Ökologie 1

• konzentrieren sich auf Umweltreize, die ein Verhalten auslösen (Bsp. Flucht Maus/Katze)

• genetische, physiologische und anatomische Mechanismen des Verhaltens

• konzentrieren sich auf die evolutive Bedeutung eines Verhaltens

-> festgelegtes Reaktionsmuster

• Folge von nicht erlernten Verhaltensmustern, welche im Wesentlichen unveränderlich sind und (einmal eingeleitet) gewöhnlich bis zum Ende durchgeführt werden

• eine ungerichtete Veränderung der Aktivität oder Wendehäufigkeit als Reaktion auf einen Reiz

• eine gerichtete Bewegung zum Reiz hin (positive Taxie) oder vom Reiz weg (negative Taxie)

• Beispiele für Taxis:

  • längere Schwimmbewegungen von E.coli bei Anwesenheit eines Lockstoffes, z.B. Ribose

  • Die Kugelalge Volvox schwimmt gerichtet auf eine Lichtquelle zu

  • Forellen, die sich automatisch stromaufwärts orientieren

  • Ein Insekt löst bei einem Frosch eine gerichtete Bewegung aus

  • Ameisen orientieren sich anhand einer olfaktorisch markierten Ameisenstraße

• Sender (Reiz) -> Empfänger (Signal)

• Tiere kommunizieren mithilfe von visuellen, chemischen, elektrischen, akustischen und taktilen Signalen

  Beispiele:

Balzverhalten (Drosophila)

Tanzsprache (Bienen)->Schwänzeltanz

• tempo -> Signalisiert die Entfernung

• Winkel -> Signalisiert die Richtung

• Gerunch -> Signalisiert Art der Futterquelle

• viele Tiere, die durch Duftstoffe miteinander kommunizieren, setzen chemische Verbindungen frei, die als Pheromone bezeichnet werden (innerartlichen Kommunikation)

• Pheromone können schon in sehr geringen Konzentrationen große Wirkung zeigen

• erstes bekanntes und nachgewiesene Pheromon war das Bombykol (Alkohol)

• Produktion ist wenig energieaufwändig, die Substanzen können über größere Entfernungen wirken und physikalische Hindernisse überwinden

Beispiel:

Wenn eine Elritze oder ein Wels verletzt werden, verteilt sich eine Alarmsubstanz aus der verletzten Haut des Fisches im Wasser und ruft bei anderen Fischen eine Schreckreaktion hervor

• Verhaltensweisen, die in der Entwicklung fixiert sind und bei verschiedenen Individuen trotz unterschiedlicher Umwelteinflüsse gleich ablaufen

• ist die veränderung von Verhalten aufgrund von bestimmten Erfahrungen

• Arten des Lernens

  • Habituation

  • Prägung

  • räumliches Lernen und kognitive Karten

  • Assoziatives Lernen

    • klassische Konditionierung

    • operante Konditionierung

• stellt eine sehr einfache Form des Lernens dar

• hierbei gewöhnen sich Tiere an ständig wiederkehrende, relativ bedeutungslose Reize und zeigen keine Reaktion mehr auf sie

• enthält sowohl erlernte als auch angeborene Komponenten und ist eine dauerhafte verhaltensbiologische Reaktion

• zeichnet sich gegenüber anderen Formen des Lernens durch eine sensible oder kritische Phase aus, einen zeitlich begrenzten Entwicklungsabschnitt, in dem bestimmte Verhaltensweisen erlernt werden können

• räumliches Lernen ist eine komplexere Form der Verhaltensänderung, die auf der Ausbildung eines Gedächtnisses, das die räumliche Struktur des Lebensraums widerspiegelt basiert (Landmarken)

• zwei Reize miteinander in Verbindung bringen können

  • klassische Konditionierung

  • operante Konditionierung

• hierbei wird ein willkürlich gewählter Reiz mit einem bestimmten Ergebnis in Verbindung gebracht

  -> Pawlow : Hund gefüttert mit Glockenton -> Glockenton ohne Futter, Speichelfluss

• Hierbei lernt ein Tier, eine seiner eigenen Verhaltensweisen mit einer Belohnung oder einer Bestrafung in Verbindung zu bringen

  -> Skinner : Ratte, Futter durch drücken des Hebels

• darunter versteht man nicht nur Bewusstheit, sondern insgesamt die Fähigkeit des Nervensystems, Informationen wahrzunehmen, zu speichern zu verarbeiten und zu nutzen

• Problemlösung ist die kognitive Fähigkeit, eine Methode zu entwickeln, ein echtes oder vermeintliches Hindernis/Problem zu überwinden

• hierzu lässt man Jungtiere von Individuen einer anderen Art oder fremden Individuen der eigenen Art aufziehen

• die hierbei auftretenden Unterschiede zum Verhalten von Individuen, die von den eigenen Eltern aufgezogen wurden, liefern Hinweise darauf, inwieweit Verhaltensweisen genetisch bedingt sind oder durch die Umwelt beeinflusst werden

• z.B. Zwillingsstudien beim Menschen

• Monozygote Zwillinge, vergleichen von Gemeinsamkeiten und Unterschieden, zwischen welchen die Gemeinsam und welchen die getrennt aufgewachsen sind

• sind regelmäßige Ortsveränderungen über weite Entfernungen

• Tiere orientieren sich dabei an:

  • Erdmagnetfeld

  • Position des Polarsterns

  • Sonnenposition in Verbindung mit ihrer biologischen Uhr

• Pilotieren, Kompassorientierung und Navigation

• Tierisches Verhalten wird häufig vom circadianan Rhythmus beeinflusst, dem täglichen Wechsel von Ruhe und Aktivität

  • circannuale Rhythmen (jährlich)

  • Lunare Rhythmen (nach den Mondphasen)

  • Tidale Rhythmen (abhängig von Gezeiten)

• dem Modell des optimalen Nahrungserwerbs zufolge sollte natürliche Selektion ein Nahrungserwerbsverhalten begünstigen, das die Kosten des Nahrungserwerbs minimiert, während es den Nutzen maximiert

• zwei effektive Strategien

  • das Tier entwickelt spezifische Anpassungen an eine bestimmte Nahrung, um seine Erfolgsquote zu maximieren

  • das Tier hat ein breites Nahrungssprektrum und bevorzugt je nach Angebot diejenige Nahrung, die den optimalen Kompromiss zwichen Energiegewinn und Energieausgaben darstellt

• Paarungssysteme und elterliche Fürsorge:

  die Zeit und Energie, die ein Individuum zur Reproduktion und Jungenaufzucht aufwenden muss

• Paarungsverhalten umfasst das Suchen oder Anlocken von Geschlechtspartnern, die Wahl zwischen verschiedenen potenziellen Partnern und den Wettstreit um Partner

• sexuelle Selektion und Partnerwahl

  • bei intersexueller Selektion wählt der Vertreter des einen Geschlechts Partner auf Basis bestimmter Merkmale des anderen Geschlechts

  • bei intrasexueller Selektion konkurrieren Vertreter eines Geschlechts um Geschlechtspartner

  ->Partnerwahl durch Weibchen (Geschlechtsdimorphismus)

  -> männliche Konkurrenz um Geschlechtspartnerinnen

• wägt alternative Strategien in Situationen ab, in denen das Ergebnis einer Strategie von Strategien sämtlicher beteiligter Individuen abhängt

• ein Spiel im Sinne der Spieltheorie ist eine Entscheidungssituation mit mehreren Beteiligten, die sich mit ihren Entscheidungen gegenseitig beeinflussen

• im Unterschied zur klassischen Entscheidungstheorie modelliert diese Theorie also Situationen, in denen der Erfolg des Einzelnen nicht nur vom eigenen Handeln, sondern auch von dem anderer abhängt

• aufgestellt von John Nash

  
  

• der Gesamteffekt, den ein Individuum auf die Vermehrung seiner Gene hat, indem es eigene Nachkommen produziert und Hilfe leistet, die Verwandten erlaubt, Nachkommen zu produzieren

• Natürliche Selektion begünstigt Altruismus, wenn:

  r (Verwandtschaftskoeffizient) * B (Nutzen für Empfänger) > C (Kosten für Altruisten)

• Verhalten, das einem Artgenossen einen Vorteil verschafft und dem Akteur eher einen persönlichen Nachteil, der von ihm in Kauf genommen wird

• nach dem Motto “Hilfst du mir, so helfe ich dir”

• natürliche Selektion, die altruistisches Verhalten fördert, indem sie den Fortpflanzungserfolg von Verwandten erhöht

• soziales Lernen und kultureller Informationstransfer sind beim Menschen am stärksten von allen Spezies ausgeprägt

• menschliches Verhalten resultiert aus dem Zusammenspiel zwischen genetischen und Umweltfaktoren

• die menschliche Kultur wird durch die Soziobiologie mit der Evolutionstheorie verknüpft

• Wissenschaft von den Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt

• Ökologen arbeiten auf der Ebene des einzelnen Organismus bis hin zur ganzen Biosphäre

• liefern die notwendigen wissenschaftlichen Grundlagen und Antworten, mit deren Hilfe wir die Vielfalt an Organismenarten auf der Erde schützen und nachhaltig bewahren können

• ie durchschnittliche Witterungsbedingungen an einem bestimmten Ort im jahreszeitlichen Verlauf nennt man Klima

• Lokalklima sind kleinere Gebiete

• Bestandsklima ist im Habitat / am Standort

• Teil des globalen Klimas

• dadurch variiert die Intensität der Sonneneinstrahlung, die wiederum direkten Einfluss auf Luftzirkulation, Niederschläge und Winde hat

• wenn die an einem heißen Tag sich an Land erwärmende Luftmasse in höhere Luftschichten steigt, können hierdurch kühlere Luftmassen des angrenzenden Meeres nachfolgen

• auf der Windschattenseite des Gebirges (-> Wolkenbarrieren)sind die Niederschläge gering. Deshalb befinden sich dort in der Regel Trockengebiete (-> Regenschattenwüsten z.B. Gobi, Mojawe)

• Globale Luftzirkulation und Niederschlagsverteilung (Polare Zelle, Ferell-Zelle, Hadley-Zelle)

• Globale Windsysteme (Passate, Ferrel-Zelle/Westwinddrift, Ostwinde)

• den größten Raum der Biosphäre nehmen aquatische Biome ein, die Meere bedecken über 75% der Erdoberfläche

• nach ihrem Salzgehalt unterscheidet man limnische (Süßwasser-) und marine (Salzwasser-) Biome

• viele aquatische Biome gliedern sich nach dem Strahlungshaushalt des eintreffenden Sonnenlichts sowie nach bestimmten physikalischen und chemischen Faktoren in Schichten

  • lichtdurchflutete Oberschicht, in der Photosynthese stattfinden kann -> euphotische oder trophogene Zone

  • Trennschicht , eine schmaler Bereich -> Sprungschicht oder Thermokline

  • dunklere untere Schicht mit kälterem Wasser -> aphotische oder tropholytische Zone

  • Substrat des Gewässerbodens -> benthische Zone oder Benthal

    • Bewohner: Benthos

  • Freie Wasserflächen -> Pelagial

    • Bewohner: tierisches und pflanzliches Plankton, Nekton

• An Meeresküsten unterscheidet man außerdem:

  • Spritzwasserzone -> Supralitorial

  • Gezeitenzone -> Eulitoral

  • Ständig von Wasser bedeckter Bereich -> Sublitoral

• die Tiefsee ab 2000 m unter dem Meeresspiegel ist das Abyssal

__________________________________________________________________

• bei limnischen Biomen (Süßwasser) unterscheidet man zwischen stehenden Gewässern wie Seen und Teichen sowie Fließgewässern

  • der flache, helle und relativ warme Uferbereich ist das Litoral

    • außerdem werden Seen anhand ihres Nährstoffgehalts unterteilt in tiefe und nährstoffarme oligotrophe Seen und flache, nährstoffreiche eutrophe Seen

    • die Zwischenform nennt man mesotroph

    • aufgrund des Eintrags von Nährstoffen durch den Menschen kommt es häufig zu einer Eutrophierung von Seen

  • der oberflächennahe, ebenfalls helle und warme, aber vom Ufer weiter entfernte Bereich ist das Pelagial

  • Profundal nennt man den dunkleren, kühleren Bereich unterhalb des Pelagials

• kommt hauptsächlich im Pelagial vor

• größte Photosynthese Leistung auf der Welt

• photosynthetische Organismen

• heterotrophe Organismen

• kommen hauptsächlich im Pelagial vor

• ernähren sich vom Phytoplankton

• Zooplakton der Binnengewässer: Protozoa, Flagellata, Ciliophora, Rotifera, Crustacea, Copepoda, Cladocera

• frei schwimmende Tiere, können ihre Bewegung beeinflussen

• z.B.: Cephalopoda, Theutoidea, Architheutis, Chondrichthyes, Cetacea

• ernähren sich von Detritus

  • abgestorbenes organisches Material, das aus dem produktiven Oberflächenwasser der euphotischen Zone stammt

    -> Akkumuliert sich im Benthal

• leben im Benthal

• die meisten werden aufgrund wichtiger geophysikalischer oder makroklimatischer Merkmale sowie anhand ihrer vorherrschenden Vegetation charakterisiert

• haben keine scharfen Abgrenzungen, sondern sie besitzen unterschiedlich breite Übergangszonen -> Ökotone

• Klima ist sehr wichtig, warum terrestrischen Biome sich in bestimmten Bereichen befinden

• höhere Photosyntheseaktivität als das ozianische Pelagial

• die Partnerwahl erfolgt als intersexuelle Selektion

• die Wahl der Weibchen kann eine zentrale Rolle bei der Evolution von männlichen Verhalten und männlicher Anatomie spielen

  -> Geschlechtsdimorphismus

-> intrasexuelle Selektion

• Bei einem derartigen Wettstreit kann agonistisches Verhalten eine Rolle spielen, ein oft ritualisierter Kampf, der darüber entscheidet, welcher Wettkämpfer Zugang zu einer Ressurce wie Futter oder Weibchen erhält

  • Drohgebärden

  • Revierverhalten

  • Imponiergehabe

  • Übersprungsverhalten

  • Unterwerfung

  • Aggression

  • Fluchtverhalten

• die Gesamtheit der Individuen einer Art, die in einem bestimmten, zusammenhängenden Siedlungsraum interagieren

• eine Gruppe von Populationen verschiedener Arten, die sich an einem Ort an ihre abiotische und biotische Umwelt einstellt

• umfasst das Beziehungsgefüge zwischen den verschiedenen Organismenarten in einem bestimmten Lebensraum

• umfasst ein Mosaik lokaler und sich wiederholender Ökosysteme

• umfasst die Gesamtheit aller Ökosysteme der Erde, die Biosphäre die Gesamtheit aller Biozönosen

• die Erforschung der Verbreitung von Organismen in der Vergangenheit und Gegenwart

• Seen, die das Wasser im halbjährlichen Rhythmus durchmischen -> Umschichtung

• so gelangt sauerstoffreiches Wasser von der Oberfläche des Sees zur Bodenschicht, und gleichzeitig steigt nährstoffreiches Wasser vom Gewässerboden an die Oberfläche

• Rückschlüsse auf eine Vegetations- und Klimaentwicklung während der Erdgeschichte

• Pollen werden durch den Wind weit verbreitet und sind oft in Seesedimenten und im Torf erhalten

• Die äußere Pollenwandschicht / Exine ist sehr widerstandsfähig und kann fossilisiert werden

• fossile Pollen sind vielfach der jeweiligen Art zuordenbar

• können fördern oder beschränken

  • Geographische Hindernisse

  • physikalische Faktoren

  • chemische Faktoren

  • biotische Faktoren

  • Habitatselektion

• Frage nach den Auslösern von Verhalten und physiologischen Mechanismen der Reaktion

• Frage nach den Erfahrungen im Laufe der Ontogenese

• Frage nach dem Anpassungswert

• Frage nach der Stammesgeschichte