Artenvielfalt und Ökologie
Artenvielfalt und Ökologie
Einleitung
Artenvielfalt und Ökologie gehören zu den zentralen Themen der Biologie. Wenn Du verstehen möchtest, warum eine Blumenwiese anders funktioniert als ein intensiv genutzter Acker, weshalb Korallenriffe so viele Arten beherbergen oder warum das Verschwinden einer Art Auswirkungen auf viele andere Organismen haben kann, brauchst Du ökologische Grundbegriffe und ein Verständnis von Biodiversität.
Artenvielfalt bezeichnet die Vielfalt der Arten in einem bestimmten Gebiet. Sie ist ein Teil der biologischen Vielfalt. Biodiversität ist umfassender: Sie schließt die genetische Vielfalt innerhalb von Arten, die Vielfalt der Arten und die Vielfalt der Ökosysteme ein. Ökologie untersucht wiederum die Beziehungen von Lebewesen untereinander sowie ihre Beziehungen zur unbelebten Umwelt. Beide Themen hängen deshalb eng zusammen.
Ökologische Systeme sind keine bloßen Sammlungen einzelner Arten. Pflanzen, Tiere, Pilze und Mikroorganismen bilden Lebensgemeinschaften, nutzen Ressourcen, konkurrieren, fressen einander, bestäuben Pflanzen, zersetzen abgestorbenes Material und verändern dadurch ihre Umwelt. Gleichzeitig wirken Faktoren wie Temperatur, Wasser, Licht, Boden, Salzgehalt oder Nährstoffverfügbarkeit auf die Organismen zurück.
Das Video von Terra X plus zeigt, wie sich die Vielfalt des Lebens im Verlauf der Erdgeschichte entwickelt hat. Für die Ökologie ist dabei besonders wichtig: Arten entstehen und verschwinden nicht isoliert, sondern immer in einer Umwelt mit anderen Organismen und wechselnden Bedingungen.
Artenvielfalt und Biodiversität
Die Begriffe Artenvielfalt und Biodiversität werden im Alltag manchmal gleich verwendet, wissenschaftlich ist Biodiversität jedoch weiter gefasst. Artenvielfalt ist eine wichtige Ebene der Biodiversität, aber nicht ihre einzige.
Die drei Ebenen der Biodiversität
Genetische Vielfalt beschreibt Unterschiede im Erbgut innerhalb einer Art. Individuen einer Pflanzen- oder Tierart sind genetisch nicht vollkommen gleich. Diese Variation kann wichtig sein, wenn sich Umweltbedingungen ändern. Eine Population mit unterschiedlichen genetischen Eigenschaften besitzt möglicherweise mehr Möglichkeiten, auf Krankheiten, Trockenheit, Temperaturänderungen oder neue Konkurrenzsituationen zu reagieren.
Artenvielfalt beschreibt die Vielfalt verschiedener Arten in einem Gebiet. Als einfaches Maß wird oft der Artenreichtum betrachtet, also die Zahl der vorhandenen Arten. In ökologischen Diversitätsmaßen kann zusätzlich berücksichtigt werden, wie häufig die einzelnen Arten vorkommen. Zwei Lebensgemeinschaften können gleich viele Arten besitzen und sich dennoch stark unterscheiden, wenn in einer Gemeinschaft fast alle Individuen zu nur einer Art gehören.
Ökosystemvielfalt beschreibt die Vielfalt unterschiedlicher Lebensräume und ökologischer Systeme. Wälder, Moore, Flüsse, Seen, Küsten, Wiesen, Trockenrasen, Korallenriffe oder Mangroven unterscheiden sich in ihren Umweltbedingungen und Lebensgemeinschaften.
Diese drei Ebenen sind miteinander verbunden. Geht ein Lebensraum verloren, können Populationen kleiner werden, genetische Varianten verschwinden und schließlich auch Arten lokal oder global verloren gehen.
Artenreichtum ist nicht überall gleich
Die Zahl der Arten unterscheidet sich zwischen Lebensräumen und Regionen. Klima, verfügbare Energie, Wasser, Fläche, geologische Geschichte, Isolation, Störung, Konkurrenz und viele weitere Faktoren beeinflussen, welche Arten vorkommen können. Tropische Regenwälder und Korallenriffe sind bekannte Beispiele für sehr artenreiche Ökosysteme, doch auch extensiv genutzte Wiesen, alte Wälder, Moore oder strukturreiche Kulturlandschaften können eine hohe und besonders schützenswerte Vielfalt besitzen.
Eine hohe Artenzahl allein sagt jedoch noch nicht alles über den ökologischen Zustand aus. Entscheidend ist auch, welche Arten vorkommen, wie groß ihre Populationen sind, welche Funktionen sie erfüllen und ob typische Arten eines Lebensraums erhalten bleiben.
Grundlagen der Ökologie
Ökologie untersucht die Wechselwirkungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt. Dabei wird auf unterschiedlichen Organisationsebenen gearbeitet: vom einzelnen Organismus über Populationen und Lebensgemeinschaften bis zu ganzen Ökosystemen und Landschaften.
Individuum, Population und Lebensgemeinschaft
Ein Individuum ist ein einzelnes Lebewesen. Es reagiert beispielsweise auf Licht, Temperatur, Wasserangebot oder Nahrung.
Eine Population umfasst Individuen derselben Art, die in einem bestimmten Gebiet und Zeitraum miteinander in Fortpflanzungsbeziehungen stehen können. Populationsökologie untersucht unter anderem Geburten, Sterblichkeit, Zu- und Abwanderung sowie die Veränderung der Populationsgröße.
Eine Biozönose ist eine Lebensgemeinschaft aus Organismen verschiedener Arten in einem gemeinsamen Lebensraum. Dazu gehören beispielsweise Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien und andere Mikroorganismen.
Biotop und Ökosystem
Ein Biotop ist der räumlich abgrenzbare Lebensraum mit seinen unbelebten Umweltbedingungen. Die Biozönose umfasst dagegen die dort lebenden Organismen. Vereinfacht lässt sich sagen:
Biotop + Biozönose + ihre Wechselwirkungen = Ökosystem
Ein Ökosystem ist damit eine funktionelle Einheit aus Lebensgemeinschaft und unbelebter Umwelt. Die Grenzen eines Ökosystems werden je nach Forschungsfrage unterschiedlich festgelegt. Ein Tümpel kann als Ökosystem untersucht werden, ebenso ein Waldgebiet, eine Flusslandschaft oder ein Korallenriff.
Abiotische und biotische Umweltfaktoren
Abiotische Faktoren stammen aus der unbelebten Umwelt. Dazu gehören beispielsweise Temperatur, Licht, Wasser, Feuchtigkeit, Wind, pH-Wert, Salzgehalt, Bodenstruktur und Nährstoffangebot.
Biotische Faktoren entstehen durch andere Lebewesen. Beispiele sind Konkurrenz, Räuber-Beute-Beziehungen, Parasiten, Krankheitserreger, Symbiosen, Bestäuber oder das Nahrungsangebot.
Ein Organismus ist immer mehreren Umweltfaktoren gleichzeitig ausgesetzt. Deshalb reicht es oft nicht, nur einen einzelnen Faktor zu betrachten. Eine Pflanze kann beispielsweise genügend Licht erhalten, aber durch Wassermangel im Wachstum begrenzt sein.
Ökologische Nische und Anpassung
Die ökologische Nische ist nicht einfach der Ort, an dem eine Art lebt. Sie umfasst die Gesamtheit ihrer Ansprüche an Umweltbedingungen und Ressourcen sowie ihre funktionellen Beziehungen im Ökosystem. Dazu können Temperaturbereiche, Nahrung, Brutplätze, Aktivitätszeiten, Feinde und Konkurrenzpartner gehören.
Arten mit sehr ähnlichen Ansprüchen können miteinander konkurrieren. Durch unterschiedliche Ressourcennutzung, verschiedene Aktivitätszeiten oder verschiedene Aufenthaltsorte kann Konkurrenz vermindert werden. Solche Unterschiede tragen dazu bei, dass viele Arten im selben Lebensraum nebeneinander existieren können.
Anpassung entsteht im Verlauf der Evolution über Generationen. Einzelne Organismen passen sich nicht zielgerichtet genetisch an eine neue Umwelt an. Vielmehr wirken erbliche Variation und natürliche Selektion auf Populationen. Davon zu unterscheiden ist die kurzfristige Akklimatisation eines Individuums, etwa die Anpassung seiner Physiologie an veränderte Temperaturbedingungen.
Beziehungen zwischen Arten
Arten stehen in vielfältigen Wechselwirkungen. Diese Beziehungen können für die beteiligten Organismen positive, negative oder weitgehend neutrale Folgen haben.
Konkurrenz
Bei Konkurrenz nutzen Organismen eine begrenzte Ressource, beispielsweise Nahrung, Wasser, Licht, Raum oder Brutplätze. Konkurrenz kann innerhalb einer Art oder zwischen verschiedenen Arten auftreten. Wie stark sie wirkt, hängt vom Lebensraum und von der Verfügbarkeit der jeweiligen Ressource ab.
Räuber und Beute
Bei einer Räuber-Beute-Beziehung frisst ein Organismus einen anderen. Räuber können die Häufigkeit ihrer Beute beeinflussen; gleichzeitig beeinflusst die Beutedichte das Nahrungsangebot für Räuber. Reale Populationen werden jedoch zusätzlich durch Wetter, Krankheiten, Konkurrenz, Lebensraumqualität und viele weitere Faktoren beeinflusst.
Parasitismus und Symbiose
Beim Parasitismus profitiert ein Organismus, während der Wirt geschädigt wird. Parasiten töten ihren Wirt häufig nicht unmittelbar, weil sie ihn als Lebensraum oder Nahrungsquelle nutzen.
Bei einer Symbiose profitieren die beteiligten Partner voneinander. Ein Beispiel sind viele Beziehungen zwischen Blütenpflanzen und bestäubenden Tieren: Das Tier erhält Nahrung, während die Pflanze durch die Übertragung von Pollen bei der Fortpflanzung unterstützt wird.
Bestäubung zeigt, dass ökologische Beziehungen auch für den Menschen bedeutsam sein können. Viele Wild- und Kulturpflanzen werden durch Tiere bestäubt. Neben Honigbienen spielen zahlreiche Wildbienen, Schwebfliegen, Käfer, Schmetterlinge und weitere Tiergruppen eine Rolle.
Nahrungsketten, Nahrungsnetze und trophische Ebenen
In Ökosystemen wird Energie über Nahrungsbeziehungen weitergegeben. Eine einfache Nahrungskette zeigt eine lineare Abfolge. Tatsächlich besitzen die meisten Organismen mehrere Nahrungsquellen oder mehrere Feinde. Deshalb werden reale Beziehungen besser als Nahrungsnetz dargestellt.
Produzenten bauen aus anorganischen Stoffen energiereiche organische Stoffe auf. In vielen Ökosystemen geschieht dies durch Photosynthese von Pflanzen und Algen.
Konsumenten nehmen organische Stoffe auf, indem sie andere Organismen oder deren Bestandteile fressen. Pflanzenfresser, Fleischfresser und Allesfresser gehören zu unterschiedlichen Konsumentengruppen.
Destruenten und andere Zersetzer bauen totes organisches Material und Ausscheidungen ab. Dazu gehören viele Bakterien und Pilze sowie zahlreiche bodenlebende Tiere, die organisches Material zerkleinern.
Energiefluss und Stoffkreisläufe
Energie und Stoffe verhalten sich im Ökosystem unterschiedlich. Energie gelangt in vielen Ökosystemen vor allem als Sonnenenergie hinein, wird von Produzenten in chemische Energie überführt und entlang von Nahrungsketten weitergegeben. Bei jedem Schritt wird ein Teil der Energie in Form von Wärme abgegeben. Energie durchläuft das System daher nicht als geschlossener Kreislauf.
Stoffe wie Kohlenstoff, Stickstoff oder Phosphor können dagegen wiederholt zwischen Organismen und unbelebter Umwelt ausgetauscht werden. Zersetzer sind für diese Stoffkreisläufe besonders wichtig, weil sie organisches Material abbauen und Nährstoffe wieder verfügbar machen.
Warum Artenvielfalt für Ökosysteme wichtig ist
Biodiversität beeinflusst zahlreiche ökologische Prozesse. Verschiedene Arten können unterschiedliche Ressourcen nutzen, unterschiedliche Funktionen übernehmen oder unter verschiedenen Umweltbedingungen aktiv sein. Dadurch kann Vielfalt zur Funktionsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen beitragen.
Der Zusammenhang ist allerdings nicht so einfach, dass jedes artenreichere System automatisch gegen jede Störung stabiler wäre. Entscheidend sind die beteiligten Arten, ihre Funktionen, die Art der Störung und die räumliche sowie zeitliche Skala.
Funktionelle Vielfalt
Arten unterscheiden sich in ihren Eigenschaften. Manche Pflanzen wurzeln tief, andere flach. Manche Bestäuber fliegen schon bei niedrigen Temperaturen, andere erst bei Wärme. Manche Zersetzer können schwer abbaubares Material nutzen. Eine Lebensgemeinschaft mit unterschiedlichen funktionellen Eigenschaften kann ökologische Prozesse auf verschiedene Weise aufrechterhalten.
Redundanz und Reaktionsvielfalt
Mehrere Arten können teilweise ähnliche Funktionen erfüllen. Fällt eine Art aus, kann eine andere einen Teil ihrer Funktion übernehmen. Gleichzeitig reagieren Arten mit ähnlichen Funktionen nicht immer gleich auf Hitze, Trockenheit, Krankheiten oder andere Störungen. Diese Reaktionsvielfalt kann für die Stabilität ökologischer Prozesse bedeutsam sein.
Leistungen und Beiträge der Natur für Menschen
Ökosysteme tragen auf vielfältige Weise zum menschlichen Leben bei. Dazu gehören die Produktion von Nahrung und Rohstoffen, Bestäubung, Bodenbildung, Wasserreinigung, Speicherung von Kohlenstoff, Regulierung des Wasserhaushalts, Küstenschutz sowie kulturelle und erholungsbezogene Werte.
Diese Beiträge entstehen durch ökologische Prozesse und Wechselwirkungen. Ihr Wert lässt sich nicht vollständig auf Geldbeträge reduzieren. Arten und Ökosysteme besitzen außerdem einen Eigenwert, der unabhängig von einer unmittelbaren Nutzung durch Menschen betrachtet werden kann.
Hotspots und besondere Lebensräume
Artenvielfalt ist räumlich ungleich verteilt. Einige Regionen besitzen besonders viele Arten oder besonders viele endemische Arten, die nur in einem begrenzten Gebiet vorkommen. Solche Räume können für den Naturschutz eine besondere Bedeutung haben.
Korallenriffe, tropische Regenwälder und Inselökosysteme sind bekannte Beispiele. Aber auch regionale Lebensräume wie Moore, Auen, Trockenrasen, alte Laubwälder, Heckenlandschaften oder extensiv genutzte Wiesen können spezialisierte und gefährdete Arten beherbergen.
Die Abbildung macht sichtbar, dass benachbarte Ökosysteme miteinander verbunden sein können. Korallenriffe, Seegraswiesen und Mangroven stehen beispielsweise über wandernde Tiere, Stoffflüsse und Schutzfunktionen miteinander in Beziehung. Naturschutz muss deshalb häufig über einzelne Flächen hinausdenken.
Gefährdung der biologischen Vielfalt
Der weltweite Verlust biologischer Vielfalt hat viele Ursachen. Nach der internationalen Biodiversitätsforschung gehören fünf direkte menschliche Einflussfaktoren zu den besonders bedeutsamen Treibern: Veränderungen der Land- und Meeresnutzung, direkte Nutzung von Organismen, Klimawandel, Verschmutzung und invasive gebietsfremde Arten.
Veränderung und Verlust von Lebensräumen
Wälder werden gerodet, Feuchtgebiete entwässert, Flüsse verbaut, Grünland umgebrochen, Küsten verändert und Landschaften durch Straßen oder Siedlungen zerschnitten. Dadurch gehen Lebensräume verloren oder werden kleiner und voneinander isoliert. Kleine isolierte Populationen können besonders empfindlich gegenüber Zufallsereignissen und genetischer Verarmung sein.
Übernutzung biologischer Ressourcen
Überfischung, nicht nachhaltige Jagd, intensive Holznutzung oder die Entnahme bestimmter Wildpflanzen können Populationen schneller verkleinern, als sie sich regenerieren. Ob eine Nutzung nachhaltig ist, hängt von Reproduktionsrate, Entnahmemenge, Lebensraumzustand und weiteren Faktoren ab.
Klimawandel
Steigende Temperaturen, veränderte Niederschläge, häufigere oder intensivere Extremereignisse und Veränderungen der Ozeane beeinflussen Verbreitungsgebiete, Fortpflanzungszeiten und Wechselwirkungen zwischen Arten. Manche Arten können ihr Areal verlagern, andere sind durch geografische Barrieren, fehlende Lebensräume oder geringe Ausbreitungsfähigkeit eingeschränkt.
Verschmutzung und Nährstoffeinträge
Schadstoffe, Pestizide, Plastik, Abwässer sowie übermäßige Einträge von Stickstoff oder Phosphor können Ökosysteme verändern. In nährstoffarmen Lebensräumen kann eine starke Nährstoffzufuhr konkurrenzstarke Arten fördern und spezialisierte Arten verdrängen. In Gewässern kann ein Überangebot an Nährstoffen Algenwachstum und Sauerstoffmangel begünstigen.
Invasive gebietsfremde Arten
Gebietsfremde Arten wurden durch menschliche Aktivitäten außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes eingeführt. Nur ein Teil davon wird invasiv. Als invasiv werden gebietsfremde Arten bezeichnet, wenn sie sich ausbreiten und dabei erhebliche negative Auswirkungen auf Biodiversität und Ökosysteme verursachen. Pauschal jede neu eingewanderte oder eingeführte Art als schädlich zu bezeichnen, wäre daher fachlich falsch.
Das Video von planet schule zeigt an konkreten Beispielen, wie Bestandsveränderungen untersucht werden und welche Faktoren zum Rückgang von Arten beitragen können.
Artenvielfalt in Deutschland
Auch in Deutschland hängen Artenvielfalt und Landschaftsqualität eng mit der Nutzung von Flächen zusammen. Intensive landwirtschaftliche Nutzung, Zerschneidung und Zersiedelung, Bodenversiegelung sowie Stoffeinträge belasten viele Lebensräume. Gleichzeitig können extensive Bewirtschaftungsformen bestimmte artenreiche Kulturlandschaften erhalten.
Ein wichtiges Instrument des Artenschutzes sind Rote Listen. Sie bewerten das Aussterberisiko von Arten oder die Gefährdung von Biotoptypen nach festgelegten Kriterien. Eine Rote Liste sagt jedoch nicht automatisch, wodurch eine Art gefährdet ist. Für wirksame Schutzmaßnahmen müssen zusätzlich die konkreten Ursachen untersucht werden.
Schutz und Wiederherstellung
Biodiversitätsschutz umfasst mehr als den Schutz einzelner seltener Arten. Besonders wirksam ist häufig eine Kombination aus Lebensraumschutz, nachhaltiger Nutzung, Wiederherstellung geschädigter Ökosysteme und der Verbesserung ökologischer Verbindungen.
Lebensräume erhalten
Schutzgebiete können besonders wertvolle Lebensräume sichern. Entscheidend ist jedoch nicht nur die formale Ausweisung, sondern auch eine passende Pflege oder natürliche Entwicklung. Manche Lebensräume benötigen regelmäßige extensive Nutzung, andere profitieren davon, dass menschliche Eingriffe reduziert werden.
Lebensräume vernetzen
Straßen, Siedlungen und intensiv genutzte Flächen können Populationen voneinander trennen. Biotopverbünde, Gewässerkorridore, Hecken, Feldraine oder Grünbrücken können Wanderungen erleichtern und den genetischen Austausch zwischen Populationen unterstützen.
Ökosysteme renaturieren
Bei einer Renaturierung werden beeinträchtigte Lebensräume ökologisch aufgewertet. Beispiele sind die Wiedervernässung von Mooren, die naturnähere Gestaltung von Flüssen, die Wiederherstellung von Auen oder die Entwicklung strukturreicher Wälder.
Nachhaltig nutzen
Landwirtschaft, Fischerei, Forstwirtschaft und andere Nutzungsformen können so gestaltet werden, dass natürliche Regenerationsprozesse und Lebensräume stärker berücksichtigt werden. Welche Maßnahmen sinnvoll sind, hängt vom jeweiligen Ökosystem und vom Schutzziel ab.
Ex-situ-Schutz als Ergänzung
Zoos, botanische Gärten, Saatgutbanken und Genbanken können bestimmte Arten oder genetische Ressourcen außerhalb ihres natürlichen Lebensraums sichern. Solche Maßnahmen können wichtig sein, ersetzen aber den Schutz funktionsfähiger Lebensräume in der Natur nicht.
Wie Ökologinnen und Ökologen Vielfalt untersuchen
Biodiversität lässt sich nicht mit nur einer Methode vollständig erfassen. Je nach Artengruppe und Fragestellung werden verschiedene Verfahren kombiniert.
Bei einer Flächenaufnahme wird untersucht, welche Arten auf einer festgelegten Fläche vorkommen. Mit Transekten werden Arten entlang einer Linie oder Route erfasst. Kamerafallen eignen sich für viele größere Tiere. Akustische Aufnahmen können Vogel-, Fledermaus- oder Amphibienarten nachweisen. Bei Gewässern und Böden kann Umwelt-DNA, kurz eDNA, Hinweise auf vorkommende Organismen liefern.
Langfristiges Monitoring ist besonders wichtig, weil ein einzelner Beobachtungstag kaum zeigt, ob eine Population wächst, abnimmt oder nur jahreszeitlich schwankt. Gute ökologische Datensätze berücksichtigen deshalb Wiederholungen, Vergleichsflächen, einheitliche Methoden und Unsicherheiten.
Ein einfaches Beispiel für eine Schuluntersuchung
Du kannst zwei Flächen vergleichen, zum Beispiel einen kurz gemähten Rasen und eine Blumenwiese. Lege gleich große Untersuchungsquadrate fest, erfasse Pflanzenarten nach einer einheitlichen Regel und wiederhole die Aufnahme an mehreren Stellen. Danach vergleichst Du Artenzahl, Häufigkeiten und Umweltbedingungen.
Wichtig ist, nicht vorschnell Ursache und Wirkung zu verwechseln. Wenn auf einer Fläche mehr Arten vorkommen, beweist das allein noch nicht, welcher Umweltfaktor dafür verantwortlich ist. Für kausale Aussagen sind kontrollierte Untersuchungen, Wiederholungen und zusätzliche Messungen nötig.
Ökologische Denkweise: Systeme statt Einzelursachen
Ökologische Fragen haben häufig mehrere Ursachen gleichzeitig. Der Rückgang einer Insektenart kann beispielsweise durch den Verlust von Nahrungspflanzen, fehlende Nistplätze, Pestizide, veränderte Mahd, Trockenheit und Isolation von Lebensräumen beeinflusst werden.
Deshalb arbeitet Ökologie mit Systemdenken. Du fragst nicht nur: „Welche Art fehlt?“, sondern auch: „Welche Beziehungen verändern sich?“, „Welche abiotischen Bedingungen wirken?“, „Welche Rückkopplungen entstehen?“ und „Auf welcher räumlichen und zeitlichen Ebene beobachte ich das System?“
Merksätze
| Begriff | Kerngedanke |
|---|---|
| Biodiversität | umfasst genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Vielfalt der Ökosysteme |
| Ökologie | untersucht Wechselwirkungen von Organismen untereinander und mit ihrer Umwelt |
| Ökosystem | verbindet Biozönose, Biotop und ihre Wechselwirkungen |
| Ökologische Nische | umfasst Umweltansprüche, Ressourcennutzung und funktionelle Beziehungen einer Art |
| Nahrungsnetz | beschreibt viele miteinander verknüpfte Nahrungsbeziehungen |
| Destruenten | bauen organisches Material ab und tragen zu Stoffkreisläufen bei |
| Monitoring | beobachtet ökologische Zustände und Veränderungen systematisch über die Zeit |
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welche Aussage beschreibt Biodiversität am vollständigsten? (Sie umfasst genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt) (!Sie bezeichnet ausschließlich die Zahl der Tierarten) (!Sie beschreibt nur Unterschiede zwischen Lebensräumen) (!Sie ist ein anderes Wort für Nahrungskette)
Was untersucht die Ökologie? (Wechselwirkungen von Organismen untereinander und mit ihrer Umwelt) (!Nur den inneren Aufbau einzelner Zellen) (!Nur die Entwicklung von Fossilien) (!Nur die Benennung biologischer Arten)
Was bilden Biotop und Biozönose zusammen mit ihren Wechselwirkungen? (Ein Ökosystem) (!Eine Mutation) (!Ein Organ) (!Eine Gattung)
Welcher Faktor ist abiotisch? (Temperatur) (!Konkurrenz) (!Parasitismus) (!Bestäubung)
Was kennzeichnet eine ökologische Nische? (Die Gesamtheit von Ansprüchen und Beziehungen einer Art) (!Nur der geografische Fundort einer Art) (!Nur die Körpergröße einer Art) (!Nur die Zahl der Nachkommen einer Art)
Warum ist ein Nahrungsnetz meist realistischer als eine einzelne Nahrungskette? (Weil Arten meist mehrere Nahrungsbeziehungen besitzen) (!Weil Nahrungsketten nur Pflanzen enthalten) (!Weil Nahrungsnetze keine Konsumenten enthalten) (!Weil Nahrungsketten immer Stoffkreisläufe darstellen)
Welche Organismen tragen besonders zum Abbau toten organischen Materials bei? (Destruenten) (!Produzenten) (!Bestäuber) (!Primärproduzenten als einzige Gruppe)
Welcher Faktor gehört zu den wichtigen direkten Treibern des Biodiversitätsverlustes? (Veränderung der Land- und Meeresnutzung) (!Die Rotation der Erde) (!Die Entstehung von Jahreszeiten allein) (!Die Schwerkraft)
Was ist ein sinnvoller Zweck ökologischen Monitorings? (Veränderungen von Populationen und Lebensräumen über längere Zeit zu erkennen) (!Jede Art nur einmal zu beobachten) (!Ursachen ohne Datenerhebung festzulegen) (!Alle Lebensräume mit derselben Art zu besiedeln)
Welche Aussage über invasive gebietsfremde Arten ist fachlich richtig? (Nur ein Teil gebietsfremder Arten verursacht erhebliche negative Auswirkungen) (!Jede gebietsfremde Art ist automatisch invasiv) (!Invasive Arten kommen ausschließlich auf Inseln vor) (!Gebietsfremde Arten können sich nie ausbreiten)
Memory
| Biodiversität | Vielfalt von Genen, Arten und Ökosystemen |
| Biozönose | Lebensgemeinschaft verschiedener Arten |
| Biotop | Lebensraum mit abiotischen Bedingungen |
| Produzenten | Aufbau organischer Stoffe aus anorganischen Ausgangsstoffen |
| Destruenten | Abbau toten organischen Materials |
| Nahrungsnetz | Verknüpfte Nahrungsbeziehungen |
| Population | Individuen derselben Art in einem abgegrenzten Gebiet |
| Monitoring | Wiederholte systematische Beobachtung |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Genetische Vielfalt | Unterschiede im Erbgut innerhalb einer Art |
| Artenvielfalt | Vielfalt verschiedener Arten in einem Gebiet |
| Ökosystemvielfalt | Vielfalt unterschiedlicher Lebensräume und ökologischer Systeme |
| Abiotischer Faktor | Einfluss der unbelebten Umwelt |
| Biotischer Faktor | Einfluss anderer Lebewesen |
Kreuzworträtsel
| Ökosystem | Wie heißt die funktionelle Einheit aus Lebensgemeinschaft und unbelebter Umwelt? |
| Population | Wie heißt eine Gruppe von Individuen derselben Art in einem abgegrenzten Gebiet? |
| Symbiose | Wie heißt eine Beziehung, von der beide Partner profitieren? |
| Destruenten | Wie heißen Organismen, die totes organisches Material abbauen? |
| Bestäubung | Wie heißt die Übertragung von Pollen auf die für die Befruchtung relevante Struktur einer Blüte? |
| Biodiversität | Wie heißt die biologische Vielfalt auf genetischer, artlicher und ökosystemarer Ebene? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Arteninventur: Untersuche einen kleinen Bereich auf dem Schulgelände oder in einem Park. Dokumentiere mindestens zehn verschiedene Organismen oder erkennbare Artengruppen mit Fotos oder Skizzen und ordne sie grob Pflanzen, Tieren, Pilzen oder anderen Gruppen zu.
- Ökosystem-Modell: Zeichne ein Ökosystem Deiner Wahl. Markiere mindestens fünf biotische und fünf abiotische Faktoren und erkläre drei Wechselwirkungen.
- Nahrungsnetz: Erstelle aus mindestens acht Organismen eines heimischen Lebensraums ein Nahrungsnetz. Kennzeichne Produzenten, Konsumenten und Zersetzer.
- Bestäubung: Beobachte für 20 Minuten eine blühende Fläche. Notiere unterschiedliche Blütenbesucher und formuliere anschließend zwei Fragen, die sich aus Deiner Beobachtung ergeben.
Standard
- Flächenvergleich: Vergleiche zwei unterschiedlich gepflegte Grünflächen mit gleich großen Untersuchungsquadraten. Erhebe die Artenzahl mehrfach und diskutiere, welche Faktoren den Unterschied erklären könnten.
- Biotopverbund: Analysiere eine Karte Deiner Umgebung und suche mögliche Barrieren für Tiere oder Pflanzen. Entwirf Vorschläge für bessere ökologische Verbindungen.
- Biodiversitäts-Podcast: Produziere einen drei- bis fünfminütigen Podcast, in dem Du Artenvielfalt, Biodiversität, Ökosystem und ökologische Nische verständlich voneinander abgrenzt.
- Interview Naturschutz: Führe ein Interview mit einer Person aus Naturschutz, Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Gartenbau oder Landschaftspflege. Frage nach konkreten Zielkonflikten zwischen Nutzung und Biodiversitätsschutz.
Schwer
- Forschungsdesign: Entwickle eine Untersuchung zur Frage, ob die Häufigkeit einer bestimmten Art mit einem Umweltfaktor zusammenhängt. Formuliere Hypothese, Variablen, Stichprobe, Kontrollmöglichkeiten und mögliche Fehlerquellen.
- Renaturierungskonzept: Wähle einen beeinträchtigten Lebensraum und entwirf ein begründetes Renaturierungskonzept. Berücksichtige Arten, Stoffkreisläufe, Wasserhaushalt, Nutzung und langfristiges Monitoring.
- Biodiversitätskonflikt: Analysiere einen realen Konflikt, etwa Windenergie und Artenschutz, Landwirtschaft und Insektenschutz oder Hochwasserschutz und Auenentwicklung. Stelle mindestens drei Interessenperspektiven dar und entwickle Kriterien für eine begründete Entscheidung.
- Langzeitmonitoring: Plane ein Jahresprojekt, in dem eine Artengruppe oder ein Lebensraum regelmäßig untersucht wird. Lege Messzeitpunkte, Methode, Datenspeicherung und Auswertung fest und erkläre, wie Vergleichbarkeit gesichert wird.
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Lernkontrolle
- Ökosystemanalyse: In einem Teich nimmt die Zahl der Wasserpflanzen stark ab. Entwickle eine Wirkungskette mit mindestens vier möglichen Folgen für Sauerstoffhaushalt, Nahrung, Konsumenten und Zersetzer. Markiere, welche Verbindungen sicher und welche nur Hypothesen sind.
- Landnutzung und Vielfalt: Zwei gleich große Wiesen weisen sehr unterschiedliche Artenzahlen auf. Die eine wird häufig gedüngt und gemäht, die andere extensiv genutzt. Erkläre mehrere mögliche Ursachen und entwirf eine Untersuchung, mit der Du Deine Erklärungen prüfen könntest.
- Nahrungsnetz und Störung: Wähle eine Art aus einem selbst erstellten Nahrungsnetz und simuliere ihren starken Rückgang. Beschreibe direkte und indirekte Auswirkungen auf mindestens vier weitere Arten.
- Schutzstrategie: Eine seltene Tierart lebt nur noch in drei kleinen, voneinander getrennten Lebensräumen. Vergleiche die Maßnahmen Flächenvergrößerung, Vernetzung, Zuchtprogramm und Reduktion einer konkreten Gefährdungsursache hinsichtlich ihrer ökologischen Wirkungsweise.
- Biodiversität und Klima: Erkläre an einem Beispiel, wie Klimawandel und Lebensraumfragmentierung gemeinsam stärker wirken können als jeder Faktor für sich allein.
- Datenkritik: Eine Schulklasse findet auf Fläche A 18 Pflanzenarten und auf Fläche B 11. Begründe, warum daraus noch nicht sicher geschlossen werden kann, dass Fläche A grundsätzlich ökologisch wertvoller ist. Nenne zusätzliche Daten, die Du erheben würdest.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu Artenvielfalt und Ökologie ist wichtig, dass Du nicht nur Begriffe wiedergeben, sondern ökologische Zusammenhänge erklären und auf neue Beispiele übertragen kannst.
- Du kannst Biodiversität, Artenvielfalt, genetische Vielfalt und Ökosystemvielfalt fachlich unterscheiden.
- Du kannst erklären, wie Biotop, Biozönose und Ökosystem zusammenhängen.
- Du kannst biotische und abiotische Umweltfaktoren an konkreten Beispielen erkennen und ihre Wechselwirkungen beschreiben.
- Du kannst Population, Ökologische Nische, Konkurrenz, Räuber-Beute-Beziehung, Parasitismus und Symbiose erklären.
- Du kannst aus Organismen ein plausibles Nahrungsnetz entwickeln und Produzenten, Konsumenten sowie Destruenten zuordnen.
- Du kannst Energiefluss und Stoffkreisläufe voneinander unterscheiden.
- Du kannst wichtige direkte Ursachen des Biodiversitätsverlustes erläutern und Wechselwirkungen zwischen ihnen darstellen.
- Du kannst Schutzmaßnahmen wie Lebensraumschutz, Biotopverbund und Renaturierung begründen.
- Du kannst einfache ökologische Untersuchungen planen, Daten kritisch beurteilen und zwischen Beobachtung, Korrelation und Ursache unterscheiden.
- Du kannst ökologische Zielkonflikte aus mehreren Perspektiven analysieren und Deine Schlussfolgerungen mit biologischen Argumenten begründen.
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