Sekundärproduktion
Rate der Biomasseproduktion der Heterotrophen
Populationsgröße/dichte messen : Methoden
sampling Methode Fang-Widerfang Methode Quadrat, transect-sampling für sessile Organismen für Mikroorganismen: mikroskopisches Zählen, oder indirekte Methoden
physikalische Pumpe
CO2 in kaltem Wasser gut löslich Transport von atmosphärischem CO2 in tiefere Gewässer und Ausbreitung über große Entfernungen entzieht das CO2 so über lange Zeiträume dem Austausch mit der Atmosphäre
Nitrifikation
bakterielle Oxidation von Ammoniak zwei Teilprozesse: Ammoniak wird zu Nitrit oxidiert Nitrit zu Nitrat oxidiert für Stickstoffkreislauf wichtig, weil sich das von Destruenten freigesetzte Ammoniak (aus abgestorbener Biomasse) wieder in Nitrat überführt so entstehen für Pflanzen weitere stickstoffhaltige Nährstoffe
Senke (z.B: Kohlenstoffsenke)
Reservoire, das zeitlich/dauerhaft Kohlenstoff aufnimmt und speichert aufgrund der globalen Erwärmung bedeutsam weil sie Treibhausgas (CO2) aus der Atmosphäre aufnehmen und damit der Erderwärmung entgegenwirken
Ammonifikation
Teilprozess des Stickstoffkreislaufs Aufbau (Abbau) organischer Stoffe in Ökosystemen Stickstoff aus sticksoffhaltigen, organischen Stoffen durch mikrobielle Prozesse in Form von Ammoniak freigesetzt viele Destruenten in der Lage Ammoniak aus organischen Stickstoffverbindungen abzuspalten
ammoniotelisch
Tiere, die stickstoffhaltige Stoffwechselendprodukte vorwiegend als Ammoniak auscheiden
Ureotelisch
Tiere die das primäre Endprodukt Ammoniak unter Energieaufwand zu Harnstoff umwandeln
Uricotelisch
Harnsäureauscheider Tiere deren stickstoffhaltigen Stoffwechselendprodukte aus Harnsäure bestehen
Konkurrenzauschlussprinzip
Zwei verschiedene (konkurrierende) Arten können nicht die gleiche ökologische Nische besetzen auf Dauer wird sich stärkere/dominantere Art durchsetzen und die schwächere aus der ökologischen Nische Verdrängen => Nischendifferenzierung dies kann interspezifische Konkurrenzvermeidung zur Folge zur Folge haben
interspezifische Interaktion
enger, dauerhafter oder nur vorübergehender Kontakt Wechselbeziehung zwischen Individuen/Populationen unterschiedlicher Arten kann für beide Seiten hemmend oder fördernd sein: positive Interaktion: (+/+) Mutualismus (kurzfristige Partnerschaft zum Nutzen beider), Kommensalismus (z.B. Phoresie), => Facilitation (mindestens einer profitiert, keiner leidet) Parasitismus/Prädation (+/-) interspezifische Konkurrenz (-/-) Ausbeutungskonkurrenz (beide Konkurrenten benötigen gleiche Ressourcen), interferenz Konkurrenz
Beispiele unterschiedlicher Mechanismen zur Fascilitation
Refuge from predation (Fraßschutz, Pflanzen in der Nähe ungenießbarer Pflanezen) Improved resource availability (Mykhorrhiza - Symbiosen) reduced physical stress (Beschattung) Transport/dispersal (Verbreitung von Sporen durch Insekten
Lotka-Volterra Modell
=> Räuber-Beute-Beziehungen Die Größe der Populationen von Räuber und Beute schwanken bei konstanten Bedingungen periodisch. Dabei folgt das Maxima der Räuberpopulation auf das Maxima der Beutepopulation. Die Populationsgrößen beider Einzelpopulationen schwanken konstant um einen festen Mittelwert. Werden Räuber-, als auch Beutepopulation gleichermaßen in ihrer Populationsgröße dezimiert, so erholt sich die Beutepopulation stets schneller als die Räuberpopulation.
Untersuchungsmethoden für Sukzessionen
space for time Substitution direkte Beobachtungen (wenn möglich da => Zeitfaktor)
Was ist eine Störung?
diskretes Ereignis (Sturm, Feuer) durch welche Ressourcen frei werden und auf die strukturelle oder qualitative Veränderung einer Lebensgemeinschaft folgen
Störungen - Unterscheidungsmöglichkeiten
acute vs. chronic (als Endpunkt eines Kontinuums der zeitlichen Wirkung) Intensität, (Prozent der betroffenen Individuen) Frequenz Größe der betroffenen Fläche
Intermediäre Störungshypothese
intermediate disturbance hypothesis bei minimaler/maximaler Störungsintensität oder Häufigkeit liegt eine minimale Diversität vor also ist richness maximal bei einem "mittleren" Störungsregimen
Warum ist die Welt grün?
Konsumentensysteme: Weil Carnivore die Herbivore "in Schach" halten refuge from predation: diverse pflanzliche Abwehrmechanismen zur Verteidigung gegen Herbivore Studie von Terborgh et al. (Staudamm mit künstlich erzeugter, prädatorenfreier Insel, Herbivorenzahlen "explodierten", Primärproduzenten reduziert
Nahrungsnetze/food web
verbindet mehrere Nahrungsketten (food chains) Gesamtüberblick über Nahrungsbeziehungen verschiedener Arten eines Ökosystems zueinander Nahrungsbeziehungen mehrdimensional dargestellt => höherer ökologischer Realismus
Top-down/bottom-up
zwei entgegengesetze Wirkrichtungen in Prozessen top- down => vom Allgemeinen, Abstrakten, Übergeordneten hin zum Speziellen, Konkreten, Untergeordneten
Sukzession: praktische Bedeutung
Schadstoffabbau: Mikroorganismen Restoration ecology Conservation: gefährdete Art ist assoziiert mit bestimmten Sukzessionsstadium System durch Störung davon abhalten im nächsten Entwicklungsstadium zu evolvieren (Feuer legen um bestimmte Arten vor dem ableben zu schützen
Wie kann es sein das das Entfernen eines Prädators die Abundanz seiner Beute verringert?
unerwartete Effekte (Kakapo in Neuseeland z.B. war Beute zwei verschiedener Prädatoren)
Welche Faktoren beeinflussen die Biodiversität?
Prädationsindex Klimavariation
Biodiversität
Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Art. Umfasst verschiedene Ebenen genetische Diversität (Vielzahl an Genen innerhalb einer Art) Artendiversität (Vielzahl an Arten in einem Ökosystem) Ökosystemdiversität (Vielfalt an Lebensräumen und Ökosystemen) funktionale Diversität (Vielfalt realisierter ökologischer Prozesse und Funktionen im Ökosystem)
Beschreiben Sie den Stoffkreislauf innerhalb eines Ökosystems!
sich wiederholender Vorgang in Ökosystemender Umwandlung von organischen und anorganischen Stoffen Basis der Biomasseproduktion Organismen entnehmen unbelebter Umwelt energiearme Baustoffe Konsumenten ernähren sich von Primärproduzenten (Pflanzen, Algen) verzehrte Organismen werden verdaut zum Aufbau körereigener Biomasse verwendet (Anabolismus) (Umwandlung von pflanzlicher Biomasse ind tierische) verdaute Biomasse zur Energiebereitstellung verwendet (Katabolismus) ein Teil wird ausgeschieden abgestorbene Biomasse wird von Destruenten zersetzt Abbau von Biomasse, die wieder energiearme Baustoffe freisetzt aus dem Primärproduzenten neue Biomasse schaffen
Autökologie
aus der Perspektive einzelner Arten: Interaktion eines Organismus mit seiner Umwelt chemische Ökologie: Naturstoffe und ökologische Relevanz für Interaktionen von Organismen ökologische Chemie: anthropogen eingebrachte Gifte in Ökosysteme und deren Relevanz für Organismen Ökophysiologie: Einfluss von biotischen/abiotischen Faktoren auf molekulare Mechansimen Evolutionsökologie: Einfluss von biotischen/abiotischen Faktoren auf Evolution einer Art
Was ist eine Art? (Autökologische Perspektive)
Gruppe sich miteinander kreuzender natürlicher Populationen die reproduktiv von anderen solchen Gruppen isoliert ist. Nachkommen dieser kreuzenden Populationen sind fertil
Populationsökologie
Aus der Perspektive von Populationen: Populationsgenetik: genetische Zusammensetzung von Populationen in Abhängigkeit von anderen Faktoren Epidemologie: Ausbreitung von Krankheitserregern in Abhängigkeit von molekularen und ökologischen Faktoren
Was ist eine Population?
Fortpflanzungsgemeischaft einer Art
Synökologie: Was ist eine Lebensgemeinschaft?
Aus der Perspektive von Lebensgemeinschaften: Biozönose: Gemeinschaft von Populationen verschiedener Arten in einem bestimmten Lebensraum
Was ist ein Ökosystem?
Biozönose in ihrem Biotop
Was ist ein Biom?
Gesamtheit aller Biozönosen eines Großklimabereichs
Struktur einer Biozönose
Strukturiert in verschiedene Trophieebenen (Nahrungskette => Nahrungsnetz)
Woher kommt die Biomasse in einem Ökosystem?
autotrophe (autochone) Biozönosen: "selbstständig", nicht auf Eintrag von außen angewiesen, z.B. Wälder, Wiesen heterotrophe (allochtone) Biozönosen: Lebensgemeinschaften ohne "eigene" Primärproduzenten, d.h. Bedingungen für pflanzl. Wachstum ungeeignet, z.B. Tiefsee
Was ist ein Replicate?
=> Wiederholung Objekt auf das eine Einheit angewandt wird (experimentelle Einheit) müssen voneinander unabhängig sein
Q10- Wert
der Faktor um den die Reaktionsgeschwindigkeit konkret steigt wenn die Temperatur um genau 10 K erhöht wrid
Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur Regel
Reaktionsgeschwindigkeit von biochemischen Reaktionen steigt bei einer Temperaturerhöhung um 10° C um etwa das doppelte.
Einteilung der Regulatiostypen (Temperaur)
homoiotherm poikilotherm endotherm exotherm
Homoiotherme
Körpertemperatur wird auf konstant hohem, gleichwarmen Niveau gehalten z.B. Säuger, Vögel
Poikilotherme
Körpertemperatur folgt passiv der Außentemperatur z.B. Wirbeltiere und Fische
endotherm
Produzieren ihre Wärme selbst
exotherm
erhalten ihre Wärme fast ausschließlich von ihrer Umgebung
Anpassung an hohe Temperaturen (Homoiotherme):
Hyperthermie: Erhöhen der Körpersolltemperatur (Wüstentiere, z.B. Kamele), verbraucht weniger Energie Kühlung durch Verdunstungskälte (Schwitzen, Hecheln) thermische Fenster (Körperstellen mit wenig Fell und dünner Fettschicht) Wundernetzte
Anpassung an niedrige Temperaturen (Homoiotherme):
Hypothermie: senken der Körpersolltemperatur (z.B. Winterschlaf) Herabsetzen der peripheren Durchblutung Kältezittern Isolation (z.B. Winterfell) braunes Fettgewebe: Enzym Thermoinin (Energie aus β- Oxidation wird nicht in ATP umgewandelt Ortsveränderung (z.B. Vogelzug)
Bergmannsche Regel:
Grund: Oberflächen-Volumen-Verhältnis Individuen von Populationen sind in kälteren Regionen häufig Größer als in Wärmeren Gebieten => (gilt nur für endotherme Arten) z.B. Pinguine: Kaiserpinguine der Antarktis am größten => Körpergröße sinkt mit steigenden Temperaturen z.B: Elch: Körpergewicht sinkt mit stiegenden Temperaturen => Elche aus dem Norden am größten
Allensche Proportionsregel
bei endothermen Tieren sind Extremitäten sowie Körperanhänge in kälteren Gebieten kürzer entwickelt als bei Arten oder Rassen (verwandten Rassen) in wärmeren Gebieten z.B. Inuit (kurze Extremitäten)/ Massai (lange Extremitäten) z.B. Hasen, größe der Ohren, benannt nach Allen => Antilopenhase L. alleni
