Biologie (Fach) / Ökologie FU Berlin (Lektion)
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WS13/14, alte Stud.-Ordnung, Prof. Dr. Rillig
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- Sampling-Kurven
- Interspezifische Interaktionen
- Mechanismen Positive Interaktionen Fraßschutz • Pflanzen in der Nähe ungenießbarer Pflanzen erhöhte Resourcen-Verfügbarkeit• Mykorrhiza-Symbiosen reduzierter physikalischer Stress• Beschattung Transport• Verbreitung von Sporen ...
- Blattschneideameisen (attine ants) fressen Blätter die sie ernten nicht “halten” sich Pilze und fressen geschwollene HyphenendenKönigin nimmt ein Pellet Pilz mitParasit (Pilz) – nur bei diesen AmeisenAmeisen bekämpfen Parasiten ...
- Kommensalismus (0/+) Beispiele – Phoresie; vorübergehende Transportgesellschaft – Ein Partner (Kommensale) benutzt den Nahrungsrückstand eines anderen Organismus – Facilitation (z.B. Schatten spenden)
- Parasitismus/ Prädation (+/-) • Mechanistisch unterschiedliche Prozesse; grob zusammengefasst in dieser Kategorie • Mathematische Beschreibung im Lotka-Volterra-Räuber-Beute Modell – Phasenverschobene Abundanz-Fluktuationen ...
- Mutualismus (+/+) – See-Anemone, Anemonenfische – Blattschneideameisen – Mykorrhiza-Symbiosen – Bestäubersystem
- Konkurrenzausschlussprinzip • Gausesches Prinzip• (1) wenn zwei konkurrierende Arten in einer stabilen Umwelt koexistieren, dann muss Nischendifferenzierung stattgefunden haben • (2) wenn nicht, schließt eine konkurrierende ...
- Alternative Erklärungen für Koexistenz ähnlicher ... • Derzeit aktive Konkurrenten; Koexistenz aufgrund von Nischendifferenzierung • Konkurrenz und Entwicklung der Nischendifferenzierung in der Vergangenheit (‚ghost of competition past‘) • Arten ...
- Amensalismus (0/-) • Beispiel: – Stoffwechsel(abfall-)produkt schädigt einen anderen Organismus
- Neutralismus (0/0) • Keine Auswirkungen der Organismen aufeinander
- Clements und Gleason organismisches vs. individualistisches Konzept
- Sukzession Zeitliche Abfolge ineinander kontinuierlich übergehender Systemzustände an einem Standort, Störung am Anfang – Primär- und Sekundärsukzession (Überleben von Diasporen, armes Substrat) • Untersuchungsmethoden ...
- Störung (disturbance) diskrete Ereignisse, Ressourcen werden frei, strukturelle/ qualitative Veränderungen einer LebensgemeinschaftAbgrenzung zu Grazing, Parasitismus Unterscheidung nach Intensität. Frequenz, Umfang, akut ...
- Intermediate disturbance hypothesis (IDH) Bei minimaler oder maximaler Störungsintensität oder -häufigkeit liegt minimale Diversität vor; also ist die Richness maximal bei einem ‚mittleren‘ Störungsregime auch anwendbar auf Zeit nach ...
- Top-down vs bottom-up Kontrolle • Die Welt ist grün weil Karnivoren die Herbivoren in Schach halten • Die Welt ist grün weil sie stachelig ist und schlecht schmeckt
- Schlüsselarten/ Keystone species • Keystone species sind solche, die durch ihre Abwesenheit ein Nahrungsnetz extrem verändern würden (unscharfe Definition) • Beispiele – Top-Predators – Ecosystem Engineers – Symbiosepartner ...
- Konzepte zur Stabilität • Elastizität/ resilience; Widerstandsfähigkeit/ resistence • lokal oder global (Effekt einer starken oder einer kleinen Störung) • Zusammenhang Komplexität und Stabilität – keine einfache ...
- Definition Biodiversität “the variability among living organisms from all sources (…) and the ecological complexes of which they are part; this includes diversity within species, between species and of ecosystems.” Für ...
- Räumlich und zeitlich variierende Faktoren die richness ... • Produktivität • Prädationsintensität • Räumliche Heterogenität • Extreme Bedingungen • Klimavariationen • Störung• Alter des Lebensraumes • Areal und Abgelegenheit
- Island biogeography/ Inselbiogeographie MacArthur & Wilson (1967) • Gleichgewichtstheorie – Erklärung der Arten-Areal Beziehung • Größe und Abgelegenheit der Insel und Einwanderung – Aussterben – Seen (Inseln in einem Meer von ...
- Definition Ökosystem System = ein Set von Elementen die miteinander interagieren, Biologische Lebensgemeinschaft (Biozönose) und ihre abiotische Umwelt (Biotop) als Einheit
- Flüsse Bewegung von Stoff (oder Energie) zwischen Kompartimenten • Flussrate/ flux rate – Menge eines Stoffs die pro Zeiteinheit in ein Kompartiment ein- oder austritt • Umsatzrate/ turnover rate – ...
- Flüsse - Beispiele • Kompartiment enthält 100 Tonnen Kohlenstoff, und pro Jahr verlassen das Kompartiment (oder kommen an) 1 Tonne (Gleichgewicht!). Dann: • Flussrate/ flux rate = 1 Tonne/ Jahr • Umsatzrate/ turnover ...
- Stoff-/ Energieflüsse Kohlenstoff und Energie sind eng verknüpft– In der Photosynthese wird Lichtenergie dazu benutzt CO2 zu organischen Komponenten zu reduzieren – Diese C-haltigen Stoffe werden dann zwischen Kompartimenten ...
- Stehende Biomasse (standing crop) Körper lebender Biomasse in einem Areal
- Biomasse Masse von Lebewesen in Joule m-2, Trockensubstanz kg pro ha, g C m-2
- Primärproduktion Rate mit der Biomasse pro Flächeneinheit produziert wird
- Bruttoprimärproduktion Gesamte Fixierung von Energie durch Photosynthese (davon wird ein Teil von den Pflanzen veratment, geht als autotrophe Respiration R verloren)
- Nettoprimärproduktion Produktionsrate neuer pflanzlicher Biomasse; NPP = BPP - Rautotroph
- Sekundärproduktion Rate der Biomasseproduktion der Heterotrophen
- Große Zahlen – Kilo k 10 3 (Tausend) – Mega M 10 6 (Million) – Giga G 10 9 (Milliarde) – Tera T 10 12 (Billion) – Peta P 10 15 (Billiarde) • Oft gebraucht: ...
- Globale Nettoprimärproduktion 105 Pg C pro Jahr– Ungefähr gleich auf Meer und Festland verteilt
- Kosumenten, Zersetzer, Detrivoren • Primärproduktion wird teilweise von Herbivoren konsumiert, diese wiederum von Carnivoren: Konsumentensystem (live-consumer system) • NPP die nicht durch Konsumenten läuft geht in das Zersetzersystem ...
- Live-consumer/ decomposer system
- Unterschied Energie- und Stoffflüsse Energie kann nicht recycelt werden – das ist mit Materie aber möglich Stoffflüsse daher Kreisläufe (Energie als Durchflüsse)
- Nährstoffkreisläufe Bestehen aus – Nährstoffeintrag Input (Verwitterung von Gestein, Fixierung, Düngung) – Nährstoffaustrag Output (Freisetzung in Atmosphäre, Austrag in Wasserläufe, Erosion, Feuer, Ernte) – ...
- Paradox der N-Limitierung N ist oft das Element das terrestrische NPP limitiert• N2 ist der Hauptbestandteil der Luft (78%) • N fixation is limited by availability of other nutrients – High requirement for ATP: P can be ...
- Interner N-Kreislauf
- Prozesse und Organismen • Organismen leisten keinen “Service” für ein Ökosystem • Sie setzen Stoffe um, weil sie so ihren “Lebensunterhalt” verdienen • Aus Ökosystemsicht kann das wie eine “Dienstleistung” ...
- Interner Stickstoffkreislauf - Immobilisation/ immobilization ... Aufnahme (Assimilation) von anorganischem N in (mikrobielle) Biomasse – Braucht Energie, N wird benötigt zum Wachstum
- Interner Stickstoffkreislauf - Mineralisation/ mineralization ... Umwandlung organisches N in Ammonium (NH4+ ) – auch Ammonifikation genannt – Energieliefernde Reaktion, bei der N in inorganischer Form abfällt
- Interner Stickstoffkreislauf - Nitrifikation Umwandlung (Oxidation) von Ammonium in Nitrat (NO3-) – Energiegewinnung von chemolithoautotrophen Bakterien und Archaeen
- Interner Stickstoffkreislauf - Denitrifikation Umwandlung von Nitrat in gasförmige Produkte – NO3- als terminaler Elektronenakzeptor (weil O2 nicht verfügbar) – Viele verschiedene Mikroorganismengruppen
- Gasförmige N-Verluste • Ammoniakausgasung (NH3)– pH-anhängiger Prozess – Normalerweise gering, außer bei hohen Ammoniumkonzentrationen; Düngung mit Harnstoff • Nitrifikation: – Gase produziert als Nebenprodukte; ...
- Kausalität vs. Korrelation Korrelation setzt nicht notwenidgerweise kausalen Zusammenhang voraus Bsp.: Nobelpreis je 10 mio Einwohner gegen Schokoladenkonsum pro Kopf pro Jahr -> linearer Zusammenhang, keine Korrelation
- Reaktionskurven – Umweltfaktoren
- Stenök und euryök Stenökie: Art toleriert nur relative enge Spannbreite eines Umweltfaktors – oft nützlich als Zeigerarten Gegenteil ist euryök, es liegt ein weiter Toleranzbereich vor
- Untersuchung Nahrungsnetze Beobachtung des Fressverhaltens Markierung Stören (bsp. Entfernen einzelner Elemente) Mageninhalte analysieren
- Richness, Abundance, Evenness A A A A B B C Richness: 3 Abundance: A = 4; B = 2; C = 1 Evenness: A = 4/7; B = 2/7; C = 1/7