1. Was ist Ökologie? - Jentzsch

Erste ökologische Betrachtungen bereits in der Antike

• Aristoteles [384-322 v.Chr.] beschreibt in seinen zoologischen Schriften Beziehungen einzelner Tierarten zu ihrer Umwelt

• Theophrast [372-287 v.Chr.] mit botanischen Beispielen: Historia plantarum

Stellte auf seinen zahlreichen Forschungsreisen fest, dass in Regionen mit ähnlichem Klima ähnliche Pflanzen wachsen, wenngleich sie taxonomisch unterschiedlich sind

Ernst Haeckel [1834-1919]

„Unter Oecologie verstehen wir die gesamte Wissenschaft von den Beziehungen des Organismus zur umgebenden Außenwelt, wohin wir im weiteren Sinne alle ‚Existenz-Bedingungen‘ rechnen können. Diese sind teils organischer teils anorganischer Natur.“

„. . . Vor allen die freundlichen und feindlichen Beziehungen zu denjenigen Thieren und Pflanzen, mit denen es in directe oder indirecte Berührung kommt.“

Ökologie als Lehre (logos) vom Haushalt (oikos) der Natur“(Haeckel 1866)

Lehre + Natur + Haus + Halt = Lehre vom Naturhaushalt

Ökologie ist die wissenschaftliche Untersuchung der Verbreitung (Dispersion) und Abundanz (Häufigkeit) von Organismen und der Wechselwirkungen, welche die Verbreitung und Abundanz bestimmen. (Townsend et al. 2003)

Ökologie ist die wissenschaftliche Erforschung der Beziehungen zwischen Organismen untereinander und mit ihrer Umwelt. (Smith & Smith 2009)

zwischen Arten = interspezifisch a)

innerhalb einer Art = intraspezifisch b)

Lebensgemeinschaften aus Pflanzen und Tieren = Biozönose c)

Lebensstätte einer Biozönose = Biotop d)

Population = Gruppe von Individuen der gleichen Art, die aufgrund ihrer e) Entstehungsprozesse miteinander verbunden sind, eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und zur gleichen Zeit in einem einheitlichen Areal zu finden sind (Johannsen 1903)

ökologisches System

besteht aus abiotischen und biotischen Kompartimenten

abstrakter Begriff

Klasse, z.B. Buchenwald

Lebensraum einer Art

aber: im Englischen bedeutet habitat = Habitat und Biotop

Nahrungs-, Eiablage-, Überwinterungshabitat

Autökologie - untersucht Wechselwirkungen einer Art mit ihrer Umwelt

Demökologie = Populationsbiologie – untersucht (quantitativ) Populationen und ihre Wechselwirkungen mit der Umwelt

Synökologie = Ökologie der Lebensgemeinschaften – untersucht biologische Systeme, Zusammensetzung & Struktur von Lebensgemeinschaften und Energie- & Stoffflüsse

Untersuchung von Maculinea – Ameisenbläulingen

Lebenszyklus

Wirtsameisen

Mahdregime

Ameisen – Maculinea - Beziehung:

untersucht Zusammenhänge verschiedener ökologischer Ebenen (belebt, unbelebt), z. B. Stoff- und Energieflüsse innerhalb von Lebensgemeinschaften, Stoffaustausch, Nahrungsketten

Mensch kann eine Rolle spielen (z. B. Stadtökologie) oder in den Untersuchungen außen vor bleiben (z. B. Wildnisgebiete)

Entwicklungen von Populationen

z. B. Geburts-/Sterberaten

Fluktuation

Ausbreitung

Intra- und interspezifische Wechselwirkungen

Reaktionen von Organismen auf Temperatur, Feuchtigkeit, Licht und andere Umweltfaktoren

Einfluss des Verhaltens von Organismen auf Populationsstruktur

Ökologische Beziehungen zwischen Landschaftselementen

Wirkungsgefüge in und zwischen Ökosystemen aus ökologischer und geografischer Sicht

Einflüsse menschlichen Handelns auf natürliche und halbnatürliche Ökosysteme

Bewahrung der biologischen Artenvielfalt

Anwendung der Kenntnisse über Sukzession und Funktionsweise von Ökosystemen

Untersuchungen zur Entwicklung, Pflege, Wiederherstellung gefährdeter Lebensräume mit ihren (gefährdeten) Lebensgemeinschaften

Verständnis der Erde als EIN System (= Synökologische Betrachtung)

angenommener Gartenplan, der mehrere Pflanzen nutzen würde, die ihre Blüten zu bestimmten Tageszeiten öffnen oder schließen, um die Zeit genau anzuzeigen

aber die Genauigkeit einer solchen Uhr wird verringert, da die Blütezeit von Wetter und saisonalen Effekten beeinflusst wird

Die von Linné aufgezeichneten Blütezeiten unterliegen auch aufgrund des Breitengrads tageslichtbedingten Unterschieden

Eine Hypothese / Theorie kann nie bewiesen werden

Eine Hypothese / Theorie muss falsifizierbar (widerlegbar) sein

Wenn sie durch ein Experiment / eine Beobachtung falsifiziert wird, muss sie verworfen werden

Wenn sie durch ein Experiment / eine Beobachtung nicht falsifiziert wurde, stützt dies die Theorie

-> Bewiesen ist sie damit nicht!

Die Wissenschaft sucht nach Beweisen / Beobachtungen dafür, dass eine Hypothese / Theorie falsch ist

Eine Theorie/Hypothese kann nicht bewiesen werden, nur durch wiederholte nicht erfolgreiche Versuche, sie zu falsifizieren, entsteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass sie wahr ist

Das Fehlen absoluter Erkenntnissicherheit ist eine Grundeigenschaft aller Wissenschaft, auch der Ökologie

Sir Karl Popper [1902 - 1994] “Von der Unendlichkeit des Nichtwissens”

Poppers Theorie der Nicht-Falsifizierung, Argument für Darwin-Gegner

Nominalskala = unterschiedliche Variablenwerte werden durch unterschiedliche ‚Namen’ (Begriffe, Buchstaben, Ziffern) unterschieden

Beispiel: Geschlecht ff/mm

Ordinalskala (Rangskala) = Variablenwerte werden nach ihrer Größe (Bedeutung, Rang etc.) unterschieden und durch Rangziffern gekennzeichnet

Beispiel: Körpergröße (groß, mittel, klein), Gefährdung, Dominanzklassen

Intervallskala = besitzt keinen absoluten Nullpunk‚Null’ ist nur definitorisch festgelegt Beispiel: Temperatur in °C

Verhältnisskala (Rationalskala) = besitzt stets einen (physikalisch) absoluten Nullpunkt Beispiel: Zähldaten, Artenzahl

Adaptation & Evolution

• Viele der grundlegenden Mechanismen in der Ökologie sind ohne evolutive Kenntnisse nicht verständlich

• Dobzhansky 1964: „Nothing in Biology Makes Sense Except in the Light of Evolution”

• Darwin´s Fahrt mit der HMS Beagle 1831-1835