Ökologie

Front 1

Beschreiben Sie ein einfaches Modell der Ressourcennutzung. Welcher Zustand gilt dabei als "nachhaltig"?

Back 1

Input-Output-Modell: Komponenten eines Ökosystems werden als Ressource betrachtet und in dem Modell wird dann zwischen Zufuhr (Input) und Verbrauch (Output) bilanziert. Nachhaltigkeit entspräche dem Zustand Input = Output.

Front 2

Welche Faktoren bestimmen den Minimallebensraum einer Art? Wie wirken sich diese aus?

Back 2

Minimallebensraum wird bestimmt durch Flächenbedarf x Individuendichte. Der Aktionsradius nimmt mit der Körpergröße zu und ist abhängig vom Lebensformtyp (kleine Herbivoren < große Herbivoren < Carnivoren).

Front 3

Planen Sie ein Experiment zur Überprüfung des Zusammenhangs zwischen dem Wassergehalt des Bodens und dem Wachstum von Tomatenpflanzen in einem Gewächshaus.

Back 3

Man benutzt mehrere Tomatenpflanzen, am besten aus gleichzeitig gekeimten Samen der selben Mutterpflanze. Alle werden in verschiedene Töpfe geplanzt, die aber in Größe, Material und Beschaffenheit identisch sind. Ebenso muss die Art und Menge der benutzten Planzerde identisch sein. Alle Pflanzen kommen nun an einem Standort im Gewächshaus, der eine identische Beleuchtung und eine identische Umgebungstemperatur aller Pflanzen gewährleistet. In den kommenden Tagen und Wochen werden nun die Planzen mit unterschielichen Wassermengen gegossen, z.B. Pflanze A mit 50ml tägl., Pflanze B mit 100ml tägl., Pflanze C mit 150ml tägl. usw.. Durch tägliches Ausmessen und protokollieren der Größe der Pflanzen kann dann eine Aussage über den Einfluss der Variable Wassergehalt im Boden auf das Pflanzenwachstum getroffen werden.

Front 4

Wie unterscheidet sich die Biozönose der hydrothermalen Vulkanschlote (Tiefsee) in den Energie- & Kohlenstoffquellen von den Ökosystemen des Landes und des marinen Flachwassers?

Back 4

Land/ Flachwasser: Licht zur Photosythese vorhanden => Phototrophie

Tiefsee: kein Licht -> chemische Verbindungen als Energiequelle => Chemotrophie

*Hydrothermalquellen liefern nur anorganische Ressourcen (z.B. Sulfide/ H2S Schwefelwasserstoff) -> chemolithotrophe Bakterien & Archaea = Basis der Nahrungskette

*Wirbellose häufig in Symbiosen mit Mikrorganismen die Sulfide oder Methan als E-Quelle nutzen können

Front 5

C3- und C4-Pflanzen besitzen unterschiedliche Stoffwechselwege der Fotosynthese. An welche Umweltbedingungen sind C4-Pflanzen dadurch besser angepasst?

Back 5

C4-Pflanzen angepasst an hohe Temperaturen & trockene Standorte (hohe Lichteinstrahlung), da reduzierte Transpiration durch geschlossene Stomata

Front 6

Beschreiben Sie die Grundlagen der Monoklimaxtheorie am Beispiel der Phytozönosen in den Zentralalpen.

Back 6

Im Bereich einer bestimmten Klimasituation entwickeln sich alle in einem Gebiet vorkmmenden Pflanzengemeinschaften (=Phytozönosen) zu ein und der selben Klimaxgesellschaft.

Die Arten einer Assoziation haben entlang eines Umweltfaktorengradienten ähnlich abgegrenzte Verbreitungsgebiete und viele von ihnen erreichen auch an der gleichen Stelle ihre maximale Häufigkeit. Die Übergangsbereiche zwischen benachbarten Assoziationen sind schmal und haben nur wenige Arten gemeinsam.

-> gemeinsame Entstehungsgeschichte & ähnliche Standortansprüche beteiligter Arten.

Alpen:

Waldgrenze -> subalpine St. (Fichte, Buche) -> untere, mittlere, obere alpine St.( auch verschiedene Gesellschaften wie Silicatschneeboden, oder Kalkschneeboden) -> subnivale St. -> untere, obere nivale St. (Pilze, Algen, Moose, Flechten)

->verschiedene Gesellschaften wie Silicatschneeboden, oder Kalkschneeboden.

Front 7

Nennen Sie 5 typische Stockwerke (Vegetationsschichten) eines tropischen Regenwaldes. In welchem Stockwerk erwarten Sie die höchste Biodiversität?

Back 7

1. herausragende Urwaldriesen (Emergenten)

2. obere Schicht, geschlossenes Kronendach

3. Baumschicht mit mittelgroßen und kleinen Bäumen

4. Strauchschicht

5. Krautschicht und Urwaldboden

Die höchste Diversität findet sich im Kronendach:

-noch genug Licht und Regenwasser

-Blüten- & Fruchtreichtum -> Nahrungsangebot

Front 8

Welche Faktoren bestimmen maßgeblich die Primärproduktion von Steppen-Ökosystemen? Wenn Sie dies berücksichtigen - welche zugehörigen Vegetationsformen erwarten sie in den großen Ebenen Nordamerikas von Ost nach West?

Back 8

NPP bestimmt durch die Länge der Vegetationsperiode. Die NPP steht in Abhängigkeit des (jährlichen mittleren) Niederschlags.

In den nordamerikanischen Prärien nimmt der jährliche Durchschnittsniederschlag von Ost nach West ab. Entsprechend sind im Osten eher Laubwaldvegetationen mit hoher NPP zu finden, während weiter westlich eher trockenes Grasland vorherrscht. In den westlichsten und trockensten Gebieten findet man dann schließlich Wüstenvegetation mit sehr geringer NPP.

Front 9

Beschreiben Sie das Verteilungsmuster terrestrischer Biome entlang der Gradienten für Temperatur und Feuchtigkeit.

Back 9

1. Je geringer die Temperatur, desto geringer der Niederschlag und umgekehrt.

2. Anzahl der Biome nimmt mit der Temperatur ab.

Front 10

Der Begriff Nische hat in der Ökologie mehrfach einen Wandel erfahren - vom reinen Aufenthaltsort (umgangssprachlich) bis hin zum "Beruf einer Art" (Elton, 1927). Wie hat Hutchinson 1957 das moderne Nischenkonzept formuliert?

Back 10

"Ö.N. ist hypothetischer Raum, der durch Verknüpfung aller Umweltfaktoren entsteht“ (Bei jeder Verknüpfung wird Toleranz gemessen ob Menge aller möglichen Zustände existieren kann)

Hutchinson schlug vor, die Nischendimensionen für jeden Umweltfaktor und alle wichtigen Ressourcen, die ein Organismus benötigt (z.B. Nahrung, Brutplatz, etc...) getrennt darzustellen. Häufig lässt sich das Vorkommen von Arten schon mit 2 dieser Faktoren gut erklären (-> 2-dimensionale Darstellung des Nischenbereichs)

Front 11

Was passiert nach dem Konkurrenz-Ausschlussprinzip (Gause, 1934) wenn zwei ökologisch identische Arten in einem Habitat aufeinander treffen?

Back 11

Ökologisch identische Arten können nicht koexistieren.

Der unterlegene Konkurrent wird ausgeschlossen oder die Konkurrenz wird vermieden (Nischentrennung)

Nischentrennung:

1) allopatrisch: räumlich/ geografisch

2) sympatrisch: nebeneinander existent im selben Raum/ geogr. Gebiet, aber Trennung entlang eines Gradienten eines Umweltfaktors. Dieser kann abiotisch (z.B. pH-Wert) oder biotisch (z.B. Beutegröße) sein.

Front 12

Skizzieren Sie die Unterschiede zwischen autökologischem und synökolgischem Optimum von Organismen anhand eines Beispiels und diskutieren Sie die zu Grunde liegenden Mechanismen.

Back 12

eine autökologische Betrachtungsweise konzentriert sich auf im Wesentlichen abiotische Faktoren, die die ökologische Potenz einer isoliert betrachteten Art beeinflussen. Im Bereich des autökologischen Optimums bewirkt der betreffende Faktor die größte positive Veränderung einer messbaren Funktion eines Organismus, z.B. Vermehrung, Wachstum. Aktivität...

Die Synökologie betrachtet hingegen die reale ökologische Potenz einer Art in ihrer natürlichen Lebensgemeinschaft. Da im natürlichen Lebensraum Arten in Konkurrenz zueinander stehen, verschiebt sich die ökologische Amplitude der Art.

Als Beispiel kann man die beiden Rohrkolbenarten Typha latifolia und T. angustifolia anführen. Vergleicht man bei beiden Arten das Wachstum entlang eines Wasserstandsgradienten (abiotischer Faktor = Wasserstand) unter isolierten Bedingungen, so liegt bei beiden das (autökologische) Optimum im gleichen Bereich (~40cm Wassertiefe). Im Freiland, wo beide Arten nebeneinander existieren sind allerdings andere ökologische Amplituden und somit andere (synökologische) Optima feststellbar, da beide Arten um Lebensraum und Nährstoffe konkurrieren. Die Obergrenzen des Wachstums werden also im Freiland nicht (nur) durch den abiotischen Faktor Wasserstand bestimmt, sondern vielmehr durch die Konkurrenzsituation zwischen beiden Arten.

Front 13

Definieren Sie den Begriff modularer Organismus und geben Sie je ein Beispiel aus dem Tier- & Pflanzenreich.

Back 13

Bei modularen Organismen entwickelt sich die Zygote nach einem Grundbauplan zu einer Funktionseinheit (=Modul), die dann selbst weitere, ähnliche Module hervorbringen kann. Somit ist die morphologische Form, die Menge an Modulen und das individuelle Alter undetermininiert.

Bsp.:

*Tiere: Korallen (bilden verrzweigte Stöcke -> vegetative Vermehrung/ Ausbreitung)

*Pflanzen: bei der Amerikanischen Espe können sich aus den Wurzelknospen der Mutterpflanze (Genet) Tochterindividuen (Ramets) entwickeln (=Klone). Die Erdbeere kann sich über Ausläufer ebenfalls vegetativ vermehren.

Front 14

Beschreiben Sie was mit aggregativer, zufälliger und regelmäßiger Verteilung von Organismen gemeint ist. Stellen sie die zugehörigen Prozesse bzw. Interaktionen dar, die zum jeweiligen Verteilungstypus führen.

Back 14

Verteilungsmuster (=Dispersionsmuster) von Individuen einer Population innerhalb eines geographischen Gebiets.

zufällig: jedes Individuum kann jede beliebige Lokalität in einem Raum besetzen (z.B. Ausbreitung von Pflanzensamen- & Früchten durch Wind)

regelmäßig: Individuen halten mehr oder weniger gleich große Abstände zueinander (Mindestabstand meist bedingt durch Konkurrenz)

aggregativ: einzelne Individuen einer Population treten gruppenweise auf (geeignete Habitate oder Ressourcen können inselartig über großes Gebiet verteilt sein; soziale Gruppen wie Fisch- oder Vogelschwärme; zusammenhängende Cluster bei sich vegetativ vermehrenden Arten).

Front 15

Entwickeln Sie den Begriff Überlebenskurve, diskutieren Sie die 3 Grundtypen hierzu und nennen Sie typische Beispiele.

Back 15

Eine Überlebenskurve setzt die Überlebensrate mit dem Alter in Beziehung. Hierzu werden Daten der Population einer Art gesammelt und die Überlebensrate in der y-Achse eines Diagramms aufgetragen. Das jeweilige Lebensalter wird auf der x-Achse eingetragen. Je nach untersuchter Art lässt sich in der Regel eines von 3 Grundtypen als Kurve ablesen:

Typ 1 (konvex): Individuen erreichen ein physiologisch mögliches Alter und sterben dann rasch (Mensch, meiste Säugetiere)

Typ 2 (gerade): Überlebensrate ändert sich mit dem Alter nicht (Nagetiere, Reptilien)

Typ 3 (konkav): Mortalitätraten im Jugendalter extrem hoch (Fische, die meisten Bäume)

Front 16

Mit welchen Lehrmeinungen der allgemeinen Ökologie kann man die Mechanismen/ Ursachen der Biodiversität erklären?

Back 16

*Genetische Diversität

*Taxonomische Diversität

*Funktionelle Diversität

*Trophische Diversität

*Diversität an Lebensgemeinschaften, Sukzessionsstadien, usw.

-> Biodiversität ist die Ansammlung von Genen, Arten, Habitaten und Ökosystemen

Front 17

Erläutern Sie an zwei Beispielen, wie sich räumliche Heterogenität eines Biotops auf die Artenvielfalt auswirkt.

Back 17

1. Vogelarten vs. Blattdach-Diversität in Laubwald-Gemeinschaften -> je größer die Anzahl vertikaler Schichten , desto größer ist die Diversität der anwesenden Vogelarten

2. Geovariablität: Faktoren im Boden wie Feuchtigkeit oder Nitratgehalt können bereits in geringen räumlichen Abständen stark variieren -> unterschiedliche Wachstumsbedingugen für Pflanzen

Front 18

Erläutern sie die Bedeutung von alternativen Gleichgewichten am Beispiel eines Flachsees und diskutieren Sie deren Bedeutung in Bezug auf die Seen-Renaturierung.

Back 18

Ein Flachsee kann z.B. durch Vegetation/ Makrophyten dominiert sein, welche den Klarwasserzustand stabilisieren, oder durch Plankton (getrübter Zustand). Beide Zustände stellen ein sich selbst stabilisierendes Gleichgewicht dar, das resilient auf Störungen reagiert. Der Grund für das Umkippen eines Sees von klaren, makrophytendominierten Gleichgewichtszustand in den alternativen, trüben planktondominierten Gleichgewichtszustand ist häufig eine überhöhte Nährstoffzufuhr in den See. Eine Nährstoffreduktion reicht dann allerdings nicht mehr aus, um den ursprünglichen Gleichgewichtszustand wieder herzustellen, da der neue Zustand sich selbst stabiliert, d.h. resilient auf Störungen reagiert. Zur Renaturierung müssen dann oft mehrere Maßnahmen getroffen werden -> Nährstffreduktion, Reduktion planktivorer Fische, Ansiedlung von Makrophyten, Unterstände für piscivore Fische

Front 19

Echte Räuber, Weidegänger oder Parasiten können die Ergebnisse interspezifischer Konkurrenz innerhalb ihrer "Beute"-Populationen beeinflussen. Erläutern Sie dies mit einem Beispiel für jede Kategorie.

Back 19

Ein Schlüsselfaktor zur Regulation der Beutepopulation ist die Anpassung der Konsumptionsrate einer Räuberppulation als Reaktion auf eine veränderte Dichte der Beutepopulation ( =funktionelle Reaktion). Die funktionellen Reaktinen werden in 3 Funktionstypen unterteilt:

Typ 1: durch Prädation verursachte Mortalitätsrate (=Anteil gefressener Individuen d. Beutepopulation je Zeiteinheit) ist konstant (dichteunabhängig). Charakteristisch für passive Räuber, z.B. Filtrierer wie Miesmuscheln oder Blauwale, die Beute aus einem konstanten Wasservolumen herausfiltern

Typ 2: Anzahl gefressener Beutetiere steigt gegenüber der Beutedichte bis zu einem bestimmten Schwellenwert zunehmend langsamer an (asymptotisch). Grund ist Zeitbudget(Aufspüren, Ergreifen, Töten, Fressen) und Sättigung des Räubers. Prädationsrate ( gefressene/ vorhandene Beutetiere) nimmt mit zunehmender Beutedichte wieder ab. -> Bsp.: Echte Räuber wie der Wasserasseln fressende Rückenschwimmer

Typ 3: anfangs geringe Konsumptionrate, steigt dann in einem sigmoiden Verlauf bis zu einem Maximum -> niedrige Beutedichte = kaum Prädation (genug Rückzugsorte, anfangs "unbekannte" Beute?, ; mittlere Beutedichte = höchste Mortalität (Präferenzwechsel?); hohe Beutedichte = Mortalität nimmt ab.

Front 20

Beschreiben Sie einen klassischen Laborversuch zu den Lotka-Volterra Modellen der Konkurrenz.

Back 20

Gause (1930) untersuchte Konkurrenzverhalten von Pantoffeltierchen (Paramecium)- Arten.

Isoliert betrachtet (Einzelkultur) zeigte P. caudatum höhere Populationswachstumrate als P. aurelium, da es höhere Individuendichte toleriert. Gause brachte dann beide Einzeller-Populationen zusammen (Mischkultur) in ein Reagenzglas und gab bestimmte Menge Nahrung (Bakterien) hinzu. Population von P. caudatum starb nach wenigen Tagen aus. Später brachte er unterlegene Art P. caudatum mit P. bursaria zusammen - beide koexistierten, da P. caudatum nur schwimmende Nahrung aufnimmt und P. bursaria nur am Boden liegende (= unterschiedliche Nischenbesetzung = geringerer Konkurrenzkoeffizient)

Front 21

Welche Strategien stehen Beutetieren zum Schutz/ Verteidigung gegenüber Ihrer Räubern zur Verfügung? Nennen Sie 3 Strategien mit jeweils einem Beispielorganismus.

Back 21

1) chemische Verteidigung:

Ausscheidung von Substanzen, z.B. stinkende Sekrete (Stinkwanzen)

2) passive Verteidigung:

*Krypsis/ Tarnfarbe, z.B. Flunder (Anpassung an Farbe und Struktur der Umgebung)

*Mimese: Lebewesen nimmt in Gestalt, Haltung und Farbe einen Teil des Lebensraum an, z.B. Gespenstschrecken/ "Wandelndes Blatt"

3) Morphometrische Verteidigung:

*induzierte Verteidigung bei Wasserflöhen (Daphnia cucullata) -> von Fressfeinden abgegebene chemische Signalstoffe induzieren Ausbildung defensiver Körperstrukturen (Helm, Nackenzähne, langer Schwanz)

Front 22

Was versteht man unter Bates'scher und was unter Müller'scher Mimikry?

Back 22

Bates'sche Mimikry:

Nachahnmung einer giftigen oder ungenießbaren Art (Bsp. Färbung der Dreiecksotter ähnelt der der Korallenotter) -> Empfänger wird über Eigenschaft des Senders getäuscht

Müller'sche Mimikry:

Signalnormierung -> beteiligte Arten bilden Müller'schen Mimikry-Ring, d.h. 2 oder mehr Arten signalisieren durch das selbe Signal Ungenießbarkeit/ Giftigkeit/ Wehrhaftigkeit -> Empfänger wird nicht über Eigenschaft des Signal-Senders getäuscht (Bsp.: typische Wespentracht)

Front 23

Lokale Umweltveränderungen können die Ausbreitung von Parasitosen fördern. Diskutieren Sie die Mechanismen am Beispiel des Fuchsbandwurms.

Back 23

1) Durch Einführung der Tollwutschutzimpfung in Dtl. hat sich die Fuchsppulation deutlich erhöht und somit stehen dem Echinococcus mehr Endwirte zur Verfügung

2) geänderte Landnutzung mit großen Wiesenflächen bietet mehr geeigneten Lebensraum für Feldmäuse und erhöht somit die Population von Zwischenwirten (-> zeitgleich Nahrungsangebot für Endwirt)

3) Urbanisierung erhöht die Populationsdichte von Füchsen und somit die Übertragungshäufigkeit von Parasiten. Zudem können die Parasiten so auch auf Haustiere (z.B. hunde und Katzen) übertragen werden und letztenendlich auch den Menschen befallen (Fehlwirt)

4) klimatische Bedingungen: für die Überdauerung der Fuchsbandwurmeier, die durch den Fuchskot in die Umwelt gelangen, ist ein feuchtes Mileu erforderlich. Sie sind gegen Hitze und Austrocknung sensibel

Front 24

Beschreiben Sie eine mutualistische Beziehung welche für die Nährstoffversorgung von Pflanzen wichtig ist und nennen Sie die Hauptvorteile für die jeweiligen Partner.

Back 24

Rhizobium (Knöllchen- oder Wurzelbakterien) in mutualistischer Beziehung/ Symbiose mit Leguminosen:

*fixieren Luftstickstoff (als NH4) und versorgen die Pflanze damit

* erhalten im Gegenzug Kohlenhydrate aus der Pflanzenphotosynthese

Front 25

Erläutern Sie ein Beispiel zum Übergang von Symbiose in Antibiose.

Back 25

Samenfressende Ameisen können bei mittleren Populationsdichten die Fitness von Samenpflanzen erhöhen, indem sie ihre Samen verbreiten (nur ein Teil der Samen wird gefressen -> Mutualismus/ Symbiose).

Bei zu hohen Populationsdichten allerdings überwiegt der negative Einfluss durch den Samenfraß ohne Vorteil für die Pflanze -> Antibiose

Front 26

Die "ecosystem exploitation hypothesis" besagt, dass Herbivoren-Einfluss systematisch mit der Produktivität des Ökosystems variiert. Diskutieren Sie diese Annahme unter Berücksichtigung der 2 Hauptwege.

Back 26

Fretwell-Oksanen-Modell

1) bottom-up: unproduktives System, in dem Herbivorendichte durch Ressource reguliert wird.

2) top-down: hochproduktive Systeme, die durch höhere trophische Ebenen reguliert werden

-> In natürlichen Ökosystemen liegt der maximale Einfluss von Herbivoren in Systemen mit mittlerer Produktivität.

Front 27

Welche funktionellen Gruppen haben herbivore Nematoden ausgeblidet? Welche unterschiedlichen Wurzelgewebe der Pflanzen werden befallen?

Back 27

1. Ektoparasiten: Epidermis, Wurzelhaare, Gewebe der Wurzelspitze

2. wandernde Endoparasiten: bewegen sich frei im Parenchym

3. sedentäre Endoparasiten: stationär im Zentralzylinder (Gallen & Zysten)

Front 28

Wie groß schätzen sie den Herbivoreneffekt (entnommene Phytomasse) in aquatischen und terrestrischen Systemen?

Back 28

Der Effekt in den aquatischen Systemen ist besonders hoch, besonders durch den Fraß von Phytoplankton (~80% der NPP). Aber auch der Anteil der durch Herbivore entnommenen Makrophyten in aquatischen Systemen liegt noch bei 30% der NPP. Im Vergleich: in terrestrischen Systemen beträgt der Anteil der durch Herbivore entnommenen Phytomasse nur lediglich 17% der NPP.

Front 29

Definieren Sie die Begriffe Nahrungsnetz, trophische Stufe und Nahrungsgilde.

Back 29

Nahrungsnetz: Abbildung einer Lebensgemeinschaft nach ihrer trophischen Struktur

trophische Stufe: Stellung innerhalb des Nahrungsnetzes

Nahrungsgilde: =funktionelle Gruppe -> eine Art (meist Artengruppe) mit gemeinsamer, ähnlicher Ernährungsweise/ Nutzung von Ressourcen

Front 30

Welche 3 Hauptprobleme treten bei der Analyse von Nahrungsnetzen auf. Beschreiben sie 1 Problem konkret.

Back 30

1) Aggregationsniveau:

*Nahrungsnetze oft hoch aggregiert

*Eigenschaften von Nahrungsnetzen (Konnektanz, Stabilität) hängen von Aggregationsniveau ab

2) Omnivorie:

*Theorie geht meist von seltenem Auftreten aus

*beeinflusst die Anzahl der trophischen Ebenen und damit die Funktionsweise der Gemeinschaft

3) Destruenten:

*meist nur Primärproduzenten als Basis

*Zersetzergemeinschaft unberücksichtigt

Front 31

Welche Faktoren beeinflussen die Konnektanz in einem Nahrungsnetz? Erklären Sie warum.

Back 31

Konnektanz:

* Maß für die Komplexität eines Nahrungsnetzes

*Anzahl realisierter Verknüpfungen in Relation zur Anzahl maximal möglicher Verknüpfungen

Bestimmt durch Verhältnis von:

1. Generalisten zu Spezialisten

2. Omnivoren zu Herbivoren + Carnivoren

Front 32

Was versteht man unter Allometrie und welche ökologischen Konsequenzen ergeben sich für die Organismen?

Back 32

Allometrie: Beziehung zwischen Anatomie, Physiologie und Verhalten im Verhältnis zur Körpergröße eines Organsimus

allometrische Beziehungen können ontogenetisch (Wachstumsallometrie -> z.B. Organ-Körper-Relationen bei wachsenden Individuen einer Art) oder phylogenetisch (->Vergleich von biolgischen Größen bei ausgewachsenen Individuen versch. Taxa) bedingt sein und werden zusätzlich durch Umweltfaktoren beeinflusst.

Konsequenzen:

mit der Größe varriert:

1) Gewicht

2) Oberfläche (Diffusion, Nahrungsaufnahme, Thermoregulation)

3) Rate versch. Lebensprozesse (Metabolismus, Generationszeit, Lebensdauer)

4) Arbeitsteilung (Komplexität)

5) Abundanz in der Natur

Front 33

Die metabolische Theorie der Ökologie (MTE) wird seit rund 10 Jahren als Ergänzung zur Lehrmeinung über Nahrungsnetze zur Erklärung von Ökosystemen herangezogen. Was beinhaltet sie?

Back 33

Die MTE geht davon aus

* dass Energie und Materie nicht unabhängig voneinander in Ökosystemen wirken, sondern untrennbar miteinander verbunden sind

* dass diese Verknüpfungen für alle Level gelten, vom Individuum bis zum gesamten Öksystem

* dass biogeochemische Prozesse im Ökosystem damit Konsequenzen der kollektiven metabolischen Prozesse der sie bildendenOrganismen sind

-> kann explizite quantitative Vorhersagen treffen.

->über den Abgleich des Stoff- und Energiehaushalts mit der Körpergröße (in Abhängigkeit von der Temperatur) die wird die Häufigkeit einer Art in einem Ökosystem berechnet

-> Populationen von Organismen in einem Ökosystem sind meist durch das Nahrungsangebot sowie ihre jeweilige metabolische Umsatzrate limitiert

Front 34

Welche zwei Nahrungsketten gibt es? Skizzieren Sie die dazugehörigen Stoff- & Energieflüsse (biogeochemische Kreisläufe). Wie sehen die Verbindungen zwischen beiden Ketten aus?

Back 34

Front 35

Skizzieren Sie den allgemeinen Stoffkreislauf für ein Waldbiotop.

Back 35

Front 36

Bennen Sie die sechs größten Kohlenstoffreservoire der äußeren Hülle der Erde und mindestens vier wichtige Prozesse, die beim Kohlenstoffkreislauf eine zentrale Rolle spielen.

Back 36

Reservoire:

1. Kohlendioxid

2. Karbonat

3. Hydrogenkarbonat

4. Kalk

5. fossile Rohstoffe

6. Humus

Prozesse:

1. Vulkanismus (Erhitzung von Calciumcarbonat-haltigen Gesteinsschichten -> Abgabe von CO2 in die Atmosphäre)

2. Photosynthese (CO2 aus Atmosphäre -> Glucose)

3. (Zell-)Atmung (Glucose -> CO2 in Atmosphäre)

4. anthropogene Einflüsse, wie Brandrodungen und Verbrennung fossiler Brennstoffe

5. Kohlenstoffumwandlung im Boden -> Humifizierung, Mineralisierung

Front 37

Wovon ist die Löslichkeit von Kohlendioxid im Meerwasser abhängig und wie wirkt sich die globale Klimaveränderung auf diese Prozesse aus?

Back 37

Löslichkeit abhängig von:

1. Temperatur (je niedriger T, desto mehr CO2 löst sich im Wasser)

2. Partialdruck (je höher der Partialdruck, desto mehr CO2 löst sich im Wasser)

3. pH-Wert (je niedriger der ph Wert/ je saurer das Wasser, desto weniger CO2 kann aus der Atmosphäre nachdiffundieren)

-> Hohe CO2-Emmissionen (anthropogenen Ursprungs) führen zur Versauerung der Meere und damit zu weniger Aufnahme von atmosphärischem CO2

-> CO2 als Treibhausgas führt zu einer globalen Erwärmung -> höhere Wassertemeperatur verringert CO2-Aufnahme der Meere

Front 38

Worauf wirkt sich der Huminstoffgehalt in auqatischen Biosystemen direkt aus (2 Beispiele) und warum verändert sich dieser Gehalt, wenn durch anthropogenes Zutun starke Veränderungen im SO2 (Schwefeldioxid) /H2SO4 (Schwefelsäure)-Eintrag bewirkt werden?

Back 38

*Huminstoffe (= gelöste organische Kohlenstoffe = DOC) bilden ein wichtiges Puffersystem in Binnengewässern, da sie einen Schutzschild gegen UV-Strahlen darstellen und somit aquatische Organismen vor Strahlenschäden schützen können.

*Ausserdem können Sie Nähr- und Schadstoffe adsorbieren

*Gleichzeitig gibt es einen Zusammenhang zwischen dem DOC-Gehalt und dem pH-Wert eines Gewässers. Ein hoher DOC Gehalt weist auf einen niedrigen pH-Werts im Wasser (-> sauer) hin.

(Anthropogene) Einträge von SO2 oder H2SO4 führen zu einer Versauerung des Gewässers -> mehr Huminstoffe?

Front 39

Phosphor und Stickstoff gehören beide zur 5. Hauptgruppe des Periodensystems. Gleichwohl gibt es auffällige Unterschiede in den globalen Kreisläufen dieser beiden Elemente. Welche?

Back 39

* Phophor kommt fast ausschließlich in oxidierter Form vor (+5), z.B. als Phosphat (PO4³-), während am Stickstoffkreislauf alle Oxidationsstufen und Kompartimente beteiligt sind

* Stickstoff macht einen Großteil unser Atmossphäre aus (~72%), während Phosphor keinen atmosphärischen Pool hat (keine signifikante gasförmige Komponente, äologischer Transfer durch die Atmosphäre von geringer Bedeutung)

* die wichtigsten Phosphor-Flüsse werden nicht mikrobiell betrieben, während die biotische Fixierung von Luftstickstoff durch aerobe und anaerobe Bakterien ein wesentlicher Prozess im N-Kreislauf ist.

Front 40

Nennen Sie ein Beispiel aus der Natur, in der eine Phosphorverbindung zur Energiegewinnung oxidiert wird.

Back 40

Spezialisierte, marine, sulfatreduzierende Bakterien sind zur anaeroben Oxidation von Phosphonat fähig.

Front 41

Nennen Sie empirische Belege für eine natürliche chlororganische Chemie (drei Beispiele).

Back 41

1. In 6 kanadischen Torfmooren hat man Dioxine gefunden, die nicht aus anthropogener Produktion bekannt sind

2. Diploicin wurde 1904 aus Flechten isoliert und 1934 als erster chlorhaltiger Naturstoff erkannt

3. Polychlorierte Dibenzudioxine (PCDD) nachweisbar in über 8000 Jahre alten Sedimenten von japanischen Meeresbuchten

4. Die Cuticula von Pfeilschwanzkrebsen wird durch chlorierte Tyrosin-haltige Proteine verstärkt

5. Es existieren Enzyme die die Bildung von Organohalogenverbindungen ermöglichen, z.B. die Chloroperoxidase, die man in einer Pilzart (Caldariomyces fumago) nachgewiesen hat

6. einige Pheromone (Pflanzen und Schaben) sind chlorhaltige Verbindungen

Front 42

Welche anthropogen bestimmten Faktoren beeinflussen das Auftreten von vektorübertragenen Krankheiten? Nennen Sie 2 Fallbeispiele.

Back 42

Generell der erhöhte globale Personen- und Güterverkehr. Beispiel: durch globalen Altreifenhandel breiten sich Mückenarten (-> Asiatische Tigermücke, überträgt ca. 20 Krankheiten, z.B. Dengue-Fieber) aus, deren Eier sich im Regenwasser in den Reifen befinden.

Zudem begünstigt auch der Klimawandel (hauptsächl. verursacht durch anthropogene CO2-Emmissionen) das Vorkommen und die Ausbreitung von Vektoren. Für Zecken z.B., die Borreliose und andere Krankheiten übertragen können, sind milde Winter ein wichtiger Überlebensfaktor.

Auch anthropgene Veränderung der Landschaft kann das Vorkommen von Vektren begünstigen. Entwaldung z.B. führt zu einer Zunahme von Kleinstgewässern, in denen dann Mücken beste Vermehrungsbedingungen haben. Zudem wird die Anzahl natürlicher Feinde (z.B. Vögel) durch Abholzung reduziert, was den Mücken einen Überlebensvorteil schafft. Die Abholzung des Regenwaldes erhöht so die Ausbreitungswahrscheinlichkeit von Malaria bedeutend, da sie für die Ausbreitung von Anopheles-Mücken optimale Voraussetzungen schafft.

Front 43

Welche Übertragungsmöglichkeiten gibt es für die Beulenpest. Zeichnen Sie Übertragungswege auf und bennen Sie Vektoren.

Back 43

Übertragung durch den Rattenfloh und wahrscheinlich auch über den Kot der Kleiderlaus.

Front 44

Wodurch kommt der Wärmeinseleffekt in Großstädten zustande?

Back 44

Wärmeinseleffekt = höhere Durchschnittstemperatur in urbanen Gebieten ggü. ländlichen Gebieten

Gründe:

1. mehr versiegelte und bebaute Flächen (heizen sich schneller auf, da weniger Wasser verdunstet werden kann) -> erhöhte Absorption der Sonnenstrahlung durch Mehrfachreflexion; hohe Wärmespeicherkapazität von Gebäuden und Straßen

2. Generell anderer Wasserhaushalt im Boden, schnelle unterirdische Abführung des Regenwassers

3. anthropogene Wärmequellen (Industrie, Verkehr, Hausbrände...)

4. erhöhtes Lichtangebot und fehlende/ verringerte Vegetation

5. Dunstglocke (Abgase...) und Aerosole -> Verringerung nächtlicher Wärmeabstrahlung durch gegenseitige Abschirmung/ Reflexion an Aerosolen

6. andere Windverhältnisse

Front 45

Großstädte zeichnen sich durch eine überraschend hohe Biodiversität aus. Mit welchen Mechanismen lässt sich das erklären?

Back 45

* Einschleppung neuer Arten -> Neophyten & Neozoen (Städte als Zentrum für Handel und Transport)

* reichhaltiges Nahrungsangebot (z.B. Abfälle)

* günstige klimatische Bedingungen (-> Wärmeinsel)

* Schutz vor natürlichen Feinden

* Habitatmosaik = hohe Heterogenität (Gewässer, Moore, Trockenrasen, "Betonwüste" -> versch. Siedlungsstrukturen und Flächennutzungen bilden verschiedene Kleinsthabitate)

Intermediate Disturbance Hypothesis:

1. in nährstoffreichen Habitaten mit schnell wachsenden Arten führt eine hohe Störungsfrequenz zu maximaler Diversität

2. in nährstoffarmen Habitaten mit langsam wachsenden Arten führen geringe Störungen zu maximaler Diversität

Front 46

Welche Einflüssen ist ein Straßenbaum in der Stadt ausgesetzt?

Back 46

1. geänderter Wasserhaushalt (z.B. Absenken des Grundwasserspiegels)

2. luftchemische Veränderungen (CO2, NO2, SO2, Aerosole...)

3. mechanische Beschädigungen (z.B. Bodenabtrag/ Baumaßnahmen oder falsche Schnittmaßnahmen)

4. Schwermetalle und Streusalz im Boden

5. Verdichtung oder Versiegelung des Bodes

6. Versorgungsleitungen, Tunnel o.a. unterirdische Hindernisse

7. klimatische Veränderungen

Front 47

Was ist der "Allee-Effekt"? Nennen Sie mögliche Gründe und Ursachen.

Back 47

(hat nix mit Allee zu tun, sondern Namensgeber W.C.Allee!)

= umgekehrte innerspezifische Konkurrenz

-> Individuenzahl sinkt unter einen bestimmten Schwellenwert, Population stirbt aus

Gründe:

* schwerere Partnersuche

* Anhäufung schädlicher Allele

* weniger Effizienz bei Nahrungssuche

* Probleme bei Abwehr von Räubern

Ursachen:

* Bejagung

* Lebensraumfragmentierung

* Klimaveränderungen

Front 48

Erläutern Sie das Stressphasenmodell nach Selye. Wie würden Sie einen experimentellen Nachweis führen?

Back 48

Ist ein Organismus längere Zeit Stressoren ausgesetzt, zeigt er eine Antwort, die eine kurzzeitgige Erhöhung der Widerstandskraft bewirkt, langfristig aber zu körperlichen Schäden bis hin zum Tod führen kann.

Man unterscheidet 3 Phasen:

1. Alarmphase:

-> körperliche Reaktion auf einen Stressor

2. Widerstandsstadium:

-> Halten des Körpers auf "Normalniveau" durch erhöhten Widerstand

3. Erschöpfungsstadium:

-> Zusammenbruch der Abwehr

Front 49

Stress und Evolution stehen wahrscheinlich in einem engeren Zusammenhang als lange angenommen. Wie könnten sich Umweltreize auf die Artbildung auswirken?

Back 49

Stress tritt in Ökosystemen permanent auf. Die Organismen müssen entsprechend darauf reagieren (z.B. mit der Bildung von bestimmten Proteinen die Resistenz gegen Stressor erhöhen). Individuen die nicht in der Lage sind adäquat auf den Stressor zu reagieren, werden früher oder später sterben. So kommt es zum einen zum "survival of the fittest", zum anderen könnten aber auch bestimmte epigenetische Informationen an kommende Generationen übertragen werden und somit die Bildung neuer, angepassterer Arten beschleunigen.

Front 50

Definieren Sie

1. Genet

2. Ramet

3. Population

Back 50

1. Genet: ein genetisches Individuum, d.h. eine Pflanze oder die Gesamtheit der Pflanzensprosse die von einem Samen abstammt

2. Ramet: durch Fragmentation der Mutterpflanzeentstandene vegetative Vermehrungseinheit, welche die Fähigkeit zu einer unabhängigen Existenz besitzt (-> Klone)

3. Population: Gruppe von Individuen der gleichen Art, die aufgrund ihrer Entstehungsprozesse miteinander verbunden sind, eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und zur gleichen Zeit in einem einheitlichen Areal zu finden sind.

Front 51

Numerische Räuber-Beute Beziehung

Back 51

1. Periodische Populationsschwankung: Die Populationsgrößen von Räuber und Beute schwanken periodisch. Dabei folgen die Schwankungen der Räuberpopulation phasenverzögert denen der Beutepopulation. Die Länge der Perioden hängt von den Anfangsbedingungen und von den Wachstumsraten der Populationen ab.

2. Konstanz der Mittelwerte: Die über genügend lange Zeiträume gemittelten Größen (Mittelwert) der Räuber- bzw. Beutepopulation sind konstant. Die Größe der Mittelwerte hängt nur von den Wachstums- und Rückgangsraten der Populationen, nicht aber von den Anfangsbedingungen ab.

3. Störung der Mittelwerte: Werden Räuber- und Beutepopulation gleichermaßen proportional zu ihrer Größe dezimiert, so vergrößert sich kurzfristig der Mittelwert der Beutepopulation, während der Mittelwert der Räuberpopulation kurzfristig sinkt.

Front 52

Physikalisch/ Ökologische Kohlenstoffpumpe erklären + anthropogene Einflussfaktoren nennen

Back 52

Physikalische Kohlenstoffpumpe: Im Meer findet durch absinkende Wassermassen ein kurzfristiger Transport von Kohlenstoff in große Tiefen der Ozeane statt.

Biologische Kohlenstoffpumpe: Absinkende marine Organismen transportieren Kohlenstoff langfristig auf den Grund der Ozeane

Die Erhöhung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre führt zu einer vermehrten Lösung von CO2 im Meerwasser. Durch die Bildung von Kohlensäure wird der pH-Wert des Wassers gesenkt (saurer). Dadurch wird die biogene und abiogene Ausfällung von Kalk behindert. Als Folge müsste die Menge des Phytoplanktons abnehmen und die Photosyntheserate sinken.

Front 53

Nennen Sie 4 Organismen die bei einem pH-Wert von 2-3 überleben können.

Back 53

1. Essigsäurebakterien

2. einige Pilze

3. viele Schwefel oxidierende Bakterien

4. einige Archaea

Front 54

Globale Umweltveränderungen können die Ausbreitung von Parasitosen fördern. Diskutieren Sie die Mechanismen am Beispiel der Malaria.

Back 54

Voraussetzungen für Malaria:

1. Präsenz eines geeigneten Vektors (globaler Altreifenhandel führt zur Vebreitung von Mückenlarven)

2. Mindestemperatur zur Entwicklung des Parasiten/ Sporogonie (Klimawandel, Sommerisotherme 16°C für M. tertiana/ quertana bereits in Ba-Wü erreicht, 20°C für M. tropica in vielen Mittelmeerländern)

3. Präsenz infizierter Wirte (Tourismus, Urbanisierung -> schnelle Verbreitung, wenige Wasserstellen -> Konzentration von Reservoirwirten)

Front 55

Schlüsselsteinart/ Schlüsselart

Back 55

Schlüsselart: eine Art, die in einer Biozönose wichtige Funktionen besitzt und deren Verschwinden das System stark verändern sowie das Aussterben anderer, von ihr abhängiger Arten nach sich ziehen würde

Front 56

Was versteht man unter der ökologischen Potenz? Beschreiben Sie die beiden Arten.

Back 56

ökologische Potenz (= ökologische Toleranz):

gibt an in welchem Wertebereich eines bestimmten Umweltfaktors eine Art über längere Zeit gedeihen kann.

1. Euryökie: Fähigkeit biologischer Arten, einen breiten Schwankungsbereich eines oder mehrerer Umweltfaktoren ertragen zu können, also einen breiten Toleranzbereich aufzuweisen

2. Stenökie: Eigenschaft biologischer Arten, nur einen schmalen Schwankungsbereich eines oder mehrerer Umweltfaktoren ertragen zu können, also einen geringen Toleranzbereich aufzuweisen.

Front 57

Planen Sie ein Experiment zur Abhängigkeit der Produktion von der Stickstoffzufuhr in einer Graslandschaft.

Back 57

Freiland:

*homogenes Versuchsfeld, wesentliche Umweltfaktoren wie Bodenart, ph-Wert, Bodenfeuchte, Klima müssen gleich sein.

*kontrollierte Änderung der unabhängigen Variable Stickstoff (verschiedene Bereiche des Versuchsfeldes werden verschieden stark gedüngt)

*Messung der Änderung der abhängigen Variable Pflanzenwachstum -> Vergleich der Produktionsunterschiede der jeweiligen Flächen

Front 58

Nennen Sie 2 Typen von Lebensstrategen und erklären Sie, was diese ausmacht.

Back 58

Toleranz: Organismen an ungünstige Lebensbedingungen angepasst (z.B. Sukkulenz, Verringerung der Blattoberfläche und Stomata, Wasserspeicher bei Kamelen)

Vermeidung: Lebensspanne/ Aktivität/ Aufenthalt nur während günstiger Bedingungen (einjährige Planzen die während Trockenperiode als Samen überdauern, Zugvögel, Winterschlaf/ Torpor)

Front 59

Erklären Sie eine indirekte interspezifische Beziehung im Hinblick auf den Räuber der Auswirkungen auf die Lebensgemeinschaft ausübt.

Back 59

Ein Prädator kann als Wegbereiter fungieren, wenn er eine Beute präferiert und somit die Habitatsqualität für eine dritte Art verbessert, die mit der Beute darum konkurriert.

Front 60

Der Herbivoreneinfluss ist bei mittlerer Produktion am höchsten. Erklären Sie dies anhand des Fretwell-Oksanen-Modells.

Back 60

Top-Down-Kontrolle:
Herbivoren werden nicht durch Nahrungsangebot limitiert, sondern durch Prädatoren (Herbivorendichte wird niemals so groß, dass alle Pflanzen gefressen werden können)
Bottom-Up-Kontrolle:
Pflanzen haben zu geringen Nährwert, v.a. zu wenig Stickstoff, was die Phytophagenpopulation limitiert

Phytophagen/ Herbivoren bewegen sich zwischen geringwertiger Nahrung und Fressfeinden.

Front 61

Zwei ökologisch identische Arten besiedeln einen Lebensraum. Erklären Sie deren Koexistenz.

Back 61

Nach dem Konkurrenzauschluss-Prinzip (Gause) können zwei ökologisch identische Arten nicht existieren, da der unterlegene Konkurrent entweder ausgeschlossen oder die Konkurrenz vermieden wird (=keine Interaktion, Nischentrennung). Bei sich überlappenden Nischen kommt es zu einen Nischeneinengung und die Ressourcen werden für beide Arten knapper. Folglich wird eine Art verdrängt oder es muss auf andere Ressourcen ausgewichen werden.

Folglich: Leben 2 ökologisch identische Arten im selben Lebensraum, wachsen sie entweder beide, erreichen aber niemals das Maximum, welches sie ohne den Konkurrenten hätten, oder eine von beiden Arten stirbt aus.

Front 62

Nennen Sie Faktoren die auf durch Vektoren übetragende Krankheiten wirken.

Back 62

*geographische Streuung des Erregers mit dem Vektor, dem Reservoirpool und/ oder dem/ den Wirt(en)

*Vektorkompetenz -> Erregeraufnahme- & Übertragung

*Vektorkapazität -> Dichte der Vektorpopulation, Erregerdichte im Vektor, saisonale & lokale Befristung der Vektorfunktion

*Anzahl der Ausweich- & Hilfsvektoren

*andere Faktoren, wie z.B. Klima

Front 63

Ein räuberischer Neozoe besiedelt die Nordsee. Wie kann man über eine allometrische Datenerhebung des Biomassenspektrums sehen, ob dieser das Ökosystem gefährdet?

Front 64

Erklären Sie die Begriffe Akklimatisierung und Adaption. Wie können diese an die Folgegenerationen weitergegeben werden?

Back 64

Beide Begriffe bezeichen die Anpassung von Organismen an die jeweiligen Umweltbedingungen, wobei Adaption die Anpassung an einen einzelnen Faktor und Akklimatisierung die Anpassung an mehrere (saisonale oder klimatische) Faktoren beschreibt.

genetische Weitergabe an die Folgegeneration, bzw. Selektion (-> wer nicht adaptieren/ akklimatisieren kann, stirbt!)

Front 65

Definieren Sie die Begriffe Biozönose und Biotop.

Back 65

Biozönose: Gemeinschaft von Organismen verschiedener Arten in einem abgrenzbaren Lebensraum (Biotop) bzw. Standort

Biotop: bestimmter Lebensraum einer Lebensgemeinschaft (Biozönose) in einem Gebiet

(Biozönose und Biotop bilden zusammen das Ökosystem)

Front 66

Erkläre das Prinzip des maximalen Dauertertrages (MSY). Warum stellt dieser nachhaltige Ressourcennutzung dar?

Back 66

Der maximal nachhaltige Ertrag (MSY) spielt besonders bei der Festlegung von Fangquoten in der Fischerei eine Rolle. Die Gründe für den Rückgang von Fischpopulationen sind

1. Überfischung

2. Ungünstige Witterung (abiotische Faktoren)

3. Konkurrenz mit anderen Arten (biotische Faktoren)

Das Populationswachstum ist am größten, wenn die halbe Kapazitätsgrenze erreicht ist.

Dementsprechend wäre der maximale Dauertrag dann erreicht, wenn man nur die Anzahl an Individuen entnimmt, die über der maximalen Wachstumsrate liegen. Somit kann sich der Bestand immer wieder bestmöglich erhohlen.

Auch wenn man die genutzten Arten als getrennte biologische Einheiten betrachtet, die maximal wirtschaftlich genutzt werden soll, so darf man nicht vergessen dass die entsprechenden Arten auch Teil eines ökologischen Systems sind, d.h. sie erfüllen bestimmte ökologische Funktionen und nehmen auch einen bestimmten Platz im Nahrungsnetz ein.

Front 67

Fundamentale Netto-Wachstumsrate einer Population (N) über Zeit (t) wird mit dN/dt =rN ausgedrückt. Für was steht "r" und wie entwickelt sich die Population bei r>0, r<0 und r=0 über die Zeit?

Back 67

r= Wachstumrate pro Kopf (per capita)

-> ergibt sich aus Wachstumsrate/ Populationsgröße

r>0 = Geburtenrate > Sterberate = Population wächst

r<0 = Geburtenrate < Sterberate = Population sinkt

r=0 = Geburtenrate = Streberate = Population stagniert

Front 68

Welche Faktoren bestimmen den optimalen Nahrungserwerb eines Räubers (die Gesamtzeit T beim "optimal foreaging")? Wie unterscheiden sie sich hinsichtlich des Zeitaufwands bei Generalisten und Spezialisten?

Back 68

Die Entscheidung die Suchzeit für eine Beute zu verlängern, hängt vom Energiegehalt der Beute und der Bearbeitungszeit ab. Der gesamte Zeitaufwand ist also:

T = Ts (Suchzeit) + Th (Bearbeitungszeit)

Generalisten optimieren die Suchzeit (Th>Ts)
Spezialisten optimieren die Bearbeitung (Ts>Th)

Front 69

Für die Untersuchung der Biodiversität in einem bestimmten Lebensraum werden initial Artenlisten erstellt. Welche möglichen Probleme sind dabei zu erwarten und entsprechend zu beachten? Nenne 6.

Back 69

*es werden bei der Erfassung selten alle Gruppen (z.B. Pilze, Moose, Flechten, Gefäßpflanzen, versch. Tiergruppen, etc.) gleichzeitig berücksichtigt

*ausgewählte Gruppen oft als stellvertretende Artgruppe oder Indikator für Biodiversität

*Stichprobengröße/ Aufwand

*zeitliche Variabilität

*durchwandernde Arten

*Systemgrenzen

*sehr unterschiedliche Entwicklungsstadien

Front 70

Interaktionen zwischen Herbivoren und Pflanzen stellen einen Schlüsselfaktor in nahezu allen Ökosystemen dar. Beschreibe direkte Effekte von oberirdischen Herbivoren auf die Pflanzengemeinschaft. Wie wirkt sich die Dichte der Herbivoren aus?

Back 70

Pflanzenfraß

*beeinträchtigt Fitness (Vitalität, Reproduktionserfolg)

*vermindert Konkurrenzkraft (Licht, Nährstoffe, Raum)

*junge Pflanzen besonders anfällig

*ABER: Kompensationswachstum -> Pflanzen reagieren auf Blattverlust mit höherer PS-Rate und Wachstumsschub

moderate Dichten: fördern Produktivität/ Wachstum und erhöhen Diversität der Pflanzen

hohe Dichten: kein Kompensationswachstum, nur ungenießbare/ giftige Pflanzen oder starke r-Strategen überleben

Front 71

Wie können mit Hilfe von allometrisch geprägten Datensätzen Aussagen zum Biomassespektrum bzw. zu Nahrungsnetzen von Ökosystem getroffen werden? Beschreibe ein Beispiel.

Back 71

Schwebegarnelen im Bodensee:

*verbreiten sich zwar rasend schnell, werden aber selbst von höheren trophischen Ebenen gefressen

-> keine Verringerung der Diversität -> trophische Pyramidenstruktur der Biomasse bleibt bestehen.

Front 72

Als Ökologe sollen Sie Auswirkungen der anthropogen verursachten Meeresversauerung auf Kalkschalen-bildende Organismen untersuchen. Benennen Sie 2 unterschiedliche methodische Lösungsansätze, dargestellt am Beispiel eines jeweils zugehörigen Organismus.

Back 72

In Kurzzeitexperimenten kann man kalzifizierende Organsimen in Wasser mit stark erhöhtem CO2-Gehalt halten. So konnte man besipielsweise bei Korallen-, Krebs- und Kalmar-Arten eine reduzierte Kalkbildung bei erhöhtem CO2-Gehalt beobachten.

Die Analyse von erdgeschichtlichen Funden (Fossilien) kann ebenfalls Aufschluss über die Folgen der Meeresversauerung geben. So fand man heraus, dass Korallen vor mehreren tausend Jahren höhere Kalzifizierungsraten als heute aufwiesen, obwohl der CO2-Gehalt im Meer höher war.

Feldstudien:

Beobachten der Organismen im natürlichen Lebensraum. Hier kann man beispielsweise die Akklimatisation bzw. Adaption von Korallenarten an den steigenden ph-Wert beaobachten.

Front 73

Beschreibe 2 biologische Prozesse (Name und Summenformel), welche im Ökosystem zur Freisetzung von N2 führen. Welche grundlegende Bedeutung haben diese Prozesse und welche Organismen sind unter welchen Bedingungen in der Lage diese auszuführen?

Back 73

*Denitrifikation:

-viele fakultativ anaeroben Bakterien (Nitratatmung erst anearob möglich)

2NO3- + 12H+ + 10e- --> N2 + 6H2O

*Anaerobe Ammoniakoxidaton (Anammox):

-Bakterienstämme in Meer- & Süßwasser, z.B. Brocadia anamoxidans (spezielle Organelle: Anammoxosom)

NH4+ + NO2- ---> 2N2 + H2O

Front 74

Was besagt die "Intermediate Disturbance Hypothesis"? Können Sie sich vorstellen, dass mit dieser Theorie eine überraschend hohe Biodiversität in Städten erklärt werden kann?

Back 74

Intermediate Disturbance Hypothesis:

1. in nährstoffreichen Habitaten mit schnell wachsenden Arten führt eine hohe Störungsfrequenz zu maximaler Diversität

2. in nährstoffarmen Habitaten mit langsam wachsenden Arten führen geringe Störungen zu maximaler Diversität

Front 75

Definition der thermoneutralen Zone, in Bezug auf metabolische Rate endothermer Organismen und Unterschied der Zusammenhänge der Reaktionen von tropischen und arktischen Tieren im Bereich der Hypothermie (Unterkühlung). Skizze.

Back 75

...

Front 76

Definiere fundamentale und reale ökologische Potenz. Wodurch kann man die fundamentale ökologische Potenz erweitern bzw. einschränken?

Back 76

fundamentale ö.P.: Fähigkeit eines Organismus/ einer Population im Intensitätsspektrum abiotischer Faktoren zu wachsen = "Potenz in Reinkultur"

reale ö.P.: Fähigkeit eines Organismus/ einer Population im Intensitätsspektrum abiotischer und biotischer Faktoren innerhalb einer Biozönose zu wachsen = Potenz im Ökosystem

Front 77

Nennen Sie je ein physiologisches und ein morphologisches Merkmal, das die Anpassung von Sonnen- und Schattenpflanzen widerspiegelt.

Back 77

Sonnenpflanzen:

morphologisch:

*häufig wachsüberzogen

*mehr Spaltöffnungen

*feine Häärchen

*kleine, dicke Blätter

physiologisch:

*Lichtsättigungs- & Lichtkompensationspunkt verschiebt sich; hohe Lichtverfügbarkeit = hohe PhAR = hohe CO2-Aufnahme

Schattenpflanzen:

morphologisch:

*große, feine, dünne Blätter

physiologisch:

*Lichtsättigungs- & Lichtkompensationspunkt verschieben sich ebenfalls, aber bei steigender Strahlung kann nicht mehr als ein bestimmtes Maximum an CO2 aufgenommen werden

Front 78

Ordnen Sie folgende Charakteristika einem jeweiligen Zonobiom zu:

-Frostperioden

-an der Westküste der Kontinente

-Brände

-längere Trockenzeit

-baumlos

-Regenschatten/ Fallwinde

Back 78

Frostperioden -> Laub abwerfende Wälder

an der Westküste der Kontinente -> Hartlaubwälder, Gebüschformationen

Brände -> Steppen

längere Trockenzeit -> Savannen

baumlos -> Tundra

Regenschatten/ Fallwinde -> Wüsten, Halbwüsten

Front 79

Was sind diskrete Populationsmodelle? Was heißt in diesem Zusammenhang univoltin und iteropar?

Back 79

univoltin = einjährige Arten mit nur einer Reproduktionsperiode

-> diskretes Populationsmodell (univoltin) zeigt exponentielles Wachstum, Reproduktionsrate (Anzahl Nachkommen pro Weibchen)

iteropar = mehrjährige Arten mit mehreren Reproduktionsperioden

-> diskretes Populationsmodell (iteropar) zeigt Alterspyramide (Momentaufnahme der Altersstruktur einer Population), Anzahl an Geburten und Todesfällen sind altersabhängig

diskret-> Gegenteil von kontinuierlich -> keine Integration von neuen Größen, sondern nur Momentaufnahmen

Front 80

Das Phytophagennetz ist top-down kontrolliert, die Zersetzerkette bottom-up. Welche Mechanismen wirken hier?

Back 80

Phytophagennetz:

1. Prädatoren werden durch Verfügbarkeit der Phytophagen begrenzt

2. Phytophagen werden durch Prädatoren reguliert

3. klassische tritrophische Interaktion, aber keine effektive Kontrolle der Pflanzen durch Phytophagen

Zersetzernetz:

1. durch Verfügbarkeit von Bestandsabfall limitiert

2. Menge toten organischen Materials nicht durch Detritivore kontrollierbar

3. Einfluss von Prädatoren auf Zersetzer eher gering

Front 81

Was sind die 3 Grundprozesse eines geochemischen Kreislaufs? Die Kreisläufe welcher 5 Elemente bestimmen hauptsächlich den Stoffkreislauf eines Ökosystems?

Back 81

athmosphärischer, lithosphärischer und hydrosphärischer Kreislauf.

Grundprozesse:

1. Eintrag

2. interner Kreislauf

3. Austrag

wichtigste Elemente:

1) Kohlenstoff

2) Stickstoff

3) Phosphor

4) Schwefel

5) Sauerstoff (?)

Front 82

Vögel wandern oft in Großstädte. Aus welchen Biotopen stammen sie (2 Beispiele mit Art)? Nennen Sie jeweils mindestens 2 Vor- & Nachteile des Lebens in der Stadt.

Back 82

Vorteile:

* verlängerte Brutsaison/ mehr Bruten

* Langlebigkeit

* verringerte Fluchtdistanz

* anthropogene Objekte als Unterschlupf und Brutplatz

Nachteile:

* Leben in viel höheren Populationsdichten

* reduzierte individuelle Territoriengröße

* vermindertes Migrationsverhalten

* erhöhte intraspezifische Konkurrenz

Beispiele:

1) Kulturfolger wie der Mauersegler, aus Felslandschaften stammend

2) aus Wäldern, z.B. Amsel

Front 83

Welche Mechanismen für multiple Resistenzen kennen Sie? Können diese weitervererbt werden? Nennen Sie Beispiele.

Back 83

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