5. Intra-/interspezifische Konkurrenz - Jentzsch

• Konkurrenz zwischen Lebewesen der jeweils gleichen Art

• Konkurrenz zwischen Lebewesen verschiedener Arten

• Ökologische Wettbewerb um Lebensraum und Ressourcen innerhalb von Populationen, also zwischen mehreren Individuen einer Art

• → Regulierung der Populationsdichte und Anpassung an veränderte Lebensbedingungen (Evolution)

• Individuen einer Art besitzen gleiche Bedürfnisse und Verhalten, konkurrieren also um dieselben Ressourcen

• führt im Verlauf des Wachstums zu einem Mangel an diesen Ressourcen. Individuen, die Mangel leiden, weisen eine geringere Lebensdauer, Reproduktion und geringeres Wachstum auf

• → Regulation des Wachstums

• Aber auch:

  • Konkurrenz um Geschlechtspartner → Survival of the fittest

  • Siblizid -> Geschwistertötung

  • Konkurrenz der (starken) Gene: Bei vielen Singvögeln füttern Männchen zu 50%, wenn sie von gesicherter Vaterschaft ausgehen

    → Rate sinkt bei zunehmendem Anteil fremdbefruchteter Eier

  • Intraspezifische Konkurrenz kann die Reproduktion beeinträchtigen

• Organismen investieren Zeit und Energie in die Reproduktion

• Trade-off

  • „Kompromisslösung“

  • Gleichzeitige Maximierung der Anzahl und Größe der Reproduktionseinheiten nicht möglich

  • Trade-off zwischen Größe und Anzahl der Samen

• Beste Strategie:

  • Viele kleine Samen

  • Aber:

  • Je größer die Samen, desto höher die Chance, zu überleben!

  • Insbesondere im trockenen Bereich

  • Feucht (= günstig): viele kleine Samen

  • Trocken (ungünstig): große Samen, dafür aber weniger; können länger überleben

• Die ökologische Welt ist komplex & nicht einfach strukturiert

  → in der Komplexität nach wiederkehrenden Mustern („patterns“) suchen

  • Muster sind nicht unbedingt perfekte Prognosemodelle, aber:

  • In der Ökologie gibt es nicht nur Einzelfälle, sondern ökologische Regeln, die man aus den patterns ablesen kann

  • r- und K-Strategien

• Rasche Individualentwicklung und geringe Körpergröße

• Kurze Lebensspanne mit hoher Vermehrungsrate

• Früher Fortpflanzungsbeginn, kurze Geburtenabstände, hohe Wurfgröße

• Geringe elterliche Fürsorge

• Kleines (leistungsschwächeres) Gehirn

(Eselsbrücke -> r = „rasch“)

• Umweltbedingungen (z. B. Klima) hochvariabel

• Variable Sterblichkeitsverhältnisse, häufig katastrophale Populationsgrößeneinbrüche, häufig extreme Nachkommensterblichkeit

• Mortalitätsfaktoren weitgehend unabhängig von der Populationsdichte

• Populationsgröße extrem schwankend, selten die Kapazitätsgrenze des Lebensraumes erreichend

• Möglichkeit der Neu- oder Wiederbesiedlung von Habitaten durch räumliche Ausbreitung („opportunistische Habitatnutzung“)

• Grasfrosch (Rana temporaria)

  • 3000 bis 4000 Eier mit geringem Nahrungsvorrat im Dottersack

  • keine Brutpflege

  • Die meisten Kaulquappen erreichen nicht das Erwachsenenalter

  • sind in der Lage, neue Lebensräume rasch zu besiedeln

• Löwenzahn (Taraxacum officinale)

• Lärchenwickler (Zeiraphera griseana)

• (Kapazität, carrying capacity)

• Langsame Individualentwicklung und hohe Körpergröße

• Lange Lebensspanne mit geringer Vermehrungsrate

• Später Fortpflanzungsbeginn, lange Geburtenabstände, geringe Wurfgröße

• Ausgeprägte elterliche Brutpflege

• Großes (leistungsstärkeres) Gehirn

• (Eselsbrücke -> K = „kann dauern“)

• Umweltbedingungen (z.B. Klima) relativ konstant

• Sterblichkeit abhängig von der Populationsdichte

• Relativ stabile Sterberaten, relativ geringe Kindersterblichkeit

• Populationsgröße relativ konstant, an der Grenze der Kapazität des Lebensraumes

• Gesättigte Habitate, keine Erschließung neuer Habitate möglich („konsistente Habitatnutzung“)

• Kaum räumliche Ausbreitung

• Eher ältere Habitate

• Pflanzen

  • In stabilen Lebensräumen weniger & schwerere Samen

• r- und K- Kontinuum

  • Umwelt wird betrachtet als Selektionsregime

  • Durch diese spezifische Umwelt werden dementsprechend spezifische Selektionsdrücke ausgeübt und führen zur Selektion von spezifischen Eigenschaften der Arten

  • Übergänge sind häufig

• Veränderung der Population in der Zeitachse ist eine Funktion der Geburten- und Sterberate

  -> Aufstellung sogenannter Lebenstafeln (Übersicht der altersspezifischen Sterberate Einschl. Berechnung der Lebenserwartung der einzelnen Altersklassen)

• Aufstellung einer Lebenstafel beginnt mit einer Kohorte = Gruppe von Individuen, die in dem selben Zeitabschnitt geboren wurden

• Zwei Ansätze:

  • a) Die „Lebenslinien“ aller Mitglieder einer Kohorte werden verfolgt

    • t0 : 4, 2, 1, 0

    • Von 4 in t0 wurden 4 Individuen geboren, davon waren in t1 noch 2 da, in t2 noch 1 und in t4 keines mehr da

  • b) Die Anzahl aller Altersklassen je Zeitabschnitt werden erfasst (Mensch Geburtsurkunde, bei anderen Organismen z. B. über Zahn- und Knochenstruktur ermittelbar)

    • t1 : 3, 2, 2, 0

    • Im Zeitabschnitt t1 wurden 3 Individuen geboren, 2 sind aus t0 und 2 aus t -1 Aus dem Zeitabschnitt t -2 gibt es keine Überlebenden mehr

• Ergebnis: Manchmal sterben Populationen aus, manchmal überleben sie

• Lässt sich mathematisch anhand der Überlebens- /Aussterbeereignisse verschiedener Populationen errechnen

• Kleine Populationen sind eher vom Aussterben bedroht!

• Zwei oder mehr verschiedene Arten konkurrieren um beschränkt vorhandene Ressourcen und beeinflussen sich dabei negativ

  • Raum

  • Nahrung u. v. a. m

• Letztlich ist Konkurrenz eine komplexe Interaktionsform, an der selten nur zwei Arten beteiligt sind, die um eine einzige limitierende Ressource streiten

• Jede Art besitzt eine ihr eigene Nische

  • Aber: Vorgefundenen Nischen können, müssen aber nicht zwangsläufig das Ergebnis von Konkurrenz sein. Es könnte sein, dass diese Arten gar nicht miteinander konkurrieren und es auch nie getan haben.

    -> Es bedarf des Beweises.

• Sechs verschiedene Konkurrenztypen, das sind Konkurrenz…

  1. durch Nahrungsaufnahme (Konsumption)

  2. durch rasche Besiedelung

  3. durch Überwachsen

     • z. B. Management von Neophyten

     • Goldrute dunkelt durch Gehölzbewuchs aus und verschwindet dadurch wieder

  4. durch chemische Interaktion

     • z. B. Walnussbaum (Jugla reglans)

       • Blätter und Früchte enthalten Hydroxyjuglon

         -> Oxydiert im Boden zu Juglon

         -> Juglon verhindert die Keimung, Etablierung anderer Pflanzen

  5. durch Revierverhalten

     • dient u.a. dem Fernhalten von artfremden Konkurrenten

     • Dieses Verhalten findet sich auch bei Froschlurchen, Schwanzlurchen, Echsen und einer größeren Anzahl von Vögeln

  6. durch direktes Aufeinandertreffen

     • z. B. Hyäne / Geier

• Arten, die die selbe, begrenzt vorhandene, lebenswichtige Ressource nutzen, können nicht auf Dauer syntop (an einem Ort) und synchron (zur gleichen Zeit) existieren

• Stets nimmt die Population der einen Art schneller zu als die der anderen und wird diese schließlich ganz verdrängen

• Voraussetzung:

  • Beide Arten haben die selben Ressourcenansprüche

  • Umweltbedingungen bleiben konstant

• -> Kommt in der Natur i. d. R. nicht vor, aber Frage wird untersucht, wie ähnlich die Ansprüche von Arten sein dürfen, um zu koexistieren

• z. B. Dimension 1: Höhe über dem Erdboden, in dem im Wald nach Insekten gejagt wird (z. B. Boden, Baumkrone), Dimension 2: Beuteinsekten

  -> Bei zweidimensionaler Betrachtung ist die tatsächliche Konkurrenz durchaus geringer

• z,. B. die Gräser Urochloa mosambicensis und Heteropogon contortus in den Savannen im SW von Simbabwe

  • Extreme Umweltbedingungen führen zu Veränderungen in den Abundanzen zweier dominanter Grasarten, mal wird die eine, mal die andere gefördert → Koexistenz

  • Sind diese Prozesse nicht episodisch, sondern z. B. durch den anthropogen verursachten Klimawandel unumkehrbar, wird dies zum Aussterben einer Art führen

• Interspezifische Konkurrenz führt zu Einnischung unter Ausnutzung der Stresstoleranz

• Konkurrenz kann auf Selektion Einfluss nehmen = -> der Teil der Samen ist am meisten „umkämpft“

• Auf Dauer werden die Vögel selektiert, die mit den weniger „umkämpften“ Samen klarkommen.

• Konkurrenz kann auf Selektion Einfluss nehmen, aber …

  • lässt sich nur sicher unter kontrollierten Bedingungen (Gewächshaus etc.) nachweisen

  • in der freien Natur komplexe Interaktionsformen aus biotischen und abiotischen Faktoren

  • Überprüfung schwierig, ob sich Lebewesen an oder unterhalb ihrer Umweltkapazität befinden

  • viele Informationen über artspezifischen Eigenschaften der Reproduktion, Entwicklung usw. fehlen

• Häufiges Experiment im Freiland: Entfernen einer konkurrierenden Art A und Prognose des Verhaltens/der Entwicklung der Art B

  • Aber: Welche anderen Faktoren werden durch das Verschwinden von Art A verändert?

    • Mikroklima?

    • Wegfall gemeinsamer Prädatoren?

    • Weitere „verborgene Nebenwirkungen“

• Fundamentale Nische

  • Lebensraum, den eine Art ohne jegliche Konkurrenz einnehmen würde - - -

• Realisierte Nische

  • Lebensraum, den eine Art unter Konkurrenzbedingungen besetzt —

• a) Bevorzugter Lebensraum von Art „Rot“ wird eingeengt

• b) Art „Rot“ wird aus ihrem bevorzugten Lebensraum verdrängt

• Beides Jäger

• Löwe i. d. R. überlegen

  • Bekommt die besten Brocken

• Hyäne kann als Aasfresser Reste gut verwerten

  • z. B. mit speziellen Zähnen dicke Knochen knacken und zermalmen

• Für alle Beispiele gilt:

  • Inter- und intraspezifische Konkurrenz und Einnischung sind multidimensional.

    Das heißt, es gibt immer zahlreiche positiv oder negativ beeinflussende Parameter.

• Beispiel:

  • In der Bucht der japanischen Hafen- und Walfangstadt Taiji sind in den vergangenen 24 Stunden 150 Delfine mit Lanzen und Messern abgeschlachtet worden

  • In Japan sterben so auch in diesem Jahr wieder Tausende Delfine in küstennahen Gewässern

  • Offiziell wird die Zahl der zwischen Oktober und April getöteten Tiere mit bis zu 17.000 angegeben. Tatsächlich dürften es bis zu 20.000 sein

  • Am Schlimmsten trifft es die Dalls-Schweinswale, deren Bestand ernsthaft gefährdet ist

• z. B. Naturschutzmaßnahmen:

  • Beseitigung von invasiven Neobiota

  • Entbuschung/Beweidung von Trockenrasen

  • Vogelnistkästen