Artenvielfalt
Artenvielfalt
Artenvielfalt
Zielgruppe: Klasse 7–9, Biologie / Naturwissenschaften
Einleitung
Artenvielfalt beschreibt, wie viele verschiedene biologische Arten in einem abgegrenzten Gebiet vorkommen. Das kann eine Wiese, ein Wald, ein See, eine Stadt oder auch ein ganzer Kontinent sein. Artenvielfalt ist ein Teil der umfassenderen biologischen Vielfalt.
Eine artenreiche Wiese zeigt gut, was Artenvielfalt bedeutet: Viele Pflanzenarten schaffen Nahrung und Lebensräume für unterschiedliche Insekten, Vögel und andere Tiere. Entscheidend ist aber nicht nur, wie viele Arten vorhanden sind. Für ein genaueres Bild untersuchen Forschende auch, wie häufig einzelne Arten vorkommen und wie sich ihre Bestände verändern.
Was bedeutet Artenvielfalt?
In der Biologie meint Artenvielfalt meist die Zahl unterschiedlicher Arten in einem bestimmten Raum. Der Fachbegriff Artenreichtum betont genau diese Anzahl. Bei weiterführenden Untersuchungen kann zusätzlich betrachtet werden, ob wenige Arten sehr häufig sind oder ob viele Arten ähnlich häufig vorkommen.
Ein tropischer Wald kann auf engem Raum sehr viele Pflanzen-, Tier-, Pilz- und Mikroorganismenarten beherbergen. Andere Lebensräume besitzen weniger Arten, können aber trotzdem ökologisch besonders wertvoll sein, wenn dort seltene oder stark angepasste Arten vorkommen.
Artenvielfalt und Biodiversität
Biodiversität ist weiter gefasst als Artenvielfalt. Sie umfasst drei miteinander verbundene Ebenen:
- Genetische Vielfalt: Unterschiede im Erbgut innerhalb einer Art oder zwischen Populationen derselben Art.
- Artenvielfalt: Vielfalt beziehungsweise Zahl verschiedener Arten in einem Gebiet.
- Ökosystemvielfalt: Vielfalt unterschiedlicher Lebensräume und ökologischer Systeme, zum Beispiel Wald, Moor, Fluss, Wiese oder Korallenriff.
Verschiedene Merkmale innerhalb einer Art können auf genetischer Vielfalt beruhen. Sie ist wichtig, weil Populationen mit unterschiedlichen erblichen Varianten auf Umweltveränderungen unterschiedlich reagieren können.
Ein Korallenriff veranschaulicht die Ebene der Ökosysteme: Viele Arten leben dort in einem gemeinsamen Lebensraum und stehen durch Nahrung, Schutz, Konkurrenz oder andere Beziehungen miteinander in Verbindung.
Warum ist Artenvielfalt wichtig?
Arten sind Bestandteile von Ökosystemen. Sie übernehmen unterschiedliche Funktionen: Pflanzen betreiben Photosynthese, Tiere können Samen verbreiten oder Blüten bestäuben, Pilze und Mikroorganismen bauen organisches Material ab. Dadurch entstehen Stoffkreisläufe und Nahrungsnetze.
Die Bestäubung durch Tiere ist ein gut sichtbares Beispiel für eine ökologische Wechselwirkung. Viele Wild- und Kulturpflanzen profitieren von tierischer Bestäubung. Gleichzeitig brauchen Bestäuber geeignete Nahrung, Nistplätze und möglichst zusammenhängende Lebensräume.
Eine hohe biologische Vielfalt kann die Funktionsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen unterstützen. Das bedeutet nicht, dass jedes artenreichere System automatisch stabiler ist. Entscheidend sind auch die beteiligten Arten, ihre Funktionen, die Umweltbedingungen und die Stärke von Störungen.
Arten hängen zusammen
In einem Nahrungsnetz sind viele Arten direkt oder indirekt miteinander verbunden. Fällt eine Art weg, kann das Auswirkungen auf andere Arten haben. Wie stark diese Auswirkungen sind, hängt vom jeweiligen Ökosystem ab. Manche Funktionen können teilweise von anderen Arten übernommen werden, andere Beziehungen sind sehr spezialisiert.
Wie entsteht und verändert sich Artenvielfalt?
Artenvielfalt ist das Ergebnis langer evolutionärer Prozesse. Neue Arten können entstehen, wenn Populationen über viele Generationen getrennt werden und sich genetisch auseinanderentwickeln. Gleichzeitig können Arten aussterben. Deshalb verändert sich die Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften ständig.
Auch räumliche Bedingungen sind wichtig. Große, vielfältig strukturierte und miteinander verbundene Lebensräume bieten meist mehr Nischen als kleine, stark isolierte Flächen. Welche Arten tatsächlich vorkommen, hängt zusätzlich von Klima, Boden, Wasser, Nahrung, Konkurrenz und Zufall ab.
Gefährdungen der Artenvielfalt
Der Weltbiodiversitätsrat IPBES unterscheidet fünf besonders wichtige direkte Treiber des weltweiten Biodiversitätsverlusts: Veränderungen der Land- und Meeresnutzung, direkte Nutzung von Organismen, Klimawandel, Umweltverschmutzung und invasive gebietsfremde Arten. Diese Einflüsse können sich gegenseitig verstärken.
Eine intensiv genutzte, strukturarme Landschaft kann weniger verschiedene Lebensräume bieten als eine Landschaft mit Hecken, Brachen, Gewässern, artenreichen Wiesen und unterschiedlich bewirtschafteten Flächen. Dabei ist nicht jede landwirtschaftliche Fläche automatisch artenarm: Bewirtschaftungsform, Strukturvielfalt und Pflege sind entscheidend.
Verlust und Zerschneidung von Lebensräumen
Wenn Lebensräume bebaut, entwässert, gerodet oder stark verändert werden, können Arten Nahrung, Brutplätze und Rückzugsräume verlieren. Straßen und Siedlungen können Populationen voneinander trennen. Diese Fragmentierung erschwert bei manchen Arten Wanderungen und genetischen Austausch.
Klimawandel, Schadstoffe und invasive Arten
Veränderte Temperaturen und Niederschläge verschieben Lebensbedingungen. Manche Arten können in neue Gebiete ausweichen, andere nicht schnell genug. Schadstoffe und übermäßige Nährstoffeinträge können Lebensräume verändern. Gebietsfremde Arten sind nicht automatisch problematisch; invasiv nennt man solche gebietsfremden Arten, die sich ausbreiten und dabei nachweislich negative Auswirkungen auf Natur oder Menschen verursachen.
Artenvielfalt erforschen
Forschende erfassen Arten mit unterschiedlichen Methoden. Sie beobachten, bestimmen, fotografieren, fangen zeitweise Proben, werten Umwelt-DNA aus oder nutzen automatische Kameras und Tonaufnahmen. Für verlässliche Aussagen müssen Erfassungen wiederholt, vergleichbar und methodisch dokumentiert werden.
Ein einfacher Einstieg ist eine Artenliste auf einer festgelegten Fläche. Dabei gilt: Eine einzelne Beobachtung zeigt nie die gesamte Vielfalt. Tageszeit, Jahreszeit, Wetter und Untersuchungsmethode beeinflussen, welche Arten entdeckt werden.
Artenreichtum und Häufigkeit
Zwei Flächen können gleich viele Arten enthalten und trotzdem sehr unterschiedlich aufgebaut sein. Auf einer Fläche können fast alle Individuen zu einer einzigen Art gehören, während die anderen selten sind. Auf einer anderen Fläche können die Arten ähnlich häufig vorkommen. Deshalb betrachten ökologische Untersuchungen neben dem Artenreichtum oft auch die Häufigkeitsverteilung.
Artenvielfalt schützen
Besonders wirksam ist es, Lebensräume zu erhalten, wiederherzustellen und miteinander zu verbinden. Dazu gehören zum Beispiel naturnahe Wälder, artenreiche Wiesen, Moore, Gewässerrandstreifen, Hecken und unversiegelte Flächen. Auch eine nachhaltige Nutzung von Landschaften und Meeren, geringere Schadstoffeinträge und ein vorsichtiger Umgang mit invasiven Arten tragen zum Schutz bei.
Im Alltag kannst Du Artenvielfalt unterstützen, indem Du heimische Pflanzen förderst, auf unnötige Pestizide verzichtest, Strukturvielfalt im Garten oder auf dem Balkon zulässt und Beobachtungsdaten an seriöse Citizen-Science-Projekte meldest. Entscheidend ist, Maßnahmen an den jeweiligen Standort und die dort vorkommenden Arten anzupassen.
Quellenhinweise
- Wikipedia: Artenvielfalt – Begriff und Einordnung.
- Wikipedia: Biodiversität – genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt.
- IPBES Global Assessment – wissenschaftliche Bewertung von Biodiversität und ihren Gefährdungsfaktoren.
- Umweltbundesamt: Artenvielfalt und Landschaftsqualität – Informationen zur Situation in Deutschland.
- Bundesamt für Naturschutz: Artenvielfalt und Landschaftsqualität – deutscher Biodiversitätsindikator.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was beschreibt Artenvielfalt im biologischen Grundverständnis? (Die Zahl unterschiedlicher Arten in einem abgegrenzten Gebiet) (!Die Zahl aller Individuen einer einzigen Art) (!Nur die Zahl der Pflanzenarten eines Kontinents) (!Nur die genetischen Unterschiede innerhalb einer Population)
Welche drei Ebenen gehören zur Biodiversität? (Genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt) (!Klima, Wetter und Jahreszeiten) (!Pflanzen, Steine und Wasser) (!Nahrung, Bewegung und Fortpflanzung)
Was bedeutet genetische Vielfalt? (Unterschiede im Erbgut innerhalb einer Art oder zwischen Populationen) (!Die Anzahl verschiedener Ökosysteme auf der Erde) (!Die Zahl verschiedener Arten in einem Lebensraum) (!Die Menge an Nahrung in einem Ökosystem)
Was ist ein Ökosystem? (Ein Gefüge aus Lebewesen und ihrer unbelebten Umwelt mit ihren Wechselwirkungen) (!Eine Liste aller Tiere eines Landes) (!Eine einzelne Population ohne Umweltbezug) (!Nur ein besonders großer Wald)
Welche ökologische Funktion können Bienen und andere Blütenbesucher übernehmen? (Bestäubung) (!Bodenversiegelung) (!Erosion durch Straßenbau) (!Abholzung)
Welcher Vorgang kann Populationen räumlich voneinander trennen? (Fragmentierung von Lebensräumen) (!Photosynthese) (!Bestäubung) (!Keimung)
Welche Aussage über gebietsfremde Arten ist richtig? (Nur ein Teil gebietsfremder Arten ist invasiv und verursacht nachweislich negative Auswirkungen) (!Jede gebietsfremde Art ist automatisch invasiv) (!Gebietsfremde Arten kommen nur in Städten vor) (!Invasive Arten sind immer Pflanzen)
Welche Gruppe gehört zu den wichtigen direkten Treibern des globalen Biodiversitätsverlusts? (Landnutzungsänderung, direkte Nutzung, Klimawandel, Verschmutzung und invasive Arten) (!Mondphasen, Erdrotation, Gezeiten und Jahreszeiten) (!Nur Vulkanausbrüche und Erdbeben) (!Nur natürliche Konkurrenz zwischen Arten)
Warum reicht eine einmalige Artenbeobachtung meist nicht für eine sichere Aussage? (Weil Jahreszeit, Wetter, Tageszeit und Methode das Ergebnis beeinflussen) (!Weil Arten nur nachts vorkommen) (!Weil in jedem Gebiet immer gleich viele Arten leben) (!Weil Beobachtungen grundsätzlich unbrauchbar sind)
Welche Maßnahme unterstützt Artenvielfalt besonders direkt? (Lebensräume erhalten, aufwerten und miteinander verbinden) (!Alle Flächen möglichst gleich gestalten) (!Hecken und Gewässerränder vollständig entfernen) (!Nur eine Pflanzenart auf großen Flächen fördern)
Memory
| Artenvielfalt | Zahl verschiedener Arten in einem Gebiet |
| Genetische Vielfalt | Unterschiede im Erbgut innerhalb einer Art |
| Ökosystemvielfalt | Vielfalt unterschiedlicher Lebensräume |
| Bestäubung | Übertragung von Pollen auf eine Blüte |
| Fragmentierung | Zerschneidung eines Lebensraums |
| Monitoring | Wiederholte systematische Beobachtung |
| Invasive Art | Gebietsfremde Art mit nachteiligen Auswirkungen |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Artenreichtum | Anzahl unterschiedlicher Arten |
| Genetische Vielfalt | Unterschiede innerhalb einer Art |
| Ökosystemvielfalt | Unterschiedliche Lebensräume und Systeme |
| Fragmentierung | Zerschneidung von Lebensräumen |
| Bestäubung | Übertragung von Pollen |
...
Kreuzworträtsel
| Biodiversitaet | Wie heißt der Oberbegriff für genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt? |
| Habitat | Wie nennt man den Lebensraum einer Art mit einem Fachwort? |
| Bestaeubung | Welcher Vorgang überträgt Pollen auf eine Blüte? |
| Mutation | Wie heißt eine dauerhafte Veränderung des Erbguts? |
| Monitoring | Wie heißt eine systematische, wiederholte Beobachtung von Beständen? |
| Fragmentierung | Wie heißt die Zerschneidung zusammenhängender Lebensräume? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Artenliste: Suche auf dem Schulhof oder in einem Park 15 Minuten lang nach unterschiedlichen Pflanzen- und Tierarten. Notiere nur Arten, die Du sicher bestimmen kannst, und kennzeichne unsichere Funde.
- Fotodokumentation: Fotografiere fünf unterschiedliche Lebensräume oder Strukturen in Deiner Umgebung, zum Beispiel Hecke, Wiese, Baum, Mauerfuge oder Gewässerrand. Erkläre, welche Arten dort leben könnten.
- Bestäuber beobachten: Beobachte zehn Minuten lang eine blühende Pflanze. Notiere, welche Tiere die Blüten besuchen und welche Unsicherheiten Deine Beobachtung hat.
- Begriffsnetz: Erstelle ein Schaubild, das Artenvielfalt, genetische Vielfalt, Ökosystemvielfalt, Lebensraum und Nahrungsnetz miteinander verbindet.
Standard
- Lebensräume vergleichen: Untersuche zwei gleich große Flächen mit derselben Methode. Vergleiche Artenzahl, Strukturvielfalt und mögliche Störfaktoren.
- Schulgelände kartieren: Zeichne eine Karte des Schulgeländes und markiere Bereiche, die Nahrung, Wasser, Deckung oder Nistplätze für Tiere bieten.
- Interview Naturschutz: Befrage eine Person aus einem Naturschutzverein, einer Gärtnerei, Forstwirtschaft oder Landwirtschaft dazu, welche Maßnahmen Artenvielfalt fördern und welche Zielkonflikte auftreten können.
- Citizen Science: Nutze ein seriöses Beobachtungsprojekt, dokumentiere einen eigenen Fund und beschreibe, welche Angaben nötig sind, damit die Beobachtung wissenschaftlich nutzbar wird.
Schwer
- Langzeitmonitoring: Entwickle einen Plan, wie eine Fläche über mehrere Monate wiederholt untersucht werden kann. Lege Methode, Zeitpunkt, Fläche und Dokumentation fest.
- Biotopverbund: Entwirf für eine zerschnittene Landschaft einen Vorschlag, wie Lebensräume besser verbunden werden könnten. Begründe, welche Arten davon profitieren könnten.
- Datenanalyse: Erstelle aus selbst erhobenen oder frei verfügbaren Beobachtungsdaten ein Diagramm und erkläre, welche Aussagen möglich sind und welche nicht.
- Maßnahmenkonzept Artenvielfalt: Entwickle ein kleines Schutzkonzept für Schule, Wohnumfeld oder Gemeinde. Ordne jede Maßnahme einer konkreten Gefährdung zu und beschreibe, wie der Erfolg überprüft werden könnte.
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Lernkontrolle
- Artenvielfalt vergleichen: Zwei Wiesen besitzen jeweils zehn Pflanzenarten. Auf Wiese A dominiert eine Art fast vollständig, auf Wiese B sind die Arten ähnlich häufig. Erkläre, warum die reine Artenzahl nicht alle Unterschiede beschreibt.
- Lebensraumverlust analysieren: Eine neue Straße teilt einen bisher zusammenhängenden Wald. Beschreibe mindestens drei mögliche Folgen für dort lebende Populationen und schlage passende Gegenmaßnahmen vor.
- Bestäubungsnetz: Stelle dar, wie der Rückgang einer häufigen Bestäuberart indirekt Pflanzen und weitere Tierarten beeinflussen könnte. Nenne auch Gründe, warum die Folgen nicht in jedem Ökosystem gleich wären.
- Messmethode bewerten: Eine Klasse untersucht Artenvielfalt nur an einem kalten Regentag im März. Beurteile die Aussagekraft des Ergebnisses und verbessere das Untersuchungsdesign.
- Invasive Arten einordnen: Erkläre, warum nicht jede gebietsfremde Art bekämpft werden sollte. Formuliere Kriterien, nach denen ein Eingreifen ökologisch begründet werden könnte.
- Schutzmaßnahme prüfen: Eine Gemeinde legt eine Blühfläche an. Entwickle Kriterien, mit denen nach zwei Jahren geprüft werden kann, ob die Maßnahme tatsächlich zur Artenvielfalt beiträgt.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema solltest Du:
- Begriff Artenvielfalt: Artenvielfalt präzise erklären und von Biodiversität unterscheiden können.
- Drei Ebenen der Biodiversität: genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt an Beispielen erläutern können.
- Ökologische Beziehungen: erklären können, wie Arten über Nahrungsnetze, Bestäubung, Konkurrenz oder andere Beziehungen verbunden sind.
- Gefährdungsfaktoren: wichtige direkte Ursachen des Biodiversitätsverlusts benennen und an konkreten Beispielen erklären können.
- Untersuchungsmethoden: einfache Methoden zur Erfassung von Arten planen und ihre Grenzen beurteilen können.
- Naturschutzmaßnahmen: Maßnahmen zum Schutz der Artenvielfalt begründet auswählen und ihre Wirksamkeit überprüfen können.
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