Biologie (Fach) / Ökologie FU Berlin (Lektion)

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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

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