Ökologie und Nachhaltigkeit
Bio 2
, Ökölogi
e
Teilgebiet der Biologie, das sich mit den Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt
beschäftigt
Autökologi
e
Einzelner Organismus & die Wechselwirkungen zwischen ihm und der Umwelt
Auf Organismen wirken unterschiedliche Umweltfaktoren ein
Abiotische Umweltfaktoren: Temperatur, Wasser, Licht & pH-Wert
Biotische Umweltfaktoren: Nahrungsbeziehungen, Konkurrenz, Krankheitserreger &
Parasiten
Demökologie
Untersucht Populationen (Gruppe artgleicher Individuen, die in einem bestimmten Lebensraum vorkommen & sich
untereinander fortpflanzen)
Untersucht bspw. von welchen Faktoren das Wachstum einer Population abhängt
Synökologi
entersucht Wechselbeziehungen zwischen verschiedenen Biozönosen (Lebensgemeinschaft, die die
U
Gesamtheit der in einem bestimmten abgegrenzten Lebensraum vorkommenden Organismen bilden)
Untersucht Wechselbeziehungen zwischen Biozönose & Biiotop (Lebensraum einer Biozönose bspw. Bachlauf,
Trockenmauer, Schulhof)
Biotop & Biozönose beeinflussen sich wechselseitig & bilden eine funktionelle Einheit -> Ökosystem
Aquatische Ökosysteme: Seen, Flüsse, Korallenriffe
Terrestrische Ökosysteme: mitteleuropäischer Wald, tropischer Regenwald, Savanne, Tundra
, Abiotische
Faktoren
Toleranz & ökologische Potenz
Abiotische Umweltfaktoren beeinflussen die Aktivität von Lebewesen in charakteristischer Weise
Variiert man experimentell einen Faktor & misst die sich ergebende Lebensaktivität -> typische
Toleranzkurve
Wird durch Minimum & Maximum begrenzt
Unter bzw. über diesem Wert ist kein Leben möglich
Dazwischen liegt der Toleranzbereich mit dem Optimum
(Aktivität der Lebewesen am höchsten)
Lebewesen suchen nach Möglichkeit den Vorzugsbereich
(Präferendum) auf
Innerhalb des Toleranzbereiches: Abschnitte, in denen
Lebewesen für eine gewisse Zeit gerade noch überleben, sich
aber nicht fortpflanzen kann -> Pessima
Toleranzbreite & damit die Reaktionsfähigkeit einer Art sind
genetisch festgelegt
Stenopotente
Arten
Verfügen über einen engen Toleranzbereich
Beispiel: das Wollgras wächst nur auf sehr feuchten
Moorböden
Eurypotente Arten
Zeigen einen weiten Toleranzbereich hinsichtlich eines Faktors
Beispiel: die Waldkiefer gedeiht sowohl an sandig trockenen wie
auch an feuchten Moorstandorten
Physiologische
Potenz
Genetisch festgelegte Fähigkeit, ohne Konkurrenz durch andere Organismen,
Schwankungen des untersuchten Umweltfaktors zu ertragen
Eher theoretischer, unter Laborbedingungen ermittelter Wert -> Reinkultur ohne jede
Konkurrenz durch andere Arten in der Natur nur selten
Ökologische
Potenz
Beschreibt die Fähigkeit einer Art, in einer Lebensgemeinschaft mit anderen Organismen,
also unter den Bedingungen natürlicher Konkurrenz, die Schwankungen des untersuchten
Umweltfaktors zu ertragen
Beinhaltet das Reaktionsvermögen einer Art auf eine Kombination von abiotischen &
biotischen Faktoren
Ist idR. deutlich geringer als die physiologische Potenz
, Umweltfaktor Temperatur
Sämtliche Lebensvorgänge sind temperaturabhängig, da ihnen temperaturabhängige chemische Reaktionen
zugrunde liegen
Die individuellen Ansprüche an eine bestimmte Temperatur differieren von Art zu Art
Nach Regulation der Körpertemperatur unterschiedet man bei Tieren 2 Typen: wechselwarme &
gleichwarme Organismen
Wechselwarme (poikilotherme)
Organismen
Geringe Wärmeproduktion durch eigenen Stoffwechsel
Körpertemperatur gleicht sich der Umgebungstemperatur
an
Im Bereich zwischen Minimum & Optimum werden die
Lebensprozesse bei einer Temperaturerhöhung von 10
Grad um das Zwei- bis Dreifache beschleunigt
Unterhalb sowie oberhalb bestimmter
Temperaturgrenzwerte zeigen sie keine aktiven
Lebensäußerungen (Kälte- bzw. Wärmestarre)
Keine bzw. kaum Kühlungsmechanismen (z.B. kein
Schwitzen)
Energie- geringerer
Vorteile: und damit Nahrungsbedarf
auch Nahrungsbedarf
als beigeringer als bei Tieren; im Winter keine Nahrungszufuhr nötig
gleichwarmen
gleichwarmen
Nachteile: Tieren ähnlicher
es können Größe
nur Regionen mit hinreichenden Temperaturen besiedelt werden (Ausnahme:
Sonderanpassungen z.B. bei arktischen Fischen)
Tiergruppen: Wirbellose, Fische, Amphibien, Reptilien
Gleichwarme (homoiotherme) Organismen
Hohe Wärmeproduktion durch eigenen Stoffwechsel
Annähernd konstante Körpertemperatur unabhängig von der Umgebungstemperatur
Federn, Haarkleid, Fettschichten usw. unterstützen Wärmeregulation (Isolationseffekt)
Effiziente Temperaturregulation durch körpereigene Regulationsmechanismen: bei sinkenden Außentemperaturen
Gegenmaßnahmen wie Muskelzittern (Wärmeproduktion), Aufstellen der Haare oder Einrollen; bei steigenden
Außentemperaturen Möglichkeit zur Kühlung des Körpers durch Schwitzen oder Hecheln
Energie- und damit auch Nahrungsbedarf deutlich höher als bei wechselwarmen Tieren ähnlicher Größe
Vorteile: optimale Aktivität in einem breiten Temperaturspektrum; auch bei Temperaturen unter 0 Grad Aktivität
möglich; daher Besiedlung annähernd aller Lebensräume der Erde möglich
Nachteile: hoher Nahrungsbedarf für Wärmeproduktion bzw. Kühlung
Tiergruppen: Vögel, Säugetiere
Winterruhe (Eichhörnchen, Dachs, Bär) - wenig abgesenkte Körpertemperatur & damit relativ geringer
Energieverbrauch
Winterschlaf (Igel, Hamster, Fledermaus) - stark abgesenkte Körpertemperatur & damit hohe Energieeinsparung
Bio 2
, Ökölogi
e
Teilgebiet der Biologie, das sich mit den Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt
beschäftigt
Autökologi
e
Einzelner Organismus & die Wechselwirkungen zwischen ihm und der Umwelt
Auf Organismen wirken unterschiedliche Umweltfaktoren ein
Abiotische Umweltfaktoren: Temperatur, Wasser, Licht & pH-Wert
Biotische Umweltfaktoren: Nahrungsbeziehungen, Konkurrenz, Krankheitserreger &
Parasiten
Demökologie
Untersucht Populationen (Gruppe artgleicher Individuen, die in einem bestimmten Lebensraum vorkommen & sich
untereinander fortpflanzen)
Untersucht bspw. von welchen Faktoren das Wachstum einer Population abhängt
Synökologi
entersucht Wechselbeziehungen zwischen verschiedenen Biozönosen (Lebensgemeinschaft, die die
U
Gesamtheit der in einem bestimmten abgegrenzten Lebensraum vorkommenden Organismen bilden)
Untersucht Wechselbeziehungen zwischen Biozönose & Biiotop (Lebensraum einer Biozönose bspw. Bachlauf,
Trockenmauer, Schulhof)
Biotop & Biozönose beeinflussen sich wechselseitig & bilden eine funktionelle Einheit -> Ökosystem
Aquatische Ökosysteme: Seen, Flüsse, Korallenriffe
Terrestrische Ökosysteme: mitteleuropäischer Wald, tropischer Regenwald, Savanne, Tundra
, Abiotische
Faktoren
Toleranz & ökologische Potenz
Abiotische Umweltfaktoren beeinflussen die Aktivität von Lebewesen in charakteristischer Weise
Variiert man experimentell einen Faktor & misst die sich ergebende Lebensaktivität -> typische
Toleranzkurve
Wird durch Minimum & Maximum begrenzt
Unter bzw. über diesem Wert ist kein Leben möglich
Dazwischen liegt der Toleranzbereich mit dem Optimum
(Aktivität der Lebewesen am höchsten)
Lebewesen suchen nach Möglichkeit den Vorzugsbereich
(Präferendum) auf
Innerhalb des Toleranzbereiches: Abschnitte, in denen
Lebewesen für eine gewisse Zeit gerade noch überleben, sich
aber nicht fortpflanzen kann -> Pessima
Toleranzbreite & damit die Reaktionsfähigkeit einer Art sind
genetisch festgelegt
Stenopotente
Arten
Verfügen über einen engen Toleranzbereich
Beispiel: das Wollgras wächst nur auf sehr feuchten
Moorböden
Eurypotente Arten
Zeigen einen weiten Toleranzbereich hinsichtlich eines Faktors
Beispiel: die Waldkiefer gedeiht sowohl an sandig trockenen wie
auch an feuchten Moorstandorten
Physiologische
Potenz
Genetisch festgelegte Fähigkeit, ohne Konkurrenz durch andere Organismen,
Schwankungen des untersuchten Umweltfaktors zu ertragen
Eher theoretischer, unter Laborbedingungen ermittelter Wert -> Reinkultur ohne jede
Konkurrenz durch andere Arten in der Natur nur selten
Ökologische
Potenz
Beschreibt die Fähigkeit einer Art, in einer Lebensgemeinschaft mit anderen Organismen,
also unter den Bedingungen natürlicher Konkurrenz, die Schwankungen des untersuchten
Umweltfaktors zu ertragen
Beinhaltet das Reaktionsvermögen einer Art auf eine Kombination von abiotischen &
biotischen Faktoren
Ist idR. deutlich geringer als die physiologische Potenz
, Umweltfaktor Temperatur
Sämtliche Lebensvorgänge sind temperaturabhängig, da ihnen temperaturabhängige chemische Reaktionen
zugrunde liegen
Die individuellen Ansprüche an eine bestimmte Temperatur differieren von Art zu Art
Nach Regulation der Körpertemperatur unterschiedet man bei Tieren 2 Typen: wechselwarme &
gleichwarme Organismen
Wechselwarme (poikilotherme)
Organismen
Geringe Wärmeproduktion durch eigenen Stoffwechsel
Körpertemperatur gleicht sich der Umgebungstemperatur
an
Im Bereich zwischen Minimum & Optimum werden die
Lebensprozesse bei einer Temperaturerhöhung von 10
Grad um das Zwei- bis Dreifache beschleunigt
Unterhalb sowie oberhalb bestimmter
Temperaturgrenzwerte zeigen sie keine aktiven
Lebensäußerungen (Kälte- bzw. Wärmestarre)
Keine bzw. kaum Kühlungsmechanismen (z.B. kein
Schwitzen)
Energie- geringerer
Vorteile: und damit Nahrungsbedarf
auch Nahrungsbedarf
als beigeringer als bei Tieren; im Winter keine Nahrungszufuhr nötig
gleichwarmen
gleichwarmen
Nachteile: Tieren ähnlicher
es können Größe
nur Regionen mit hinreichenden Temperaturen besiedelt werden (Ausnahme:
Sonderanpassungen z.B. bei arktischen Fischen)
Tiergruppen: Wirbellose, Fische, Amphibien, Reptilien
Gleichwarme (homoiotherme) Organismen
Hohe Wärmeproduktion durch eigenen Stoffwechsel
Annähernd konstante Körpertemperatur unabhängig von der Umgebungstemperatur
Federn, Haarkleid, Fettschichten usw. unterstützen Wärmeregulation (Isolationseffekt)
Effiziente Temperaturregulation durch körpereigene Regulationsmechanismen: bei sinkenden Außentemperaturen
Gegenmaßnahmen wie Muskelzittern (Wärmeproduktion), Aufstellen der Haare oder Einrollen; bei steigenden
Außentemperaturen Möglichkeit zur Kühlung des Körpers durch Schwitzen oder Hecheln
Energie- und damit auch Nahrungsbedarf deutlich höher als bei wechselwarmen Tieren ähnlicher Größe
Vorteile: optimale Aktivität in einem breiten Temperaturspektrum; auch bei Temperaturen unter 0 Grad Aktivität
möglich; daher Besiedlung annähernd aller Lebensräume der Erde möglich
Nachteile: hoher Nahrungsbedarf für Wärmeproduktion bzw. Kühlung
Tiergruppen: Vögel, Säugetiere
Winterruhe (Eichhörnchen, Dachs, Bär) - wenig abgesenkte Körpertemperatur & damit relativ geringer
Energieverbrauch
Winterschlaf (Igel, Hamster, Fledermaus) - stark abgesenkte Körpertemperatur & damit hohe Energieeinsparung
