Was sind abiotoische Faktoren?
Definiere und nenne 7
Definition: Umweltfaktoren, an denen keine Lebewesen erkennbar beteiligt sind
Chemismus (Salinität)
Temperatur
Dichte
Viskosität
Druck
Licht,
Strahlung (UV-Licht)
Hydrodynamik
Wie kommt das Salz ins Meer?
Regen spült Salze aus dem gestein
Wasser verdunstet
Gesteine/Vulkane liefern Salze (Durch Erosion und Verwitterung
Welche Salze gibt es im Meer, wie ist der jeweilige Anteil?
Na+
Cl-
Mg2+
Ca2+
K2+
SO42-
HCO3-
97% aller Salze im Meer sind NaCL-
- der Rest besteht aus Mg etc.
- Die Zusammensetzung der Salze im Meer ist immer nahezu gleich.
Erkläre das Kohlenstoff-Bicarbonat-Puffersystem im Menschen?
Kohlensäure-Bicarbonatsystem
Das Kohlensäure-Bicarbonat-Puffersystem funktioniert, indem es Protonen aus dem Blut aufnimmt, wenn der pH-Wert zu niedrig (saure Umgebung) wird, und Protonen freisetzt, wenn der pH-Wert zu hoch (basische Umgebung) wird. Dies geschieht durch folgende Reaktionen:
1. Protonenaufnahme (pH-Senkung): CO2 + H2O -> H2CO3 -> H+ + HCO3-
In sauren Bedingungen nimmt das Bicarbonat Protonen auf, um Kohlensäure zu bilden, wodurch der pH-Wert ansteigt
2. Protonenfreisetzung (pH-Erhöhung): H2CO3 -> CO2 + H2O -> H+ + HCO3-
In basischen Bedingungen wird Kohlensäure in Kohlendioxid und Wasser aufgespalten, wodurch zusätzliche Protonen freigesetzt werden und der pH-Wert gesenkt wird.
Atmung und Nieren sind zwei wichtige Mechanismen, die dazu beitragen, dieses Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, indem sie den CO2-Gehalt und die Bicarbonatkonzentration im Blut regulieren.
Was hat CO2 für einen Einfluss auf die Versauerung der Meere?
je mehr Co2 in der Luft ist, desto mehr Co2 nehmen die Ozeane auf —> CO2 Partaildrcuk steigt durch den Klimawandel in der Luft an —> Die Meere nehmen deswegen mehr CO2 auf ➞ CO2 reagiert mit H2O zu Kohlensäure (H2CO3) ➞ Kohlensäure gibt H+ ab ➞ pH-Wert sinkt ➞ Wasser wird saurer
Erkläre den Mechanismus der Phosphatfalle
Auswirkungen
Phosphatfalle
Organische Überreste von Phytoplankton sinken zum Meeresboden.
Ein Teil des Phosphats wird von anderen Organismen aufgenommen.
Ein beträchtlicher Anteil gelangt in tiefere Wasserschichten.
Tiefe Wasserschichten
Phosphat wird in den tiefen Schichten gefangen.
Bindung an Sedimente und Partikel.
Erschwert den Zugang für Organismen in oberflächennahen Gewässern.
Begrenzt die Verfügbarkeit von Phosphat in oberflächennahen Gewässern.
Beeinflusst das Wachstum von Phytoplankton und anderen Organismen.
Kann die marine Nahrungskette und Ökosystemdynamik beeinträchtigen.
In welcher Größe wird die Salinität angegeben?
gramm pro Liter Meereswasser (g/L)
PSU (practical salinity unit) -> Maßeinheit für Salzgehalt von Meerwasser.
Salinität von den untershciedlichen Meeren (Mittelmeer, rotes Meer etc.)
+ mittlere Salinität aller Meere
Mittlere Salinität der Weltmeere: 34,72 ‰
Salinität - Gründe für besonders hohe Schwankungen
Flussmündungen (Estuare, z.B. Rhein in Nordsee)
Flussmündungen bringen große Mengen an Süßwasser in das Meer.
Dieses Süßwasser hat eine niedrigere Salinität als das umgebende Meerwasser.
Ebbe und Flut, Regen und Verdunstung z.B. Mittelmeer
Regen = Süßwasserzufuhr ins Meer -> Salinität vorübergehend verringert.
Verdunstung konzentriert das Salz im verbleibenden Wasser -> Erhöhung der Salinität
Eulitoral (Wattenmeer, Felswatt Helgoland)
Eulitoral = Bereich zwischen Ebbe- und Flutlinie.
Meerwasser bei Flut erhöht die Salinität.
Niederschläge bei Ebbe senken die Salinität.
Gezeitentümpel: Aussüßung durch Regen oder Erhöhung durch Verdunstung
= Kleine Wasserbecken an Küsten, durch Gezeiten geschaffen.
Regen verdünnt das Wasser, senkt die Salinität.
Verdunstung konzentriert das Wasser, erhöht die Salinität.
Was macht die Polargebiete zum Extramfall bzgl. Salinität?
Süßwasser leichter als Salzwasser -> leichtes Süßwasser asu schwerem Salzwasser -> Strömungen
Welchen Einfluss hat die Salinität auf Tiere?
letztes Chordatier mit einschichtiger Epidermis?
Ionenzusammensetzung vieler mariner Organismen ähnlich dem Meerwasser (gleicher osmotischer Druck)
Marine Invertebraten sind semipermeabel, keine mehrschichtige Epidermis
„Letztes“ Chordatier mit einschichtiger Epidermis: Branchiostoma
Kurze Definition folgender Begriffe:
Osmokonformer
Osmoregulierer
hyposalines Milieu
hypersalines Milieu
Osmokonformer = Salinität der inneren Körperflüssigkeiten ist ungefähr gleich der Salinitöt des umgebenden Wassers
Osmoregulierer = Organismen, die aktiv Mechanismen nutzen, um ihren internen Salzgehalt oder osmotischen Druck unabhängig von der Umgebung zu regulieren.
Hyposalines Milieu = geringe Salinität
Hypersalines Milieu = hohe Salinität
Mechanismus der Osmokonformer bei a) hyposalinem und b) Hypersalinem Milieu
bei hyposalinem Milieu:
Passive Wasseraufnahme
Bei hypersalinem Milieu:
Passive Wasserabgabe ➞ dadurch Salzgehalt im Körperinneren höher
Mechanismus der Osmoregulierer bei a) hyposalinem und b) Hypersalinem Milieu
bei hyposalinem Milieu
Aktive Wasserausscheidung
Aktive Ionenausscheidung
Bei hypersalinem Milieu
Passive Wasserabgabe
Aktive Wasseraufnahme
Aktive Ionenaufnahme
Salinität: Was ist stenohalin und euryhalin?
stenohalin keine Toleranz gegenüber Salzgehaltsschwankungen
Tiefsee, Polarregionen (konstante Bedingungen)
euryhalin breite Toleranz gegenüber Salzgehaltsschwankungen
Viele Invertebraten
Salinität: Welche Arten von euryhalin gibt es?
poikilosmotisch (poikil, veränderlich): Toleranz gegenüber passiver Wasseraufnahme oder –abgabe (isotonisch) = passen sich an -> Osmokonformer
homoiosmotisch (homo, gleich, konstant):Toleranz möglich durch aktive Osmoregulation = halten inneren Zustand (Osmot. Druck) stabil -> Osmoregulierer
Mischstrategie
Artbeispiele für poikiloosmotische Lebewesen in Meeren:
Asteria rubens -> Gemeiner Seestern
Mytilus edulis -> Gemeine Miesmuschel
Maja crispata -> kleine Seespinne
Artbeispiele für homoioosmotische Lebewesen in Meeren:
unterscheide katadrom von anadrom
Katadrom
Leben überwiegend im Süßwasser.
Laichen im Meer.
Art: anguilla anguilla (Katadrom)
Anadrom
Leben überwiegend im Meer
Laichen im Süßwasser
Art: Conger conger (Meeraal)
Artenbeispiel für Mischstrategie
Scyliorhinus canicula
Carcinus maenas
Wie sieht der Lebenszyklus von anguilla anguilla aus?
Schlupf in Sargassosee
Wanderung zu europäischen Küsten 3
Jahre
Metamorphose vor Küste zu Glasaal
Flussaufwärts ins Landesinnere (Steigaal)
Auswachsen zur Geschlechtstreife (12-15 Jahre)
Ablaichen in Sargassosee und absterben (Semelparie)
Katadrom!
Artemia salina (Salinenkrebs)
Erkläre die Mischstrategie
was ist die hyperosmotische Regulation? Osmokonformität? HYpoosmotische Regulation?
Wie erfolgt die aktive Salzausschiedung bei marinen Knochenfischen?
a) Osmoregulation im Frischwasser?
b) Osmoregulation in Salzwasser?
a) in Frischwasser
nimmt Ionen über Kiemen auf
absorbiert Wasser durch die Haut
scheidet verdünnt Urin aus
b) im Salzwasser
scheidet Ionen über Kiemen aus
Verliert Wasser durch Haut
scheidet konzentriertes Urin aus
Aktive Salzausscheidung bei Seevögeln: Macronectes giganteus (Südlicher Riesensturmvogel)
Salzdrüsen in Schädelvertiefung über Augen
sind Sekretionstubuli (Werden von Arteiolen und Venolen versorgt)
Cl- wird aktiv vin Tubuluszellen in Tubuli transportiert
NA+ folgt passiv nach
Durch Osmose wird etwas Wasser in Tubulus gezogen -> Spült NaCl-Lösung in Zentralkanal
Jedes Tubulusbündel entleert sich in einem Zentralkanal
Zentralkanal mpndet in Nasenhöhle
Abiotischer Faktor: Temperatur
wie stark schwankt die Temperatur in den untersch. Zonen des Meeres?
Sublitoral
Eulitoral
Jahreszeitlich?
Warmwasser- und HYdrothermalquellen
El nino
1 Grad in den oberen 50m des Sublitorals (Häufig)
10-15 Grad tageszeitlich im Eulitoral (Gezeitentümpel)
8-15 Grad jahreszeitlich in gemäßigten und subtropischen Bereiten (Adaption)
1-400 Gras in weniegen cm: Warmwasser- und HYdrothermalquellen
bis 5 Grad: El Nino
in welchen Gebieten gibt es kaum Schwannkungen der Temperatur?
in Polargebiten, Tiefsee und freier Ozean
Temperaturschwankungen BSP. Mittelmeer:
Temperaturen im Januar und August?
Januar: 8-17 Grad
August: 21-30 Grad
—> siehe genauer in Vorlesungsunterlagen!
Weshlab ist es im Osten des Mittelmeeres wärmer als im Westen?
Geografische Lage:
Nähe zum Äquator (niedrigere Breitengrade).
Umgeben von wärmeren Landmassen (Wärmespeicherung).
Ozeanografische Faktoren:
Eingeschränkte Wasserzirkulation -> insbesondere an der Verbindung zum Atlantik durch die Straße von Gibraltar. Das wärmere Wasser im Osten wird weniger durchströmt und bleibt länger in diesem Bereich.
Höhere Verdunstung (höhere Salzkonzentration und Temperatur).
Klimatische Bedingungen:
Mehr Sonnenstunden pro Jahr.
Heißere, trockene Winde aus der Sahara.
Meeresströmungen
stenotherm?
eurytherm?
stenotherm= ertragen keine Schwankungen
eurytherm= größere Temperaturtoleranz
welches Einfluss haben jahreszeitliche Schwankungen noch aut die Tiere?
Jahreszeitliche Schwankungen steuern Fortpflanzungsverhalten
Erniedrigung oder Erhöhung der Aquarientemperatur führen zum Ablaichen
Abiotischer Faktor: Dichte
erkläre den Zusammenhang zwischen Temperatur und Dichte und zwischen Salzgehalt und Dichte?
Erkläre in diesem Zusammenhang die Entstehung vn Tiefenwasser
Dichte wird durch Temperatur und Salzgehalt bestimmt
Temperatur und Dichte:
kaltes Wasser höhere Dichte als warmes
in kalten Regionen kühlt Wasser ab und sinkt!
Salzgehalt und Dichte
Salzhaltiges Wasser ist dichter als weniger salzhaltiges Wasser.
Meereisbildung erhöht den Salzgehalt im umgebenden Wasser, das dadurch dichter wird.
Entstehung von Tiefenwasser
Kaltes, salzhaltiges Wasser sinkt in polaren Regionen ab.
Dieses Wasser bildet das Tiefenwasser und beeinflusst globale Strömungen.
Einfluss der Dichte auf thermohaline KOnvektion
Bildung von Tiefenwasser an polaren Regionen -> Tiefenwasser fließt entlang des Meeresbodens in andere Regionen -> Transportiert kaltes Wasser aus polaren zu äquatorialen Regionen und umgekehrt -> Tiefenwasser steigt in Auftriebszonen wieder an Oberfläche (Angetrieben durch Wind und Erdrotation) -> Beeinflusst Nährstoffverteilung, das globale Klima und marine Ökosysteme
was ist schwerer ud was ist Leichter als die Dichte des Meerwassers?:
Dichte der Organismen höher als die des Meerwassers •
Schwerer: Proteine, Kohlenhydrate, Nucleinsäuren, Kalk- und
Kieselskelette
Leichter: Lipide und Gaseinschlüsse
Auftrieb: Anpassung der Haie & Anpassung der Knochenfische
Haie als Knorpelfische erhöhen den Auftrieb durch hohen Ölanteil in ihrer Leber -> Öl hat geriengere Dichte als Meerwasser -> Auftrieb
Knorpelfische (z.B.: Haie besitzen keine Schwimmblase)
haben leichteres Skelett als Knochenfische
Knochenfische haben zumeist eine Schwimmblase
Abiotischer Faktor: Viskosität
was ist Viskosität?
Was ist die Reynoldszahl?
Viskosität: Viskosität beschreibt, wie "zäh" oder "dünnflüssig" eine Flüssigkeit ist. Hohe Viskosität bedeutet, dass die Flüssigkeit dickflüssig ist und schwerer fließt (z.B. Honig)
In Wasser finden große Reibungsvorgänge statt
wird relevant bei Organismen, die kleiner sind als 1 mm
je kleiner ein Organismus im Meerwasser ist, desto stärker wirkt die Dichte -> Kleine Organismen: hier Dominieren viskose Kräfte, was zu einem stärkeren Einfluss der Wasserdichte und Viskosität auf ihre Bewegung führt.
Reynoldszahl (Verhältnis von Trägheitskräften zu viskosen Kräften in einer Strömung)
Niedrige Re: Kleine Organismen, viskose Kräfte dominieren, z.B. Bakterien, Plankton.
Hohe Re: Große Organismen, Trägheitskräfte dominieren, z.B. Fische, Wale.
ABiotische Faktor: Licht
Einfluss des Lichts auf die Organismens
bzgl. Photosynthese, Vehralten
Photosynthese: Primärproduktion im Pelagial und Phytal
Phytal: Pflanzen besiedelter Bereich des Benthals
Limitierender Faktor: starke Konkurrenz um Lichtplätze
Verhalten: tagaktive und nachtaktive Tiere
welchen Einfluss hat das Licht auf die Wanderungen von Produzenten und Konsumenten im Pelagial
Pelagial = freischwimmende Wassersäule eines Gewässers, die sich oberhalb des Benthal befindet und die Lebensräume umfasst, die fernab vom Boden oder Ufer liegen.
Steuerung von Wanderungen im Pelagial:
Primärproduzenten wachsen tagsüber in oberen Schichten
sinken nachts ab
Primärkonsumenten(z.B.Krebse) wandern nachts dem absinkenden Phytoplankton entgegen und weiden dort
Schädlcihe Wikrung durch hohe UV-Strahlung
Schutz bei Pflanzen und Algen
Lichtspektrum im Wasser?
Abnahme von Lichtqualität und Lichtqunatität je tiefer das Wasser ist!
Abiotischer Faktor: Hydrodynamik
welchen Einfluss hat die Windrichtung auf die Strömungen des Meeres-> unterscheide auflandig und ablandig!
auflandig: Wind weht von Meer auf die Küste
Drückt Oberflächenwasser zur Küste.
Führt zu Wasseranreicherung an der Küste und möglicherweise Abwärtstrieb in tieferen Schichten.
ablandig: Wind weht von Küste aufs Meer
Drückt Oberflächenwasser vom Land weg ins Meer.
Verursacht Auftrieb, bringt nährstoffreiches Tiefenwasser an die Oberfläche.
Welche Auswikrngen/ welche Bedeutung hat die Hydrodynamik (Der Wind)?
Stoffaustausch (Sauerstoff, Nährstoffe)
Transport on LArven
Einfluss auf Floren- und Faunenzusammensetzung
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