Biozönose

Innerhalb eines bestimmten Lebensraum leben viele Arten miteinander. Diese Lebensgemeinschaft besteht nicht aus zufällig zusammengewürfelten Tier- und Pflanzenarten, sondern stellt eine charakteristische Gemeinschaft von Arten dar, welche miteinander in Wechselbeziehungen stehen. Diese Lebensgemeinschaft bezeichnet man auch als Biozönose. Eine Biozönose lebt in einem bestimmten Lebensraum, welches man als Biotop bezeichnet. Beide zusammen bilden ein Ökosystem.

Schau dir zur Einführung in das Thema Biozönose dieses Grundlagenvideo zum Theme Ökosysteme an!

Was ist ein Ökosystem? Eigenschaften & Kategorien von Ökosystemen – Ökosysteme 1

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Wechselbeziehungen innerhalb einer Lebensgemeinschaft

Zwischen den verschiedenen Arten einer Biozönose gibt es viele Wechselwirkungen. Diese können für eine der Arten positive und für die andere negative, für beide Arten positive oder für beide Arten negative Konsequenzen haben.

Symbiose

Als Symbiose werden wechselseitige Beziehungen zwischen zwei Arten bezeichnet, die zu beiderseitigem Nutzen sind. Dabei muss es sich bei den zwei Arten nicht entweder um zwei Tier- oder zwei Pflanzenarten handeln, sondern es sind auch Symbiosen zwischen einer Tier- und einer Pflanzenart möglich.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, verschiedene Symbiosen voneinander zu unterscheiden:

1. Unterscheidung nach der Art der räumlichen Beziehung:

  • Ektosymbiose: Die beiden Partner der symbiotischen Beziehung bleiben körperlich voneinander getrennt (zum Beispiel Blüten und Bestäuber oder der Clownfisch und die Seeanemone)
  • Endosymbiose: Einer der beiden Partner wird in den Körper des anderen aufgenommen (zum Beispiel bestimmte Bakterien im Darm von Menschen oder Tieren, Knöllchenbakterien in den Wurzeln von einige Pflanzen)

2. Unterscheidung nach der Art der wechselseitigen Abhängigkeit:

  • Fortpflanzungssymbiose: Ein Beispiel für die Fortpflanzungssymbiose ist das Zusammenleben von Bienen und Blütenpflanzen. Die Biene bekommt von den Blütenpflanzen Nektar als Nahrung und verbreitet bei dem Besuch vieler verschiedener Blüten die Pollen, die bei der Nektaraufnahme an hier hängen bleiben.
  • Symbiose zum Schutz vor Feinden: Beispielhaft ist hier die Symbiose von Ameisen und Blattläusen zu nennen. Die Blattlaus gehört zu den Beutetieren von Marienkäfern, welche aber von den Ameisen vertrieben werden. Die Blattläuse sondern wiederum als Abfallprodukt ihres eigenen Stoffwechsels eine Zuckerlösung ab, welche von den Ameisen als Nahrung verwendet wird.

Eine besondere Form der Symbiose wird durch die Endosymbiontentheorie beschrieben. Hierbei wird der Schritt von einem Prokaryoten zu einem Eukaryoten erklärt, der sich von ungefähr 1,8 Milliarden Jahren vollzogen hat. Man geht davon aus, dass sowohl die Mitochondrien als auch die Chloroplasten aus Prokaryoten hervorgegangen sind, die von größeren Prokaryoten durch Phagozytose aufgenommen worden sind. Dabei wurden einige dieser Prokaryoten nicht verdaut, sondern überlebten in den Vesikeln der Wirtszelle. Diese Interaktion war für beide Partner von großem Vorteil, da die kleineren, aufgenommenen Prokaryoten wichtige Stoffwechselprodukte lieferten und der größere Prokaryot die aufgenommenen vor der Phagozytose und dem Verdau anderer Prokaryoten schützte.

Endosymbiontentheorie

Hinweise für die Richtigkeit der Endosymbiontentheorie:

  • Zwischen den Chloroplasten und den heutigen Photosynthese betreibenden Prokaryoten existieren viele biochemische Gemeinsamkeiten
  • Chloroplasten und Mitochondrien haben jeweils eigene DNA-Fragmente, die den Erbinformationen von heute freilebenden Prokaryoten stark ähneln
  • Die äußere Membran der Doppelmembran von Chloroplasten und Mitochondrien stammen von der Wirtszelle, während die Innere Membran eher der von Prokaryoten ähnelt

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Parasitismus

Ein Parasit ist ein Organismus, der innerhalb einer engen Lebensgemeinschaft auf Kosten eines anderen lebt, indem er sich von diesem Wirt ernährt oder auf eine andere Art und Weise von ihm profitiert. Der Wirt wird dabei zwar geschädigt, in der Regel jedoch nicht getötet.

Auch Parasiten werden in verschiedene Arten unterteilt:

1. Unterscheidung nach der räumlichen Beziehung:

  • Endoparasiten leben im Wirt (zum Beispiel Bandwurm)
  • Ektoparasiten leben auf dem Wirt (zum Beispiel Zecken)

 
2. Unterscheidung nach zeitlichen Aspekten:

  • Temporäre Parasiten leben zeitweise in einem Wirt
  • Periodische Parasiten leben nur während einer Lebensphase am oder im Wirt
  • Permanente Parasiten leben zeitlebens am oder im Wirt
  • Parasitoide: Organismen, die in ihrer Entwicklung parasitisch leben, den Wirt zum Abschluss der Parasitierung jedoch töten

Räuber-Beute-Beziehung

Lotka-Volterra-Regeln – Räuber-Beute-Beziehung – Regulation von Populationen einfach erklärt 1

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Bei Räuber-Beute-Beziehungen ist eine der beiden Arten die Nahrung der anderen Art. Der Räuber dezimiert aktiv die Population der Beute, während die Population des Räubers indirekt durch das Nahrungsangebot beeinflusst wird. Es handelt sich also um eine wechselseitige Beziehung.

Wie Räuber- und Beutepopulation sich gegenseitig beeinflussen, haben die Mathematiker Alfred Lotka und Vito Volterra in den Lotka-Volterra-Regeln festgehalten. Den Effekt, dem die Lotka-Volterra-Regeln zugrundeliegen, bezeichnet man als negative Rückkopplung.

1. Die Populationsgrößen von Räuber und Beute schwankt periodisch um einen Mittelwert. Eine hohe Beutedichte geht dabei phasenverschoben einer hohen Räuberdichte voraus.

2. Die mittleren Populationsdichten bleiben langfristig konstant.

3. Nach starker Dezimierung beider Populationen erholt sich zuerst die Beutepopulation, zeitversetzt auch die Räuberpopulation.

Der ständige Kampf ums Überleben, die Vorteile von besser angepassten Jagdoder Abwehrmerkmalen und der daraus resultierende Selektionsvorteil führt oft zu Spezialisierungen:

  • Warntracht: Schutzmechanismus vor Räubern, indem eine mehr oder weniger einheitliche und auffällige Farben von verschiedenen ungenießbaren Arten genutzt werden.
  • Mimikry (Scheinwarntracht): Eine harmlose Art ahmt in ihrer Form oder ihrer Farbe eine wehrhafte Art nach.
  • Schrecktracht: Plötzlicher Farb- oder Stellungswechsel bei einer Art, die den Räuber abschrecken soll.
  • Mimese: Täuschende Ähnlichkeit einer Art mit unbeachteten Dingen wie Blättern, Steinen oder Ästen.
  • Krypsis (Umgebungstracht): Farb- und Formähnlichkeit mit der Umgebung.
  • Locktracht: Farb- und Formübereinstimmung einer Art mit der Nahrung oder dem Sexualpartner der Beute.
  • Induzierte Abwehr: Die Anwesenheit eines Räubers löst die Bildung von Abwehrmechanismen aus.

Konkurrenz

Leben zwei verschiedene Arten am selben Lebensraum und Kämpfen dort um die selbe Ressource, wie zum Beispiel die Nahrungsquelle oder Brutplätze, so spricht man von Konkurrenz. Zwei nah verwandte Arten, die um dieselbe Ressource konkurrieren, können am gleichen Standort nicht koexistieren. Die konkurrenzfähigere Art verdrängt dann die konkurrenzschwäche. Dieses Prinzip nennt sich Konkurrenzausschlussprinzip. Beide Arten können erst nebeneinander koexistieren, wenn sich die ökologischen Nischen beider Arten im Laufe der Evolution voneinander unterscheiden. Dieser Vorgang nennt sich dann Nischendifferenzierung. Dazu ist eine divergente Entwicklung der Arten von Nöten, was bedeutet, dass sich die Merkmale, die ermöglicht, die begehrte Ressource zu erlangen, auseinanderentwickeln müssen (zum Beispiel ein anders geformter Schnabel).

Häufig ist es aber so, dass Konkurrenz im gleichen Lebensraum eher vermieden wird, indem unterschiedliche Arten in Lebensgemeinschaften auch unterschiedliche ökologische Nischen einnehmen. Man unterscheidet zwei verschiedene Arten von Konkurrenz:

Bei der Interspezifischen Konkurrenz konkurrieren zwei Individuen verschiedener Arten um den Standort oder eine Ressource. Wird um das Habitat konkurriert, spricht man von der Raumkonkurrenz. Wird um eine gemeinsam genutzte Ressource konkurriert, spricht man von der Ausbeutungskonkurrenz. Hierbei gilt dann das Konkurrenzausschlussprinzip. Im Gegensatz zu den Räuber-Beute-Beziehungen, bei denen durch die negative Rückkopplung keine der beiden Arten ausstirbt, ist es bei einer konkurrierenden Wechselbeziehung durchaus möglich, dass Arten aussterben.

Bei der zweiten Form spricht man von der Intraspezifischen Konkurrenz. Hierbei konkurrieren zwei Individuen der gleichen Art um einen Standort oder Ressourcen, wie zum Beispiel Nahrung oder auch Fortpflanzungspartner. Intraspezifische Konkurrenz wird häufig durch bestimmte Verhaltensweisen verringert, wie die Revierbildung bei Amseln während der Brutzeit, Unterschieden zwischen Jugendund Altersformen (unterschiedliche ökologische Nischen bei Raupe und Schmetterling) oder durch einen Sexualdimorphismus, der dafür sorgt, dass Männchen und Weibchen unterschiedliche Bedürfnisse haben (männliche Stechmücken konsumieren Nektar, weibliche saugen Blut).

Das Thema „Konkurrenzausschlussprinzip“ kannst du dir durch dieses Lernvideo nochmals erklären lassen!

Ökologische Nische & Planstelle – Konkurrenzausschlussprinzip – Konvergente Entwicklung | Ökologie

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