Ökologie: Stoffkreisläufe, Nahrungsketten und Lebensräume

Ausländische Küche.

Aufbau von Beziehungen mit ihrem Lebensumfeld: Materie und Energie werden für die Ernährung benötigt.

Erzeuger, Verbraucher und Zersetzer

Erzeuger (autótrofos / autotroph): Produzieren eigene organische Stoffe aus anorganischen Stoffen. Sie stellen organische Substanz z. B. durch Photosynthese her.

Verbraucher (consumidores / heterotroph): Ernähren sich von organischem Material. Es gibt verschiedene Arten: Pflanzenfresser, Fleischfresser und Allesfresser.

Zersetzer (descomponedores / Destruenten): Ernähren sich von Detritus und wandeln organische Stoffe in anorganische Substanzen um.

Nahrungskette

Eine Nahrungskette (Chain) besteht aus einer Reihe linear geordneter Organismen, über die Energie und Materie fließen.

Nahrungsnetz (Food Web)

Ein Nahrungsnetz ist ein Geflecht aus miteinander verbundenen Nahrungsketten in einem Ökosystem.

Biomasse

Biomasse ist die Bezeichnung für die Menge an organischer Substanz, aus der ein Individuum, eine trophische Ebene oder ein ganzes Ökosystem besteht.

Produktion

Produktion ist die Zunahme der Biomasse pro Zeit.

• Netto-Primärproduktion (NPP): Bezieht sich auf die Zunahme der Biomasse der Produzenten. Ermittelt durch Subtraktion der Atmung der Produzenten von der Brutto-Primärproduktion (GPP).
• Brutto-Primärproduktion (GPP): Gesamte durch Photosynthese erzeugte organische Substanz.
• Netto-Sekundärproduktion (PSN / NSP): Zunahme der Biomasse auf den verschiedenen Ebenen der Verbraucher. Berechnet durch Subtraktion von Organikaufnahme, Atmung und Verlusten.
• Netto-Ökosystem-Produktion (NEP): Zunahme der Biomasse in einem Ökosystem über eine bestimmte Frist, berechnet als Differenz von Photosynthese (GPP) und gesamter Atmung des Ökosystems.

Stoffkreisläufe

Stoffkreisläufe sind Zyklen, die bewirken, dass chemische Elemente zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre, Lithosphäre und Biosphäre bewegt und zurückgeführt werden.

Kohlenstoffkreislauf

Der Kohlenstoffkreislauf: Pflanzen, Algen und einige Bakterien entnehmen atmosphärisches CO2 und wandeln es in organische Verbindungen um. Dieser organische Kohlenstoff fließt durch alle trophischen Ebenen durch Nahrungsaufnahme.

Ein großer Teil des Kohlenstoffs wird durch die Atmung aller Lebewesen in die Umwelt zurückgegeben. Die Überreste von Organismen können vergraben und über geologische Zeiträume zu Kohle oder Erdöl werden. Atmosphärisches CO2 wird zudem durch Verbrennung organischer Stoffe und Vulkanausbrüche angereichert.

Marine Organismen nutzen einen Teil des gelösten Kohlenstoffs im Wasser, um harte Schalen oder Skelettstrukturen aufzubauen.

Der Stickstoffkreislauf

Pflanzen können nur das Stickstoffangebot nutzen, das in Form gelöster Salze im Wasser vorliegt. Einige Organismen sind in der Lage, Luftstickstoff (N2) zu binden und in Verbindungen umzuwandeln, die Pflanzen nutzen können (Stickstofffixierung).

Organische Stickstoffverbindungen werden über die Nahrung an Konsumenten weitergegeben. Organisches N wird von zersetzernden Bakterien im Boden mineralisiert und zu Nitraten verwandelt. Außerdem kann atmosphärischer Stickstoff durch industrielle Prozesse in anorganische Dünger umgewandelt werden.

Habitat

Habitat ist der Ort, an dem ein Organismus lebt und sich einer bestimmten Art zuordnen lässt. Es besitzt Umweltfaktoren, die das Leben der Art ermöglichen.

Diese Umweltfaktoren können sein:

• Biotische Faktoren: Faktoren, die sich aus der Anwesenheit anderer Lebewesen ergeben (z. B. Konkurrenz, Räuber-Beute-Beziehungen, Symbiosen).
• Abiotische Faktoren: Faktoren, die nicht von Lebewesen abhängen, aber deren Aktivität beeinflussen können (z. B. Temperatur, Wasser, Bodenbeschaffenheit, Licht, pH-Wert).

Abiotische Faktoren: Boden

Textur: Wird durch die Größe der mineralischen Teilchen bestimmt. Man unterscheidet z. B. sandige Böden (überwiegend grobe Partikel), tonige Böden (überwiegend feine Partikel) und gemischte Bodentypen.

Wasser und Luft: Die Bodenporen sind mit Wasser oder Luft gefüllt. Wasser ist nicht für alle Organismen gleich verfügbar; hydrophile Pflanzen bevorzugen höhere Wasserverfügbarkeit, dürre-resistente Pflanzen kommen bei niedrigem Wassergehalt zurecht. Die Luft füllt die Poren, die nicht durch Wasser eingenommen sind, und steht mit der freien Atmosphäre in Verbindung.

Chemische Zusammensetzung und pH-Wert: Beeinflussen die Artenzusammensetzung von Pflanzen und Tieren. Salzige Böden erfordern halophile Organismen, während neutrale Böden in der Regel von vielen Pflanzen bevorzugt werden.

Biotische Faktoren

Wettbewerb: Kann auftreten als

• Intraspezifisch: Wettbewerb zwischen Individuen derselben Art, die sehr ähnliche Bedürfnisse haben.
• Interspezifisch: Wettbewerb zwischen Individuen verschiedener Arten um dieselben Ressourcen.

Zusammenarbeit (Kooperation): Beziehungen, die Vorteile für die beteiligten Individuen bringen, oft innerhalb derselben Art (intraspezifisch) oder zwischen Arten (mutualistisch).

Prädation: Eine Beziehung, in der ein Organismus (der Räuber) sich von einem anderen lebenden Organismus (der Beute) ernährt. Verschiedene Typen von Räubern:

• True predators (echte Räuber): Töten und konsumieren Beute oder große Teile davon.
• Weidetiere / Graser (Ramoneadores): Greifen die Beute nicht direkt zum Töten an, sondern fressen Teile von lebenden Organismen über die Zeit (z. B. Pflanzenfresser).
• Parasiten: Etablieren eine enge Beziehung zur Beute (Wirtsorganismus), leben oft auf oder in diesem und entziehen ihm Ressourcen.

Mutualismus, Kommensalismus und Inquilinismus:

• Mutualismus: Beidseitiger Vorteil der Partner.
• Kommensalismus: Ein Partner profitiert, der andere ist weitgehend unbeeinträchtigt.
• Inquilinismus: Eine Form des Zusammenlebens, bei der ein Organismus in der Behausung eines anderen lebt, oft ohne ihm zu schaden.

Das Leben an Land: Luft und Boden

Temperatur: Organismen werden nach der Quelle ihrer Körperwärme klassifiziert: ektotherm (Körpertemperatur hängt von externen Wärmequellen ab) und endotherm (Wärmeproduktion zur Temperaturregelung im Körper).

Luftfeuchtigkeit: Landtiere verlieren Wasser durch Verdunstung und Ausscheidung; auch Pflanzen verlieren Wasser über ihre oberirdischen Teile (Transpiration).

Das Leben im aquatischen Milieu

Die meisten aquatischen Arten sind an Süßwasser oder an Salzwasser angepasst; einige Arten tolerieren unterschiedliche Salzgehalte (euryhalin).

Man unterscheidet drei Lichtzonen im Wasser:

• Euphotic (euphotische) Zone: Reicht bis ungefähr 50 m Tiefe; ausreichend Licht für Photosynthese.
• Oligophotic (Penumbra): Zone mit geringerem Lichtanteil (Dämmerlichtbereich).
• Aphotic (aphotische) Zone: Zone völliger Dunkelheit ab etwa 500 m Tiefe.