Biologie (Fach) / Ökologie/Naturschutz (Lektion)

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Diese Lektion wurde von SimonFui erstellt.

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• Was ist der Unterschied zwischen der fundamentalen und der realisierten ökologischen Nische einer Art? Fundamentale Nische (physiologische Bedingungen) Realisierte Nische (unter Berücksichtigung der Wirkungen von Konkurrenten, Räubern, Parasiten, Pathogenen etc.)
• Auf einer Fläche soll die Anzahl Mäuse mit der Fang-Wiederfangmethode bestimmt werden. 100 Mäuse werden gefangen, markiert und wieder frei gelassen. Zwei Wochen später werden auf der gleichen Fläche 40 Mäuse gefangen, von denen sich 8 als markiert er Markierte gefangene Tiere / Komplette Anzahl Tiere beim zweiten Fang = Komplette markierte Tiere / Gesamtpopulation N In diesem Fall: 8/40 = 100/x 0,2 = 100/x 0,2 = 100/500 Population 500
• Was ist der Unterschied zwischen Umweltbedingungen und Ressourcen? Umweltbedingungen (conditions): Faktoren, die variieren, aber nicht von Organismen verbraucht werden z.B. Temperatur, pH-Wert, Salzgehalt des Wassers, CO2 an Land   Ressourcen (resources): Ressourcen werden verbraucht, z.B. Nahrung, Wasser, (Licht)? Konkurrenz möglich
• Was versteht man unter endo- und ektothermen Organismen? Nennen Sie jeweils zwei Beispiele. Luchs: Endotherm: Wärme durch eigenen Stoffwechsel produziert,Temperatur geregelt   Schlange: Ektotherm: Wärme kommt von außen, Temperatur ähnlich der Umgebung
• Die Vegetation Deutschlands besteht überwiegend aus C3-Pflanzen. Warum? Erster Pflanzentyp waren C3-Pflanzen können zu starke Verdunstung verhindern, vertrocknen daher nicht so schnell Haben die höchste Effizienz im Zonobiom das in DE vorherrscht
• Nennen Sie Vor- und Nachteile der CAM-Photosynthese. Welche morphologischen Besonderheiten haben CAM-Pflanzen typischerweise? Geringer Wasserverlust aber auch geringes Wachstum Sukkulent (Saftreich - dick) gebaute Pflanzen
• Eine bestimmte Pflanzenart kommt auf den Lahnbergen nicht vor. Nennen Sie mögliche Gründe dafür. Saurer, sandiger Boden. Art benötigt möglicherweise festeren Boden oder einen höheren pH-Wert
• Nennen Sie Anpassungen von Pflanzen an Trockenheit, die zu einer gewissen oder vollständigen Dürreresistenz führen. Schließbare Stomata - Verdunstungsminderung Wurzelwerk bis zum Grundwasser C4 - Photosynthese Kranzanatomie der Blätter CAM - Photosynthese Spaltöffnungen tagsüber geschlossen - kaum Verdunstung am Tag    
• Welche Veränderungen des Klimas, die die Vegetation beeinflussen, treten entlang eines Gradienten vom Äquator zu den Polen hin auf? Temperatur nimmt ausgehend vom Äquator bis zu den Polen immer weiter ab. In Folge dessen variiert der Niederschlag.  Bei sehr hohen Temperaturen erfolgt kaum Niederschlag Bei sehr niedrigen Temperaturen ist das Wasser nicht in flüssiger Form verfügbar.
• Kennzeichnen Sie kurz das Klima des mediterranen Zonobioms und seine natürliche Vegetation. In welchen 5 Gebieten der Erde kommt dieses Zonobiom vor? Trockene, heiße Sommer Milde Winter, aber Fröste bis ca. -10 Grad Winter sind regenreich immergrüne Hartlaubvegetation, heute vielfach Macchien, Garigue   Südeuropa - Nördlichstes Afrika - Nordamerikanische Westküste Südamerikanische Westküste - Südküste Australiens  
• Vergleichen Sie das Klima und die Vegetation der Biome des tropischen Regenwaldes und des Lorbeerwaldes. Lorbeerwald weist Jahreszeiten auf - Tropen nicht Lorbeerwald hat Frost - Tropen nicht   Regenwald, reich strukturiert,mehrere Baumschichten   Lorbeerwald, immergrün. Heute weitgehend landwirtschaftliche Kulturen    
• Stellen Sie die Beziehung zwischen Biomasseproduktion pro Fläche und Dichte für eine Pflanzenpopulation graphisch dar. Biomasseproduktion steigt exponentiell an, flacht ab je größer die Dichte wird
• - Eine Pflanzenpopulation besteht aus 25 Individuen und wächst exponentiell und kontinuierlich. Nach 4 Jahren ist sie auf 100 Individuen angewachsen. Wie groß wird die Anzahl Pflanzen voraussichtlich nach weiteren sechs Monaten sein? Formel mit einge dN/dt = r*N In diesem Fall 75/4 = r*25 r= 0,75 dN/0,5 = 0,75*100 dN=37,5 dN: Veränderung der Individuenzahl dT: Vergehende Zeit in Jahren r: Wachstumsrate N: Ausgangspopulation
• Eine Pflanzenpopulation wächst exponentiell mit einer Wachstumsrate von 5% jährlich. (a) Wie lange dauert es, bis sich die Anzahl Pflanzen verdoppelt hat? Formel mit eingesetzten Werten genügt als Antwort. Beispielwert: 100 Pflanzen Grundpopulation 100/dt = 0,05*100 dt=20 Antwort: 20 Jahre
• Eine Population wächst logistisch. Stellen Sie die Beziehung zwischen dem Zuwachs pro Zeiteinheit und der Populationsgröße graphisch dar. Stark gezogenes S Population steigt zunächst exponentiell flacht dann aber auch wieder ab und passt sich dem Maximum an
• Eine Population wächst logistisch. Stellen Sie die Entwicklung der Population über die Zeit graphisch dar. Bei welcher Populationsgröße ist der Zuwachs am höchsten? Bei der Hälfte der maximalen Population ist das Wachstum am höchsten.
• Was versteht man unter Merkmalsdivergenz? Wie kommt es dazu? Ausbildung von zwei unterschiedlichen Merkmalen bei zuvor gleicher Beschaffenheit. Beispiel Galapagos-Finken Finken konkurrierten zuvor, entwickelten aber folgend unterschiedliche Schnäbel um unterschiedliche Nahrungsquellen nutzen zu können  
• In einer Population ist die Reproduktion schwach negativ dichteabhängig. Stellen Sie den Zusammenhang zwischen der Anzahl Nachkommen pro Zeiteinheit und der Dichte graphisch dar. Mit zunehmender Dichte (y-Achse) wird die Reproduktionsrate (x-Achse) linear abnehmen.
• Was versteht man unter dem Konkurrenzausschlussprinzip? Zwei Arten, die genau die gleichen Ressourcenansprüche haben, können nicht miteinander koexistieren, eine Art wird aussterben
• Stellen Sie die drei grundsätzliche Typen von Überlebenskurven graphisch dar. Beschriften Sie die Achsen. Was bedeutet eine Überlebenskurve vom Typ II ? I Beispiel Mensch: Individuen überleben lange Zeit, fast alle erreichen 80%+ ihrer maximalen Lebensspanne II Wahrscheinlichkeit des Überlebens sinkt kontinuierlich und linear III Wahrscheinlichkeit des Überlebens sinkt erst sehr stark und flacht nahe dem Nullpunkt ab II Bedeutet das nur die Hälfte aller Individuen die Hälfte der maximalen Lebensspanne erreicht und das nur sehr wenige "alte" Individuen existieren
• Eine Population wächst logistisch mit einem r von 0.8 pro Jahr und Individuum. Wenn die Kapazität des Lebensraums 500 Tiere beträgt, wie hoch ist der Zuwachs einer Population, die aus 100 Tieren besteht innerhalb eines Jahres? Formel:  dN/dt = r*N*(1-N/K) (1-N/K) ist eine Erweiterung des Modells - zieht die Tragfähigkeit des Lebensraums (K) mit ein dN/1 = 0,8*100(1-100/500) >>> dN/1 = 0,8*100(0,8) dN/1 = 64 >>> dN = 64 Antwort: Population nach einem Jahr 164  
• Vergleichen Sie die Lebenszykluseigenschaften von r- und K-Strategen! r: schnelle Entwicklung, einzelne & frühe Reproduktion, typischer Weise klein, kurze Lebensphase K: langsame Entwicklung, mehrfache & verzögerte Reproduktion, typischer Weise größer, lange Lebensphase, Gute Überlebensfähigkeiten des einzelnen Individuums
• Was versteht man unter einem Allee-Effekt? Geben Sie ein Beispiel. Welche Bedeutung hat dieser Effekt in der Naturschutzbiologie? Anzahl an Samen pro Pflanze nimmt zu wenn die Anzahl der Pflanzen zunimmt. 
• Was versteht man unter Konkurrenzentlastung (competitive release)? Das Ausweichen einer Art in einen Bereich in dem es keine Konkurrenz mit einer anderen Art, in der jeweiligen Nische, gibt.
• Eine Pflanzenpopulation besteht aus 50 Individuen und wächst exponentiell und kontinuierlich. Nach 4 Jahren ist sie auf 800 Individuen angewachsen. Wie groß wird die Anzahl Pflanzen voraussichtlich nach einem weiteren halben Jahr sein? Formel mit ein dN/dt = r*N 750/4 = r*50 187,5 = 3,75*50 Wachstumsrate 3,75 dN/0,5 = 3,75*800 1500/0,5 = 3000
• Nennen Sie direkte und indirekte Einflüsse hoher Temperaturen auf Organismen. Allgemeiner Einfluss auf Leistungsfähigkeit  Beeinflusst Überleben, Wachstum, Reproduktion  
• Nennen Sie ökologische Vor- und Nachteile der C4-Photosynthese für Pflanzen. Vorteile: geringer Wasserverlust;sehr geringe Photorespiration;höhere CO2-Affinität der PEP-Carboxylase, Nachteil: Die Photosyntheseleistung ist C3 Pflanzen bei hohen CO2 Konzentrationen unterlegen
• Nennen Sie mögliche Mechanismen, die zu negativer Dichteabhängigkeit in Populationen führen können. - Intraspezifische Konkurrenz nimmt zu - Interspezifische Konkurrenz nimmt zu - Räuberdruck nimmt zu - Pathogene nehmen zu - Stress bei Tieren steigt, Geburtenrate nimmt ab
• Definieren Sie den Begriff `Biodiversität´ Definition (Original-Text): "Biological diversity" means the variability among living organisms from all sources including, inter alia, terrestrial, marine and other aquatic ecosystems and the ecological complexes of which they are part; this includes 1. diversity within species, 2. between species, and 3. of ecosystems (species communities)
• Nennen Sie die zwangsläufigen Abfolgen der Prozesse im Aussterbestrudel – Skizze! Kleine Population >>> Inzucht&zufällige genetische Drift >>> Verlust genetischer Variabilität >>> geringe individuelle Fitness und Anpassungsfähigkeit der Population >>> geringe Fortpflanzungsrate & höhere Sterblichkeit >>> kleinere Population
• Nennen Sie mindestens fünf Ursachen für die Gefährdung der biologischen Vielfalt. -Zerstörung von Lebensräumen bzw. Habitaten -Eingeführte Arten -Übernutzung Unterbrechung von Nahrungsketten -Globaler Wandel und Rückkopplungen mit den anderen „traditionellen“ Szenarien -Bedrohung der Vielfalt
• Ökosystem-Dienstleistungen: a) Wie sind Ökosystem-Dienstleistungen definiert? b) Kategorisieren Sie diese Dienstleistungen, und c) geben Sie Beispiele für eine Kategorie ihrer Wahl. a) Alle Prozesse, durch die natürliche Ökosysteme und die darin lebenden Arten dazu beitragen, dass der Mensch auf der Erde leben kann. b) 1) Produkte (mit Beispielen)  2) Regulation (mit Beispielen) 3) Unterstützung 4) Kultur, Religion, Ästethik – Culture, Religion, Aestethecy c) Holz als verwendbares Produkt 
• Fragmentierung: a) Definieren Sie Fragmentierung (zwei Komponenten) und b) skizzieren Sie den Zusammenhang zwischen Fragmentierung und Randeffekten. Was bewirken Randeffekte hier? a) Ein Verlust von Lebensraum mit einhergehender Isolierung von natürlichen Habitaten:  1) Verkleinerung der ehemaligen Fläche. 2)Zerschneidung einer ehemals zusammenhängenden Fläche in kleinere und in der Folge isolierte Teilstücke. b) Randbereich eines Habitats ist nicht verwendbar; bei Zerschneidung mehr Randbereich = Weniger nutzbarer Habitatraum  
• Definieren Sie `Biologische Invasion´ Durch Menschen ermöglichter Prozess der Ausbreitung und Vermehrung/Fortpflanzung von Organismen in Gebieten, die sie auf natürliche Weise nicht erreicht haben´.
• Welche grobe Einteilung gibt es für nicht-einheimische Pflanzenarten und nennen Sie jeweils 1 Beispiel. Archäophyten vor 1500 n. Chr. Centaurea cyanus Neophyten nach 1500 n. Chr. Herkulesstaude    
• Welches sind die Folgen (Gefahren und Schäden) von biologischen Invasionen. Nennen Sie vier Kategorien mit knappen Erläuterungen. 1.Unmittelbar Gesundheitsrisiken Prädation und Parasitierung 2. Direkt: Konkurrenz um Lebensraum und Ressourcen 3. Indirekt: Veränderung ökologischer Kreisläufe 4. Genetisch (Bezug: nahverwandte einheimische Organismen) Hybridisierung und Introgression
• a) Welche Möglichkeiten haben Sie, eine Population aus dem Aussterbestrudel herauszuholen? b) Nennen Sie und beschreiben Sie in knappen Sätzen zwei Beispiele. a) Anreicherungsmaßnahmen zur Erhöhung der Fitness Erhöhung der Effektiven Populationsgröße (bspw das Einbringen von Weibchen) Erhöhung der reproduktiven Fitness durch kontrollierte Bestäubung b) Präriehuhn - Einbringung von Hühnern aus anderen Bundesstaaten Gilia aggregata - Erhöhung der Samenzahl durch Handbestäubung      
• Definieren Sie MVP – was ist kritisch an der Festlegung eines Wertes und welche Alternativen kennen Sie? (Minimum Viable Population Size) - kleinste überlebensfähigen Population Kritisch, bisher nur wenige Langzeituntersuchungen an ausgesuchten Individuen, Naturkatastrophen können Populationen dezimieren Alternative: PVA (Population Viable Analysis)
• Welche wichtigen demographischen Parameter kennen Sie? Alter, Geschlecht und Größe Wachstumsraten Vermehrungsraten Sterbe- bzw. Überlebensraten Effektive Populationsgröße  
• Erläutern Sie knapp induktive und deduktive Vorgehensweise in der Wissenschaft. Induktiv: Schlüsse werden aus einer Anhäufung von individuellen Beobachtungen gezogen Deduktiv: Vorhersage über Ereignisse und Beobachtungen unter Annahme bestimmter Hypothesen und dann Test, ob diese mit den tatsächlichen Beobachtungen zusammenfallen.
• Berechnen Sie die effektive Populationsgröße einer Population, die aus y geschlechtsreifen Männchen und x geschlechtsreifen Weibchen besteht (Schreiben Sie die Formel vollständig auf). Effektive Populationsgröße: Ne Ne= 4*Females*Males / Females+Males  
• Welche Schritte unternehmen Sie, um eine zurückgehende Population zu schützen? Bestätigung der rückläufigen Individuenzahlen Erforschung der Biologie der betreffenden Art, um ihre Umweltansprüche zu bestimmen Erstellen aller möglichen Hypothesen für den Rückgang der Population
• Was ist eine Landschaft im ökologischen Sinn (Definition)? Landschaft in ökologischer Sicht ist eine regionale Ansammlung von miteinander in Wechselwirkung stehenden Ökosystemen wie z.B. Wald, Felder, Feuchtgebiete, Trockenrasen, Wasserläufe und Uferbiotope
• a) Was sind Saumbiotope bzw. Ökotone? b) Nennen Sie ein Beispiel. a) Ein Saumbiotop oder Ökoton ist durch eigenständige physikalische Bedingungen wie Bodentyp, Topographie oder Störfaktoren gekennzeichnet, die sich von denen auf beiden Seiten herrschenden Bedingungen unterscheiden.   b) Waldrand
• a) Wie sind Biotopkorridore definiert und b) welches sind ihre Wirkungen? a) schmale Biotopstreifen oder –flecken, die ansonsten isolierte Flächen miteinander verbinden. b) Migration und Genfluss ; Ausbreitung und Vermehrung
• Was sind Nationalparke nach Definition der IUCN? Nationalpark – Definition nach IUCN 1969: - Völliger Verzicht der wírtschaftlichen Nutzung im Kernbereich - Maßnahmen nur im Rahmen initiieller Renaturierung - Zonierungen unterschiedlich starker naturverträglicher Nutzung
• Welche Ziele werden in Nationalparken verfolgt? -Erhalt und Zulassung von Naturvorgängen in ihrer natürlichen Dynamik -Ausschluss der wirtschaftlichen Nutzung -Ermöglichung von wissenschaftlichen Beobachtungen und Naturerlebnis
• Nennen Sie mindestens zwei Beispiele für ökosystemar begründete Renaturierungsmaßnahmen in Europa und beschreiben Sie eines davon näher Aufhebung der Drainagen in Feuchtgebieten Deichrückverlegungen Künstlich kanalisierte Flüsse erhalten eine Retensionsfläche. Wichtig im Bezug auf Überschwemmungen > "Überlaufbecken"

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