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Biologie (Fach) / Ökologie FU Berlin (Lektion)

In dieser Lektion befinden sich 100 Karteikarten

WS13/14, alte Stud.-Ordnung, Prof. Dr. Rillig

Diese Lektion wurde von blubberbernd erstellt.

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  • Definition Ökologie Wissenschaftlich wissenschaftliche Erforschung von – Verbreitung und Abundanz von Organismen – die Interaktionen, die obiges bestimmen – Transformation und Fluss von Energie und Materie
  • biolog. Ebenen der Ökologie 1. Art, Gattung, Familie etc. 2. Population, Community 3. Ökosystem, Biosphäre
  • beobachtende Studie vs. Experiment ökologischer Realismus vs. mechanistische Auflösung -> Studie immer Kompromiss, je breiter das abgedeckte Spektrum, desto besser
  • Definition Evolution die Veränderung der erblichen Merkmale einer Population im Laufe der Zeit -> Evolution ist unvermeidbar und beobachtbar in Aktion -> betrifft Art (bzw. Pop.), nicht Individuum
  • natürliche Selektion Zahl der Nachfahren eines Individuums hängt u.a. von der Interaktion der Merkmale des Individuums mit der Umwelt ab Variabilität der Individuen einer Pop. z.T. erblich  
  • Selektion durch Mensch vs. natürliche Selektion Ziel vorhanden z.B. höhere Erträge, schönerer Schoßhund Natur hat kein Ziel, Evolution findet einfach statt 
  • Genetische Drift ein anderer Faktor der Evolution zufällige Veränderung der Allelfrequenz innerhalb eines Genpools (Blitzschlag o.ä.) größerer Einfluss auf kleinere Populationen
  • Die 4 Evolutionsmechanismen Gendrift Mutation Natürliche Selektion Migration (gene flow)
  • Fitness nicht absoluter sondern relativer Erfolg (Individuum mit größter Anzahl von Nachfahren in Pop.) fitness = (probability of survival) x (average number of seeds produced) nicht evolvierte Perfektion, ...
  • Adaptation (evolutionäre Angepasstheit) (erbliches) Merkmal, das die Fitness eines Individuums gegenüber anderen in der Population erhöht
  • Bsp. beobachtbare Evolution: Schnelle Evolution in ... Crepis sancta, innerhalb von 5-12 Generationen keine Windverbreitung der Samen mehr (weil Wachstum am Standort am Wahrscheinlichsten)  
  • Bsp. beobachtbare Evolution: Industriemelanismus durch Verschmutzung vermehrtes Vorkommen von schwarzen Birkenspannern (Farbe genetisch bestimmt, bessere Tarnung auf schwarzen Birken)
  • Bsp. beobachtbare Evolution: Long-term experimental ... 50.000 Generationen von E. coli alle 75 Tage (500 Generationen) samples eingefroren Fitness wird mit Vorfahren verglichen(Lenski (2011): http://myxo.css.msu.edu/ecoli)
  • Waht is Science? "Science is a particular way of knowing about the world" Erklärungen begrenzt auf das, was aus beweisbaren Daten gefolgert werden kann - Ergebnisse von Beobachtungen und Experimenten können von anderen ...
  • Statistische Power Teststärke = Power Power ist die Wahrscheinlichkeit einen tatsächlich vorliegenden Unterschied auch zu erkennen
  • P-Werte (p values) die Wahrscheinlichkeit, dass ein Effekt mindestens so groß wie der beobachtete einfach zufällig aufgetreten ist (Irrtumswahrscheinlichkeit) -> in 5% aller Fälle werde ich tatsächlich die falsche Entscheidung ...
  • Fehler 1. Art Test-Entscheidung: H0 wird abgelehnt – ich entscheide dass es einen Unterschied gibt, aber es gibt in Wirklichkeit keinen wenn gemacht, Erkenntnisse ohne Grundlage durch P-Wert angegeben (5%)
  • Fehler 2. Art Test-Entscheidung: H0 wird nicht abgelehnt – es gibt wirklich einen Unterschied, aber ich erkenne ihn nicht nicht-Erkennen negativer Auswirkungen von bsp. schädlichen Substanzen, Faktoren idR. nicht ...
  • Warum statistische Tests? um anhand von Stichprobe (sample) auf Population rückzuschließen Population --> Sampling - Beprobung --> Sample Population <-- Statistische Inferenz <-- Sample
  • Sampling jedes Mitglied der Population hat die gleiche Chance ausgewählt zu werden • geschichtetes Zufallssampling: es werden Schichten definiert und innerhalb derer wird eine Zufallsprobe gewählt • Systematisches ...
  • Replikate Das Objekt auf das eine Behandlung angewandt wird, alle zusammen machen die Stichprobe (sample) Replikate müssen voneinander unabhängig sein!
  • Mechanismen der Verbreitung historisch/ evolutionärInteraktionen mit anderen Arten Zufallseffekte Ressourcen Abiotische Faktoren
  • Ökologische Nische Wechselwirkungen der Merkmale und Bedürfnisse einer Art mit Umweltfaktoren und Ressourcen  • jedes Habitat kann mehrere Nischen enthalten • beschreibt nicht nur wo, sondern wie ein Organismus lebt ...
  • Nische – Habitat – Biotop • Nische: abstraktes Konzept• Habitat: ein Ort, an dem eine Art/ Population/ Individuum vorkommt• Biotop: räumlich abgrenzbare Einheit eines Ökosystems
  • Umweltfaktoren physikalisch-chemische Eigenschaften der Umwelt können durch Organismen verändert werden bsp.: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Toxine, Wind, pH-Wert, Etc.
  • Ressourcen “All things consumed by an organism” (Tilman 1982) verbrauchte Anteile sind für andere Organismen nicht mehr verfügbar  Organismen können daher um Ressourcen konkurrieren Bsp.: Sonnenstrahlung ...
  • Einteilung von Organismen nach Stoff- und Energiewechsel ... • Energiequelle Licht (photo-)/ chemische Rkt. (chemo-) • Elektronendonor anorganisch (litho-)/ organisch (organo-)• Kohlenstoffquelle anorganisch (auto-)/ organisch (hetero-) Bsp.: Wir: chemoorganoheterotroph ...
  • Ressourcen Verarmungszonen zwei Prozesse laufen ab:• Substanz wird von Organismen verbraucht • Substanz wird nicht schnell genug nachgeliefert andersrum kann auch zu Anreicherung nicht benötigter Stoffe kommen Bsp.: Phosphat ...
  • Mineralische Nährstoffe • Macronutrients: N, P, S, K, Ca, Mg, Fe • Micronutrients: Mn, Zn, Cu, …
  • Ressourcen von Heterotrophen – Zersetzer • Totes Material– Biotrophe Symbionten (auch Parasiten) – Prädatoren• Konsum von lebenden Organismen (töten)• Grazers, Weidegänger (nur ein Teil wird konsumiert) • Parasiten: ...
  • polyphag und monophag • Polyphag: Generalisten (mit Präferenzen) • Monophag: auf eine Art oder eine wenige eng verwandte Arten beschränkt (z.B. wirtsspezifisch)
  • Definition Population Eine Gruppe von Individuen der gleicher Art im gleichen Raum zur gleichen Zeiteine Gruppe von Individuen, die eine Fortpflanzungsgemeinschaft, einen Genpool bilden Eigenschaften: Größe/ Dichte; Altersstruktur, ...
  • Veränderungen der Populationsgröße Nnow = Nthen + B – D + I – E • Nnow = Zahl der Individuen gegenwärtig • Nthen = Zahl der Individuen vorher • B births Geburten • D deaths Todesfälle • I immigrants Zuwanderer • E emigrants ...
  • Populationswachstumsmodelle • Spezifische natürliche Wachstumsrate r• Ohne Beschränkung (ohne innerartliche Konkurrenz) – dN/dt = r N (Differentialgleichung) – Beschreibt exponentielles Wachstum• Mit Beschränkung (innerartlicher ...
  • Populationswachstumsmodelle II
  • Was ist ein Individuum? eine Population ist eine Anzahl von Individuenunitare/ modulare Organismen  Abgrenzung der Individuen schwierig
  • Populationsgröße, -dichte messen Oft sehr schwierig alle Individuen zu zählen; daher sampling  • Fang-Wiederfangmethode für bewegliche Organismen• Quadrat/ transect sampling für sessile • Mikroorganismen: mikroskopisches Zählen ...
  • Lebenszyklen • Verschiedene Phasen• Life history = Lebenszyklusstrategie • Allgemein:  – Geburt – Präreproduktive Phase– Reproduktive Phase – Postreproktive Phase und Tod
  • iteropare/ semelpare Arten Iteropar – wiederholte (oder kontinuierliche) FortpflanzungsphasenSemelpar – nur eine begrenzte reproduktive Phase im Leben
  • Lebenstafeln Muster (quantitativ) des Überlebens mit Alter oder Lebensphase  • Kohortenlebenstafel: alle Individuen, die in einem bestimmten Zeitintervall geboren wurden, werden verfolgt• Stationäre Lebenstafel: ...
  • r und K “Strategien” • r = birth – deaths, oder birth + survival r-Strategen: viele Nachkommen  rasch produziert, geringe Kosten • K = Kapazitätsgrenze– Geburtenrate und Todesrate sind gleich  K-Strategen: wenige ...
  • dichteunabhängige Regulation der Populationsgröße ... idR. abiotische Faktoren
  • dichteabhängige Regulation der Populationsgröße Intraspezifische Konkurrenz (Interaktion zwischen Individuen einer Art verursacht durch gemeinsamen Bedarf an Ressourcen führt zu Reduktion der Überlebensrate, des Wachstums und/oder der Reproduktionsrate ...
  • Intraspezifische Konkurrenz (-/-) • Ausbeutungkeine direkte Interaktion, Ausbeutung der gleichen Ressource • InterferenzInteraktion der Konkurrenten (z.B. Territorialität, Kannibalismus, Allelopathie bei Pflanzen)  
  • Muster räumlicher Verteilung Dispersion (Vorgang) = dispersal Verteilung (Resultat) = dispersion/ distribution • Zufällig• Gleichmäßig• Aggregiert
  • Metapopulation • es gibt nicht besetzte (aber geeignete) Habitat-Patches, weil sie von Ausbreitungsstadien (noch) nicht erreicht wurden • Metapopulation besteht aus Teilpopulationen • kann stabil sein, obwohl ...
  • Artenpools (Hierarchie)
  • gegensätzliche Standpunkte zu Community equilibrium und non-equilibrium Theorie (Störungen) neutral theory und niche theory individualistic und ‘superorganism’ negative vs. positive Interaktionen (Konkurrenz/ Facilitation)top-down oder ...
  • Beschreibung eines assemblage Artenreichtum (richness) = S = Zahl der Arten  Äquitabilität (evenness) = E = relative Häufigkeit Diversitätsindizes: zusammenfassende Behandlung von richness und evenness in einer Zahl: davon gibt ...
  • Index-Profile Darstellung der community über ein Kontinuum von Betonung der seltenen Arten (= richness) zu Betonung der dominanten Arten

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