Biologie/Ökologie

Biologie/Ökologie
Das Blatt:
- Epidermis (oberste Schicht)
- Cuticula (wasserundurchlässige Schicht)
- Palisadengewebe (reichlich Chlorophil, Hauptort der Photosynthese)
- Schwammgewebe (Durchlüftung)
- Spaltöffnungen (Gasaustausch)
- Von Leitbündeln durchzogen (Versteifung)
Spaltöffnungen
- verbinden Interzellulärsystem mit Außenluft
- bestehen aus zwei Schließzellen samt Spalt
- bei Belichtung wird hier ATP gebildet
- dadurch K+ Ionen durch aktiven Transport entgegen dem Konzentrationsgefälle aus
Nachbarzellen in Schließzellen > osmotischer Wert in Schließzellen erhöht sich, Spalt
öffnet sich.
- Bei Dunkelheit wandert K+ zurück in die Nachbarzellen (keine Photosynthese) > Spalt
schließt sich.
- Bei Trockenheit erschlafft Schließzelle, da Wasserverlust >Spalt geschlossen, damit nicht
noch mehr Wasser verloren geht. Dabei hungert sie auch, weil sie kein Co2 aufnehmen
kann (Co2 wird für Photosynthese gebraucht)
- Niedrige Co2 Konzentration > Öffnung
- Hohe CO2 Konzentration > Schließung
- Spaltöffnung an Unterseite des Blattes (große Anzahl > CO2 Aufnahme garantiert)
Wurzeln
- nimmt Ione auf
- speichert Assimilate
- verankert Pflanze
- Wasseraufnahme (Wasser tritt in Wurzelhaare ein, wasserleitende Zellen, Leitgewebe,
Zellstränge und tote Zellen sorgen für den Transport des Wassers, Sogwirkung und
Kohäsionskräfte)
Pflanzen feuchter Standorte
- Verdunstung muß erhöht werden
- Dünne große Blätter, zarte Epidermis
- Spaltöffnungen sind emporgehoben
- Blätter können Licht gut ausnutzen
- Welken bei Wassermangel rasch
Pflanzen trockener Standorte
- Wurzelwerk stark und tief entwickelt > rasche Wasseraufnahme
- Kleine Blätter (Verdunstung herabgesetzt
- Assimilation ist hoch
Hartlaubblätter (Mittelmeer)
- verdickte Oberhaut, oft Haarfilz
- Festigungsgewebe
- Viele Spaltöffnungen, eingesenkt
- Faltige, eingerollte Blätter (Schutz vor austrocknendem Wind)
Sukkulenten (Wüste)
- nehmen reichlich Wasser auf, geben es sparsam ab
- Verkleinerung der verdunstenden Oberfläche
- Dick und fleischig, oft fehlen Blätter (Kaktus)
- Stamm ist zuständig für Photosynthese und Wasserspeicher
Boden
- Nahrung wird durch Ionenaustausch aufgenommen
- wichtige Eigenschaften: Wasserdurchlässigkeit, Durchlüftung, Ionengehalt, PH-Wert,
Erwärmbarkeit und Wasserführung
- das Gedeihen der Pflanze richtet sich nach Nährstoff, der ihr am wenigsten zur Verfügung
steht.
Wettbewerb der Pflanzen
- die Pflanze ist autotroph (in ihrer Ernährung und von Lebewesen unabhängig)
- bereits Keimlinge konkurrieren um Licht
- abhängig von Vermehrungsfähigkeit, Ausbreitungsfähigkeit und Behauptungsfähigkeit
Tiere und Temperatur
- Säuger, Vögel sind wenig temperaturabhängig, da sie ihre Körpertemperatur regulieren
können > benötigen dafür große Nahrungsmenge, um Energieaufwand decken zu können
(verfügbare Nahrung begrenzt Population)
- Für Wärmeabgabe ist die Oberfläche maßgebend, Wärmeproduktion hängt von Vollumen
ab (großes Vollumen, kleine Oberfläche im Verhältnis) > Bergmannsche Regel ( Größe
des Fuchs nimmt von Skandinavien über Mittelmeer ab. Regel gilt nur innerhalb eines
Verwandtschaftskreises)
- Abstehende Körperteile sind bei Arten kalter Gebiete kleiner ausgebildet, als bei Arten
warmer Regionen > Allensche Regel)
- In warmen Gebieten werden mehr Farbstoffe in Haut eingelagert, als in kühlen und
trockenen Gebieten > in Tropen intensive Farben (Glogersche Regel)
Wechselwarme Tiere
- überwiegend in Tropen, da dort die Temperaturen nicht so schwanken
- bei Abkühlung werden sie träge
Gleichwarme Tiere
- wärmedämmende Luftpolster ( Fell, Federn, Fett)
- unabhängig zur Außentemperatur, kann fast immer volle Aktivität ausüben
- kann auch kalte Lebensräume bewohnen
- ständige Nahrungsaufnahme > Erhaltung der Körpertemperatur
Winterschläfer/Winterruher
- meistens Nagetiere, geben zeitweise konstante Körpertemperatur auf
- Stoffwechsel stark herabgesetzt
- Körpertemperatur während des Schlafes fast 0° C
- Bei zu starker Kälte erwacht Tier und erzeugt Eigenwärme
- Stoffwechsel während des Schlafes nur durch Oxidation von Fetten
Wettbewerb bei Tieren
- Nahrungsauswahl
- Größter Nutzen durch geringsten Aufwand > Tier kann gut gedeihen
-
Generalisten stehen Spezialisten gegenüber
Präferenzwechsel (wenn Beute kanpp wird, muß andere Beute bevorzugt werden
Pflanzliche Parasiten/Saprophyten
- können keine Photosynthese betreiben
- Parasit befällt lebende Organismen
- Saprophyt ( Bakterien/Pilze) ernährt sich von abgestorbenen Tieren /Pflanzen
- Parasiten schädigen Wirt, töten ihn aber meist nicht, weil sie auf Wirt angewiesen sind
- Halbschmarotzer haben z. B. verkümmertes Wurzelsystem und heften sich an Wurzeln
anderer (Mistel). Sie haben aber noch (teilweise) grüne Blätter
- Vollschmarotzer haben keine Blätter und leben ausschließlich von fremder organischer
Substanz. Sie leben z. B: im Inneren des Erdbodens oder im Wirt. Sie sind nicht auf Licht
angewiesen.
Tierische Parasiten
- legen ungeheure Anzahl von Eiern, oft in Organen von Mensch /Tier
- schädigen durch Nahrungsentzug, beeinträchtigen Organfunktion
- Parasit kann nur lebenstüchtigen Wirt genug Nahrung entziehen
- Außenparasiten (Zecken, Läuse)
- Innenparasiten (Würmer, Amöben)
Symbiose
- Zusammenleben verschiedener Arten. Jeder Partner hat Vorteile vom anderen
(Pflanzensymbiose: Flechten/Alge/Pilz; Mykorrhiza: Pilze anstatt Wurzelhaare am Baum;
Blüte/Bestäuber etc...)
Ökologische Nische
- aussuchen nach Nahrung, Fortpflanzung, Brutplatz, Verstecke etc.
- ökol. Nische einer Art: Gesamtheit aller biotishen und abiotischen Umweltfaktoren, die
für die Existenz einer Art wichtig sind, charakterisiert Umweltansprüche und
Umweltnutzung
- Würden 2 Arten die gleiche Nische besetzen, käme es zu totaler Konkurrenz und eine Art
würde aussterben (die Schwächere) > Konkurrenzausschlußprinzip v. Gause
- Arten die in geographisch getrennten Gebieten leben können die gleiche Nische haben
oder ähnliche ausbilden > Konvergenz
- Koexistenz ( nebeneinander Leben von mehreren Arten), durch unterschiedliche Nutzung
des gleichen Lebensraumes (Verlagerung der Hauptaktivität auf verschiedene
Tageszeiten, Aufnahme von Nahrung unterschiedlicher Größe, Nahrungssuche an
verschiedenen Orten, unterschiedliches Tempaeraturoptimum und Wahl verschiedener
Zeiten für Fortpflanzung
Population
- Begrenzung durch geringere Nachkommenzahl, als eigentlich möglich ist
- Träger bestimmter Merkmale werden allmählich in Population einen immer größer
werdenden Anteil stellen > Selektion
Fortpflanzungsstrategie
- Ausbreitungstypen (rasche Vermehrung, da sie in kurzzeitig bestehenden Biotopen leben
und nicht lange leben
- Platzhaltertypen ( Konkurrenzfähigkeit ist wichtig, nicht die rasche Vermehrung. Leben in
lange bestehenden Biotopen (Urwald)
Regulation der Populationsdichte
-regulierende Faktoren sind: Nahrungsverfügbarkeit, Räuber, Parasiten, Krankheit, innerartige
Konkurrenz (Stress, Kanibalismus), Abwanderunf, Umwelt, Klima etc.
Räuber-Beute Systeme
-Anzahl der Räuber steigt mit Anzahl der Beute
Zunahme der Räuber steigt erst nach der Zunahme der Beutetiere an.Da Räuber beute fressen,
geht die Anzahl der Beute zurück (negative Rückwirkung)
Ökosysteme (Aufbau/Einteilung)
- Meeres- Süßwasser- und Landökologie
- Selbstregulation, kann sich bis zu einer bestimmten Belastungsschwelle selbst regulieren
> dann geht Ökosystem in einen anderen Zustand über (Teich ist nährstoffarm, dann wird
Abwasser zugeführt, Teich wird nährstoffreich), unterscheidet sich dann aber von der
Individuenzahl und Organismenarten
- Produzenten, Konsumenten, Destruenten (Erzeuger, Verbraucher, Zersetzer)
- Der Biomasseverlust von einer Nahrungsebene zur anderen beträgt etwa 90 Prozent
(Gründe: wird wieder ausgeschieden, als Energiequelle verbraucht, Reste werden
gefressen)
Kreislauf des Kohlenstoffs
- C-Quelle ist Kohlenstoffdioxid in der Luft, das in den Nahrungskreislauf eintritt. Durch
Atmung wird CO2 wieder der Atmosphäre zugeführt. Ein anderer Teil des Kohlenstoffs
erreicht durch die Konsumentenkette die Destruenten und wird hier durch
Gärung/Atmung zu CO2 umgesetzt. Ständige CO2 Zunahme führt auf Dauer in der
Atmosphäre eine Erwärmung.
Sukzession und Klimax
- Aufeinanderfolge von verschiedenen Organismengruppe (Succzession)
- Endzustand = Klimaxgesellschaft (Wald)
- Bsp. Für Sukzession: Wiederbewaldung eines sich selbst überlassenen Kahlschlags
- Endzustand ist meist der Wald (bis auf Moor, Hochgebirge, Felskante und Meeressrände,
weil die von Natur aus waldfrei sind.)
Ökosysteme allgemein
- zu Beginn nimmt Stoffproduktion durch Fotosynthese zu, auch Stoffabbau durch Atmung
weitet sich aus (aber etwas langsamer) > Produktionsüberschuß, rascher Anwachs der
Biomasse
- Biomasse wird von Organismen aber immer besser genutzt, bis im Klimaxstadium der
gesamte Stoffabbau so groß ist, wie die Stoffproduktion. Dann nimmt auch die Biomasse
nicht mehr zu > dynamisches Gleichgewicht
- Dillema zwischen Ökologie/Ökonomie > Kompromiss: 1. Ökologischer Landbau
(Ausgleich zwischen Ertragshöhe und ökologischer Qualität) 2. Naturschutzgebiete:
Ökosysteme mit großräumigen Klimaxring schaffen
- Artenvielfalt in Ökosystem nennt man Artendiversität
- Kleine Tiere haben einen höheren Grundumsatz, da der Wärmeverlust je Kilo höher ist.
Ökosystem Laubwald
- aus Schichten aufgebaut (Baumschicht, Strauchschicht, Krautschicht)
- Existenz sovieler Pflanzen durch periodische Verlagerung der Stoffproduktion
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Organismen, Mäuse, Wildschweine durchlüften Boden und mischen Humus unter.
Ökosystem See
Zone freien Wassers, Seeboden, Uferzone; Uferzone: Schilfgürtel, Nistplätze, Insekten;
Seeboden: Bis hier reicht das Sonnenlicht > viele grüne Pflanzen; tiefes Wasser:
Schwimmblätter, Wasservögel Wasserfloh, auch Pflanzen und Algen
Bei größeren Seen gibt es im Frühjahr warme Deckschicht über kalter Tiefschicht. Das
Wasser der Deckschicht wird ständig durchmischt. In Tiefschicht nur ungefähr 4°C, hier
größte Dichte. > Früjahrszirkulation
Mit Tiefschicht wird kaum Wasser ausgetauscht, Deckschicht ist die am höchsten
besiedelte Zone > Sommerstagnation
Wenn Wasser der Deckschicht kälter wird, als die Tiefschicht, sinkt es nach unten und das
wärmere Wasser nach oben. Es kommt zur Durchmischung > Herbstzirkulation
Im Winter bildet sich über Tiefschicht eine kältere Deckschicht > Winterstagnation
Lichtintensität nimmt mit Wassertiefe ab, daher sind die Produzenten hauptsächlich auf
Deckschicht
Die Bodenzone von tiefen und flachen Seen unterscheidet sich stark. > Flachsee, Fäulnis
setzt am Boden fort, hohe Besiedlungsdichte mit starkem Sauerstoffschwund
(Faulschlammbildung); bei Tiefsee genau umgekehrt.
Ökosystem Meer
- Tierwelt des Meeres größer als im Süßwasser
- Licht kann höchstens 200m tief gelangen
- Durchlichtete Zone gliedert sich in Flachseebereich und Hochsee. Flachsee nur ca. 10%,
dafür 50? Der Biomasse. Produzenten werden von Flüssen mit Nährstoffen versorgt. In
tropischen Zonen fehlt Umschichtung, ansonsten bei Meeren so wie bei See.
- Tiefsee: Einzige nahrungsquelle sind absinkende Tiere/Pflanzen. Im Dämmerungszustand
leben noch viele Tiere, die Leuchtorgane, riesige Augen oder verkümmerte Sehorgane
haben.
- Man kann in der Tiefsee aber auch noch einige vollständige Ökosysteme finden, z.B. nahe
von Schwefelquellen (Vulkane), Schwefelbakterien, Rohrwürmer, Fische, Weichtiere und
Krebse.
- Uferzone: Bei Brandung/Gezeiten müssen die Tiere mechanische Beanspruchung
überstehen (best. Vorrichtungen dafür)
- Felsküste: Grün/Blaualgen, Seepocken, Schnecken
- Flacher Sandstrand: Im Spritzwasser Blaualgen, im Wattenmeer Miesmuscheln, Seeigel,
Krabben etc., die nahrung für Vögel bieten
- Im Korallenriff sind die Hauptproduzenten Planktonorganismen
- Starke Entnahme von Biomasse aus Klimax - Ökosystem durch den Menschen.