Vorlesung 6 -> Beispielfragen

Selektionsdruck = Einwirkung von Umweltfaktoren auf Population, die dazu führt, dass bestimmte Merkmale begünstigt oder benachteiligt werden -> führt zur Anpassung

• Umweltfaktoren und Ressourcen

• Konkurrenz zwischen Organismen (zählt zu Umweltfaktoren)

• Prädation (zählt zu Umweltfaktoren)

• Parasitismus (zählt zu Umweltfaktoren)

Umweltfaktoren:

=> Einflüsse der biotischen oder abiotischen Umwelt auf Organismen. Sie können nicht verbraucht werden, beeinflussen jedoch das Leben und Verhalten der Organismen. Umweltfaktoren können z.T. von Organismen verändert/beeinflusst werden.

• biotische Faktoren:

  • Konkurrenzdruck zwischen Individuen (beeinflusst Verhalten)

  • Prädation -> Räuber beeinflusst seine Beute (z.B. Fluchtverhalten)

• abiotische Faktoren: Temperatur, Klima, Bodenbeschaffenheit, Salzgehalt etc.

• Organismus beeinflusst Umweltfaktor

  Beispiel: Nadelbäume: abgefallenen Nadeln zersetzen sich und geben Säure frei, die Boden versäuern (pH-Wert ändern)

Ressourcen:

=> Bestandteile der Umwelt, die von Organismen verbraucht werden und dadurch anderen nicht mehr oder nur eingeschränkt zur Verfügung stehen

=> Notwendige Faktoren für Wachstum, Überleben und Fortpflanzung

• Folge -> Lebewesen konkurrieren um Ressourcen!

• Pflanzen: Licht, Wasser, CO2, Mineralstoffe, Raum

• Tiere: Nahrung (tierisch/pflanzlich), Wasser, Brutplätze, Reviere

Ressourcen sind oft begrenzt -> führt dazu, dass Organismen um Ressourcen konkurrieren

Zwei Arten von Konkurrenz:

1) Interspezifische Konkurrenz -> zwischen 2x verschiedenen Arten

2) Intraspezifische Konkurrenz -> Innerhalb derselben Art

1) Essentielle Ressourcen

=> sind für das Überleben und Wachstum eines Organismus absolut notwendig und können nicht ausgetauscht werden.

• z.B. Phosphat oder Stickstoff -> essentielle Ressourcen für Pflanzen

2) Substituierbare Ressouren

=> haben ähnliche Nahrungsqualität oder funktionelle Ähnlichkeit und können gegenseitig ausgetauscht werden, sodass eine Ressource die Funktion einer anderen übernehmen kann.

• Bsp: Nitrat und Ammonium für Pflanzen -> Wenn eine Ressource im Überfluss vorhanden ist, kann sie die andere ersetzen, ohne das Wachstum zu beinträchtigen

  
  

3) Komplementäre Ressourcen

=>ergänzen sich gegenseitig und fördern das Wachstum in Kombination, wenn sie gemeinsam vorhanden sind.

• Bsp: Stickstoff und Phosphat (Nährstoffe) -> wenn beide im ausgeglichenen Verhältnis vorhanden sind, unterstützen sie Wachstum/Entwicklung von Pflanzen

4) Antagonistische Ressourcen

=> wirken in Kombination nachteilig auf den Organismus -> verhindern/verringern Wachstum, wenn sie aufeinandertreffen

• zwei verschiedene Toxine (Gifte) im Organismus -> Wirkung könnte miteinander interagieren

5) Inhibierende Ressourcen

=> haben bei höheren Konzentrationen eine toxische Wirkung auf den Organismus -> hemmen das Wachstum + schädigen Organismus

• CO2 -> zu hohe Konzentration kann es toxisch für Tiere und Pflanzen sein

Reaktionskurven stellen Leistung eines Organismus (z. B. Überleben, Wachstum, Fortpflanzung) in Abhängigkeit von der Intensität eines Umweltfaktors grafisch dar.

1) Glockenförmige Toleranzkurve - Beide Extreme sind letal (außerhalb des Toleranzbereichs)

Innerhalb des Toleranzbereichs, drei Abschnitte:

• S (Survival) = Organismus kann gerade überleben (aber nicht wachsen oder fortpflanzen)

• G (Growth) = Organismus kann wachsen, nicht mit der höchsten Effizienz

• R (Reproduction) = Optimum: Organismus kann sich fortpflanzen

Beispiel: Temperatur

• Viele Organismen -> Mindesttemperatur unterhalb derer sie erfrieren und Höchsttemperatur oberhalb derer sie sterben

• Fische (Barsche)-> Toleranzbereich von 5-30° -> sterben bei unter 5° und über 30°

2) Nur eine Seite ist letal

• Nur ein Extrem des Umweltfaktors ist tödlich

• Solche Reaktionskurven treten häufig bei Substanzen oder Umweltfaktoren auf, die in geringer Konzentration harmlos oder irrelevant sind, aber bei einer hohen Konzentration (letale Schwelle) toxisch oder letal wirken

Beispiel: Giftwirkung

• Viele Gifte mit letaler Schwelle -> unterhalb der Schwelle können Organismen sie tolerieren oder abbauen z.B. Quecksilber oder Arsen

  
  

Warum ist die Kurve bei B waagerecht und bei C erst ansteigend?

Kurve startet oben, da geringe Konzentrationen des Umweltfaktors keinen negativen Einfluss haben – Organismen können unter diesen Bedingungen ganz normal „performen“ (leben, wachsen, sich fortpflanzen).

3) Geringe Konzentration ist nötig, hohe Konzentration ist letal (Ressource mit letaler Wirkung bei Überschuss)

• Solche Reaktionskurven treten häufig bei Substanzen oder Umweltfaktoren auf, die in kleinen Konzentrationen als Ressource (z.B. Nährstoffe, Spurenelemente) benötigt werden, aber in hohen Konzentrationen toxisch sind

Beispiel: Kupfer bei Pflanzen

• Kupfer: Spurenelement -> notwendig bei Pflanzen für Enzymreaktion

• Zu wenig Kupfer -> führt zu Nährstoffmangel/Wachstumsstörungen

• Hohe Konzentration -> toxisch -> lässt Pflanze absterben

Warum ist die Kurve bei B waagerecht und bei C erst ansteigend?

Kurve beginnt unten, weil geringe Menge der Ressource erst benötigt wird, um die Performance des Organismus zu ermöglichen. Der Organismus ist also auf diese Ressource angewiesen, weshalb die Kurve zunächst ansteigt (z. B. Kupfer als Spurenelement).

Ecosystem Engineers =

Gruppe von Organismen, die Umwelt durch ihr Verhalten oder ihre physischen Aktivitäten (körperliche/mechanische Handlungen) verändern und dadurch neue Lebensräume oder Bedingungen schaffen, die sowohl ihnen selbst als auch anderen Arten zugutekommen können.

Beispiel: Steinkorallen

• Durch Absondern von Calciumcarbonat bilden sie Riffe -> dienen als Lebensräume für viele andere Lebewesen z.B. kleine Fische, Krebstiere

• Helfen Wasser klar zu halten -> durch Einfangen von Sedimenten und Plankton

Stoffwechselrate verdoppelt sich pro 10° C Temperaturerhöhung

• Ektotherme Tiere: Wärmezufuhr von außen -> Amphibien, Reptilien

• Endotherme Tiere: Wärme wird im Organismus erzeugt durch Verbrennung von Energie -> Säuger, Vögel

Strategien für Temperaturschwankungen

• Winterschlaf und Winterruhe

• Migration -> Wanderbewegung in Gebiete mit günstigeren Umweltbedingungen

• Phänotypische Plastizität

• Physiologische Anpassungen -> Schiwtzen (Menschen)

Morphologisch plastische Anpassung: Dicke des Fells variiert nach Jahreszeit -> Polarfuchs

Anatomische Anpassung: Gegenstromprinzip zur Wärmerückführung -> arktischen Wölfen

Anpassung des Lebenszyklus an die Umgebungstemperatur: Bildung von Dauerstadien -> Süßwasserschämme

Autotrophe Ernährung: Primärproduzenten -> bauen organisches Material aus anorganischem Material auf (Pflanzen)

Heterotrophe Ernährung: Konsumenten benötigen organisches Material, welches sie aus der Nahrung aufnehmen

Einteilung nach Ernährungsweise:

• Zersetzer -> ernähren sich von totem, organischen Material

• Parasiten -> ernähren sich von einem oder sehr wenigen pflanzlichen und tierischen Wirten (töten diese meist nicht)

• Räuber/Prädator -> ernähren sich von vielen Beuteorganismen (töten meist sofort)

• Weidegänger -> ernähren sich von Teilen lebender Beuteorganismen ohne Beute vollständig zu töten

  • Mücken, Zecken etc. -> konsumieren nur Blut, was die Wirte i.d.R. nicht tötet