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Wildtierökologie (Fach) / Ökophysiologie (Lektion)
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- Untersuchen Sie die Nahrungswahl des Auerhuhns im Schwarzwald und entwerfen Sie eine Projektskizze! Wie viel Geld brauchen Sie dafür? - Literaturrecherche zum Thema Auerhuhn- Gebiete mit Vorkommen herausfinden (Balzplätze, Schlafbäume)- Telemetrie, Transsekte, Monitoring im Gebiet -> Direktbeobachtung (Kamerafalle)- Welche Nahrungsquellen gibt es? (Vegetation vor Ort)- Angebot und Nutzung vergleichen (Fraßexperiment)- Kot sammeln und im Labor analysieren (Chemisch: Inhaltsstoffe, DNA metabarcoding, mikroskopische Analyse mit Referenzdatenbank)- Kropf-, Magen-, Darminhalt untersuchen durch Sektion eines toten Tieres Zeit einplanen: Mindestlaufzeit etwa 1 Jahr um alle Jahreszeiten zu beproben, idealer wären 2 oder 3 um die Variabilität abzudecken Geld für Planung, Personal, Werkzeug, Transport, Labor einplanen -> etwa 200.000 - 300.000€ pro Jahr
- Erläutern Sie die drei trophischen Ebenen in Ökosystemen. 1 Produzenten (anorganische -> organische Stoffe) Primärproduktion durch z.B. Algen, Phytoplankton 2 Konsumenten (organische -> organische Stoffe) Sekundärproduktion 1. Primär - Phytophagen z.B. Insekten, Pflanzenfresser) 2. Sekundär - Zoophagen (ernähren sich von 2) z.B. Vögel, Fuchs 3. Tertiär - Zoophagen (ernähren sich von 3) z.B. Wolf, Adler 3 Destruenten (organische ->anorganische Stoffe) Remineralisierung durch Bakterien/Pilze/...
- Was ist unter autotroph und heterotroph zu verstehen? autotroph sind Organismen, die ihre Baustoffe selbst aus anorganischen Stoffen aufbauen - photoautotroph Licht als Energiequelle (Photosynthese)- chemoautotroph chemische Energie als Quelle (z.B. S) heterotroph sind Organismen, die auf organische Stoffe angewiesen sind
- Was ist eine Trophische Kaskade? Erläutern Sie den Begriff anhand eines Beispiels. Eine über die Nahrungskette vermittelte Veränderung der Produktion eines Ökosystems durch den Einfluss von Prädatoren auf Pflanzenfresser. Beispiel: Steigt die Anzahl der Raubfische in einem Gewässer, so sinkt die Anzahl der anderen Fische, die Plankton fressen. Die Dichte des pflanzenfressenden Plankton steigt, wodurch die Dichte der Algen im Wasser abnimmt. Sinkt die Anzahl der Raubfische in einem Gewässer, so steigt die Anzahl der anderen Fische, die Plankton fressen. Die Dichte des pflanzenfressenden Plankton sinkt, wodurch die Dichte der Algen im Wasser zunimmt.
- Wie wird Cellulose verdaut und was sind die Vorteile des Wiederkäuens? Cellulose wird aufgrund ihrer sehr stabilen Bindung durch anaerobe Einzeller (Bakterien) abgebaut (enzymatisch mittels Cellulase sehr selten!). Hierzu leben diese als Symbionten im Verdauungssystem von Pflanzenfressern. Es gibt die prägastrische Celluloseverdauung (Wiederkäuer) und die postgastrische Celluloseverdauuung, wobei die prägastrische Verdauung effizienter ist, da die Nahrung schon im Voraus zerkleinert wird und somit fast vollständig verwertet werden kann. Beim Wiederkäuen muss weniger Nahrung für dieselbe Menge an Nährstoffen aufgenommen werden, was z.B. bei Nahrungsmangel hilfreich ist.
- Beschreiben Sie den allgemeinen Aufbau des Verdauungssystems von Vertebraten (Wirbeltieren) und erläutern Sie den Unterschied zwischen Herbivoren und Omnivoren. Mund -> Speiseröhre -> (Prägastriche Gärkammer 'Pansen') -> Magen -> Dünndarm -> (Postgrastrische Gärkammer 'Caecum') -> Dickdarm -> Enddarm Herbivore Vertebraten besitzen im Unterschied zu Omnivoren eine Gärkammer zur Fermentation von Pflanzenmaterial:- Wiederkäuer (z.B. Rind, Schaf, Hirsch, Kamel, Zebra, Nashorn, Giraffe) vor dem Magen (Pansen), ebenso z.B. Beuteltiere (Känguru)- andere Herbivore (z.B. Nagetiere, Pferd, Elefant, Hühner) zwischen Dünn und Dickdarm (Caecum)- einige Omnivore besitzen ein stark reduziertes Cecum (z.B. Blinddarm beim Menschen)
- Wie messe ich den Energiebedarf von Organismen? - Blutzucker messen (vorher - nachher) - Indirekte Kalorimetrie: 1. Differenz zwischen Energiegehalt der aufgenommenen Nahrung und der Exkretionsprodukte 2. Verbrauch von Sauerstoff (Verhältnis von eingeatmetem O2 zu ausgeatmetemCO2, woraus die Stoffwechselrate des Gesamtstoffwechsels abgeleitet wird) 3. H20-Messung (DLW Methode: doppelt schweres Wasser spritzen) - Direkte Kalorimetrie: Wärmeproduktion bei ATP Produktion Alle Methoden schlecht durchführbar bei Wildtieren.
- Was sind Browser und was Grazer? Als Browser bezeichnet man Konzentratselektierer wie z.B. Reh, Elch, Giraffe. Grazer sind Gras- und Raufutterfresser wie z.B. Rinder und Schafe. Dazwischen liegen die intermediären Typen wie z.B. Rothirsch, Ziege, Gämse.
- Welche Methoden der Nahrungssuche kennen Sie? - optisch (Steinadler)- akustisch (Eule)- taktil (Maulwurf)- olfaktorisch (Hund)- thermisch (Schlange)
- Welche Nahrungskomponenten gibt es? - Kohlenhydrate- Fette- Proteine- Vitamine/ Mineralstoffe
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- Wie sind Proteine aufgebaut und welche Funktion(en) im Körper haben sie? Proteine sind Polymere, die aus einzelnen Aminosäuren bestehen, verknüpft durch Peptidketten. Funktionen: - Muskelfasern- Enzyme- Strukturfunktion (Haare, Feder, Knochen)- Hormone- Transport (Hämoglobin)
- Welche Arten von Thermoregulation bei Wildtieren kennen Sie? - Gefieder/Fellwechsel mit mehr Luftpolster - Hypothermie: Absenkung der Köpertemperatur zum Energiesparen (z.B. Hirsche gegen Ende des Winters, wenn die Reserven aufgebraucht sind) - Winterschlaf: Herunterfahren der Stoffwechselfunktionen auf ein Minimum Zwischenzeitliches Aufwachen + Hochheizen zum Erhalt der Hirnfunktionen, Stabilisierung des Immunsystems und zum Ausscheiden von Stoffwechselprodukten (z.B. Urin)
- Erläutern Sie die physiologischen Unterschiede zwischen Konzentratselektieren und Gras- und Raufutterfressern im Hinblick auf die von ihnen präferierte Nahrung. Browser - Konzentratselektierer: ernähren sich von stärke- und eiweißreichen Dikotyledonen, deren Früchten, Baum- undBuschblättern. Grasanteil ist 9-20%. - geringe Größe des Vormagens- kurze Retentionszeit im Pansen- kurze Wiederkaupausen, häufige Nahrungsaufnahme- langer Darm (zweite Fermentation)- Masse der Ohrspeicheldrüse relativ größer Grazer - Gras- und Raufutterfresser: ernähren sich von faser- und zellulosereiche Gräsern und Korbblütlern, sehr gute Zelluloseverdauung - großer Pansen- Selektive Retention -> Schichtung im Magen -> effektive Fermentierung- kleine Speicheldrüsen und Leber- weniger Darm-Verdauung Intermediärer Typ: - ernähren sich von Mischnahrung nach Verfügbarkeit mit wechselnder Zusammensetzung (Protein, Zellulose, Faser)- anatomische Strukturen liegen zwischen GF und KS- Jahreszeitliche Anpassungen im Pansenvolumen möglich (30%-40% in 3-4 Wochen)
- Mit welchen Methoden können Sie herausfinden, was bestimmte Wildtiere fressen? 1. Haaranalyse (oder Federn): Verhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff -> hohe Stickstoffsignatur = viel Fleisch -> Bestimmung mittels Datenbank von Pflanzensignaturen 2. Kotproben: DNA-Beprobung 3. Mageninhalt beproben 4. Nahrungsquellen herausfinden 5. Fraßexperiment 6. Verbißspuren auswerten
- Wie unterscheiden sich Rothirsch, Braunbär und Feldhase in ihrem Verdauungssystem (Stichpunkte)? Rothirsch + Feldhase -> Herbivore -> besitzen eine Gärkammer Braunbär -> Omnivor -> keine Gärkammer Rothirsch -> Wiederkäuer -> prägastrische Celluloseverdauung -> Pansen Feldhase -> postgastrische Celluloseverdauung -> ausgeprägtes Caecum + Dickdarm Braunbär -> Omnivor -> stark reduziertes Caecum
- Rothirsche in den Alpen sind im Winter extremen Witterungsverhältnissen ausgesetzt. Nennen Sie mögliche Anpassungen der Hirsche an diese Umweltbedingungen. - Energiespeicherung durch Fettpolster - Winterfell - wenig Bewegung - gegenseitiges Wärmen - Winterquartier in niedrigeren Höhenlagen - Herunterfahren der Stoffwechselfunktionen - Absenkung der Körpertemperatur (Hypothermie)