Biologie - 1. Ökologie 1. Das Ökosystem
Was ist eigentlich Ökologie? Welche Wechselwirkungen bestehen zwischen Organismen und ihrer Umwelt? Was bedeuten die Begriffe Biotop und Biozönose?
Ökologie ist die Lehre von den Wechselwirkungen zwischen den Organismen und ihrer Umwelt und wurde 1860 von Ernst Haeckel definiert:
Definition nach Ernst Haeckel
Ernst Haeckel
Jedes Lebewesen - sei es pflanzlicher oder tierischer Herkunft - wird durch seinen Lebensraum beeinflusst und wirkt seinerseits auf seine Umwelt ein. Die Umwelt eines Lebewesens und die darin lebenden Individuen gehören zu einem Ökosystem.
Demnach setzt sich ein Ökosystem aus zwei großen Bereichen zusammen:
Ökosystem - bitte klicken Sie auf die Lupe
- dem Biotop - das ist die Summe aller abiotischen, nicht belebten Faktoren wie zum Beispiel Licht, Temperatur und Wasser
- der Biozönose - das ist die Lebensgemeinschaft von Lebewesen verschiedener Arten in einem begrenzten Raum
Der Biotop
Die wichtigsten der abiotischen Faktoren, die eine Anpassung von Lebewesen an den Biotop notwendig machen, sind Temperatur, Wasser und Licht.
Abiotischer Faktor: Temperatur
Gleichwarme Tiere wie Vögel und Säugetiere halten die Körpertemperatur im Winter wie im Sommer konstant. Dazu müssen sie im Sommer Wärme abgeben und im Winter Wärme speichern können.
Thermobild eines Damwildes
Im Thermobild eines Damwildes erkennt man die Bereiche am Kopf und an den Hinterbeinen, über die mithilfe einer verstärkten Durchblutung Körperwärme an die Umwelt abgeben wird. Im Winter dagegen hält das gleichwarme Tier durch verminderte Durchblutung in diesen Bereichen und durch seine Körperbedeckung die Temperatur im Körperinneren aufrecht.
Fischotter: Sein dichtes Fell hält ihn warm. Amphibien und Reptilien haben diese Möglichkeit nicht.
Das Fell der Säugetiere und die Federn der Vögel isolieren hervorragend. Bei Fischen, Amphibien, Reptilien und den Wirbellosen wie zum Beispiel Insekten haben diese Schutzeinrichtung nicht. Sie passen sich der Außentemperatur an, sind also wechselwarm.
| Gleichwarme Tiere | Wechselwarme Tiere |
|---|---|
| Vögel und Säugetiere halten ihre Körpertemperatur konstant. Dabei helfen ihnen isolierende Federn beziehungsweise Fell. Sie sind gleichwarm. | Bei Fischen, Amphibien, Reptilien und Wirbellosen wie zum Beispiel Insekten schwankt die Körpertemperatur mit der Außentemperatur. Sie sind wechselwarm. |
Abiotischer Faktor: Wasser
Schwitzen kühlt zwar, bedeutet gleichzeitig aber auch Wasserverlust. Auch durch Ausscheidung und Ausatmen verlieren Lebewesen permanent Wasser. Im Körper dient Wasser jedoch als Lösungs- und Transportmittel für viele Stoffe, die zum Auf-, Ab- und Umbau benötigt werden. Deshalb muss es ständig mit der Nahrung oder durch Trinken wieder aufgenommen und der Verlust durch Anpassung des Körpers oder der Lebensweise gering gehalten werden. So gibt es Tiere, die keine Schweißdrüsen besitzen oder solche, die überwiegend in den kühlen Abend- und Nachtstunden aktiv sind.
Abiotischer Faktor: Licht
In der Pflanzenzelle wird mithilfe von Lichtenergie Wasser und Kohlendioxid zu Zucker und Sauerstoff umgewandelt.
Licht als abiotischer Faktor steuert den Biorhythmus von Lebewesen. Die Tageslänge entscheidet über Vogelwanderung, Balzzeit oder Eintritt in den Winterschlaf. Eine essentielle Bedeutung kommt dem Licht bei der Fotosynthese zu: Sonnenlicht ermöglicht Pflanzen den Aufbau energiereicher Stoffe und ist somit die wichtigste Energiequelle für Lebewesen überhaupt. Bei der Fotosynthese wird in der Pflanzenzelle mithilfe von Lichtenergie Wasser und Kohlendioxid zu Zucker und Sauerstoff umgewandelt.
Die Biozönose
Biozönosen gibt es in vielfältiger Form, sie können ganz unterschiedlich gestaltet sein. Am Beispiel des Rehs lassen sich drei wesentliche Zusammenhänge zwischen Lebewesen verschiedener Arten darstellen:
Biozönose: Räuber-Beute-Beziehung
Bei der Räuber-Beute-Beziehung geht es um das klassische "Fressen und gefressen werden". Das Reh frisst Pflanzen und wird selbst vom Luchs gefressen.
Biozönose: Symbiose und Parasitismus
Ein Zusammenleben von Lebewesen verschiedener Arten zum gegenseitigen Nutzen - Symbiose genannt - gibt es beispielsweise bei den Einzellern und Bakterien im Magen eines Rehs: Die Einzeller zersetzen den unverdaulichen Stoff Cellulose für das Reh und erhalten dabei selbst Energie. Wenn dagegen nur eine Art profitiert, haben wir es mit Parasitismus zu tun. Die Tierart, die den Schaden davonträgt, wird Wirt genannt, der - in diesem Fall unfreiwillig - den Parasiten beherbergt. Die Zecke beispielsweise lebt als Parasit vom Blut des Rehs. Das Reh hat keinen Nutzen. Da die Zecke dabei Krankheitserreger übertragen kann, schädigt sie unter Umständen sogar den Wirt.
Biozönose: Konkurrenz
Ein weiterer Faktor einer Biozönose ist die Konkurrenz. Sowohl der verwandte Hirsch macht dem Reh seine Nahrung streitig als auch der Artgenosse. Mit jenem wetteifert er zur Balzzeit auch noch um den Partner. Jedes Lebewesen, das auf ein anderes einwirkt, stellt in der Biozönose einen biotischen Faktor dar.