Ökosysteme der Erde: Biosphäre, Lebensräume und Nahrungsnetze

Lebensräume im Meer

Der Einfluss der Litoralzone auf Temperatur, Wellen, Gezeiten, Salzgehalt, Sonnenlicht und Substrat prägt die Artenvielfalt. Zu den typischen Arten gehören Krabben, Seeigel, Algen und kleine Krebstiere.

Die neritische Zone ist der Bereich des Meeres mit der größten Lebensvielfalt. Sie ist reich an benthischen Organismen, die auf Licht angewiesen sind, wie Algen. Dieses Seegebiet ist außerdem das wirtschaftlich wichtigste. Typische Bewohner sind große Schwärme von Algen, Korallen und Fischen.

Die pelagische Zone liegt fern der Küste und umfasst den offenen Ozean, einschließlich der Hoheitsgewässer und der internationalen Gewässer. Sie ist für die kommerzielle Fischerei und die ozeanische Produktion von großer Bedeutung. Typische Arten sind Wale, Fische, Delfine und andere Meeressäugetiere.

Tiefsee

Die bathyale Zone bietet aufgrund der schwierigen Bedingungen an steilen Hängen nur wenig benthisches Leben. Arten sind insgesamt selten. Lebensraum finden vor allem fleischfressende Fischarten.

Das abyssale Gebiet umfasst weite Ebenen, Tiefseegräben sowie hydrothermale Quellen und Methanaustritte. Pflanzliches Leben fehlt in den abyssalen Ebenen aufgrund der Kälte und Dunkelheit. Sie bedecken etwa 92 % des Meeresbodens. Die dort lebenden Fische sind an hohen Druck angepasst, besitzen Biolumineszenz, eine besondere Sehkraft und empfindliche Sinne.

Die hadale Zone ist durch intensive Kälte, vollständige Dunkelheit, überwältigenden Druck und einen Mangel an Nahrungsressourcen gekennzeichnet. Dort leben vor allem Bakterien und Sedimentlebewesen.

Grundlagen des Lebens

• Alle Lebewesen bestehen aus Zellen, mit Ausnahme der Viren. Es gibt prokaryotische und eukaryotische Zellen.
• Im Inneren lebender Zellen finden chemische Transformationen statt: Der Anabolismus umfasst Synthesereaktionen von Stoffen, der Katabolismus Abbaureaktionen.
• Alle Lebewesen streben nach der Erhaltung ihrer Art. Dies geschieht durch asexuelle oder sexuelle Fortpflanzung.

Die Biosphäre

Die Biosphäre umfasst die Erdoberfläche, die untere Atmosphäre (B) und reicht bis zum Grund der Ozeane (C). Sie ist die Gesamtheit aller Ökosysteme der Erde.

Organisationsebenen des Lebens

• Art (Spezies): Organismen, die untereinander fruchtbare Nachkommen zeugen können.
• Population: Gruppe von Organismen derselben Art, die in einem Gebiet leben.
• Lebensgemeinschaft (Biozönose): Alle Populationen, die ein bestimmtes Gebiet bewohnen.
• Ökosystem: Die Lebensgemeinschaft zusammen mit ihrer unbelebten Umwelt.

Ein Ökosystem besteht aus biotischen Komponenten (Lebewesen) und abiotischen Komponenten (Niederschlag, Temperatur, Licht, Feuchtigkeit, Mineralien).

Ökosysteme sind bestimmte Orte, etwa eine Vegetation wie Caatinga, Atlantischer Regenwald oder Amazonas-Regenwald. In ihnen stehen die Lebewesen untereinander und mit ihrer Umwelt in Beziehung. Die Beziehungen zwischen biotischen und abiotischen Faktoren in einem bestimmten Gebiet bilden zusammen das Ökosystem.

Lebensraum und ökologische Nische

Habitat: Der Ort, an dem eine oder mehrere Arten leben. Beispiel: Der Lebensraum des Mähnenwolfs.

Ökologische Nische: Die Gesamtheit der Beziehungen einer Art zu ihrer Umwelt, also die Rolle, die sie innerhalb ihres Habitats einnimmt und wie sie ihre Energie gewinnt.

Biosphäre und Ökosphäre

Die Erde ist ein Mosaik vieler Ökosysteme, seien sie aquatisch oder terrestrisch. Die Summe aller Ökosysteme bildet die Biosphäre, also den Teil der Erde, in dem Leben vorkommt.

Trophische Ebenen und Nahrungsbeziehungen

• Produzenten: Organismen, die durch Photosynthese oder Chemosynthese energiereiche organische Stoffe aus Wasser, Kohlendioxid und Licht bzw. chemischer Energie herstellen. In aphotischen Umgebungen (ohne Licht) gibt es ebenfalls Produzenten.
• Primärkonsumenten: Pflanzenfresser, die sich von Produzenten ernähren. Sie reichen von mikroskopischen planktonischen Larven über das Makrozoobenthos bis zu großen Landsäugern wie Elefant und Giraffe.
• Sekundärkonsumenten: Fleischfresser, die sich von Pflanzenfressern ernähren.
• Tertiärkonsumenten: Große Raubtiere wie Haie, Orcas und Affen, die Sekundärkonsumenten erbeuten. Sie sind meist groß und kommen in geringerer Populationsdichte vor.
• Destruenten (Zersetzer): Bakterien und Pilze, die organische Substanz abbauen und Nährstoffe wieder in mineralische Form überführen, sodass sie der Atmosphäre und dem Boden erneut zur Verfügung stehen.
• Allesfresser (Omnivore): Organismen, die sowohl pflanzliche als auch tierische Nahrung zu sich nehmen.

Trophische Ebenen: Organismen werden nach ihrer Ernährungsstufe eingeordnet. Produzenten bilden die 1. trophische Ebene, Primärkonsumenten die 2., Sekundärkonsumenten die 3., Tertiärkonsumenten die 4. und so weiter. Destruenten nehmen stets die letzte Ebene ein, da sie sowohl Konsumenten als auch Produzenten zersetzen.

Nahrungsnetze: Eine Nahrungskette zeigt nur vereinfacht die Beziehungen in einem trophischen Ökosystem. In der Natur sind mehrere miteinander verbundene Nahrungsketten gleichzeitig wirksam. Dieses Geflecht nennt man Nahrungsnetz.

Biodiversität

Die Biodiversität (biologische Vielfalt) beschreibt den Reichtum an Variationen in der natürlichen Welt. Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen liefern Nahrung, Medizin und industrielle Rohstoffe und sind für den Menschen unverzichtbar.

Marine und limnische Ökosysteme

Der Biozyklus findet in marinen Umgebungen statt; man spricht hier vom Thalassozyklus.

Mangrovenwälder sind Küstenökosysteme im Übergangsbereich zwischen Meer und Land. Sie sind charakteristisch für tropische und subtropische Regionen, werden von salztoleranten Pflanzenarten dominiert und beherbergen zahlreiche Tiere. Aufgrund ihres großen biologischen Reichtums sind sie wichtige natürliche Kinderstuben für viele Arten, darunter Fische, die in küstennahen Bereichen aufwachsen, bevor sie in das offene Meer wandern.

Süßwasserökosysteme: Limnozyklus

Die Süßwasserumwelt besteht aus großen Wassermassen des Festlandes wie Flüssen, Seen und Sümpfen. Je nach Strömungsgeschwindigkeit unterscheidet man stehende Gewässer (Seen und Lagunen) und fließende Gewässer (Bäche, Flüsse und Stromschnellen).

Der Limnozyklus umfasst fließende Gewässer wie Flüsse und Bäche sowie Stromschnellen und stehende Gewässer wie Seen und Lagunen.