Geologie und Ökologie: Von Vulkanismus bis Biodiversität

Vulkanismus auf den Kanarischen Inseln

Auf dem spanischen Festland gibt es drei vulkanische Gebiete, diese sind jedoch alle erloschen und weisen keine vulkanische Aktivität mehr auf. Auf den Kanarischen Inseln hingegen gab es siebzehn historische Eruptionen. Die bedeutendste war der Ausbruch des Timanfaya (1730). Kanarische Vulkane sind somit aktiv, weshalb ein vulkanisches Risiko besteht. Der jüngste historische Ausbruch ereignete sich im Jahr 1971 (La Palma, Fuencaliente). Teneriffa ist die Insel mit der höchsten Anzahl an Eruptionen, die letzte fand 1909 (Chinyero/Badlands) statt. Die eruptiven Zeiträume liegen zwischen 1 und 273 Jahren, wobei der Durchschnitt bei 30 Jahren liegt. Alkalische Basalte führen dabei zu explosiven Eruptionen.

Der Wilson-Zyklus und Pangea

Der Wilson-Zyklus beschreibt, dass sich alle 400 bis 500 Millionen Jahre alle entstandenen Landmassen zu einem Superkontinent vereinen. Der letzte dieser Superkontinente war Pangäa. Zuvor muss sich bereits ein Superkontinent A gebildet haben. Das Auseinanderbrechen und die anschließenden Kollisionen zwischen den Platten (Obduktion) sind im Zusammenhang mit der großen herzynischen Orogenese wichtig für die Bildung des Reliefs.

Die Kontinente, die in mobile lithosphärische Platten eingebettet sind, verharren nicht in einer festen Position, sondern werden durch die ständigen Bewegungen der Platten, denen sie angehören, mitgeführt. Es gibt einen fundamentalen Unterschied zwischen ozeanischen und kontinentalen Platten: Die ozeanischen Platten können subduzieren und die Bewegung der Platten vorantreiben, indem sie unter den Erdmantel gleiten und dort verschwinden. Der kontinentale Teil kann dies nicht, da er zu starr und dick ist. Wenn also zwei Kontinente kollidieren und ihre Platten aneinanderstoßen, verschmelzen sie schließlich miteinander, während ein großes Gebirgszug entsteht. In der Erdgeschichte gab es Zeiten, in denen die meisten Kontinente aufeinandertrafen und nach der Kollision den Superkontinent Pangäa bildeten. Dies geschah zuletzt im späten Paläozoikum und frühen Mesozoikum.

Grundbegriffe der Ökologie

• Biosphäre: Die Schicht der Erde, in der Lebewesen existieren. Sie ist ein Subsystem der Erde und umfasst die Lebensbeziehungen mit den anderen drei Teilsystemen (Geosphäre, Hydrosphäre und Atmosphäre).
• Ökosystem: Ein Bereich der Biosphäre, der aus Lebewesen und den physikalischen Zusammenhängen des Stoffwechsels und der Energie gebildet wird.
• Ökosphäre: Die Gesamtheit aller Ökosysteme.
• Biotische und abiotische Faktoren: Die Biozönose umfasst die biotischen Faktoren, also die Gemeinschaft lebender Organismen verschiedener Arten in einem Ökosystem. Das Biotop ist der abiotische Lebensraum, der aus chemischen und physikalischen Komponenten wie Temperatur, Niederschlag und Licht besteht.

Trophische Pyramiden und das Minimumgesetz

Trophische Pyramiden stellen nicht die Gesamtmenge des produzierten Materials oder dessen Rate dar. Zahlenpyramiden geben die Anzahl der Individuen auf jeder trophischen Ebene an, während Energiepyramiden den Energiefluss zwischen den verschiedenen Ebenen ausdrücken.

Das Gesetz des Minimums besagt, dass das Pflanzenwachstum durch dasjenige Element begrenzt wird, das im Verhältnis zum Bedarf in der geringsten Menge vorhanden ist. Dieses Element wirkt als limitierender Faktor.

Fortpflanzungsstrategien: r- und K-Strategen

• r-Strategen: Diese Individuen besitzen ein sehr hohes biotisches Potenzial. Sie produzieren viele Nachkommen, betreiben jedoch kaum Brutpflege (z. B. Insekten und Fische).
• K-Strategen: Sie haben eine geringere Geburtenrate und somit nur wenige Nachkommen. Die Sterblichkeitsrate ist jedoch ebenfalls geringer, da die Nachkommen Pflege erhalten und meist das Erwachsenenalter erreichen (z. B. Säugetiere oder die Grüneiche).

Ökologische Nische und Biodiversität

Die ökologische Valenz bezeichnet den Toleranzbereich einer Art in Bezug auf einen Umweltfaktor (Licht, Temperatur), der als limitierender Faktor wirkt. Das Räuber-Beute-Modell ist ein stabilisierendes System, das auf Wettbewerb und einer negativen Rückkopplungsschleife basiert.

Die ökologische Nische beschreibt die Gesamtheit der Umstände, Umweltbeziehungen, trophischen Verbindungen und Funktionen, die die Rolle einer Art in einem Ökosystem definieren. Wettbewerb entsteht, wenn die Ressourcennutzung zweier Arten so ähnlich ist, dass sie nicht nebeneinander existieren können.

Aspekte der Biodiversität:

1. Artenvielfalt: Die Vielfalt der Arten auf der Erde sowie die Anzahl der Individuen jeder Art.
2. Ökosystemvielfalt: Die Vielfalt an terrestrischen und aquatischen Ökosystemen auf unserem Planeten.
3. Genetische Vielfalt: Die unterschiedlichen Gene der Individuen, die deren Entwicklung ermöglichen.

Limitierende Faktoren der Primärproduktion

• Temperatur: Je höher die Temperatur, desto schneller das Pflanzenwachstum. Da jedoch die Atmung stärker ansteigen kann als die Brutto-Primärproduktion, führt eine höhere Temperatur nicht zwangsläufig zu einer höheren Netto-Produktion.
• Feuchtigkeit: Wassermangel verhindert die Photosynthese. Die Spaltöffnungen schließen sich, und durch sinkende CO2-Konzentrationen beginnt die Photorespiration (ein energieverbrauchender Prozess ohne Energiegewinn). Dies ist typisch für C3-Pflanzen; C4-Pflanzen (tropisch) hingegen vermeiden Photorespiration und wachsen auch bei geringen CO2-Konzentrationen schnell.
• Nährstoffe: Essenziell für den Aufbau organischer Substanz (neben CO2 und H2O). Stickstoff und Phosphor sind am wichtigsten. Da Phosphor oft im Mangel ist, stellt er häufig den wichtigsten limitierenden Faktor dar.
• Licht: Unerlässlich für das Pflanzenwachstum. Mit steigender Lichtintensität nimmt die Primärproduktion zu, bis ein Sättigungspunkt erreicht ist, an dem die Photosyntheserate trotz steigender Intensität stabil bleibt.