Wie erhält man aus einer mehrdimensionalen ökologischen Nische Auskunft über die einzelnen ökologischen Potenzen?
Man betrachtet die Projektionen auf die einzelnen Ressourcen-Achsen.
Nennen Sie mögliche Ursachen für die sogenannte "Brackwassersubmergenz": Viele Organismen, die im Meerwasser in oberflächennahen Zonen leben, kommen im Brackwasser nur noch in tieferen Wasserschichten vor und sind oft kleiner.
In tieferen Schichten des Brackwassers finden die Organismen die höheren Salzgehalte, an die sie angepasst sind und die Konkurrenz mit anderen Arten ist geringer. Die Körpergröße von Brackwasserpopulationen ist geringer, weil ihr Wachstum jenseits des Optimums eingeschränkt ist.
In tropischen Wäldern ist die grüne Vegetation üppiger als in Kältewäldern, die Humusschicht deutlich dünner, es ist nur wenig Totholz vorhanden. Erklären Sie diese Beobachtung anhand der Temperaturabhängigkeit von Assimilation und Dissimilation!
Die Dissimilation wird durch hohe Temperaturen stärker beschleunigt als die lichtabhängige Assimilation der Pflanzen, daher werden organische Materialien in tropischen Regionen schnell zersetzt.
Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen Artendiversität und Fläche!
Der Zusammenhang zwischen Artendiversität und Fläche wird als Arten-Fläche-Beziehung bezeichnet. Darunter versteht man die Zunahme der Anzahl von Arten mit der Landfläche. Dieser Zusammenhang ist bei doppelt logarithmischer Auftragung linear.
Was versteht man unter einem Quellhabitat?
Arten besitzen in dem von ihnen besiedelten Gebiet (Areal) unterschiedliche Dichten. An Orten mit hoher Siedlungsdichte ist ein Aussterben der Art unwahrscheinlich. Zudem tritt in diesen Gebieten oft ein Überschuss an Nachkommen auf. Diese Nachkommen können in angrenzende Gebiete auswandern und damit das Vorkommen der Art in diesen Gebieten sichern. Ein solches Gebiet mit hoher Siedlungsdichte wird als Quellhabitat bezeichnet.
Wie bezeichnet man Arten, deren Vorkommen auf kleine lokale Gebiete beschränkt ist, und Arten, die global verbreitet sind?
Endemiten und Kosmopoliten.
Erläutern Sie die Begriffe "paläarktisch", "nearktisch" und "holarktisch"!
Unter paläarktischen Arten werden diejenigen zusammen gefasst, die nur in der Paläarktis, also in Europa und Asien, vorkommen. Nearktische Arten kommen dagegen nur in der Nearktis, also Nordamerika, vor. Holarktische Arten kommen in beiden Regionen, der Palä- und Nearktis, vor.
Was versteht man unter Fundamentaler Nische und Realnische?
Die Fundamentale Nische einer Art ist der Parameterraum von Umweltfaktoren, innerhalb dessen eine Art potenziell ohne den Einfluss anderer Arten vorkommen kann. Die Realnische ist der Parameterraum von Umweltfaktoren innerhalb dessen eine Art tatsächlich vorkommt. Potenziell kann die Moorbirke in den meisten Regionen Mitteleuropas wachsen, tatsächlich kommt sie jedoch nur in feuchten und sauren Lebensräumen, z.B. Mooren, vor. Dies ist dadurch zu erklären, dass sie von anderen Baumarten, insbesondere der Buche, aus weniger feuchten und sauren Lebensräumen verdrängt wird.
Was versteht man unter ökologischer Potenz?
Die ökologische Potenz einer Art ist der Parameterbereich von Umweltfaktoren, in dem diese Art existieren kann.
Erläutern Sie warum große Konsumenten, die kleine Beute fressen, meist Generalisten sind!
Dies ist dadurch zu erklären, dass der Energiegewinn eines großen Nutzers beim Fraß eines kleinen Beuteorganismus gering ist, er also viele Beuteorganismen zu seiner Ernährung benötigt. Damit kann er es sich nicht leisten, lange nach Beute eines bestimmten Typs zu suchen und muss die Fähigkeit evolvieren sich von unterschiedlicher Beute ernähren zu können.
Gliedern Sie die Nutzer von biotischen Ressourcen in trophische Gruppen!
Pflanzenfresser (Phytophage = Herbivore), Fresser von Tieren (Zoophage = Carnivore) und Fresser toter organischer Substanz (Zersetzer = Saprophage = Detritivore). Nutzer von lebender Beute können als Prädatoren zusammen gefasst werden.
Nennen Sie wesentliche Unterschiede zwischen pflanzlichen und tierischen Ressourcen aus Sicht von tierischen Nutzern!
Pflanzliche Ressourcen wie Blätter und Holz enthalten nur wenig Stickstoff und damit wenig Proteine, dagegen viel Kohlenstoff, insbesondere Zellulose und Lignin. Tierische Nutzer haben deshalb bei pflanzlicher Kost einen Überschuss an Kohlenstoff, jedoch einen Mangel an Protein. Tierische Ressourcen bieten dagegen für tierische Nutzer eine ausgewogenere Ernährung, wodurch die Nutzung (Assimilation) vollständiger ist.
Erläutern Sie warum in terrestrischen Systemen insbesondere Stickstoff, in aquatischen dagegen Phosphor als primär limitierender Faktor auftritt!
Der Stickstoff in terrestrischen Ökosystemen entstammt der Luft und muss durch Mikroorgansimen, wie Cyanobakterien, und symbiontischen Bakterien, wie Rhizobien, gebunden werden. Insbesondere in jungen Ökosystemen ist deshalb nur wenig Stickstoff verfügbar. Zudem ist insbesondere Nitrat im Boden sehr mobil und wird mit dem Sickerwasser ausgewaschen. Terrestrische Pflanzen sind deshalb meist durch die Verfügbarkeit von Stickstoff limitiert. Phosphor in terrestrischen Ökosystemen entstammt den Gesteinen, in mineralischer Form liegt er im Boden insbesondere als Phosphat vor. Als dreiwertiges Ion ist Phosphat wenig mobil und wird mit dem Sickerwasser kaum ausgewaschen. In Seen und im Meer ist es deshalb meist weniger verfügbar als Stickstoff und tritt deshalb häufig als primär limitierendes Element in aquatischen Systemen auf.
Was versteht man unter Verwitterung von Böden?
Unter Verwitterung versteht man die Freisetzung von Nährstoffen aus dem mineralischen Bodenkörper (Gesteinen) durch äußere Einwirkungen, insbesondere durch Oxidation und durch Säuren.
Unter welchen Bedingungen und in welchen terrestrischen Ökosystemen tritt Kohlenstoff als limitierender Faktor für die Primärproduktion von Pflanzen auf?
Unter hoher Verfügbarkeit von Nährstoffen, insbesondere von Stickstoff, wie auf landwirtschaftlichen Flächen, die gedüngt werden.
Erläutern Sie den Unterschied zwischen Trophie- und Saprobiestufen!
Autotrophe Systeme, wie Seen, werden nach der Höhe der Primärproduktion in Trophiestufen eingeteilt. Dagegen teilt man allochthone Systeme, wie Fließgewässer, nach der Menge des Eintrags organischer Materialien in Saprobiestufen ein.
Was versteht man unter Anhydrobiose? Bei welchen Organismen tritt sie auf?
Unter Anhydrobiose versteht man das Überleben von Organismen in eingetrocknetem Zustand. Sie tritt beispielsweise bei Moosen und Bärtierchen auf.
Erläutern Sie die Verschiebung des Lichtspektrums mit der Wassertiefe!
Durch den geringeren Energiegehalt wird langwellige Strahlung bereits in oberen Wasserschichten absorbiert, wodurch es zu einer Verschiebung des Spektrums in Richtung Blaulicht kommt.
Welcher Anteil der photosynthetisch aktiven Strahlung kommt am Boden eines Waldes mit geschlossener Krone an? Was versteht man unter dem Blattflächenindex?
ca. 1-3%. Unter dem Blattflächenindex versteht man die auf die Bodenfläche projizierte Blattfläche.
Was versteht man unter Genet und Ramet?
Was versteht man unter Genet und Ramet?
Erläutern Sie wie die Verteilung von Ressourcen im Raum die Organisationsform der Nutzer dieser Ressourcen steuert!
Fein verteilte Ressourcen wie Licht und Plankton erlauben es, Nutzern diese Ressourcen zu nutzen, ohne sie selbst aufzusuchen. Nutzer fein verteilter Ressourcen sind deshalb meist sessil (z.B. Pflanzen und Filtrierer). Zur Verteidugung ihres Siedlungsplatzes sind sie oft langlebig und investieren viel in somatisches Wachstum. Organismen mit diesen Eigenschaften bezeichnet man als modular. Nutzer von geklumpten Ressourcen sind dagegen darauf angewiesen, diese aufzusuchen und nach deren Erschöpfung nach neuen Ressourcen zu suchen. Nutzer von geklumpten Ressourcen sind deshalb mobil, was ihrem somatischen Wachstum Grenzen setzt. Sie investieren deshalb stärker in die Produktion von Nachkommen (unitare Organismen).
Was versteht man unter Mull- und Moder-Humus? Welche Puffersysteme dominieren typischerweise in Böden dieser Humusformen?
Unter Mull-Humus versteht man eine Humusschicht, die weitgehend aus intaktem Pflanzenmaterial besteht (L-Schicht). Zerkleinerte Pflanzenreste werden durch tierische Zersetzer mit dem Mineralboden gemischt. Moderböden bestehen aus Humusschichten, die sich durch den Grad der Zerkleinerung und Humifizierung unterscheiden. Es werden drei Humusschichten unterschieden:L-, F- und H-Schicht. Mullböden: Calcium-Pufferbereich; Moderböden: Aluminium-Pufferbereich.
Über welchen Mechanismus steuert der pH-Wert vor allem das Vorkommen von Pflanzen und Tieren? Nennen sie ein Element, das bei niedrigem pH-Wert erhöht auftritt und toxisch wirkt.
Über die Löslichkeit von Ionen. Aluminium.
Was versteht man unter der Osmolarität eines Organismus? Erläutern Sie die Begriffe "hyperosmotisch" und "hypoosmotisch". Verwenden Sie hierbei Knochenfische als Beispiel.
Unter der Osmolarität eines Organismus versteht man dessen Salzkonzentration in Relation zum umgebenden Medium. Durch ihren hohen Salzgehalt im Vergleich zum Außenmedium sind Knochenfische des Süßwassers hyperosmotisch. Meerwasser hat dagegen im Vergleich zu Knochenfischen einen erhöhten Salzgehalt, die Tiere sind damit im Vergleich zu ihrem Außenmedium hypoosmotisch.
Warum gehen kleine Säugetiere bei Frost in Kältestarre (Torpor), große dagegen nur in Winterschlaf (ohne die Körpertemperatur abzusenken)?
Grundsätzlich spart die Absenkung der Körpertemperatur bei Säugetieren bei Frost Energie. Für die Aufwärmung des Körpers muss jedoch wieder Energie aufgewendet werden. Die Energiemenge, die bei großen Säugern notwendig wäre, um ihren Körper aufzuwärmen ist sehr groß. Die Aufwärmung würde damit sehr viel Energie kosten und sehr lange dauern. Große Säuger behalten deshalb ihre Körpertemperatur auch bei Frost bei.
Nennen Sie fünf Lebensformen von Pflanzen und charakterisieren Sie diese ökologisch!
1. Phanerophyten: Verholzte Pflanzen (Bäume und Sträucher) mit Überdauerungsorganen weit über dem Boden. 2. Chamaephyten: Krautige Pflanzen mit Überdauerungsorganen (Blätter oder Knospen) oberhalb des Bodens. 3. Hemikryptophyten: Krautige Pflanzen, deren oberirdische Sprosse bis auf die dem Boden anliegende Blattrosetten oder Knospen während der Überdauerungsphase absterben. 4. Kryptophyten = Geophyten: Überdauerung in Form von Zwiebeln, Knollen oder Rhizomen unter der Erde. 5. Therophyten: Überdauerung im Samenstadium; einjährige Pflanzen.
Wie verändert sich der Metabolismus von Ektothermen Organismen mit der Temperatur; was versteht man hierbei unter dem Q10-Wert?
Wie verändert sich der Metabolismus von Ektothermen Organismen mit der Temperatur; was versteht man hierbei unter dem Q10-Wert?
Warum wirkt Sauerstoff für heterotrophe Organismen in terrestrischen Lebensräumen eher als Umweltfaktor in aquatischen Lebensräumen dagegen eher als Ressource?
Sauerstoff ist grundsätzlich ein Verbrauchsgut, das von heterotrophen Organismen für die Atmung benötigt wird. Organismen, die Kontakt zu Luft haben, wirken jedoch nicht auf die Menge an verfügbarem Sauerstoff zurück, da die Sauerstoffmenge der Luft einen unerschöpflichen Vorrat bildet. Im Wasser ist dagegen nur wenig Sauerstoff gelöst, weshalb der Verbrauch durch Organismen die Verfügbarkeit einschränken kann. Damit wirkt er in aquatischen Lebensräumen eher als Ressource als in terrestrischen.
Erläutern Sie den Unterschied zwischen Umweltfaktoren und Ressourcen!
Unter Umweltfaktoren versteht man abiotische und biotische Faktoren, die auf Organismen wirken, jedoch selbst nicht von Organismen beeinflusst werden. Ressourcen sind abiotische und biotische Komponenten von Ökosystemen, die von Organismen verbraucht werden (Verbrauchsgüter); Organismen wirken damit auf die Verfügbarkeit von Ressourcen zurück und können hierüber indirekt andere Nutzer derselben Ressource beeinflussen. Die Rückwirkung hängt damit von der Siedlungsdichte der Nutzer ab.