Ökologie (Fach) / Ökologie (Lektion)

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  • Was ist Ökologie? Verteilung & Dynamik v. Organismen Einfluss der abiotischen und biotischen Umwelt Wechselwirkungen zwischen Organismen
  • Ökologische Grundsätze Evolution & Öko sind untrennbarproximate & ultimate Ursachen  Ökol. Systeme sind hierarchisch organisiert Individuum -> Population -> Lebensgemeinschaft (community)Ökosystem: Lebensgemeinschaft & ...
  • Beobachtungen =nicht manipulative Untersuchung existierender Variation von Umweltfaktoren, ökol. Systemen und Prozessen klassische Methoden: Kartierung, Vegetationsaufnahmen, Messungen Molekularbiol. & physik. Methoden ...
  • Ökol. Experimente Manipulation Replikation Randomisierung  = im Vergl. zu Beobachtungen stärkere Rückschlüsse auf Wirkung & Faktoren -Labor-Gewächshaus-Versuchsgarten-Feld-Natur
  • Ökol. Modelle fassen ökol. Wissen zusammen und erlauben Interpretation, Formalierung von Hypothesen und Verhorsage d. Dynamik verbale M. -> in Sprache repräsentiert mathematisch-analytische M -> Gleichungen Simulationsm. ...
  • Grundprozesse der Abundanz und Verbreitung von Organismen ... Immigration  Reproduktion Mortalität Emmigration ! Umweltfaktoren beeinflussen Abundanz und Verbreitung nur dann, wenn sie entw. Reproduktion, Mort., Imm., Emm. beeinflussen!
  • abiotische Umwelt Sonne als Hauptenergielieferant-> aufsteigende Warmluft = Niederschläge (Luv)-> absteigende " = trockene Kaltluft, Wüstengürtel (Lee)     -> Gebirge! Wind-, Meeresströmungen - Corioliskraft lenkt ...
  • Klimadiagramme -> Bedingungen für Pflanzenwachstum herauslesen
  • terrestrische Biome Biom = Großlebensraum mit charakteristischem Klima & typ. Wuchsform dominanter Veg.  TRSavannenheiße Wüstenmediterrane Geb. Steppenlandschaften Laubwäldergemäßigte Breitenboreale Nadelwälder ...
  • TR konstant warm und niederschlagsreich immergrüne Bäume, Lianen, Epiphyten starke vertikale Schichtung Wald -> Lichtkonkurrenz hohe Biodiversität, geringe Individuenzahl
  • Savannen warm, stark schwankender NS Gräser, vereinzelte Bäume Feuer -> Gefahr Veg., Weidetierherden
  • Wüsten sehr trocken und heiß, NS unvorhersehbar Wuchsform: Sukkulenten, Sträucher, einjährige Pfl.  Org. an Wassermangel angepasst Pflanzen: austrocknungsresistent, Wasserspeicher, CAM, Verteidigung -> Konkurrenz ...
  • mediterrane Geb. milde, regnerische Winter und warme, aride Sommer Hartlaubsträucher, Kräuter hohe Pflanzendiversität, Feuer wichtige Rolle, viele Arten an Feuer angepasst
  • Steppen Winter kalt und trocken, Sommer warm und feucht Gräser, Kräuter, Weidetierherden  Feuer wichtige Rolle
  • Laubwälder gemäßigte Br.  kalte Winter, milde, feuchte Sommer sommergrüne Laubbäume & Sträucher, Baum- Strauch- und Krautschicht reich an Pflanzen- und Tierarten, v.a. Nordamerika & Ostasien Riere und Pfl. ...
  • boreale Wälder lange, kalte Winter und kurze, kühle Sommer Zwergsträucher, Kräuter, Gräser Permafrost staut Wasser und formt Landschaften Tiere und Pfl. an Kälte und kurze Veg.periode angepasst
  • Breitengrade, Höhenmeter (oben nach unten) nivale Stufe alpine S subalpine S montane S Hügellandschaften/supramediterrane S mesomediterrane S thermomediterrane S
  • Effekt Feuer auf Biome Biome wo Feuer zugelassen, können andere Biome verdrängen z.B. Verdrängung TR durch Savannen, Graslandschaften
  • Klime konstant? Nö Biome auch nicht
  • Aquatische Systeme Binnengewässer Fließgewässer Seen Meere Küste (litoral) Kontinentalschelf (sublitoral) Hochsee (epipelagial) Tiefsee
  • Seen tiefe: kleines OF-Volumen-Verhätnisnat. meist nährstoffarm (oligotroph)geringe Primärprod. flache:großes OF-V-Verh.nat. meist nährstoffreichhohe Primärprod.
  • litoral = Küste z.B. Watt, Ästuar, Mangroven meist nährstoffreich, hohe Artenvielfalt Kontaktzone: marin & terrestr. Organism. 
  • sublitoral Kontinentalschelf -> Auftriebszone (coastal upwelling) Zusammenwirkung: Erdrotation und küstenparalleler Wind bringt kaltes nährstoffreiches Tiefenwasser an OF  hohe Primärprod. hohe Dichte v. Meerestieren ...
  • epipelagial Hochsee Plankton:Organism. die nicht gegen Strömung schwimmen-> Zyto- & Zooplankton Nekton:Org. die gegen Strömung schwimmen können-> Blauwal, Lederschildkröte
  • Tiefsee unter 800m Tiefe extrem hoher Druck konstant niedr. Temp (-1° - 6°) wenig bis kein Licht -> keine photoautotrophe Primärprod. -> Leben basiert auf abgesunkener OS wenig erforscht Bsp. Pottwal, Riesenkalmar, ...
  • Tiefsee unter 800m Tiefe extrem hoher Druck konstant niedr. Temp (-1° - 6°) wenig bis kein Licht -> keine photoautotrophe Primärprod. -> Leben basiert auf abgesunkener OS wenig erforscht Bsp. Pottwal, Riesenkalmar, ...
  • Mensch Ozean? Mensch verändert/zerstört !
  • Wann beeinflussen Umweltfaktoren & Ressourcen Abundanz ... wenn sie min 1 der 4 demographischen Grundprozesse beeinflussen
  • Wirkung Umweltfaktoren Akklimatisation - kurzfristig, physiologisch Adaption - langfristig, evolutionär
  • Ressourcen vs Umweltfaktoren Ressourc. werden von Org. konsumiert -> Verfügb. für andere Org. nimmt ab-> Licht, Nahrung (=Energie), Nisthöhlen, Raum, Wasser UF können von Org beeinflusst aber nicht konsumiert werden-> Temp., ...
  • Energieformen Strahlungsenergie chem. E = in chem. Verb. gespeichert kinet. E/Wärmeen. = Bewegung von Molekülen, gemessen als Temperat-> Wärmeen. (Temp.) beeinflusst die Kinetik chem. Reaktionen und damit Stoffwechselrate ...
  • von Organismen genutzte Energieformen? Strahlungs- und chem. E für Wachstum und Reprod. 
  • Energienutzung durch Org. (Typen) autotrophe Org. (Primärprod.) synthetisieren org. Verb. de novo aus CO2 photoautotrophe O nutzen Strahlungsenergie (Photosynthese)-> meiste Algen, Pflanzen, auch Archaeen, Bak (Cyano), Protozoen chemoautotr. ...
  • Photosynthese -> Hauptenergiequelle aus org. Substanz 1. Lichtreaktion 2. lichtunabh. Reak. (Calvin)
  • Licht- vs Schattenblätter Lichtb. dicker, mehr Chlorophyll u. Stomata-> Lichtkompensationspkt, Lichtsättigung und max. Photosyntheserate höher
  • globale Konsequenzen PS Evolution Photosynthese -> moderne Atmosphäre mehr O2 -> Entw. Ozonschicht -> aerobe Atmung (O2 als e- Akzeptor)
  • globale Konsequenzen PS Evolution Photosynthese -> moderne Atmosphäre mehr O2 -> Entw. Ozonschicht (schützt vor UV) -> aerobe Atmung (O2 als e- Akzeptor)
  • Chemosythese chemosynthetische/chemolitotrophe Org nutzen E aus anorg. Verb zur Kohlenhydratsynthese -> nitrifizierende Bak (ÖS: heiße Schwefelquellen, Hydrothermalschlote)     wichtige Role in N-Kreislauf -> ...
  • Heterotrophie (Typen) Hervivore: konsumieren lebende pflanz. Biomasse Parasiten: kons. lebende Biom. (tier. o pflanz.) Wirte (auf oder drin) -> töten nicht unbedingt Prädatoren: töten leb. Org Destruenten/Detrivore: konsum. ...
  • Temperatur beeinflusst Kinetik chem. Reaktionen, damit Stoffwechselraten & Energiebilanz v. Organismen Stoffwechsel-Reak durch Enzyme katalysiert, die in engen Tempbereichen optimal funkt.-> denaturieren bei zu ...
  • Pflanzen Temp Hitze: Kühlung durch Verdunstung -> erhöhte Konvektion (+Hconv)gefiederte Blätter erhöhen KühlungBehaarung erhöht Reflexion (heat stock proteins) Kälte: Polsterwuchs verringert Wärmeverlust (-Hconv)Gerfierpunkterniedrigung ...
  • Tiere Temp Endothermie: Org. die selbst Wärme erzeugen und eig. Körpertemp. deutlich anheben können-> Vögel, Säuger- Vorteil: Überleben in kalen Umwelten- Nachteil: interne Wärmeerzeugung sehr energieaufwändig  ...
  • Bergmannsche Regel endotherme Tiere ind kalten Klimatehn größer als in kalten Klimaten (OF, Volumen)
  • Allen'sche Regel Körperanhänge von endoth. Tieren in kalten Klimaten kleiner als in wärmeren (Ohren)
  • Körpergröße, Temp und Energie kleine Tiere größeres OF-Vol.-Verhältnis -> rel. hoher Wärmeverlust (bezogen auf Körpermasse) -> kl. Endotherme höhere spezif. Stoffwechselraten (g/Körpergewicht) & höheren spezif. Energiebedarf ...
  • Wasser Pflanze Grundmediium der Stoffwechselreaktion - Wurzeln absorbieren H2O und Mineralstoffe-> durch Xylem aufwärts - Transpiration, H2O-Verlust durch Stomata -> Kraft d. Xylemsafts - Austausch CO2 und O2 über ...
  • Wasserpotential bestimmt Wasserfluss zw. Boden, Pfl., Atmosph.  -> H2O bewegt sich von Orten m. hohem Pot zu nied. Pot -> Wasserpot beschreibt Wasserzustand d. Pfl (Wasserstress)
  • Wassermangel Pflanze keine CO2 Aufnahme durch Stomata ohne H2O-Verlust -> verhungern, verdursten Wassernutzungseffizienz (water-use-efficiency) CO2 assimiliert/ H20 transportiert Wassermangel: kurzfristige Reakt.: schließen ...
  • PS bei Wärme und Trockenheit CO2-Fixierung -> 1. Schritt Calvin -> Entstehung Ribulose-1,5-bisphosphat-carboxylase/-oxidase (RuBisCO) C3: Rubisco relativ ineffizient -> Ineffizienz steigt mit TempProd. von genug CO2 -> C3 müssen ...
  • C4 & CAM Trennung CO2-Fixierung von Calvin-> CO2-Fix durch Bildung C4-Verbindung (statt C3 -> Rubisco) durch PEPC-> höherer Energieverlust aber geringere Transpiration C4: räuml. Trennung (außenliegendes Mesophyll, ...

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