Thema: Populationsökologie, Wechselwirkungen Flashcards
(18 cards)
Was sind fundamentale & realisierte Nischen? Erklären Sie Mithilfe von Beispielen.
fundamentale Nische: Gesamtheit der ohne Konkurrenz & Einschränkungen zur Verfügung stehenden Ressourcen und Bedingungen
–> „ideale“ Nische bei optimalen Bedingungen
realisierte Nische: tatsächliche Lebensbedingungen beeinflusst durch Konkurrenz, Raubtiere und andere Umweltfaktoren
–> Ergebnis der Wechselwirkungen mit anderen Arten und der Umwelt, v.a. interspezifische Konkurrenz
Unterschied fundamentale & realisierte Nische –> (keine) interspezifische Konkurrenz
Beispiel: Konkurrenz, um Nektarquelle bei 2 Hummelarten
Vorkommem zusammen: Spezialisierung auf entweder Eisenhut oder Rittersporn –> realisierte Nische
Vorkommen jeweils allein:
beide Hummeln nutzen beide Pflanzen
Was ist eine Population?
Welche Eigenschaften haben Populationen?
Population: lokal begrenzte Gruppe, die derselben Art angehören
Eigenschaften:
- Größe
- Dichte
- Verteilung im Raum
- zeitliche Verteilung
- Verteilung der Altersgruppen
- Geburten- & Sterbenrate
- Immigration & Emigration
- Lebenslaufstrategie
Nennen Sie die 5 Parameter die zur fundamentalen Gleichung der Populationsökologie gehören.
N (t + ^t) = Nt + (Geburten-Sterbefälle) + (Immigranten - Emigranten)
Die fundamentale Gleichung der Populatiosökologie gibt an wie sich eine Population in einem bestimmen Zeitraum verändert.
Vereinfachte Gleichung: ohne Immigration & Emigration
Nenne die Fang-Wiederfang-Methode mit ihrer Formel.
Nt = markierte Individuen * erneut gefangene Individuen / von den gefangenen markierte Individuen
Bsp.: 100*100/ 50 = 200
Erklärung/Durchführung/Regeln:
- zwischen den Fangterminen durchmischen sich die Individuen
- Markierung darf Individuum nicht behindern, muss gesamte Zeit überdauern & darf Wiederfangmöglichkeit nicht erhöhen
Nennen Sie die Formel für logistisches Wachstum. Nennen Sie auch die Faktoren, die dieses bestimmen.
Logistisches Wachstum:
dN/dt = rN * (K-N) / K
- K = Kapazitätsgrenze
- Populationswachstum begrenzt durch die Kapazitätsgrenze
- übersteigt die Anzahl der Individuen (N) die Kapazitätsgrenze, sinkt die Anzahl der Individuen
- bereits bei Annäherung an K nimmt Population ab, Wachstumsrate gering
- (K-N) / K => intraspezifische Konkurrenz, umso größer je größer N
Logistisches Wachstum beschreibt Populationswachstum in einer Umwelt mit begrenzten Ressourcen als auch intra sowie interspezifischer Konkurrenz.
-
Was bedeutet semelpar und iteropar?
Semelpar: Organismen, die sich nur einmal fortpflanzen
Iteropar: Organismen, die sich mehrfach fortpflanzen
Nennen Sie Charakteristika der r- & k-Strategen.
Was ist falsch an der Theorie, wenn man Kapazitätsgrenze miteinbezieht?
R-Strategen:
- recht stabile Umweltbedingungen
- starke interspezifische Konkurrenz
- lange Lebensdauer
- große Organismen
- wenige Nachkommen (iteropar)
- viel Brutpflege
- späte Geschlechtsreife
- konstante Populationsgröße
Beispiele: viele Säuger z.B. Primaten, Wale, Elefanten & Vögel
K-Strategen:
- variable Umweltbedingungen
- schwache interspezifische Konkurrenz
- kurze Lebensdauer
- kleine Organismen
- viele Nachkommen (semelpar)
- wenig/keine Brutpflege
- früh geschlechtsreif
- schwankende Populationsgrößen
Beispiele: Insekten, Fische, Bakterien, Parasiten
- R-Strategie widerspricht Kapazitätsgrenze
- Kapazitätsgrenze keine Eigenschaft der Population, sondern ergibt sich aus Interaktion der Population mit anderen Arten & Ressourcen
- hohe Wachstumsrate durch hohe Geburtenrate oder niedrige Sterberate (K-Stratege)
–> Annahme, dass große Arten eine höhere Kapazitätsgrenze haben als kleine Arten ist falsch
Erläutern Sie das Fast- & Slow Konzept.
> > > Fast-& Slow Konzept ersetzt R-K-Strategie
Fast-Konzept:
- frühe Geschlechtsreife & Fortpflanzung
- kurze Geburtenabstände
- iterorpar, viele Nachkommen, hohe Fekundität
- kleine Nachkommen & Adulte
- kurze Lebenspanne
Slow-Konzept:
- späte Geschlechtsreife/Fortpflanzung
- lange Geburtenabstände
- semelpar, wenig Nachkommen, niedrige Fekundität
- große Nachkommen/Adulte
- lange Lebensspanne
Beschreiben Sie 3 Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Tierarten und geben Sie Beispiele.
1) Räuber-Beute-Beziehung:
dominante Tierart (Räuber) frisst andere Tierart (Beute) –> vereinfacht für Modell Räuber frisst nur eine Beuteart
- Bsp.: Kanadaluchs & Schneeschuhhase
2) Symbiose: Interaktion zweier oder mehrerer Arten mit beidseitigem Vorteil bzgl. biologischer Fitness , Überlebenswahrscheinlichkeit, verbesserter Stoffwechsel
- Bsp.: Ameise & Blattlaus
-> Ameisen melken Blattläuse & fressen die Ausscheidung (Honigtau)
-> Ameisen schützen Blattläuse vor Fressfeinden
3) Parasitismus: Parasit beschädigt Wirt, Wirt bleibt i.d.R am Leben, Parasit hat Vorteil & Wirt Nachteil
-> Bsp.: Zecke (Parasit)
a) Phoresie: vorübergehende Transportgesellschaft
b) Symphorismus: ständiger Aufenthalt auf Oberfläche des Wirtorganismus
Nennen Sie die drei Regeln der Räuber-Beute-Beziehungen.
1) Die Populationsgrößen der Räuber und der Beute schwanken bei konstanten Bedingungen periodisch. Das Maxima der Räuber folgt auf das der Beute.
2) Die Populationsgrößen beider Einzelpopulationen schwanken konstant um einen festen Mittelwert.
3) Bei einer gleich starken Dezimierung der beiden Populationen erholt sich zuerst die Beutepopulation und dann die Räuberpopulation.
Nennen Sie die Formel für die Entwicklung der Räuberpopulation und benennen alle Komponenten.
dNR / dt = β * α * NR * NB – qNR
Komponenten:
- dNR: Veränderung der Population der Räuber
- dt: Zeitraum
- ß: Umwandlungseffizienz (Zuwachs pro Beutetier)
- α: Sucheffizienz des Räubers
- NR: Anzahl Räuber
- NB: Anzahl Beute
- qNR: Sterblichkeitsrate des Räubers
Nennen Sie die Formel für die Beute und benennen sie alle Komponenten.
dNB/ dt = r NB - α * NR* NB
Komponenten:
- dNB: Veränderung der Population der Beute
- dt: Zeitraum
- r NB: Wachstumsrate der Beute
- α: Sucheffizienz des Räubers
- NR: Anzahl der Räuber
- NB: Anzahl der Beute
Erklären Sie die interspezifische Konkurrenz am Lotka-Volterra-Modell.
Was ist interspezifische Konkurrenz?
- Lotka-Volterra Modell der Konkurrenz (interspezifische Konkurrenz)
- allgemein gilt: starke interspezifische Konkurrenten verdrängen schwache Konkurrenten
- sind beide Arten stark (d.h. sie konkurrieren stärker mit der anderen Art als untereinander (intraspezifisch)) –> instabiles Gleichgewicht
—> welche Art überlebt hängt von Anfangsdichte der Populationen ab - sind beide Arten schwach (d.h. sie konkurrieren stärker intraspezifisch) gibt es ein stabiles Gleichgewicht –> Koexistenz
- eine Art stärker als die andere –> Konkurrenzausschlussprinzip; also eine Art überlebt
Nennen und erläutern Sie die Formel zur Berechnung der interspezifische Konkurrenz.
dN1/dt = r1N1 (K1-[N1+a1,2 * N2]) / K1
Komponenten:
- dN1: Veränderung Population Art 1
- 𝑟1𝑁1N: Wachstumsrate der Anzahl Art 1
- K: Kapazitätsgrenze von Art 1
- a: Konkurrenzkoeffizient für Art 1
–> beschreibt den Einfluss der Konkurrenz zur Art 2 auf Art 1
- interspezifische Konkurrenz aus Zusammenspiel von intraspezifischer & interspezifischer Konkurrenz
- Wenn a > (größer) 1 –> Einfluss interspezifischer Konkurrenz größer als von intraspezifischer Konkurrenz
Wie lautet das Konkurrenzauschlussprinzip? Gilt es für alle koexistierenden Arten?
Stützen Sie ihre Erklärung mit einem Beispiel.
1)Konkurrenzausschlussprinzip: Arten, die Bedingungen in einem Lebensraum nicht unterschiedlich nutzen können, werden so in Konkurrenzkampf treten, dass eine der beiden Arten sich nicht mehr behaupten kann.
–> dominante Art verdrängt schwache Art
Beispiel:
a) Poromecium caudatum & Poromecium aurelia
–> gleiche ökologische Nische
—> P. caudatum reproduziert langsamer als P. aurelia
-»> P. aurelia verdrängt caudatum
weiter Möglichkeit bei zwei Arten (Koexistenz):
2) Konkurrenzvermeidungsprinzip:
Arten, die Bedingungen in einem Lebensraum unterschiedlich nutzen, können nebeneinander exisitieren & schwächere Art passt sich an
-> Bsp.: Habicht & Sperber, Sperber passt sich an & keiner hat Nachteile
Wie lässt sich Konkurrenz zwischen zwei Organismen erkennen? Konzipieren Sie dazu ein Experiment.
- Betrachtung zweier Arten bei denen Konkurrenz vermutetet wird
- jede Art einzeln bzgl. Lebensweise und vermutetem Konkurrenzaspekt untersuchen
–> wie verhält sich Art allein - beide Arten zusammen bringen und untersuchen, welche Art konkurrenzfähiger ist bzw. ob Koexistenz eintritt
–> Messen etwa über Fortpflanzungsrate; Größe, Anzahl der Individuen etc.
Experiment:
- 2 Kieselalgen, die um Silikat konkurrieren
a) Asterionella
b) Synedra
Vermutung:
Synedra wird Asterionella verdrängen, weil S. effizienter im Silikatverbrauch ist.
Kontrolle:
Einzelkulturen der Kieselalgen mit ausreichend Silikat -> abhängige (zu untersuchende) Variable: Wachstumsrate der Kieselalgen
4 Experimentelle Gruppen:
1) Synedra mit begrenztem Silikat
2) Asterionella mit begrenztem Silikat
3) S. & A. zsm. mit begrenztem Silikat –> Konkurrenz?, Wer stärker?
4) S. & A. zsm. mit ausreichend Silikat –> Konkurrenz ausschließen
Ergebnis:
Synedra ist konkurrenzstärker (höhere Wachstumsrate infolge besserer Silikatverbrauch) als Asterionella.
Nennen und erläutern Sie die Definitionen von Arten.
1) morphologisches Artkonzept:
Arten haben gemeinsame morphologische Merkmale (Form, Struktur, Farbe etc.)
-> Problem: Sexualdimorphismus
2) biologisches Artkonzept:
Arten sind Teil einer potenziell reproduktiven Gruppe, die fertile Nachkommen produzieren können & von anderen Gruppen reproduktiv isoliert
- Bsp.: Esel & Pferd -> keine fertilen Nachkommen
3) phylogenetisches Artkonzept:
Arten sind die kleinste monophyletische Gruppen von Individiuen, die gemeinsame Abstammung + gemeinsame Merkmale haben
–> Fokus auf Verwandtschaft
Problem: Grenze ziehen, Wo?
4) genetisches Artkonzept:
Arten haben genetische Übereinstimmungen (Menge genetischer Variabilität)#
Problem: schwierig bei kürzlich aufgespaltenen Arten
5) evolutionsbiologisches Artkonzept:
Arten teilen einheitliche evolutionäre Linie (etwa bei Fossilien gut geeignet)
Problem: schwierige Anwendung
6) ökologisches Artkonzept:
Arten sind Organismen, die spezifische ökologische Nische besetzen
Problem: exakte Nische festzumachen
Erläutern Sie die allopatrische & sympatrische Artbildung mit Beispielen.
1) Allopatrische Artbildung:
—> verläuft in mehreren Schritten
- Population wird in zwei Teilpopulationen getrennt
- beide Teilpopulationen entwickeln sich unabhängig
–> keine Reproduktion zw. beiden Arten nicht mehr möglich
»> 2 neue Arten
Bsp.: Galapagosinseln (Darwin-Finken?)
2) Sympatrische Artbildung:
—> ohne vorhergehende geografische Trennung
- bei Tieren sehr umstritten
- bei Pflanzen wichtigster Artbildungsmechanismus
Bsp.: Buntbarsche in isolierten Seen
