Ausgearbeitete Prüfungsfragen zu Grundlagen der Ökologie

Ausgearbeitete Prüfungsfragen zu Grundlagen der Ökologie (Tom Battin): (Stand: WS
2014)
- Welche anthropogenen "greenhouse gases" (Treibhausgase) gibt es?
CO2 56%
Methan 18%
CFCs 13%
Ozon 7%
Nitrous Oxide 6%
- Welche Wellenlänge hat das für uns sichtbare Licht? Wo liegt UV-A und UV-B?
400nm - 700nm
UV-A liegt bei: 315-380 nm
UV-B liegt bei: 280-315 nm → DNA damage; schädigt Mikroben im Wasser
- Wodurch entstehen anthropogene CO2-Emissionen und was passiert damit?
CO2-Emissionen entstehen durch:
→ Verbrennen von Biomasse und fossiler Brennstoffe
Aufteilung hierzu:
47% - in die Atmosphäre
27% - von der terrestrischen Vegetation assimiliert
26% (fast 1/3!) - von den Ozeanen aufgenommen
- Was versteht man unter einer Biozönose?
Dies ist eine Gemeinschaft verschiedener Arten in einem abgrenzbaren Lebensraum
.
- Welche Folgen hat die Aufnahme von CO2 für die Ozeane?
→ Versauerung → der CO2-Partialdruck im Wasser steigt, pH nimmt ab
→ Organismen mit Kalkschalen/Skelett werden geschädigt, das Nahrungsnetz wird gestört, Bodenstruktur/Erosion
- Die Bedrohung von Wasserressourcen geht im Wesentlichen Hand in Hand mit ...
... der Bedrohung der Biodiversität in Seen und Flüssen.
- Was ist der “Redfield-Ratio”? [DONE]
Der Redfield Ratio beschreibt das Verhältnis von Phosphor (P), Stickstoff (N) und Kohlenstoff (C) in marinem Phytoplankton.
Das Verhältnis ist:
P:N:C = 1:16:106
Aufpassen: bei den Prüfungsfragen mag auch nach C:N:P gefragt werden, quasi eine kleine Fangfrage. Auf Wikipedia steht das ebenso, ist also
umgekehrt: C ist am häufigsten, dann N dann P → C:N:P = 106:16:1. Einfach merken das P am seltensten ist.
http://en.wikipedia.org/wiki/Redfield_ratio
Diese Werte gelten für das Phytoplankton.
- Was muss gegeben sein, damit exponentielles Wachstum stattfinden kann?
Unbegrenzte Ressourcen müssen (idealerweise in einer homogenen Umwelt) vorhanden sein.
- Was ist eine Founder Gemeinschaft? (r-Strategen, k-strategen, beides, determinierte Gemeinschaft...)
- Warum ist die Betadiversität bei hoher Störungsrate niedrig? Die Betadiversität beschreibt die…
… Artendiversität zwischen Gemeinschaften.
Bei hoher Störungsrate sind alle Arten gefährdet und können sich nicht gut etablieren.
- Die neutrale Ökologie nimmt an, dass ...
a) Biodiversität redundant ist.
b) Arten innerhalb einer trophischen Ebene äquivalent sind.
c) Biodiversität innerhalb einer trophischen Ebene äquivalent ist.
d) Biodiversität zwischen trophischen Ebenen äquivalent ist.
e) Biodiversität irrelevant ist.
Richtige Antwort: → Arten innerhalb einer trophischen Ebene äquivalent sind.
Die Abundanz fluktuiert zufällig durch demographische Stochastizität.
- Was sind Schlüsselarten?
Arten, die im Vergleich zu ihrer Häufigkeit / Biomasse einen unverhältnismäßig großen Einfluss auf die Artenvielfalt einer Lebensgemeinschaft haben.
- Was machen Leguminosen und Rhizobien? Leguminosen versorgen Rhizobien mit [DONE]
a) Kohlenstoff
b) Sauerstoff
c) NH₃
d) NH₄
e) NO₃
Leguminosen sind die Hülsenfrüchtler. Leguminosen gehen in ihren Wurzelknöllchen eine Symbiose mit stickstofffixierenden Bakterien (Rhizobien)
ein. Sie machen sich dadurch unabhängig vom Nitratgehalt des Bodens und sind in extrem stickstoffarmen Böden (zum Beispiel Akazien in der Wüste)
überlebensfähig.
Endosymbiose:
Rhizobium fixiert gasförmiges N2 → in NH3 und versorgt Wirt mit N unabhängig von anorganischem N.
Die Leguminosen wiederum versorgen die Rhizobien mit Kohlenstoff (C).
- Was bedeutet Homöostase?
Aufrechterhaltung der internen elementaren Umgebung in einer fluktuierenden Umwelt.
- Was ist der Selektionseffekt?
Mit steigender Artenzahl steigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine besonders konkurrenzfähige Art die Gemeinschaft dominiert.
- Wie lauten die gängigen Formeln für Energiefluss?
Jm²d ^ -1
gCm ^ -2d^-1
gTMm ^ -2y
- Wann sind Systeme nettoheterotroph?
Wenn BPP kleiner als R bzw BPP:R<1 ist.
- Was ist die Primärproduktion?
= dies ist die erste Form der Energiespeicherung.
NPP = BPP – R
(Nettoprimärproduktion = Bruttoprimärproduktion – Respiration)
- Warum absorbieren Graslandschaften mehr Licht als Wälder? (Graslandschaften haben eine höhere Rauigkeit, ….)
→ Graslandschaften haben eine höhere Rauigkeit.
- Die carrying capacity …
Entspricht der Populationsgröße, bei der die Wachstumsrate Null ist.
- Der Coriolis Effekt entsteht durch…
… → starke Deflektion der Winde an den Polen, keine Deflektion am Äquator
Corioliskraft: an den Polen Null, am Äquator am höchsten; → http://en.wikipedia.org/wiki/Coriolis_effect
- Konkurrenzausschluss besagt, dass … (== Competive exclusion besagt dass…)
a) Arten bei territorialer Begegnung Konkurrenz ausschließen.
b) Arten, die dieselbe Ressource nutzen, bei konstanten Umweltbedingungen nicht koexistieren.
c) Nischendifferenzierung nicht zu territorialen Begegnungen führt.
d) Koexistenz ausschließlich bei Konkurrenz möglich ist.
e) Arten, die dieselbe Ressource nutzen, koexistieren.
Arten, die dieselbe Ressource nutzen, können bei konstanten Umweltbedingungen nicht koexistieren.
- Wieviel % Süßwasser inklusive Eis (3,5,4,6) gibt es? Der relative Beitrag von Süßwasser zu den globalen Wasserressourcen wird auf …% geschätzt?
0,5%.
Anmerkung: In seinen Folien steht zwar 3% aber laut Prüfungseinsicht war 0,5% richtig.
Weitere Anmerkung: Die 0.5% stammen von einer Fragenausarbeitung; in den Folien steht 3% und auf Wikipedia steht auf →
http://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%BC%C3%9Fwasser 2,6 bis 3,5%. Somit muss 3% hier stimmen. (Würde bei der obigen Antwort aber auch so oder so
stimmen, da 3 der niedrigste Wert ist).
- Mehrere Fragen zur Inseltheorie. Was ist Extinktion im Kontext der Inseltheorie? 2 Inseln (gross+klein) bei gleicher Entfernung vom Festland? Wie
beeinflusst die Insel die Artenvielfalt? Wie beeinflusst die Inselgröße die Artenvielfalt wenn die Distanz zum Festland bei beiden Inseln gleich groß ist?
Wovon hängt die Extinktionsrate ab? (Größe der Insel, Entfernung der Insel, …)
Die Artenzahl auf einer Insel wird beeinflusst von:
Immigrationsrate: sinkt mit Entfernung vom Festland, sinkt mit steigender Artenzahl
Extinktionsrate: sinkt mit je größer die Insel ist, steigt mit der Artenzahl
- Welche Organismen besitzen eigene Cellulasen zum Katabolismus von Cellulose?
a) Schabe
b) Regenwurm
c) Wiederkäuer
d) Ameisen
e) Daphnien
→ http://de.wikipedia.org/wiki/Cellulase
Cellulasen sind Enzyme, die in der Lage sind, Cellulose zu ihrem Grundbaustein β-Glucose abzubauen.
Viele Prokaryoten, Pilze und Flagellaten besitzen Cellulasegene und sind daher direkt zum Cellulose-Abbau befähigt.
Als Endosymbionten dienen viele Prokaryoten den herbivoren Tieren, welche wiederum keine eigenen Cellulasegene besitzen und somit auf diese
Mikroorganismen angewiesen sind.
Bei einigen Tieren konnte allerdings das Vorkommen endogener Cellulase oder von Cellulasegenen nachgewiesen werden.
Dazu gehören wenige Vertreter der:
Mollusken, wie
einige Schnecken: die Weinbergschnecke
Muscheln: Corbicula japonica und Lyrodus pedicellatus wurden Cellulase-Gene nachgewiesen
Krebse: Cherax destructor
Fadenwürmer: Bursaphelenchus xylophilus und der in Käfern lebende Pristionchus pacificus
Insekten:
Termitenarten (Reticulitermes speratus und Coptotermes formosanus)
Die richtige Antwort auf die Frage lautet: Schaben.
- Was ist der “Rescue Effect”?
Die Extinktion von Subpopulationen kann durch Immigration von Individuen anderer Subpopulationen verhindert werden.
- Was ist “Kommensalismus”?
2 Arten leben in einer Assoziation, von der eine Art profitiert, die andere nicht beeinträchtigt wird.
- Was ist Bestandteil des chemischen Schutzes? (Tannin und Lignin, einige andere chemische Substanzen)
zur Abwehr von Pathogenen: z. B. Iridoide, Cannabinoide
zur Abwehr von Herbivoren:
diese können unterteilt werden in:
N-haltige Stoffe: Morphine, Nikotin, Atripin, Meskalin
Terpenoide: Wachs, Latex
Phenole: Tannine, Lignin
Weiters gibt es noch Phytosteroide, Pyrethroide sowie Alkaloide.
- Warum ist die Biodiversität bei hoher Störungsrate niedrig?
→ Bei einer hohen Störungsrate sind alle Arten gefährdet und können sich nicht gut etablieren.
- Frage zu den Bodenschichten: wie ist der Boden aufgebaut?:
Bodenaufbau: Organic layer → organisches Material aus teilweise zersetzten Pflanzenteilen.
Topsoil: feinstrukturiertes, mineralisches Material durchmischt mit zersetztem organischem Material.
Subsoil: Mineralpartikel (Lehm, Salze, Steine...) und
lockeres Gestein.
- Trophische Kaskaden kommen vorwiegend vor in…
… homogenen Systemen mit diskreten Grenzen.
- Die “growth rate” Hypothese postuliert das ...
… schneller wachsende Organismen einen höheren Anteil an Ribosomen besitzen, und somit auch mehr Proteine die an diesen Ribosomen translatiert
werden.
- Die Produktionseffizienz ist der Teil …
… der assimilierten Energie, welche in die Produktion investiert wird.
- In einem pelagischen Ökosystem kann die Pyramide der Biomasse umgekehrt sein, weil…
→ das Phytoplankton eine hohe Produktivität bei einem hohen Umsatz hat und die Konsumationsrate des Zooplanktons gleichzeitig hoch ist.
- Was ist ein Ökoton?
Ein Ökoton (→ http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%96koton) ist eine Transitionszone (Übergangsbereich) zwischen zwei Ökosystemen oder Habitaten.
Sie enthält eine besonders hohe Biodiversität.
- Bezüglich der Biodiversität sagt eine Redundancy-Kurve aus, dass die ökosystemare Leistung mit dem Verlust an Biodiversität...? (verzögert abnimmt)
abnimmt.
- Warum ist die Ökologie eine empirische Wissenschaft? Weil sie … [DONE]
Auswahlmöglichkeiten:
a) von Karl Popper begründet wurde.
b) auf einem exakten Ansatz beruht.
c) relativ junge Wissenschaft ist.
d) auf einem hypothetisch-deduktiven Ansatz beruht.
e) Naturkundliche Beobachtungen impliziert.
Die Ökologie als Wissenschaft beruht auf Erfahrungs- oder Beobachtungswerten; mit anderen Worten, sie beruht auf einem hypothetisch deduktiven
Ansatz. Sie setzt Experimente ein, um Theorien zu überprüfen. Empirische Wissenschaften müssen überprüfbar sein, daher setzt man Experimente ein
→ nur die Kontrolle der faktischen Wahrheit durch Tatsachenforschung ist verwendbar (Wissenschaftstheorie; Hypothesis → either Hypothesis rejection
or Hypothesis confirmation).
Das bedeutet auch, das jede von einer Theorie abgeleiteten Hypothese falsifizierbar sein muss.
- Was versteht man unter “Massentransfers” und welche Formen gibt es? Wodurch wird Konvektion oder Diffusion erzeugt? (Brown’sche
Teilchenbewegung, ….)
Ein Massentransfer liegt dann vor wenn sich ein Stoff von A nach B bewegt.
Folgende Formen gibt es:
→ Konvektion / Advektion: zu finden, wo ein physikalischer Gradient vorliegt; Gravitation, Druck, Temperatur.
→ Diffusion: Brown’sche Molekularbewegung (random walk); wichtig in natürlichen Systemen
- Der Einfluss von terrestrischen Nährstoffen auf aquatische Systeme nimmt in welcher Reihenfolge ab?
See → Fluss → offener Ozean
- Wovon ist der C-Kreislauf abhängig?
Von der Temperatur und der Wasserverfügbarkeit.
- Was bedeutet Omnivorie für eine trophische Kaskade?
Omnivorie kann den Kaskadeneffekt aufheben.
- Was ist eine Nischenüberlappung? Wann ist die Nischenüberlappung hoch? (Achtung! Antworten waren: d>w, w>d, d=1, d=w, d=0)
Nischenüberlappung bedeutet, dass sich zwei Arten dieselbe ökologische Nische teilen.
Nischenüberlappung führt zwangsläufig zu Konkurrenz z. B. durch Verringerung von Ressourcen, wie Raum oder Nahrungsangebot, oder auch Licht
und Wasser bei Pflanzen. Das hat ein Sinken der Überlebensfähigkeit, des Wachstums und der Fortpflanzung der betroffenen Art(en) zur Folge. Die damit
einhergehende Stresserhöhung – vor allem durch einen zu kleinen Lebensraum – kann ggf. zum Aussterben dieser Art(en) führen.
Die Nischenüberlappung bei dann hoch wenn folgendes gilt:
d<w
wobei folgendes gilt:
d = Distanz zwischen Kurvenspitzen
w = Standardabweichung von der Kurve
- Wie definieren Sie eine Metapopulation? (Subpopulationen, die untereinander eingeschränkten Genaustausch haben)
→ Eine Metapopulation ist eine Gruppe von Subpopulationen die untereinander einen eingeschränkten Genaustausch hat.
→ Wechsel zwischen lokaler Extinktion und lokaler Kolonisation.
→ Innerhalb einer Metapopulation sind Subpopulationen über Verbreitung von Individuen miteinander verbunden.
- Was ist die “Red Queen Hypothese”?
Die Red Queen Hypothese besagt, das ein evolutionärer Vorteil einer Beuteart durch evolutionäre Änderung der Räuberart aufgehoben werden kann.
- Was ist Konnektivität? Wovon hängt die Konnektivität ab? Berechne die Konnektivität anhand eines Beispiels.
Konnektivität ist das Verhältnis zwischen der real existierenden Anzahl an Links und der theoretisch maximal möglichen Anzahl der Links.
Konnektivität hängt ab von der Anzahl der Arten und von der Anzahl der Links.
- Was ist “sloppy feeding”?
Vorweg: erwähnt wird dieser Begriff hier → http://plankt.oxfordjournals.org/content/27/1/27.full. Da steht dann oft DOC, also “dissolved organic carbon”.
Zur Frage: Prädation zerstört allgemein Mikroorganismen; diese werden dann als Ressourcen für andere Organismen verfügbar. Mit Hilfe dieser
Ressourcen wird Biomasse aufgebaut (→ Microbial loop).
Sloppy feeding bedeutet, dass manche Organismen (z.B. Zooplankton) ihre Beute nicht komplett verschlingen, sondern 'sloppy', also schlampig fressen
und dabei viele Nährstoffe, die in der Beute enthalten sind, anderen wiederum "zur Verfügung stellen" - so wie Essensreste von Touristen beim Frühstück
auf der Terasse des Hotels - die landen dann oft bei Vögeln oder Eichkätzchen.
- Warum sinkt die Temperatur mit der Höhe? [DONE]
Die Erde hat bekanntermassen eine Atmosphäre. Die Temperatur verändert sich dort, wie man hier sehen kann: → http://de.wikipedia.org/wiki/Atmosph
%C3%A4rischer_Temperaturgradient
Mit steigender Höhe sinkt der Luftdruck, auch die kinetische Energie sinkt; die Radiation der Erde nimmt ab. Es findet daher eine adiabatische
Abkühlung durch Expansion statt, nicht Wärmeabgabe!
- Welchem natürlichen Vorgang ist das Haber-Bosch-Verfahren nachempfunden? (Stickstofffixierung, Denitirifikation, …..)
→ Der Stickstofffixierung.
- Im Rahmen der „Biodiversität Ökosystemfunktion“ – Diskussion besagt die Rivet-Hypothese, dass (hier fehlt etwas)
Auswahlmöglichkeiten:
a) linear mit dem Verlust an Biodiversität abnimmt.
b) verzögert bis überhaupt nicht mit dem Verlust an Biodiversität abnimmt.
c) erratisch mit dem Verlust an Biodiversität abnimmt.
d) stufenweise mit dem Verlust an Biodiversität abnimmt.
e) mit dem Verlust an Biodiversität zunimmt.
(d) und (c) stimmt nicht.
→ stufenweise mit dem Verlust an Biodiversität abnimmt
Bei der Rivet Hypothese wurde das Beispiel vom Flugzeug gebracht. Nimmt man die Nieten einzeln heraus so verliert das Flugzeug immer mehr an Höhe
bis es vollständig abstürzt. Der Verlust der Biodiversität erfolgt also stufenweise.
Die Rivet Hypothese behauptet, das jede Spezies, die zu einem Ökosystem hinzugefügt wird, die Funktionen dieses Ökosystems erweitert; aber nur
langsam. Jede Abnahme an Biodiversität ist spürbar.
- Was meinen wir mit TLTE (Trophic level transfer energy)
TLTE = CE * AE * PE
CE = Konsumationseffizienz (=„Prozentsatz der Produktion auf einer trophischen Ebene, der auf der nächsten Ebene konsumiert wird“)
AE = Assimilationseffizienz (=„Prozentsatz der ingestierten Energie, die assimiliert wird“)
PE = Produktionseffizienz
Mittelwert: 10%.
- Wovon hängt Stabilität ab? (Resistenz und Resilienz, Resistenz und irgendwas, Resilienz und irgendwas)
(1) Resistenz (Robustheit; „Energie“ die benötigt wird um das System aus dem Gleichgewicht zu bringen)
(2) Resilienz (Regenerationsfähigkeit; Zeit die das System benötigt um wieder zum Ausgangszustand zurückkehren zu können)
- Was besagt die “insurance hypothesis”?
Diese Hypothese besagt, das die funktionale Vielfältigkeit der Arten die Anpassung der Ökosysteme an sich ändernde Umweltbedingungen erleichtert.
Vielfältigkeit ist, wie bekannt ist, bei mittlerer dispersal rate zu finden. Nach dem Mittelwert der Verbreitung kann es allerdings passieren, dass sich eine
Art besonders gut anpasst, dominiert, andere verdrängt, und somit zu einer Homogenisierung der Landschaft beiträgt (mass effect).
Das Muster ist leicht nachvollziehbar durch das Modell der anthropogenen Landwirtschaft: der Mensch sorgt durch die Felder indirekt dafür, dass die
Produktivität anderer Arten geringer wird und somit die Biodiversität abnimmt.
Eine hohe Diversität bietet eine bessere Sicherheit: bei sich ändernden Umweltbedingungen ist die Chance größer, dass eine Art dabei ist, die sich an
veränderte Bedingungen anpassen kann.
- Wovon hängt die Länge der Nahrungsketten ab? Welcher Faktor steht in einem linearen Zusammenhang mit der Nahrungskettenlänge? (Größe des
Ökosystems, …..)
Sie hängt ab von:
(1) Größe des Ökosystems
(2) Energie/Produktivität
(3) Stabilität des Systems
Die Länge der Nahrungsketten hängt primär von der Größe des Ökosystems ab.
- Was sind Ecosystem engineers?
Eine Art, die ein Habitat physikalisch modifiziert, erstellt oder zerstört, und somit direkt oder direkt die Verfügbarkeit von Ressourcen für andere Arten
beeinflusst.
(a) Autogenic engineers (e.g. Korallen, Bäume) verändern die Umwelt durch ihre eigene physikalischen Strukturen.
(b) Allogenic engineers (e.g. Biber) verändern mechanisch die Umwelt durch Transformation von nicht-körpereigenem Material (tot oder lebendig).
- Frage zu Neutralität
Alle Arten innerhalb von einer trophischen Stufe sind „ökologisch äquivalent“.
Sie haben somit die gleiche Wahrscheinlichkeit für Tod, Reproduktion und Verbreitung.
Die Abundanz fluktuiert zufällig durch demographische Stochastizität.
Lokale Extinktion wird ausgeglichen durch Immigration (dies sind jene Punkte, die der Professor in seinen Folien genannt hat)
- Was meint man mit dem “Paradox of Plankton”?
→ Plankton lebt in einem auf den ersten Blick sehr homogenen Habitat; warum gibt es so viele Arten?
In einem pelagischen Ökosystem kann die Pyramide der Biomasse umgekehrt sein, weil das Phytoplankton eine hohe Produktivität bei einem hohen
Umsatz hat und die Konsumationsrate des Zooplanktons gleichzeitig hoch ist.
- Wie entsteht Biodiversität? (Konkurrenzausschluss und Nischendifferenzierung)
Konkurrenzausschluss und Nischendifferenzierung.
- Wie setzt sich die Beta-Diversität zusammen? (Alpha-Diversität dividiert durch Gamma-Diversität; Gamma-Diversität dividiert durch Alpha-Diversität,
…..)
β = 2c / (S1+S2)
Wobei:
c = Anzahl der gemeinsamen Arten in System 1 und System 2
S1 = Gesamtartenanzahl im System 1
S2 = Gesamtartenanzahl im System 2
Bzw:
β = γ / α (“Gamma durch Alpha”)
- Was sagt eine steil verlaufende Rank abundance curve aus?
Eine steil verlaufende rank abundance curve (auch “Whittaker plot” genannt→ http://en.wikipedia.org/wiki/Rank_abundance_curve) bedeutet das eine
bis wenige Arten sehr dominant, und auch häufig vorhanden sind.
Eine steil verlaufende Kurve zeigt:
→ geringe Dominanz vieler Arten
→ hohe Dominanz weniger Arten
Diese Kurve zeigt die relative Abundanz von Arten an und ist damit ein mass für Biodiversität.
Hier ein Bild so eines Diagrammes:
- Wie beeinflussen saprotrophe Organismen die Wachstumsrate ihrer Ressorucen? (direkt, nicht direkt, ….)
Saprotrophe Organismen beeinflussen die Wachstumsrate ihrer Ressource nicht direkt. Sie sind „donor controlled“ → kein direktes Feedback.
- Was besagt die “Endoymbionthentheorie”?
→ Prokaryotische Zellen nahmen phototrophe/chemotrophe Bakterien auf (Endozytose) → Endosymbionten → Zellorganellen (Mitochondien,
Chloroplasten)
- Was kennzeichnet Ektosymbiose oder Endosymbiose jeweils? (Partner sind körperlich getrennt, ein Partner wird vom anderen aufgenommen, ….)
Ektosymbiose: Partner einer Symbiose bleiben körperlich getrennt
Endosymbiose: einer der Partner wird in den Körper des anderen aufgenommen
- Was kennzeichnet Character Displacement? (morphologische, physiologische, ethologische Veränderungen vorher ähnlicher/gleicher Arten, … generell
ist mir mehrmals aufgefallen, dass die Definitionen von den Folien wortgenau wiedergegeben worden sind → also GENAU LERNEN!!!)
Die Verschiebung der Nische impliziert morphologische, physiologische, ethologische Veränderungen. Es kommt zur Ko-Existenz durch character
displacement.
- Wann kommt der Holling Typ I bzw. III vor? (bei aktiven Räubern, bei passiven Räubern und Filtrierern) [DONE]
Die Einteilung in die verschiedenen Holling-Typen erfolgt anhand der Dichte der Nahrung und wie sich der Räuber Zugang zu dieser Nahrung (seiner
Beute) verschafft.
”A functional response in ecology is the intake rate of a consumer as a function of food density. It is associated with the numerical response, which
is the reproduction rate of a consumer as a function of food density.”
C. S. Holling hat die funktionellen Antworten in folgende 3 Klassen eingeteilt:
Holling I
passive Prädatoren [Filtrierer]; Zeut für die Beutesuche dauert lang, dafür sind sie jedoch fast immer erfolgreich; Zeit zum
Beutesuchen >> Handling der Beute
Holling II
aktive Prädatoren, deren Fangrate ist geringer: handling>> Zeit um Beute zu suchen
Holling III
ähnlich wie Holling II, aber mit einer lag-Phase
- Was sagt das Lotka-Voltera-Modell aus? (dass Räuber-Beute-Populationen sich mutualistisch beeinflussen, dass die Räuber-Population immer größer ist
als die Beute-Population)
→ Das Lotka-Voltera-Model besagt, das eine mutualistische Regulierung der Räuber-Beutepopulation vorliegt.
- Die Dichteanomalie (max. Dichte bei 3.99°C) des Wassers bedingt, dass [DONE]
a) Flüsse besser als Seen im Winter durchmischt sind.
b) Seen saisonal stratifiziert sein können. [richtig]
c) die Temperatur im Emilimnion strafizierter Seen niedriger als im Hypolimnion hat.
d) Seen im Winter zufrieren.
e) Seen im Winter nicht zufrieren
Erklären wir zuerst die Zonierung in einem See:
Epilimnion: der oberste Teil im See
Metalimnion (oder die Thermokline): mittlerer Bereich eines See
Hypolimnion: der unterste Bereich eines See
Ein chemischer Stoff zeigt eine Dichteanomalie wenn er sich bei Abkühlung ausdehnt.
Die Temperatur der untersten Schicht (Hypolimnion) beträgt etwa 4°. Wasser hat bei ca. 4° C die höchste Dichte, weshalb sich Wasser mit dieser
Temperatur absetzt.
Wegen der Sommerstagnation und danach der Herbstzirkulation sind die Seen saisonal stratifiziert.
- Was versteht man unter “numerical response”?
→ Numerical response besagt das, je mehr Beute gefressen wird, umso höher ist die Reproduktionsrate der Räuber.
Mit anderen Worten, es entsteht hier eine Beziehung zwischen der Konsumation und der Reproduktion der Räuber.
- Wie beeinflusst die Überfischung das Fisch-Räuber-Beute-Schema? Die Überfischung der Ozeane führt dazu dass ... (macht es komplexer, weniger
komplex, ….) [DONE]
Weltweit ist ein Viertel aller Speisefischbestände übernutzt; weitere 30 Prozent stehen an der Schwelle zur Überfischung.
Die Fischerei setzt nicht nur die sogenannten Zielarten unter Druck sondern bedroht auch andere Fischarten → wird eine Spezies dezimiert, so hat das
einen Einfluss auf die gesamte Lebensgemeinschaft des Meeresgebietes.
Am Raubfisch Kabeljau lässt sich die Überfischung gut dokumentieren: der Kabeljau steht weit oben in der marinen Nahrungskette.
Wird er jedoch tonnenweise herausgefischt, so profitieren seine Beutefische, etwa Lodde und Hering, davon.
Ihre Bestände nehmen zum Teil sprunghaft zu. Diese Arten fressen wiederum Zooplankton. Das ist aber auch die Nahrungsgrundlage der
Kabeljaularven. So verstärkt die erhöhte Zahl der Beutefische den Druck auf den Kabeljau.
Die Fischerei beeinflusst sogar die Evolution einzelner Arten. Durch den selektiven Fang von großen Tieren werden die Fische schneller geschlechtsreif.
Sie sind dadurch noch kleiner und zeugen weniger Nachwuchs, mit schlechterer Qualität. Dies trägt dazu bei, dass sich dezimierte Fischbestände meist
nicht so schnell erholen. Dieses Phänomen nennt man auch Sekundäreffekte.
Allgemein gilt, das die Überfischung das Nahrungsnetz somit weniger komplex macht, da wichtige Elemente (Fische) der Nahrungskette entnommen
werden. Es kommt vor allem zu einem Rückgang der mittleren trophischen Ebene (→ altered ecosystem structure and function).
Als Kurzantwort formuliert:
→ Überfischung führt zum Niedergang einer trophischen Ebene.
- Wie viel % vom Süßwasser sind Gletscher? [DONE]
68.7%.
Gletscher, Inlandeis und Permafrostboden sind nach den Ozeanen die zweitgrößten Wasserspeicher - und mit weitem Abstand die größten
Süßwasserspeicher der Erde.
Die ober- und unterirdischen Wasservorkommen in gasförmiger, fester und flüssiger Form werden als Hydrosphäre bezeichnet. Ein Teil der Hydrosphäre
ist die Kryosphäre, das als Eis gebundene Wasser der Polkappen, Eisschilde, Gletscher, Permafrostboden (Dauerfrostboden) und Eishöhlen.
Das Wasservolumen der Erde beträgt etwa 1.450 Millionen m³; knapp 95 Prozent davon befinden sich als Salzwasser in den Weltmeeren, nur 25
Millionen m³ sind Süßwasser.
Gletscher sind extrem wichtig – so versorgen die Himalaya-Gletscher beispielsweise die sieben größten Flüsse Asiens und damit zwei Milliarden
Menschen mit Wasser.
Wie man aus der obigen Graphik entnehmen kann geht der Rest auf folgendes:
Grundwasser: 30,1%
Oberflächengewässer: 0,3%
Rest: 0,9%
- Was bedeutet Eutrophierung? [DONE]
Überdüngung durch Nährstoffeintrag / Nährstoffanreicherung. Sieht man mitunter in einem See. → http://de.wikipedia.org/wiki/Eutrophierung
Hierbei werden Nährstoffe in einem Ökosystem angereichert.
- Klima-Frage sinngemäß: Was schließt man daraus, dass mehr langwellige Strahlung von der Erde abgegeben wird als kurzwellige aufgenommen wird?
[DONE]
=> Kurzwellige Strahlung ist energiereicher als langwellige. Prallt die Strahlung von der Erde ab so verliert sie an Energie; daher verändert sich auch ihre
Wellenlänge.
“The wavelength of radiation emitted by an object is a function of its temperature.”
Die Erde gibt mehr langwellige Strahlung ab, weil sie nicht so heiß ist wie die Sonne.
kurzwellig = Temp hoch → Sonne 5800 gradlangwellig = TEmp niedrieg --> Erde 15 gradEmittierung Tag und Nacht?
- Was bewirkt die ca. 4°C-Dichte-Anomalie des Wassers? (Dass Seen im Winter zufrieren, dass sie nicht zufrieren, dass Flüsse früher-oder-später zufrieren
als Seen, dass das Wasser in Seen zirkuliert, …)
=> Es entstehen Temperaturschichten (Epilimnion, Thermokline, Hypolimnion), wobei die unterste Schicht (Hypolimnion) meistens um die 4°C hat,
da das Wasser bei dieser Temperatur die höchste Dichte hat und sich somit unten absetzt.
- Was ist die Thermokline? (Temperatursprungschicht im Wasser, ….) [siehe auch die Frage zur Dichte-Anomalie des Wassers]
[Mögliche Auswahl] Die Thermokline ist der/die
a) Sprungschicht bei thermisch stratifizierten Seen.
b) Übergangszone vom Pelagial zum Sediment.
c) Schicht mit der höchsten Temperatur während der Sommerstagnation.
d) thermische Übergang von der Sommerstratifikation zur Herbstzirkulation.
e) Schicht in der das Wasser maximale Dichte hat.
Antwort: Die Thermokline ist die mittlere Temperaturschicht in einem See, in der ein rapider Temperaturabfall zu bemerken ist (im Sommer). (==
Sprungschicht bei thermisch stratifizierten Seen während der Sommerstagnation)
- Wie viel % der Oberflächengewässer sind in ... (3 SMF)
Seen: 87%
Moore: 11%
Flüsse: 2%
- Was ist der Leaf-Area-Index (LAI)?
=> (total leaf area) / (projected ground area)=LAI (Leaf Area Index)
Deutsch formuliert:
Totale Blattfläche dividiert durch die Fläche welche die Baumkrone auf den Boden wirft.
Also: je dichter das Blattwerk, desto höher ist der LAI → mit dem Effekt das auch weniger Licht bis zum Boden gelangt.
- Eine Frage zum Oberflächen-Volumen-Verhältnis:
→ Das Oberflächen – Volumen Verhältnis sinkt mit steigendem Volumen.
- Was ist Zoochorie? [DONE]
Zoochorie ist die Ausbreitung von Sporen durch Tiere.
Unterschieden werden kann in:
(a) Endozoochorie: die Sporen werden gefressen und wieder ausgeschieden → z.B.: Kirsche
(b) Epozoochorie: die Sporen haften an der Körperoberfläche → z.B.: Distel
Weiterführende Links zur Vorlesung:
→ Diskussion im Forum: http://www.univie.ac.at/stv-biologie/forum/viewtopic.php?f=113&t=18533
→ Fragenausarbeitung (vom 27.05.2013): http://www.univie.ac.at/stv-biologie/forum/viewtopic.php?f=113&t=20593
→ http://www.univie.ac.at/stv-biologie/forum/viewtopic.php?f=120&t=16479&p=210581
→ Quizlet-Fragen: http://quizlet.com/24441529/grundlagen-der-okologie-battin-2013-flash-cards/