Vorlesung 10/11 -> Beispielfragen

1) Search = Suchen -> Räuber sucht nach Beute

• Verteidigungen, die verhindern, dass Begegnung zwischen Räuber und Beute überhaupt stattfindet

• Tagesperiodische Vertikalwanderung bei Daphnia

2) Encounter = Begegnung -> Räuber trifft auf Beute

• Verteidigungen, die verhindern, dass Beute vom Räuber wahrgenommen wird

• Tarnung (z.B. Stabschrecken)

3) Detection = Erkennen -> Räuber erkennt Beute

• Maßnahmen, die verhindern, dass Räuber Beute als geeignete Nahrung identifiziert

• Warnfärbungen (Aposematismus) -> Zick-zack-Muster bei Schlangen

4) Attack = Attackieren -> Räuber greift Beute an

• Maßnahmen, die verhindern, dass Beute nach Angriff konsumiert wird

• Bombardierkäfer erzeugen bei Gefahr heißes, giftiges Gasgemisch, das aus seinem Hinterleib ausgestoßen wird, um Angreifer abzuwehren

5) Consumption = Fressen -> Räuber frisst die Beute

• Maßnahmen, die vor oder nach Angriff wirken, um Gefressenwerden zu verhindern

• Einige Beutetiere besitzen Schutzpanzer, die Kauen erschweren

• Toxizität nach Verzehr

Beschreibt die Fähigkeit eines Organismus mit gegebenem Genotyp sich an variierende Umweltbedingungen durch die Veränderung seines Phänotyps anzupassen.

Induzierbare Verteidigungen -> Beispiel für phänotypische Plastizität, bei denen Organismen in der Lage sind, morphologische, physiologische oder verhaltensbezogene Anpassungen zum Schutz vor Räubern zu entwickeln.

Beispiel:

Bei Räuber -> Büschelmückenlarven

• Daphnia pulex -> Ausbildung von Nackenzähnchen

• Daphnia magna -> Ausbildung eines spitzen Helms und längerer Schwanzspitze

  
  

• Energie kann in somatisches Wachstum oder Reproduktion gesteckt werden.

• Bei Büschelmückenlarven -> können nur kleinere Daphnien fressen

  • Daphnien nehmen mehr Energie für somatisches Wachstum -> wachsen schneller aus “fressbarem” Bereich raus

1) behavorial-defense:

• tagesperiodische Vertikalwanderungen

2) morphological-defense:

• Daphnia pulex: Nackenzahnausprägung

3) life-histroy-traits: Änderungen in lebensgeschichtlichen Merkmalen

• Anpassung der Reproduktionsstrategie

1) Selektionsfaktor muss variablen Einfluss haben

• Räuber muss vorhanden und saisonal bedingt sein

2) Verteidigungen (phänotypische Änderung) muss effektiv sein

3) “Hinweise = Cues” müssen auf eine potenzielle Gefahr hinweisen

• Signal muss Beute Prädationsrisiko signalisieren (Kairomone)

4) Meisten Verteidigungsmaßnahmen sollten Kosten oder andere Kompromisse beinhalten

1) Mutualismus = beidseitiger Vorteil

• Beide Arten profitieren von Interaktion

  • Korallen und Zooxanthellen -> Korallen bieten Lebensraum, Zooxanthellen versorgen Korallen mit Nährstoffen, die sie durch Photosynthese gewinnen

2) Kommensalismus = einseitiger Vorteil, ohne Nachteil für den anderen

• Art profitiert, während die andere weder Vor- noch Nachteile hat

  • Hyänen/Geier profitieren von Überresten, die Raubtiere wie Löwen zurücklassen

    
    

3) Prädation = einseitiger Vorteil, Nachteil für Beute

• Räuber (Vorteil) tötet und konsumiert Beute (Nachteil)

  • Löwe jagt und frisst Zebra

4) Parasitismus = einseitiger Vorteil, Nachteil für Wirt

• Parasit lebt auf oder in Wirt und schadet ihm, ohne ihn direkt zu töten

  • Bandwürmer leben im Verdauungstrakt von Wirbeltieren

    
    

5) Neutralismus = kein gegenseitiger Effekt

• Beide Arten koexistieren, ohne sich direkt zu beeinflussen

6) Amensalismus = Eine Art wird negativ beeinflusst, während die andere Art keinen Vorteil oder Nachteil hat

• Essen wird von Kommilitonen vom Tisch geschmissen (er hat kein Vorteil), man selbst aber Nachteil

  
  

7) Konkurrenz = beidseitiger Nachteil

• Zwei Arten konkurrieren um begrenzte Ressourcen

  • Bäume und Sträucher konkurrieren um Licht und Nährstoffe im Boden

Definition:

Koevolution beschreibt den Prozess, bei dem zwei oder mehr Arten über einen längeren Zeitraum hinweg eine wechselseitige und gegenseitige Anpassung durchlaufen. Evolutionäre Veränderungen in einer Art üben dabei Selektionsdruck auf die anderen beteiligten Arten aus und lösen entsprechende Anpassungen aus.

=> Prozess führt zur gegenseitigen Beeinflussung der Evolution aller beteiligten Arten

• Wirt-Parasit-Beziehungen (Parasitismus)

  • Parasiten passen sich an, um Wirte effizienter auszubeuten

  • Wirte entwickeln Abwehrmechanismen

    
    

• Mutualismus

  • Feigen sind auf Feigenwespen angewiesen, um ihre Blüten zu bestäuben

  • Feigenwespen sind auf Feigen angewiesen -> benutzen Feigen als Brutstätte für Larven -> legen Eier in Blüte und Larven entwickeln sich dort

    
    

• Räuber-Beute-Beziehungen

  • Beute entwickeln schnellere Fluchtstrategien oder Tarnung

  • Räuber entwickeln schnellere Jagdfähigkeiten (z.B. höhere Geschwindigkeit)

1) Spezifische Koevolution

• Direkte, enge Wechselwirkung zwischen zwei Arten, bei der beide aufeinander abgestimmte evolutionäre Anpassungen entwickeln

  • Mutualistische Koevolution - Beide Arten profitieren

  • Antagonistische Koevolution - Eine Art profitiert auf Kosten der anderen, was zu einem evolutionären „Wettrüsten“ führt

    • Räuber-Beute-Beziehungen

    • Parasiten und Wirte

  
  

2) Diffuse Koevolution

• Interaktion zwischen mehreren Arten oder ganzen Artgemeinschaften, bei denen Anpassungen weniger spezifisch sind und sich über eine größere Gruppe hinweg entwickeln

3) Escape-radiate-Koevolution

• Eine Art entwickelt neue Anpassung, die es ihr ermöglicht, einer Bedrohung (z. B. Räuber, Parasit) zu entkommen

  • Pflanzen entwickeln chemische Abwehrstoffe gegen Herbivoren -> können in neue ökologische Nischen hervordringen -> kann zur Diversifizierung führen neuer Pflanzenarten

Sexuelle Fortpflanzung ist ineffizienter als asexuelle Fortpflanzung, da:

• Männchen keine Nachkommen direkt produzieren (Kosten der Männchen)

• Zeit, Energie und Ressourcen für Partnersuche und Paarung aufgewendet werden

• Rekombination vorteilhafte Genkombinationen aufbrechen kann

Definition Red-Queen-Hypothese:

Bietet eine Erklärung, warum sexuelle Fortpflanzung trotz der hohen Kosten so weit verbreitet ist

Vorteile der sexuellen Fortpflanzung:

1) Genetische Vielfalt:

Rekombination erzeugt Nachkommen mit neuen Genkombinationen -> machen Populationen widerstandsfähiger gegen Parasiten, Krankheiten und sich ändernde Umweltbedingungen

Schnellere Anpassung:

Durch Rekombination und neuer Genkombination können Populationen schneller auf evolutionären Druck reagieren (z. B. durch Parasiten oder Räuber)

Vererbung vorteilhafter Mutationen:

Vorteilhafte Mutationen können durch sexuelle Fortpflanzung kombiniert und verstärkt an Nachkommen weiter vererbt werden -> stärkt Anpassungs- und Überlebensfähigkeit

Nachteile der sexuellen Fortpflanzung:

1) Langsamerer Populationsaufbau

2) Sexuelle Selektion kann Merkmale fördern, die zwar Partnerwahl erleichtern, aber die Überlebensfähigkeit verringern (z.B. höhere Sichtbarkeit für Räuber)