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Def: Die Ökologie ist die Wissenschaft von den Wechselwirkungen der Biotische und Abiotische Faktoren.
Ökologie arbeitet auf drei Untersuchungsebenen:
Lebewesen sind von ihrer Umgebung abhängig:
Einflüsse der unbelebten Umwelt/Natur bezeichnet man als abiotische Faktoren (Licht, Temperatur und Boden)
Einflüsse der belebten Umwelt/Natur bzw. Einflüsse die von anderen Lebewesen ausgehen nennt man biotische Faktoren (Nahrung, Feinde, Fortpflanzung, Konkurrenz)
Durch Feinde und Parasiten wird die Anzahl der Individuen einer Art vermindert, durch reichlich, Nahrung steigt sie an. Kommt es zu Massenvermehrung einer Art so wird diese zum Schädling. Alle Individuen einer Art nennt man Population.
In einem Lebensraum (Biotop) stehen alle Organismen in Wechselbeziehungen, die ihr Zusammenleben ermöglichen. Sie bilden Lebensgemeinschaften (Biozöosen). Die Einheit zwischen Biotop und Biozönosen, die sich aus der Summe aller Beziehungen ergibt bezeichnet man als Ökosystem.
Schema: Ökosystem:
Die grünen Pflanzen sind die Produzenten der Biomasse, welche die Tiere verbrauchen, deshalb nennen diese Tiere sich Konsumenten. Die Ausscheidungen der Tiere, deren Leichen und die abgestorbenen Pflanzenteile werden von Bakterien und Pilzen, den Destruenten zu anorganischen Stoffen umgebaut. Diese verwenden die Produzenten um zu wachsen.
Ökologische Potenz:
Def.: Ist die Fähigkeit innerhalb eines bestimmten Bereiches zu gedeihen; der Art gegenüber einen bestimmten Umweltfaktor. Einschließlich Fortpflanzung muss durchführbar sein.
Beispiele für weite und enge Ökologische Potenz:
Hohe ökologische Potenz, d.h. weitgehend unempfindlich gegenüber mehrerer Umweltfaktoren T Können in vielen Ökosystemen existieren.
Enge ökologische Potenz, d.h. dass die Lebewesen ganz spez. An Lebensräume angepasst sind. Z.B. Koala leben nur in Gebieten, wo Eukalyptusblätter wachsen.
Tiere mit einem weiten Temperaturtoleranzbereich nennt man eurytherm, mit einem engen stenotherm.
Reaktion der Lebewesen
Optimum Pessimum: Extrembereich, in dem
eine Art überlebt, sich aber nicht fortpflanzt.
Min/Max: Art kann nicht mehr existieren
Ökologische
Potenz Max. Tod Min. Tod
Stärke des Umweltfaktors
Bergmannsche
Regel : Leben Tiere in
verschiedenen Geographischen Bereichen unterschiedlicher Temperatur,
gilt die Bergmannsche Regel, d.h.
dass gleichwarme Tiere/ Individuen einer Tierart in kalten Gebieten größer
sind als in Wärmeren
Bsp: Die Größe der Füchse
nimmt von Skandinavien über Mitteleuropa zum Mittelmeerraum deutlich ab.
"Gleichwarme Tiere können ihre Körpertemperatur unabhängig von der
Umgebungstemperatur relativ konstant halten, bei wechselwarmen Tieren
hingegen schwankt die Körpertemperatur mit der Außentemperatur. "
Allensche Regel : Abstehende Körperteile, die leicht auskühlen ( lange Ohren, lange Schwänze) sind in kalten Zonen meist sehr klein ausgebildet, damit diese nicht erfrieren.
Winterschlaf und Winterruhe
Winterschläfer sind einige Tierarten unter den Säugern, die für einige Zeit die Konstanz ihrer Körpertemperatur aufgeben (z.B. Murmeltiere, Hamster, Siebenschläfer)
T Mästen sich im Sommer und beziehen bei Einbruch des Winters ein frostsicheres Versteck.
Der Stoffwechsel ist stark herabgesetzt
Die Körpertemperatur fällt bis nahezu 0°
Blutzuckergehalt vermindert sich
Atmung,
Herztätigkeit und Blutumlauf werden stark verlangsamt
T Droht bei zu
"hohen" Kältegraden eine zu starke Abkühlung des Körpers, wacht der
Winterschläfer auf und erzeugt durch starke Atem und Herzaktivität Eigenwärme.
Die Winterruhe hingen ist ein Schlaf von besonderer Tiefe und Länge aus dem das Tier mehrmals erwacht, um an angelegt Nahrungsvorräte zu essen, z.B. Eichhörnchen, Bären.
Tierische Parasiten :
Schmarotzer
: Schädigen ihren Wirt durch
Nahrungsentzug und beeinträchtigen dessen Organfunktion durch giftige
Ausscheidungen.
Gut angepasste Schmarotzer entziehen dem Wirt nur so viel Nahrung, dass
dieser lebenstüchtig bleibt.
Schlecht angepasste Schmarotzer führen zum Tod des Wirtes.
Außenschmarotzer : Klammern sich mit Klammerbeinen an den Haaren oder Federn des Wirtes fest; entfernen mit einem mit einem Saugrüssel Blut oder sind Krankheitsüberträger, z.B. Tierläuse und Zecken.
Innenschmarotzer : Kommen in allen Teilen des Körpers vor, häufig im Darm und im Blut. Ernähren sich von Blutplasma, haben eine stromlinienförmige Körpergestalt, z.B. Bandwürmer, Saugwürmer, Erreger in Form von Geiseltierchen (Schlafkrankheit).
Merke: Unter Parasiten versteht man das Zusammenleben von Angehörigen zweier Arten, wobei der eine Partner als Parasit (Schmarotzer) einseitig auf Kosten des anderen Partners lebt.
Man unterscheidet zusätzlich noch unter wirtspezifischen Parasiten, die nur eigene oder verwandte Arten befallen können, zeitweilige Parasiten wie z.B. Stechmücken, die nur das Individuum zur kurzen Nahrungsaufnahme befallen und ständige Parasiten, die nicht isoliert existieren können.:
Symbiose
Def : Nennt man das Zusammenleben verschiedener Arten, wobei in der Regel jeder von diesem Zusammenleben Vorteile hat.
Beispiel : Für eine Symbiose ist der Einsiedelerkrebs der zum Schutze seines leicht verwundbaren Hinterleibes in leeren Schneckenhäusern lebt. Zusätzlich sitzt auf dieser Schale eine Seerose, welche dem Krebs mit ihren giftigen Nesseln Schutz vor Feinden bietet Die Seerose zieht ihren Nutzen aus der Symbiose, weil sie durch die Wanderungen des Krebses ständig in neue frische Gewässer gelangt und Essensreste für sie beim Nahrungsverzehr des Krebses für sie abfallen.
Die ökologische Nische
Im Ökosystem ergeben sich durch
die unterschiedlichen Kombinationen von Abiotischen und Biotischen Faktoren
verschiedene Angebote des Überlebens. Dadurch dass eine Organistenart mit der
Umwelt spezifische Wechselbeziehungen ausgebildet, entzieht sie sich der Zwischenartlichen
Konkurrenz.
Z.B: Einnischung der unterschiedlichen Nahrung, Tag -oder Nachtaktivität,
verschiedene Aufenthaltsorte oder Fangmethoden.
Def: Als ökologische Nische bezeichnet man die Gesamtheit aller biotische und abiotische Umweltfaktoren, die für die Existenz einer bestimmten Art wichtig sind.
Konvergenz: Arten, die in geographisch getrennten Gebieten leben, können sehr ähnliche ökologische Nischen ausbilden und viele Ahnlichkeiten in Gestalt und Lebensweise aufweisen, obwohl nicht verwandt.
Beispiel : Hauptaktivität
auf verschiedene Tageszeiten: Greifvögel und Eulen
Nahrungssuche an verschiedenen Orten: Kohlmeise am Boden und Baumkronen;
Blaumeise an den Astspitzen.
Def.: Stehen zwei Populationen in wesentlichen Faktoren (z.B. Nahrung, Futter- und Nistplätze) miteinander in Konkurrenz, so kann auf Dauer nur eine Art weiter existieren und nicht beide nebeneinander. Eine art setzt sich durch.
Gegensatz: Konkurrenzvermeidung: ( weichen auf andere Nahrungsquellen etc. aus.)
Beispiel: Zwei Pantoffeltierarten können nicht nebeneinander existieren, wenn sich beide von der gleichen Nahrung ernähren. Fressen aber beide Arten verschiedene Nahrung können sie nebeneinander existieren. ( Arten mit gleichen ökologischen Ansprüchen können nicht nebeneinander existieren.)
Intraspezifische Beziehung:
Individuen
einer Art können in unterschiedlichen Wechselbeziehungen zueinander stehen.
-
Sexualpartner: Unterschiedliche artspezifische Signale dienen dem
Auffinden des Sexualpartners. Man unterscheidet zwischen optisch akustischen
und chemischen Signalen.
optisch akustisch: Färbung, Muster, Balzgesänge
chemisch: Sexuallockrufe
Gruppenangehörigkeit sozialer Verbände : Kennen sich die Mitglieder einer größeren Tiergruppe nicht, so liegt ein anonymer Verband vor. Erbietet den Mitgliedern den Vorteil eines besseren Schutzes vor Räubern und Möglichkeit der Arbeitsteilung.
- Konkurrenten : Individuen einer Art können um Geschlechtspartner, Raum und Nahrung miteinander konkurrieren. T Aufteilung des Lebensraumes in Territorien.
Räuber-Beute-Beziehungen:
In der Natur bilden sich zwischen Räuber und Beute komplexe, ökologische Zusammenspiele aus, dass die Koexistenz beider ermöglicht.
T Beutetiere haben deswegen verschiedene Tarn- und Warnmechanismen
entwickelt.
Def. Räuber: Bezeichnet man
Organismen, die sich von den organischen Verbindungen ihrer Beute ernähren.
Wie oben schon genannt haben Beutetiere Abwehrmechanismen entwickelt.
Schutztrachten: Durch optisch wirkende Eigenschaften wird ein Schutz gegenüber eines
potenziellen Angreifers erreicht.
- Umgebungstracht: Anpassung des äußeren Erscheinungsbildes an deren
Umwelt, Z.B. Chamäleons
- Nachahmungstracht (Mimese): Tiere ahmen leblose Gegenstände oder
Pflanzen nach, z.B. Raube ahmt einen Ast nach.
- Warn -und Schrecktrachten: Musteränderung, die für Feinde abschreckend
wirken, z.B. Pfauenaugen.
- Mimikry: Machahmung von ungenießbaren Lebewesen. (Auch Räuber
beb´nutzen Mimikry, allerdings akressive Mimikry, d.h. sie ahmen Dinge
nach, die Tiere anlocken.)
Populationsökologie:
Def.: Gruppe artgleicher Individuen, die zur gleichen Zeit in einem abgegrenzten Raum (Biotop) leben und sich untereinander fortpflanzen.
Populationswachstum :
Populationen sind
dynamische Systeme, ihre Individuenzahl ändert sich ständig durch Vermehrung
und Tod. Wachstum Geburtenrate >
Sterberate.
Man unterscheidet zwei Wachstumsformen:
Exponentielles Wachstum:
Gleichbleibende Vermehrungsrate und Fehlen von Faktoren, die das Wachstum einschränken könnten. Also keine Konkurrenz vorhanden ist, z.B. in neuen Lebensräumen. Typisch für exponentielles Wachstum ist der Mensch.
N =
Individuenanzahl N
Zeit
|
N 2n (Populationsgröße nach n Generationen) |
|
t |
Logistisches Wachstum:
Populationen können nicht dauerhaft unbegrenzt wachsen. Als Folge steigender Individuenzahlen wirken intraspezifische Faktoren.
Geburtenrate ¯ Sterberate T Wachstum langsam
Nimmt
Populationsdichte weiter zu so hört das Wachstum auf, weil Geburtenrate = Sterberate
Population hat also die Kapazität K.
Kapazität K: Ist die unter den gegebenen Umweltbedingungen max. Populationsgröße einer Art. Schwankungen der Kapazitätsgrenze: Massenwechsel.
Regulation der Populationsdichte
Die Populationsdichte wird von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst. Je nachdem ob diese von der Individuenanzahl abhängig sind wird nach dichteunabhängigen und dichteabhängigen Faktoren unterschieden.
Dichteabhängige Faktoren
Populationsschwankungen können durch Klimaeinflüsse und interspezifische
Konkurrenz verursacht werden, dieses passiert auf jeden fall egal, ob in der
Ausgangspopulation eine hohe oder eine niedrige dichte herrscht.
Dichteabhängige Faktoren sind demnach:
Klima (Licht, Temperatur, Feuchte, Wind, Boden und Nahrungsqualität)
Nichtspezifische Feinde (Räuber die andere Beute bevorzugen)
Nichtansteckende Krankheiten
Dichteunabhängige Faktoren:
Mit der Zunahme der Individuenzahl, wächst auch die Bedeutung dichtebegrenzender Faktoren. Die Nahrung wird knapp, die Anzahl der artspezifischen Feinde wächst an, sozialer Stress. Die Geburtenrate nimmt ab und die Sterberate steigt.
Beispiel: Fledermäuse vermehren sich innerhalb weniger Jahre explosionsartig. Bei anhaltendem Populationswachstum führt der Gedrängefaktor zu Störung des Hormonsystems mit sinkender Fortpflanzungsfähigkeit der Weibchen. Kannibalismus kommt hinzu. In der Folge bricht die Population zusammen. Einige Tiere überleben und bauen die Population neu auf. Dieses bezeichnet man auch als Massenwechsel.
Dichteabhängige Faktoren sind demnach:
Interspezifische Konkurrenz ( Nahrungsmenge, Gedrängefaktor, Revierbildung, Tierwanderung, Kannibalismus )
Artspezifische Feinde ( Räuber, Parasiten)
Ansteckende Krankheiten
Volterra Regeln:
Die Individuenzahlen von Räuber und Beute schwanken periodisch. Die Maxima für die Räuber folgen phasenverschoben denen für die Beute.
Ist eine große Anzahl von Beutetieren
vorhanden, ist das Nahrungsangebot
für die Räuber groß, so dass sie genug Nahrung haben und sich vermehren
können, folge dessen ist, dass Die Beutepopulation sinkt, damit sinkt das
Nahrungsangebot für die Räuber und ihre Population sinkt kurze Zeit später
auch.
Trotz der periodischen Schwankungen von Räuber und Beutepopulation bleiben die Durchschnittsgrößen dieser beiden Populationen konstant, weil die Nahrung immer ausreichend.
Durch den Eingriff von Menschen werden die Durchschnittsgrößen der Räuber- Beutepopulationen gestört.
Mündliches Abitur: Thema:Verhaltensbiologie:
Man unterscheidet zwischen angeborenen (genetisch bestimmt) und erlerntem Verhalten. (Durch Erfahrung des Individuum.)
Zitat: Darwin: Diejenigen Individuen deren Verhalten am besten an die Erfordernisse der Umwelt angepasst ist, haben bessere Überlebenschancen und somit einen höheren Fortpflanzungserfolg.
Kasper-Hauser-Experimente:
Methode: Tiere werden nach der Geburt isoliert
aufgezogen. Sie haben keine Gelegenheit zu lernen, Umgebung ist reizlos, sodass
keine äußeren Einflüsse auf das Verhalten einwirken können.
T So wird festgestellt ob das Verhalten angeboren ist.
Kriterien für
angeborene Verhaltensweisen:
- Verhalten läuft starr und immer gleich ab
- Verhalten läuft artspezifisch ab'
- Verhalten wird beim 1. Mal perfekt
ausgeführt
- Verhalten tritt auch auf, wenn Organe noch nicht völlig ausgebildet sind
(funktionsfähig)
T Nur mehrere Komponente zusammen geben einen ersichtlichen Hinweiß
Instinkthandlung :
Es handelt sich um eine komplexe Verhaltensweise. Für ihre Auslösung, Ablauf
und Intensität sind äußere Reize und
innere Bedingungen eines Tieres von großer Bedeutung. (Instinktverhalten
wird durch Lernvorgänge verbessert)
Werden auch festgestellt durch Kreuzungsversuche, sinnvoller, weil
Isolation zum Hospitalismus führen kann.
T Nur bei gegebener Handlungsbereitschaft auslösbar. Sie beinhaltet angeborene und erlernte Elemente, die miteinander verknüpft sind.
Ablauf einer Instinkthandlung :
Individuum entwickelt eine Handlungsbereitschaft, z.B. Hunger
Appetenzverhalten, d.h. unbewusstes Suchverhalten nach den Auslösern von Instinkthandlungen
angeborener auslösender Mechanismus (AAM), dass ist eine Funktionseinheit des Nervensystems, die von zahlreichen Reizen eines Objektes den Schlüsselreiz herausfiltern.
Schlüsselreiz, dass ist eine Bezeichnung für Reize, die bei einem Tier über AAM wirken und dadurch ein Verhalten auslösen oder aufrechterhalten.
Taxis, ist eine Orientierungsbewegung, die vom AAM ausgelöst wird.
Instinktive Endhandlung, z.B. Beutefang
T Instinktverhalten ist abhängig von einer positiven Handlungsbereitschaft und dem Schlüsselreiz. (Doppelte Quantifizierung)
Lernen :
Def. Lernen umfasst des Prozess, der zu einer Individuellen erfahrungsbedingten Ausprägung neuer oder zu einer Anderung alter Verhaltensweise führt.
T Durch lernen ist eine individuelle Verhaltensanpassung an neue Umweltsituationen innerhalb kürzester Zeit möglich. (hohe Flexibilität)
Lerndisposition: Fähigkeit, etwas Besonderes gut zu lernen. (Lernbegabung)
Beruht auf die Eigenschaft des ZNS des Lebewesen. Diese Eigenschaft ist durch
Umwelteinflüsse während der Entwicklung veränderbar.
Obligatorisches Lernen: Ist ein Lernprozess, den die Tiere erlernen, um zu überleben, lebensnotwendig. Z.B. zum Winter hin Nüsse sammeln, als Nahrungsvorrat.
Falkulatives Lernen: Lernprozess der für das Individuum von Vorteil ist, aber nicht lebensnotwendig. T Lebewesen nimmt in einer Reizsituation die Informationen auf und speichert diese im Gedächtnis (Lernphase), In ähnlichen Situationen wird Information abgerufen und durch Erfahrung entsteht ein geändertes Verhalten (Kannphase).
Prägung: AAM wird durch Erfahrung verändert, ist zusätzlich aber nur zeitlich begrenzt möglich, hält aber ein ganzes Leben an. (Küken + Menscheneltern oder Hahn in einer Entenaufzucht)
Habituation: Das Individuum lernt, das die Reizidentisität nachlässt und nimmt diese irgendwann nicht mehr als Reiz wahr, z.B. streicheln eines neuen Haustieres. (Reizspezifisch)
Sensitivierung: Eine allgemein Erhöhung der
Reaktionsbereitschaft. Die Reaktionsbereitschaft wird erhöht, wenn eine Biene
die Beine mit Zucker bestrichen bekommt, fährt sie, wenn man ihr zusätzlich
eine Zuckervorlesung vorsetzt den Rüssel schneller aus.
T Habituation und Sensitivierung schließen sich gegenseitig aus, dieses
nennt man Dishabituatuation. Befindet sich das Tier bei der Gabe des starken
Reizes im Zustand der Habituation wird diese sofort aufgehoben.
Reifung: Ist ein genetisch bedingtes Verhalten, bildet sich ohne irgendwelche individuellen Erfahrungen aus. Z.B. Fliegen bei Vögeln.
Komplexes Lernen:
Werkzeuggebrauch: Einsetzen von Werkzeug (Affe + Stock + Speichel + Termiten) Setzt eine geistige Kompetenz voraus, d.h. Erfahrung wird mit dem Alltag verknüpft, damit das Individuum versteht, dass es das Werkzeug beispielsweise zur Futtersuche einsetzen kann. Die erlernte Technik zeigt sich nur, wenn sich das entsprechende Problem zeigt, d.h. in diesem Fall nur wenn der Affe nach Termiten sucht. Die Technik wird durch Nachahmung weiter gegeben.
Nachahmung: Wenn eine Nachahmung über Generationen weitergegeben wird, so nennt man dieses Tradition. Nachahmung wird auch als Lernen durch Beobachtung bezeichnet. (Affenmutter knackt Nüsse, Kinder ahmen dieses nach T Können auch Nüsse knacken.
Handeln nach Plan: Lernen durch Einsicht, d.h. es erfordert eine auf Erkenntnis beruhende Leistung und Kombinationsvermögen.
Averbales Denken:
Operante Konditionierung (Bedingte Aktion) T Lernen am Erfolg (ist nur bei entsprechender Handlungsbereitschaft, Lernmotivation möglich)
Nullphase: Tier zeigt im Rahmen von Appentenzverhalten eine Spontane nichtzielgerichtete Verhaltensweise (neutrale Reaktion)
Lernhase: Auf die spontane
Reaktion folgt eine Belohnung (Verstärkung)
T Belohnung:
Direkte Belohnung: positive Verstärkung, z.B. Futter oder Lob
Indirekte Belohnung: negative Verstärkung, z.B. Beseitigung einer
unangenehmen Situation.
Aktion tritt mit höhere Identisität auf (Bedingt erlernte Aktion)
Kannphase: Lebewesen setzt bedingt
Aktion zielgerichtet ein, um eine Belohnung zu erhalten.
Feststellung: Skinner-Box-Versuche oder Labyrinthversuche.
Löschung: Folgt auf die bedingte Aktion keine Belohnung mehr, so kommt es zu einer Abnahme der Häufigkeit bzw. der Identisität der bedingten Aktion. z.B. auch als Bestrafung.
Klassische Konditionierung (Bedingte Reaktion) T Pawlow´sche Hundeversuche
Sind nur bei entsprechender Lernmotivation bzw. Handlungsbereitschaft möglich.
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Paarungssyteme:
Polygynie: Harem, Polygamie Sexualdimorphie T
Gestaltunterschiede der Geschlechter bei Primaten. Monogamie Einehe Früchte, energetisch hochwertig, Eier, Blätter,
Mosaikverteilung, obere Stockwerke des Regenwaldes und offene Landschaft,
väterliche Mithilfe bei der Jungenaufzucht. Polygynandrie Viele Männchen haben viele Weibchen Nahrung Früchte, Blätter, Tiere Mosaikartige Verteilung der Lebensräume,
in offenen Landschaften und den oberen Stockwerken des Regenwaldes Polyandrie Ein Weibchen viele Männchen
Männchen verteidigt mehrere Weibchen,
Nahrung Blätter (überall zu finden),
Lebensraum auf dem Boden des Regenwaldes
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Fortpflanzungsstrategien:
Träger der verschiedenen
Verhaltensvarianten innerhalb einer Art oder Population konkurrieren
untereinander um knappe Ressourcen wie Nahrung, Partner oder Lebensraum. Wie
die meisten Nachkommen erzeugt gilt als am Besten angepasst
T größte Fitness in dieser Umwelt + Konkurrenzsituation.
Männchen: Paarungsstrategie zur Maximierung der Fitness, d.h. so viele Weibchen begatten wie möglich, um Nachkommen zu zeugen.
Weibchen: Nahrungsstrategie zur Maximierung der Fitness, d.h. viele "teure" Nachkommen müssen überleben deswegen ist das Nahrungsangebot im Lebensraum der wesentliche Faktor.
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