaktoren schränken potentiell mögliche Besiedlung ein: ökologisches Präferendum)
- Anpassungen der Beutetiere als Schutz vor Prädation Aktive Selbstverteidigung (Kaffernbüffel: Synverus caffer) Verstecke suchen (Kaninchen: Oryctolagus cuniculus) Flucht (Feldhase: Lepus europaeus) Herden- Schwarmbildung (Zebras, Fische) Alarmrufe Tarntracht (Mimese): Ahmen einen Teil ihrer Umwelt nach, um nicht gesehen zu werden z.B. Wandelndes Blatt (Phytomimese), Schmetterling der wie Vogelkot aussieht (Allomimese) Mechanische Abwehr (Stachelschweins/Igel) Chemische Abwehr (Stinktier) Giftige Abwehrstoffe (Feuersalamander) Warnfarben = Aposematismus (Baumsteigerfrosch = Pfeilgiftfrosch) (=Gegenteil von Tarnung) Bates´sche Mimikry: ungefährliche Art ähnelt einem ungenießbaren und wehrhaften Vorbild (Schweinwarntracht) Müller´sche Mimikry: mehrere Wehrhafte Arten ähneln sich (Signalnormierung und –verstärkung bei gleicher Bedeutung)
- Mutualismus = Symbiose +/+ Interaktion Beispiele Stickstofffixierung durch Bakterien (Rhizobien) in den Wurzelknöllchen der Leguminosen Aufschluss von Cellulose durch Mikroorganismen im Verdauungstrakt von Termiten und Wiederkäuern Nährstoffaustausch bei Mykorrhiza zwischen Pilzhyphen und Pflanzenwurzeln Blüten-/Blütenbesucher-Beziehung: Pollenübertragung durch Tiere Je nach Stärke der Bindung: Fakultativer Mutualismus (Allianz): kann, muss aber nicht: z.B. Büffelhornakazie, in deren Dornen die Knotenameise wohnt. Ameisen schützen Pflanze vor Herbivoren und erhalten dafür Wohnraum Obligater Mutualismus (Eusymbiose): für beide Lebenspartner lebensnotwendig z.B. Symbiose zwischen Termiten und ihren Mikroorganismen im Verdauungstrakt
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- Inselbiogeographie Insel = isolierte Lage und begrenze Größe z.B. Ozeanische Inseln, Habitatinseln auf dem Festland (z.B. Seen, durch Täler getrennte Berggipfel, fragmentierte Waldstücke) 2 Faktoren bestimmen die Anzahl der sich auf der Insel etablierenden Arten: · Die Geschwindigkeit ihrer Einwanderung (Immigration) · Die Geschwindigkeit ihres lokalen Aussterbens (Mortalität) Beides wird durch die Anzahl der bereits vorhandenen Arten auf der Insel beeinflusst à nimmt die Anzahl der Arten auf der Insel zu, wird die Einwanderungsrate geringer, da weniger Platz da ist. Außerdem nimmt die lokale Aussterberate zu, da weniger Ressourcen zur Verfügung stehen. Beides wird auch von 2 geophysikalischen Parametern beeinflusst: Flächengröße (Vögel, die durch einen Sturm aufs Meer verdriften, landen mit einer höheren Wahrscheinlichkeit auf einer großen Insel, als auf einer kleinen) · Entfernung vom Festland (Quelle der Kolonisation)
- Dormanz = alle Formen der Entwicklungsverzögerung bei Lebewesen konsekutive Dormanz: durch Umweltreize beeinflusst. z.B. Winterruhe, Torpor prospektive Dormanz: Zeitpunkt genetisch festgelegt z.B. Diapause, Winterschlaf Winterruhe: Reaktion auf winterliche Umweltbedingungen. Nur homoiotherme. verminderte Herschlagfrequenz. Tiere erwachen mehrmals um zu fressen z.B.Bär WInterschlaf: Endo (Tiere produzieren Wärme selbst) und homoiotherme (gleichwarm). Auslöser Kälte und Lichtmangel --> hormonelle Umatellung. Wochenlange Vorbereitng (Fetteinlagerung), verminderte Stoffwechselrate, Körpertemperatur etwa 1° über Umgebungstemperatur z.B: viele Nager Torpor: Kältelethargie. bei homoiothermen/endothermen. z.B. Vögel (täglicher Torpor: Kolibri) Nahrungsmangel ist Auslöser Diapause: keine morphologischen Veränderngen, geringer Stoffwechsel, keine Bewegung, keine Nahrungsaufnahme,
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