Temperatur, Klima und Interaktionen: Ökologische Grundlagen für Tiere

Einfluss der Temperatur auf Tiere und Ökosysteme

Temperaturregulierung bei Tieren

• Homoiotherme/Endotherme Tiere: Säugetiere und Vögel. Ihr Körper ist isoliert. Sie müssen für den Winter viel Nahrung aufnehmen, um die konstante Körpertemperatur zu halten.
• Poikilotherme/Ektotherme Tiere: Wassertiere, Reptilien & Insekten. Ihr Körper ist nicht isoliert. Sie verharren im Winter in einer Winterstarre. Hohe Temperaturen können zur Hitzestarre führen. Die Regelung der Körperwärme erfolgt über den Stoffwechsel (äußere Wärmequellen).

Stoffwechsel und Temperatur

• Vögel & Säugetiere regeln ihre Körperwärme über die Stoffwechselintensität.
• RGT-Regel: Temperaturerhöhungen von 10°C beschleunigen die Stoffwechselvorgänge um ca. das Zweifache.

Temperaturbereiche

• Stenotherm: Organismen, die nur Biotope mit geringen Temperaturschwankungen besiedeln können (z.B. tropische Regenwälder, Korallenriffe = warm-stenotherm).
• Eurytherm: Tiere, die größere Temperaturschwankungen ertragen können.

Zur Begrifflichkeit: Ektotherm = außen; Endotherm = innen.

Klimaregeln zur Körpergröße und Proportionen

Bergmann'sche Regel (Größenregel)

Die Bergmann'sche Regel besagt, dass die Vertreter nah verwandter Arten in kälteren Regionen im Allgemeinen größer (und kompakter) sind als die in warmen Regionen.

Diese Regel bezieht sich nur auf gleichwarme Tiere, also auf Säugetiere und Vögel. Konkret bedeutet dies: Vögel und Säugetiere, die in kälteren Regionen leben, sind tendenziell größer, kompakter und schwerer als ihre nahe verwandten Artgenossen in wärmeren Regionen.

Beispiel: Die größten Pinguine leben am Südpol (Kaiserpinguin) und die kleinsten auf den Galápagos-Inseln (Galápagos-Pinguin).

Allen'sche Regel (Proportionsregel)

Körperteile wie Ohrmuscheln sind in kälteren Gebieten weniger stark ausgeprägt als in wärmeren Gebieten, um den Wärmeverlust zu minimieren.

Beispiel: Wüstenfüchse haben viel größere Ohrmuscheln als Eisfüchse.

Biotische Faktoren: Beziehungen zwischen Lebewesen

Tierverbände

• Individualisierte Tierverbände: Die einzelnen Mitglieder kennen sich untereinander (z.B. Hühner, Paviane).
• Anonyme Tierverbände: Die einzelnen Mitglieder kennen sich nicht (z.B. Zugvögel).

Konkurrenz

• Intraspezifische Konkurrenz: Innerartliche Konkurrenz.
• Interspezifische Konkurrenz: Konkurrenz zwischen Individuen verschiedener Arten.

Prinzipien der Konkurrenz

Konkurrenzausschlussprinzip

Die unterlegene Art muss, um keinen Nachteil zu erleiden, in einen anderen Lebensraum ausweichen oder sich eine völlig neue ökologische Nische suchen, in der der Wettbewerb um die gleiche Nahrung oder den gleichen Lebensraum geringer ist. Alternativ kann sich die Art durch ihre Konkurrenzüberlegenheit ohne Probleme ausbreiten. Dies wird nur durch ein geschicktes Konkurrenzausschlussprinzip ermöglicht.

Konkurrenzvermeidungsprinzip

Arten in einem komplexen Ökosystem versuchen Konkurrenz zu vermeiden. Je komplexer ein Ökosystem ist, desto eher ist ein Ausweichen möglich. Das Konkurrenzvermeidungsprinzip ermöglicht ein Zusammenleben verschiedener Arten im gleichen Lebensraum.

Daraus lässt sich ebenfalls schließen, dass ein Zusammenleben zweier Arten mit den gleichen Ansprüchen unmöglich erscheint, da eine Art mit der Zeit einen Vorteil erlangen und somit die andere Art verdrängen würde. Dieses Phänomen wird durch das Konkurrenzausschlussprinzip beschrieben.

Lotka-Volterra-Regeln

Die Lotka-Volterra-Regeln zeigen Gesetzmäßigkeiten in isoliert betrachteten Räuber-Beute-Populationen auf:

1. Feind- und Beutedichte schwanken periodisch, wobei die jeweiligen Maxima phasenweise verschoben sind.
2. Trotz Schwankungen bleiben die Durchschnittsgrößen von Feind- und Beutepopulation bei unveränderten Bedingungen langfristig konstant.
3. Wird die Anzahl der Beute- und Räuberpopulation z.B. durch chemische Bekämpfung gleich reduziert, so erholt sich die Beutepopulation rascher als die der Räuber.

Kritik an den Lotka-Volterra-Regeln

1. Die Regeln berücksichtigen nur zwei Parameter, die die Populationsdichte beeinflussen. Die Populationsdichte kann jedoch durch vielfältige Faktoren (z.B. abiotische Faktoren) beeinflusst werden. Nur weitere Experimente könnten Aufschluss geben.
2. Räuber besitzen normalerweise mehr als nur ein Beutetier (können also auf eine andere Beute ausweichen, wenn ein Beutetier knapp wird).
3. Zu- und Abwanderungen von Tieren werden nicht berücksichtigt.

Schutz vor Feinden: Tarnung und Nachahmung

• Tarntracht: Ein Organismus ist durch Farbe und Zeichnung so an seine Umgebung angepasst, dass ein Räuber ihn kaum erkennt.
• Mimese/Nachahmungstracht: Farbe, Gestalt und Haltung passen genau zur Umwelt. Beispiel: Die Raupe eines Birkenspanners ähnelt in Farbe, Gestalt und Haltung einem Holzzweig.
• Mimikry/Scheinwarntracht: Tarnung wie Tiere, die giftig sind oder sich wehren können. Fressfeinde werden abgeschreckt, da sie denken, das ungefährliche Tier sei ein gefährliches, mit dem sie bereits schlechte Erfahrungen gemacht haben, und halten sich deshalb fern. Beispiel: Die Schwebfliege sieht aus wie eine Wespe.