Ö K O L O G I E

ÖKOLOGIE
Biologischer Abbau (Physiologie)
Der biologische Abbau organischer Substrate (u.a. Kohlenhydrate)
durch Enzyme oder Mikroorganismen dient zu folgendem:
--- zelleigenes Material (u.a. Proteine) aufzubauen
--- Energie für die Körperfunktionen zur Verfügung zu stellen
Dieser Abbau kann durch folgende Prozesse erfolgen:
Atmung
C6H12O6 + 6 O2 >>> 6 CO2 + 6 H2O
[30 ATP]
Milchsäure G.
C6H12O6 + 6 O2 >>> 2 C3H6O3
[2 ATP]
[2 ATP]
Alkohol Gärung C6H12O6 + 6 O2 >>> 2 CO2 + 2 C2H6O
Methangärung
C6H12O6 + 6 O2 >>> 3 CO2 + 3 CH4
[Methan]
G = - 2870 kJ /mol
G = - 196 kJ /mol
G = - 219 kJ /mol
G = - 416 kJ /mol
<<<Atmung
Quelle der Graphik:
http://de.wikipedia.org/wiki/Zellatmung
Alkohol-,
Milchsäure-,
Methangärung
Atmung, Milchsäure- u. Alkoholgärung haben den gleichen ersten Schritt,
i.e. die Glykolyse. Die Gärung schließt diesen mit einem weniger
reaktionsfähigem Endprodukt ab. Methangärung ist hauptsächlich
mit dem Abbau toter Materie durch Mikroorganismen verbunden.
Quelle der Graphiken: http://de.wikipedia
Glycolyse
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ > 2C3H3O3- + 2H+ + 2ATP + 2
(NADH+H+)
Morphologie: Klima und Körperbau
Allensche Regel: Extremitäten sind umso kürzer, je kälter das Klima
Morphologie (Konvergenz)
(Unter ähnlichen Umweltbedingungen bilden sich ähnliche Lebensformen)
Austral. Beuteltiere
<<< Opossum
Beutelwolf >>>
Säugetiere
<<<Ratte
Wolf>>>
Evolution (Genetik)
Unter Evolution versteht man eine langsame beständige Entwicklung von einem niederen zu einem höheren Zustand. Es
werden die Ursachen des Evolutionsvorgangs und die Abstammungsverhältnisse der Lebewesen untersucht.
Die Evolutionstheorie liefert Erklärungen über
•die Entstehung des Lebens
•die individuelle und die erdgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen
•die unterschiedlichen Formen der Lebewesen (Umwelt)
•die Entstehung der Artenvielfalt
Man unterscheidet:
Kosmische Evolution: Entstehung von Raum, Zeit und Materie vor etwa 18 Mrd. Jahren (E. Hubble 1929: Urknalltheorie)
Chemische Evolution: Entstehung des Lebens auf der Erde
Biologische Evolution: Entwicklung von der 1. Zelle vor ca. 3 Mrd. Jahren zu etwa ½ Mio. Pflanzen- und 1,5 Mio. Tierarten
Koevolution (Pflanze-Insekt)
Faktoren der Evolution
Art: alle Lebewesen, die ihren wesentlichen Merkmalen übereinstimmen und miteinander fruchtbare Nachkommen haben können.
Population: Die Individuen einer Art, die zu gleicher Zeit in einem bestimmten Gebiet leben und sich miteinander fortpflanzen.
Genpool: die Gesamtheit aller Gene bei den Individuen einer Population.
Folgende Faktoren können Evolution, also Veränderungen im Genpool, bewirken (d.h. durch folgende Vorgänge werden bestimmte
Gene vermehrt, während andere verschwinden)
•Mutation: Plötzlich eintretende Veränderungen in Chromosomen oder Genen
•Selektion: Natürliche Auslese durch Umwelteinflüsse, welche die Fortpflanzungsrate oder die Überlebenswahrscheinlichkeit
verschiedener Genotypen unterschiedlich beeinflussen, dadurch werden vorteilhafte Eigenschaften ausgewählt.
•Gendrift: Durch Zufallswirkung (Seuchen, Unwetter, ...) stirbt eine Gruppe von Trägern bestimmter Merkmale plötzlich aus,
der überlebende Teil mit etwas anderer genetischer Zusammensetzung breitet sich aus, der Genpool ändert sich;
•Isolation: Gruppen von Individuen einer Art entwickeln sich unterschiedlich weiter, wenn sie voneinander getrennt werden.
(z.B. durch Klimaveränderungen oder unterschiedliche Paarungszeiten)
Symbiose
Sukzession
Kulturgenetische Koevolution
Die Karte links zeigt die Konzentration der "Milchgen"-Diversität bei den Kühen (je dunkler die Farbe, desto höher die genetische
Vielfalt), rechts im Bild die Verteilung der Genvariante für die Laktose-Toleranz (je dunkler die Farbe, desto häufiger die Genvariante)
sowie die Region der jungsteinzeitlichen Milchviehwirtschaft (schwarze Linie).
Faktoren der Evolution
Art: alle Lebewesen, die ihren wesentlichen Merkmalen übereinstimmen
und miteinander fruchtbare Nachkommen haben können.
Population: Die Individuen einer Art, die zu gleicher Zeit in einem bestimmten Gebiet leben und
sich miteinander fortpflanzen.
Genpool: die Gesamtheit aller Gene bei den Individuen einer Population.
Folgende Faktoren können Evolution, also Veränderungen im Genpool, bewirken (d.h. durch
folgende Vorgänge werden bestimmte Gene vermehrt, während andere verschwinden)
•Mutation: Plötzlich eintretende Veränderungen in Chromosomen oder Genen
•Selektion: Natürliche Auslese durch Umwelteinflüsse, welche die Fortpflanzungsrate oder die
Überlebenswahrscheinlichkeit verschiedener Genotypen unterschiedlich beeinflussen,
dadurch werden vorteilhafte Eigenschaften ausgewählt.
•Gendrift: Durch Zufallswirkung (Seuchen, Unwetter, ...) stirbt eine Gruppe von Trägern
bestimmter Merkmale plötzlich aus, der überlebende Teil mit etwas anderer genetischer
Zusammensetzung breitet sich aus, der Genpool ändert sich;
•Isolation: Gruppen von Individuen einer Art entwickeln sich unterschiedlich weiter, wenn sie
voneinander getrennt werden. (z.B. durch Klimaveränderungen oder unterschiedliche
Paarungszeiten)