Grundlagen der Ökologie: Population, Ökosysteme, Nahrungsketten

Grundlagen der Ökologie

Bevölkerung und Ökologie

Art

Eine Gruppe von Personen mit einer ähnlichen morphologischen Erscheinung, die dieselben anatomischen und physiologischen Eigenschaften besitzen, kann sich miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen.

Population

Eine Gruppe von Organismen derselben Art, die denselben Raum und dieselbe Zeit bewohnen.

Gemeinschaft

Eine Gruppe von Populationen, die in einer gemeinsamen Umwelt leben und durch die Zusammenhänge gekennzeichnet sind, die zwischen ihnen auftreten.

Ökosysteme

Biotische und Abiotische Faktoren

Ein Ökosystem ist ein Satz von biotischen (lebende Organismen und ihre Beziehungen) und abiotischen (physische Umwelt und ihre Faktoren) Komponenten, durch die Materie zirkuliert und Energie fließt.

Abiotische Faktoren

Temperatur

Auf der Landoberfläche gibt es große Temperaturunterschiede (Jahreszeiten, Breitengrad, Höhe). Je nach Verhalten gegenüber der Temperatur werden Organismen in zwei Gruppen eingeteilt:

• Eurytherm: Widerstehen großen Temperaturunterschieden.
• Stenotherm: Ertragen eine schmale Temperaturspanne.

Organismen, die sich an die Temperatur anpassen, zeigen folgende Veränderungen:

• Bei Kälte:
  • Tiere können ihre Körpertemperatur konstant halten (gleichwarm/homoiotherm). Sie sind von außen durch Haare (Säugetiere), Federn (Vögel) und Fettschichten unter der Haut (Wale und Delfine) isoliert. Sie können auch in wärmere Gebiete ziehen.
  • Tiere, die ihre Körpertemperatur nicht konstant halten können (wechselwarm/poikilotherm), neigen dazu, sich so gut wie möglich vor Kälte zu isolieren. Sie verstecken sich in der Erde, verlangsamen ihren Stoffwechsel oder erhöhen ihre Aktivität durch intensive Bewegung.
  • Pflanzen zeigen Anpassungen wie das Abwerfen der Blätter, um Austrocknung zu vermeiden.
• Bei Hitze:
  • Pflanzen schwitzen (Transpiration).
  • Säugetiere schwitzen.
  • Vögel zeigen Dämmerungsaktivität.
  • Hyänen zeigen nächtliche Aktivität.

Licht

Licht beeinflusst entscheidend die vertikale Verteilung terrestrischer Pflanzenarten. Es gibt Arten, die maximalen Sonneneinfall bevorzugen (photophil) und solche, die an das Leben im Schatten gewöhnt sind (sciophil). Tiere weisen verschiedene Anpassungen auf, darunter Färbungen:

• Kryptisch: Lässt das Tier mit der Umgebung verschmelzen (Chamäleon, Zebra).
• Aposomatisch: Warnt, dass sie gefährlich sind (einige Schlangen und Wespen).
• Mimetisch: Das Aussehen ähnelt gefährlichen Organismen.

Ein weiterer Einfluss des Lichts ist die Photoperiode, d.h. die Länge von Tag und Nacht. Auf täglicher Ebene beeinflusst sie die Aktivität der Tiere. Auf jährlicher Ebene bestimmt sie die Fortpflanzung, die Blütezeit und die Migration.

Wasser

Für 70% der Lebewesen ist Wasser essentiell. Organismen haben Anpassungen entwickelt, um Wasserverlust zu vermeiden. Amphibien haben eine Haut, die Wasserverlust minimiert. Andere nutzen eine mehr oder weniger dicke Hülle wie Federn, Haare oder Stacheln. Bei Pflanzen erfolgt die Transpiration über Spaltöffnungen in der Blattepidermis.

Boden

Der Boden ist stark vom Klima abhängig. Faktoren wie Feuchtigkeit, Textur, Struktur, Belüftung, Salzgehalt, pH-Wert usw. haben großen Einfluss auf ihn.

Trophische Struktur

Nach der Art der Nahrungsaufnahme werden die Organismen in einem Ökosystem in verschiedene trophische Ebenen unterteilt:

• Produzenten (autotroph): Erzeugen eigene Nahrung (z.B. Pflanzen).
• Konsumenten verschiedener Ordnungen:
  • Pflanzenfresser (Primärkonsumenten)
  • Fleischfresser (Sekundär- und Tertiärkonsumenten)
  • Allesfresser
  • Aasfresser
• Destruenten und Zersetzer: Bauen organische Materie ab und wandeln sie in anorganische um, wodurch der Stoffkreislauf geschlossen wird.

Nahrungsketten

Die Organisation eines Ökosystems basiert auf der gegenseitigen Abhängigkeit von Materie und Energie, die für das Leben notwendig sind. Diese Interdependenz wird durch Nahrungsketten dargestellt, lineare Beziehungen zwischen Organismen, die auf der Funktion des Fressens oder Gefressenwerdens basieren.

Ökologische Nische und Lebensraum

Die ökologische Nische ist der Raum, der von jeder Population in einem Ökosystem besetzt wird. Der Lebensraum einer Art ist ihr Zuhause, der Ort, an dem sie lebt, und die Nische ist ihr "Beruf", die Art und Weise, wie sie lebt.

Stoff- und Energiekreislauf

Die organische Substanz, die bei der Photosynthese von Pflanzen produziert wird, wird zum Wachstum verwendet. Ein weiterer Teil wird für die Atmung verwendet, zur Freisetzung von Energie und zur Ausführung vitaler Funktionen. Pflanzenfresser nutzen einen Teil der aufgenommenen Pflanzenmasse zum Wachstum und zur Atmung. Dasselbe wiederholt sich auf allen trophischen Ebenen. Nach dem Tod werden die Individuen zersetzt und das Material wird von den Produzenten wieder als anorganische Substanz verwendet.