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Ökologie

W h lb i h i h O i d U ltWechselbeziehung zwischen Organismus und Umwelt

Das thermische Mosaik der Umwelt eines Landtieres

Die drei Umwelten eines Organismus:

Eigener Körper als Informationsquelle und Ziel des Verhaltens

Biogeozönose g(informationelle Umwelt)

Populationssystem (kommunikative Umwelt)

Wechselbeziehung zwischen Population und Biogeozönose

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Strukturbild der Organismus-Umwelt-Beziehung aus der Sicht der Verhaltensbiologie.

Nichtinformationelle Beziehungen mit starkem schwarzen Pfeil gekennzeichnet, informationelle mit dünnem Pfeil.

GUI

Biotische Faktoren

TierTier

Abiotische

Trophische Faktoren

Wechselbeziehung zwischen dem tierischen

Umwelt

Abiotische Faktoren Organismus, den

trophischen, abiotischen und biotischen Umweltfaktoren

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Lebensraum…Biotop:Areal und für den Organismus relevante Umwelt-faktoren

Habitat = BiotopHabitat Biotopabgrenzbare Beschaffenheit

Biozönose ….Lebensgemeinschaft

Ökosystem= Biozönose + Biotop (= mehr oder weniger abgegrenzte ökologische Funktionseinheit

Mehrere Ökosysteme = Biomen

Summe aller Biomen = Biosphäre

Euryöke Arten

breiter Lebensraum

Stenöke Arten

schmaler Lebensraum

eurytherm stenotherm

Umweltfaktoren

abiotische Faktoren biotische Faktoren

-Licht

-Temperatur

-Wasser

-Salzgehalt

-Nahrung

-Artgenosse

-Tiere anderer Arten

-Mensch

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Physiologische Prozesse bei variierenden Umweltbedingungen können optimal nur in bestimmten Toleranzbereichen ablaufen.

Organismen existieren in Toleranzbereichen.

= fundamentale Nische

Temperaturbereich d. Behaglichkeitszone

z

Zunahme

1 2 3

C

Temperatur

Tem

p.-d

iffer

enz

Reg

enm

enge

Win

dstä

rke A

B

A = Behaglichkeitszone: 4 – 16oC Umgebungstemp. geringe Temp.diff., kein Regen, mittl. Luftfeuchte, geringe Luftbewegung

B = Zunahme d. Wetterfaktoren 1 oder 2 oder 3 veränd. Temp.-bereich der Behaglichkeitszone geringfügig

C = Zunahme d. Wetterfaktoren 1 und 2 und 3 verändern Temp.-bereich der Behaglichkeitszone auffallend

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Regulierung der Körpertemperatur:

Temperaturregulierung umfasst diejenige Veränderung eines Tieres, die in beantwortung einer thermischen Belastung auftreten, und die es dem Tier ermöglichen, in Kälte und Wärme seine arttypische Körpertemperatur aufrechtzuerhalten

(BIANCA)

Behaglichkeitszone:Behaglichkeitszone ist der Bereich, in welchem die Kühe bei entsprechender Fütterung ihr Leistungspotenzial voll ausschöpfen können.

Thermisch neutrale Zone:

Kritische Temperatur:

Temperaturbereich mit niedrigstem Stoffwechsel

Untere Grenze der thermisch neutralen Zone

Behaglichkeitstemperatur:

Optimaltemperatur:

Vorzugsbereich

Für die Produktion effektivster Temperaturbereich

Hohe Temperatur

Anteil der kalorigenen Energie an der Gesamtenergie

p

ØTemperatur „thermisch neutrale Z.

Niedrige Temperatur

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Stalltemperatur Bewegungsrichtung der Luft

Intensität der Luftbewegung

Feuchte

StallklimaKeimgehalt

Schadgase

Staub

Art der Fäkalien-beseitigung

Beleuchtungs-verhältnisse

Oberflächentemperatur der Bauteile (Isolationswirkung)

Sangesbeginn der Vögel (im März) in Abhängigkeit von der Helligkeit

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Biologische Periodik

Tagesperiodische Veränderung dreier messbarer Größen einer Maus.

Biologische Periodik

Tageszeiten, in denen ein unter konstanten Bedingungen in einer Dunkelkammer gehaltenes Flughörnchen lokomotorisch aktiv wird. Es tritt eine leichte Verschiebung ein!

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Ökologische Nischen

Fundamentale Nische: Temperatur

Sauerstoffgehalt

Salzgehalt

Futtergrundlage

A

Temperatur

C

B

Schutz

Beuteangebot

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Bsp. grabende, insektenfressende Säuger

Europa: Maulwürfe

T lTalpa

Australien: Notorycter

Nordamerika: Scalopur

Abstammung von verschiedenen Verwandtschaftsgruppen

Kriterien der Anpassung:Fell ohne Strich, walzenförmiger Körper, spatelförmige Extremitäten, unbehaarte Schnauze, Augen rückgebildet

Fundamentale Nische

Reale Nische

Reale Nische = Beziehungsgefüge eines Ökosystems, an dem der Organismus zwar beteiligt, aber nicht allein maßgebend ist.

Wechselbeziehungen

intraspezifisch interspezifisch

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Jede Form der Wechselbeziehung hat über

physiologischen, psychischen, verhältnismäßigen

Aspekten auch eine ökologische Bedeutung!

Kann zu einem limitierenden Faktore der Umweltbewältigung werden

Wettbewerb (Ausgang beeinflusst Fortpflanzungserfolg)

Erfolg: stimulierende Wirkung

Misserfolg: hemmende Wirkung

Intraspezifische Wechselwirkungen

Dichtesteigerung Dichtesenkung

• Balz

• Brutfürsorge

• Brutpflege

• Dispersal

• Territorialität

•Vergesellschaftung

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Konkurrenz:

Besonders bei spezialisierten Arten Adaptation ist schwer!

Formen:

• Gedrängefaktor u.

• Kollisionseffekte infolge gegenseitiger Begegnung

Adrenalin Erregung Aggression Kreislaufbelastung Senkung Blutzuckerspiegel Lethargie

- Nahrungsverknappung

- Kannibalismus

Territorialbildung in einer Brutkolonie von Komoranen. Die Nester liegen gerade so weit auseinander, dass sich die brütenden Tiere bei ausgestreckten Hälsen mit ihren Schnäbeln nicht erreichen können.

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Ameisenpopulationen: A mit strenger Territorialbildung

B mit stark überlappenden FuttersucharealenB mit stark überlappenden Futtersucharealen

In A markieren ausgefüllte bzw. offene Kreise die Orte intra- bzw. interspezifischen Aggressionsverhaltens

In B sind durch graue Kreisflächen jene Futtersuchareale um die einzelnen Nester (N) angegeben, in denen die Individuen der einzelnen Kolonien 90% ihrer Suchzeit verbringen. (Wegen der Übersichtlichkeit sind nicht alle Nester so eingezeichnet.)

Populationen

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Beschreibung einer Population:

• Populationsdichte Geburtenrate

Sterberate• Populationsdynamik

• Wachstumsrate

Sterberate

Zuwanderung

Abwanderung

% Anteil Individuen in präreproduktive Phase, reproduktive Phase,

in Seneszenz

Bsp.: 1 Bakterium: aller 20 Minuten Teilung

nach 1,5 Tagen 30 cm dicke Schicht über Erdball

in Seneszenz

Pyramidenform

zunehmende Population

Glockenform

stabile Population

Urnenform

abnehmende Population

Grundtypen des Altersaufbaus menschlicher Populationen.

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Regulation des Populationswachstums:

1. Abundanz………………………………….exogene Faktoren wirken begrenzend!

2. Dichteabhängige Selbstbegrenzung……Dichterhöhung erhöht Wirkung

bestimmter Faktoren

A Ausgangspopul wächst arithmetisch 1 Mio/ Jahr Trägheit d BevölkerungswachstumsA….Ausgangspopul. wächst arithmetisch 1 Mio/ Jahr

B…Ausgangpopul. wächst exponentiell 1%/ Jahr

C……………………….......………………2% / Jahr

Trägheit d. Bevölkerungswachstums

1…Ersatzfortpflanzung (2 Kinder /Paar)

0-Wachstum

Grund:

sehr hoher Anteil Menschen im reproduktiven Phase u. davor

Vergleichsweise wenig senile Menschen.

Exponentielles / arithmetisches Wachstum

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Populationswachstum

Ökologische Konkurrenz

Umweltwiderstand

Ziel: Überwindung des Umweltwiderstandes

Methode:

Regulation der Populationsdichte d h genügend viele NachkommenRegulation der Populationsdichte, d.h. genügend viele Nachkommen

ohne Konkurrenz

ohne Ressourcenverknappung

Abundanzstrategie

r-Strategen k-Strategen

Leistungsstrategie

Generalisten Spezialisten

Mimikry: Warntracht

Wehrhafte Hornisse

Harmloser Glasflügler

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B1 B2

allopatrisch sympatrisch

Leben in verschiednen Regionen

Merkmalsverschiebung durch interspezifische Konkurrenz bei Wüstenameisen (Cataglyphis)

Merkmal: Körpergröße (mit der Beutegröße korreliert) A….C. albicansB…..C. bicolor: Populationen, die allopatrisch (B1) oder sympatrisch (B2) mit C. albicans leben. C…..C. fortis, die in dem für sie typischen Salzbodenhabitat stets als einzige Cataglyphis-Art vorkommen

Aktinie u. Clownfisch

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Synökologie (Synökie)

Allianz Symbiose Mutualismus

1 Herde Räumliches Zusammenleben Förderung der Arten1 Herde Räumliches Zusammenleben Förderung der Arten durch best.

Verhaltensweisen≥ 2 Arten Erhalt des Zusammenlebens durch

best. Handlungen

Schutz Leben meist getrennt

Schaf - Ziege Pansenbakterien BlütenpflanzenSchaf Ziege Pansenbakterien Blütenpflanzen

Strauß -Antilope

Insekten Vögel

Übergänge

Faktoren, die die aktuelle Gefährdung einer Art bedingen

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2Wachstumsrate d. Art

Ressourcenmenge

R1Bei R1 bzw. R2 = Gleichgewicht bei Abwesenheit der anderen Art

Konkurrenzsituation:

1. Anwachsen von zwei konkurrierenden Populationen bis der Verbrauch der Art 1 die Ressource auf ein Niveau drückt, bei dem die Art 2 nicht überleben kann

2. Bei Konkurrenz um nur eine (1) Ressource kann nur die Art überleben, die den kleinsten Ressourcenanspruch hat und im Gleichgewicht bei Abwesenheit der anderen Art sich befindet.

erZ

ahl d

er R

äube

Veränderung der Individuenzahl n. LOTKA - VOLTERRA-Modelle

Beute

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Räuber – Beute Beziehung

Koexistenz zwischen Räuber und Beute = evolutionärer Wettlauf

-Beute hat Vorsprung in Evolution

…höherer Selektionsdruck

…kürzeres Generationsintervall bei Beute

…Teile der Population leben oft außerhalb

des Zugriffs

Gegenanpassung des Räubers

Parasitismus

Parasit durchläuft nur kleine Evolutionsschritte

Phylogenetisch befindet sich Parasit hinter dem Wirt

Parasiten besetzen extrem eng begrenzte Nischen (Habitate)

Parasiten müssen auf Wirt abgestimmte Verhaltensrepertoires besitzen.

Räuber-Beute: Trend zum Gigantismus

Parasitismus: Trend zur Miniaturisierung (Leben im Fleischberg)

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Endoparasitismus: Der Ciripedier Sacculina carcini (Wurzelkrebs) lebt als fädiges Geflecht in der Strandkrabbe. Einblasenförmiger Teil des Parasiten tritt nach außen hervor. Ovarien und Hoden

Ektoparasitismus: Verschiedene Arten von Ferderlingen (Mallophaga) sind auf verschiedene Gefiederoartien des Wirts spezialisiert.

A…parasitisch in Ameisennestern lebende Käfer (Atemeles pubicollis). Adoption erfolgt, wenn zunächst Sekrete der „Besänftigungsdrüsen“ (Bd) dann solche der Adoptionsdrüsen (Ad) den Wirtsameisen angebotendann solche der Adoptionsdrüsen (Ad) den Wirtsameisen angeboten werden.

B..Fütterungsszene zwischen einer Formica-Arbieterin und einer Atemeles-Larve

C..Atemeles-Larve mit Anordnung der Hautdrüsen (Dr.) in denen Attraktivstoffe für die Wirtsameisen gebildet werden

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Schweineläuse

Ektoparasiten

Psoroptes Chorioptes

DemodexSarcoptes

Milben beim Rind

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Kreislauf des Schweine-Lungenwurms;

Natürliche Größe

Sphaerularia: weibliches Tier mit ausgestülpten Uterus, dessen Wand aus hexagonalen Epithelzellen b t htbesteht;

Länge des Weibchens 1 mm,

Länge des Uterus bis über 1 cm

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Einfluss von Trächtigkeit und Laktation auf die Anzahl ausgeschiedener Parasiteneier