Verschaffe dir einen umfangreichen Überblick über das Abiturthema!
Quellen: http://www.biologie-schule.de/oekologie.php
http://www.frustfrei-lernen.de/biologie/pflanzen-oekosysteme-biologie.html
In der Biologie wird der Lebensraum von Lebewesen als Biotop bezeichnet.
Die Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen in einem Lebensraum bilden eine
Lebensgemeinschaft, die auch Biozönose genannt wird. Fasst man den
Lebensraum und die Lebensgemeinschaft zusammen, so erhält man ein ganzes
Ökosystem.Wichtig für ein Ökosystem sind dabei folgende Merkmale:
offen: Ökosysteme sind offene Systeme. Somit tauschen Ökosysteme mit denen ihnen umgebenden Systemen Stoffe, Wärme etc. aus
Ernährung: Die Organismen in einem Ökosystem kann man in der Regel in Erzeuger, Verbraucher und Zersetzer einteilen.
dynamisch: Ökosysteme befinden sich meist nicht im
Gleichgewicht, sondern es finden auf verschiedenen räumlichen und
zeitlichen Ebenen Veränderungen statt. Es gibt langfristige
Selbstorganisations- und Anpassungsprozesse, die ein Ökosystem immer verändern können.
komplex: Ökosysteme haben unterschiedlichste
Elemente und Strukturen; diese sind durch ein Netzwerk ökologischer
Wirkungs- und Wechselwirkungsbeziehungen miteinander verbunden.
Gliederung: Ökosysteme sind in der Regel in
Schichten gegliedert. Bei einem Wald gibt es zum Beispiel eine Schicht
auf bzw. unter der Erdoberfläche (Bodenschicht mit Wurzeln ), eine
flache Krautschicht, eine Strauchschicht und darüber eine Baumschicht.
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Übungsfragen
Am Ende dieser Einheit solltest du fähig sein diese Fragen zu beantworten:
Was versteht man unter einer Nahrungskette?
Was versteht man unter einem Nahrungsnetz?
Erkläre den Zusammenhang zwischen Konsumenten, Destruenten und Produzenten.
Was versteht man unter Eutrophierung?
Wodurch kippt ein See um?
Der Stoffkreislauf beschreibt in Ökosystemen den sich wiederholenden Vorgang der zyklischen Umwandlung von organischen und
anorganischen Stoffen. Dabei wirken 3 Organismenarten im jeweiligen Ökosystem zusammen.
Produzenten: primär Pflanzen und Algen. Sorgen durch ihr Wachstum bzw. ihre
Vermehrung für eine hohe Produktion von Biomasse. Dazu benötigen sie lediglich Sonnenlicht und
anorganische Stoffe (Nährstoffe), die sie aus ihrer Umwelt erhalten.
Konsumenten: mindestens zwei Teilgruppen:
Pflanzen- (Herbivore) und Fleischfresser (Carnivore). Während sich die Pflanzenfresser von den
Produzenten ernähren, fressen die Fleischfresser andere
Konsumenten. Beispiele für Pflanzenfresser sind zum Beispiel Rinder, Grillen, Elefanten; Beispiele
für Fleischfresser sind Eisbären, Krokodile, Frösche, Hunde etc.
Caption: : Ein beispielhafter Stoffkreislauf
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Stoffkreislauf in einem Ökosystem
Destruenten: Ihre Aufgabe ist der Abbau und die Remineralisierung von
abgestorbenem, organischem Material. Sie zersetzen die toten Produzenten & Konsumenten, und
wandeln sie wieder in anorganische Stoffe um, wodurch der Kreislauf geschlossen wird. Zu den Destruenten
zählen insbesondere Bakterien und Pilze
Gesunder See:
Prinzip des Fressens und Gefressen werden.
In der Regel fressen größere Tiere die kleineren Tiere, >Nahrungskette: Pflanzliche Organismen > Pflanzenfresser > Fleischfresser
Da ein
fressendes Tier mehrere verschiedene Beutearten hat, spricht man oft
auch von einem Nahrungsnetz anstatt von Nahrungskette.
Pflanzliche Organismen in einem See nehmen die
Nährsalze und Kohlendioxyd aus dem Wasser auf und produzieren
Sauerstoff. Aus diesem Grund auch Produzenten
(Hersteller) genannt. Sie stellen lebenswichtige Stoffe her.
Die
Tiere im See ernähren sich von Pflanzen
und Tieren und sind somit die Konsumenten (Verbraucher) des Sees.
3.Gruppe im See: Destruenten
(Zerstörer). Sie bauen tote Pflanzen und Tiere
ab und wandeln sie in anorganische Stoffe - zum Beispiel Kohlendioxyd
und Salze - um. Und damit sind wir wieder am Anfang des Kreislaufes,
denn nun können die pflanzlichen Organismen diese Stoffe wieder
verbrauchen.
Ziemlich cool: Hier kannst du ein Spiel dazu spielen und das Ökosystem im See versuchen zu kontrollieren! http://store.steampowered.com/app/341720/
Was passiert, wenn der Mensch schädlich auf das gesunde Ökosystem einwirkt und durch Schadstoffe belastet?
Mancherorts: Industriereste direkt in die Umwelt/ins Abwasser gekippt anstatt vorher in die Kläranlage
Ebenfalls negativ: Schifffahrt oder starke landwirtschaftliche Düngung (starke Hinzufügung von Nährstoffen). Durch die vielen Nährstoffe wachsen verstärkt Pflanzen
und Algen, der See färbt sich grün (Eutrophierung).
Dadurch steigt auch die Zahl der Fische, denn diese finden verstärkt
Nahrung und vermehren sich. Sterben nun die Algen in Massen ab, werden
diese von den Bakterien (Destruenten) unter Verbrauch von Sauerstoff abgebaut
Durch den Verbrauch beim Zersetzen der toten Pflanzen/Algen
wird soviel Sauerstoff verbraucht, dass die Tiere im See nicht mehr
atmen können und ebenfalls sterben. Die Destruenten schaffen die große
Anzahl an totem, organischem Material nicht mehr abzubauen, der
Seeboden wird mit Tier- und Pflanzenleichen überdeckt.
Es bildet sich Faulschlamm und schlecht riechende Gase
(Schwefelwasserstoff und Methan).
Gleichgewicht des Sees ist
vollkommen aus den Fugen geraten: See ist "umgekippt"
In einem Lebensraum befindet sich eine dominante Tierart (Räuber),
die eine andere Tierart frisst (Beute). Man geht dabei davon aus, dass
sich sich die Räuber primär von dieser einen Art Beute ernährt.
Die Räuber und die Beute sind somit voneinander abhängig. Die Anzahl
der Räuber steigt, wenn die Anzahl der Beutetiere hoch ist, da viel
Nahrung für die Räuber zur Verfügung steht. Da sich die Anzahl der
Räuber durch mehr Nahrung vergrößert wird immer mehr Beute gejagt und
der Bestand der Beute sinkt. Da nun weniger Beute verbleibt, haben die
Räuber weniger Nahrung und deren Bestand schrumpft. Durch weniger Räuber
kann nun der Bestand der Beute wieder steigen.
Caption: : Die Anzahl der Räuber ist erhöht, wenn viel Beute zu fressen ist. Die Anzahl der Räuber sinkt, wenn wenig Futter vorhanden ist.
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Lotka-Volterra-Regeln
Um den Zusammenhang zwischen Räuber und Beute deutlich beschreiben zu
können, haben die Mathematiker Lotka und Volterra drei Regeln
aufgestellt:
Die Populationsdichten schwanken periodisch und sind zeitlich
zueinander verschoben. Die Maxima der Beute- und der Räuberpopulation
werden daher auch als Phasenverschoben bezeichnet. Vorausetzung dafür
sind konstante Umweltbedingungen.
Die über genügend lange Zeiträume gemittelten Größen der Räuber-
bzw. Beutepopulation sind konstant. Die Größe der Mittelwerte hängt nur
von den Wachstums- und Schrumpfungsraten der Populationen, nicht aber
von den Anfangsbedingungen ab.
Je mehr Beute vorhanden ist, desto mehr Räuber können sich ernähren.
Bei einer starken Verminderung der Anzahl von Räuber und Beute erholt
sich die Population der Beute schneller als die der Räuber.
Unter einer Nahrungskette versteht man eine Abfolge von Lebewesen, die
in Bezug auf ihre Ernährung voneinander abhängig sind. Wichtig dabei
ist, dass bei einer Nahrungskette eine
Art von Lebewesen - und nicht mehrere - von einer anderen abhängt. Bei
einer typischen Nahrungskette steht am Anfang eine Pflanze bzw.
pflanzliches Produkt. Dieses wird von einem Pflanzenfresser gefressen.
Und der Pflanzenfresser wird von einem Fleischfresser gefressen (bzw.
dieser wiederum von einem anderen Fleischfresser).
Pflanzen: Sind Produzenten in Ökosystemen. Von ihnen ernähren sich
die Pflanzenfresser, welche oftmals auch als Primärkonsumenten
bezeichnet werden.
Pflanzenfresser: werden oftmals von Fleichfressern
(Sekundärkonsumenten) aufgefressen.
Tertiärkonsument: Wenn der Sekundärkonsument von
einem anderen Fleischfresser aufgefressen wird.
Endkonsument: Das letzte Glied der Nahrungskette
In der Natur ernähren sich bestimmte Lebewesen nicht nur von einer
einzigen Art, sondern von vielen verschiedenen Arten von Tieren oder
Pflanzen. Diese Art des "Fressen und gefressen werden" ist deutlich
komplizierter als eine einfach Nahrungskette und wird daher als
Nahrungsnetz bezeichnet.
Am Beispiel Meer soll ein solches Nahrungsnetz einmal verdeutlicht
werden. Wie die Grafik zeigt, werden zum Beispiel Algen von Krebsen
gefressen. Und Menschen essen wiederum Krebse. Zu dem wird aber auch
tierisches Plankton von Ringelwürmern gefressen.
Bei einer Nahrungspyramide versucht man die Menge der Nahrung in einer
Übersicht zu zeigen. Um dies zu demonstrieren sehen wir uns eine
Nahrungspyramide am Beispiel des Meeres einmal kurz an.
Ganz oben bei
der Nahrungspyramide steht zum Beispiel ein Raubwahl, der die eine Ebene
tiefer liegenden Heringe frisst.
Die Heringe wiederum fressen
Zooplankton, welche wiederum Phytoplankton fressen. Dabei steigt die
Anzahl der gefressenen Tiere zum unteren Ende der Pyramide stark an.
So
frisst ein Raubwahl deutlich weniger Heringe als Phytoplankton von
Zooplankton gefressen wird.
