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Bioindikatoren – Bestimmen und Bedeutung 06:56 min

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Transkript Bioindikatoren – Bestimmen und Bedeutung

Hallo, mein Name ist Steffi. In diesem Video möchte ich dir das Bestimmen von Bioindikatoren erklären. Vor allem möchte ich dir den Einfluss verschiedener abiotischer Faktoren auf unsere Tier- und Pflanzenwelt zeigen und wie man abiotische Faktoren messen kann. Zunächst nochmal zur Erinnerung: Was sind abiotische Faktoren? Abiotische Faktoren sind alle Faktoren, die von der unbelebten Natur ausgehen. Dazu zählen: Licht, Temperatur, Wasser, Niederschlag, Luft und Boden. Die abiotischen Faktoren wirken auf verschiedene Tier- und Pflanzenarten. Vor allem bei den Pflanzen spielen sie eine wichtige Rolle, da sie ihren Standort nicht einfach verlassen können, so wie das Tiere können. Denken wir an die Zugvögel, die im Herbst in wärmere Gebiete ziehen. Viele Pflanzen reagieren spezifisch und schnell auf die gesamten abiotischen Umweltbedingungen. Sie sind an abiotische Faktoren sehr gut angepasst. Ändern sich diese Faktoren, sind sie nicht mehr lebensfähig oder werden von anderen Arten verdrängt. Solche Pflanzen nennt man Bioindikatoren oder auch Zeigerpflanzen. Schauen wir uns diese Faktoren mal etwas genauer an. Und beginnen mit dem abiotischen Faktor „Boden“. Wir können anhand der Vegetation an einem Standort oftmals etwas über den Bodenzustand oder seine Zusammensetzung aussagen. Dabei helfen uns Zeigerpflanzen wie die Brennnessel. Sie wächst dort, wo viel Stickstoff im Boden ist und ist demnach ein Bioindikator für einen stickstoffreichen Boden. Andersherum ist es mit der Kamille. Sie wächst dort, wo wenig Stickstoff im Boden ist. Somit ist die Kamille ein Bioindikator für einen stickstoffarmen Boden. Genauso können wir etwas über den pH-Wert des Bodens aussagen: Das Gänseblümchen wächst auf Böden, die einen niedrigen pH-Wert aufweisen. Der Wiesensalbei ist dort zu finden, wo der Boden eher alkalisch ist. Kommen wir zu einem weiteren abiotischen Faktor: dem Wasser. Hier finden wir bei einigen Pflanzenarten evolutive Anpassungen an ihren Standort. Wie zum Beispiel bei den Feuchtpflanzen in den Tropen. Ihr Standort ist immer feucht. Das ist aber nicht gut für die Pflanzen. Daher müssen sie leicht Wasser abgeben können. Dazu besitzen sie gewölbte Spaltöffnungen, wodurch Luftströmung Wasser leicht abtransportieren kann. Anders ist dies bei den Trockenpflanzen, wie in der Wüste. Sie leiden unter Trockenheit. Das bedeutet, sie brauchen Gewebe, das Wasser speichert. Du siehst also schon an diesem Beispiel, wie sehr ein abiotischer Faktor auf den Bau einer Pflanze einwirkt. Schauen wir uns mal an, ob es auch ein angepasstes Verhalten an abiotische Faktoren gibt. Ja, es gibt angepasstes Verhalten an abiotische Faktoren. Eines möchte ich dir vorstellen und dazu verlassen wir die Pflanzenwelt. Der Winterschlaf ist ein solches angepasstes Verhalten an den abiotischen Faktor Temperatur. Der Winterschlaf ist eine Strategie, die kalte Witterung und Nahrungsknappheit zu überdauern. Der Igel hält zum Beispiel Winterschlaf. Er senkt seine eigene Körpertemperatur ab und auch der Herzschlag verlangsamt sich. So atmet er anstatt fünfzig Mal pro Minute nur noch ein bis zwei Mal pro Minute. So, nun kennen wir verschiedene abiotische Faktoren und ihren Einfluss auf die Tier- und Pflanzenwelt. Doch kann man abiotische Faktoren auch messen? Ja. Man kann die abiotischen Faktoren auch messen. Beginnen wir mit der Temperatur. Die Messung der Temperatur kennst du sicher. Wenn man Fieber hat, misst man mithilfe eines Thermometers die Körpertemperatur. So geht das auch, wenn man die Lufttemperatur messen möchte oder die Bodentemperatur. Dazu verwendet man ein solches Bodenthermometer. Der abiotische Faktor Licht kann auch gemessen werden, mit einem Luxmeter. Damit kann man zum Beispiel die Lichtmenge messen, die in den verschiedenen Waldschichten ankommt. Der Boden kann ebenfalls untersucht werden. Sein Mineralstoffgehalt lässt sich leicht im Labor überprüfen. Wenn du vorher eine Bodenprobe nimmst, wird diese im Labor untersucht und du erfährst den Mineralstoffgehalt des Bodens. Ähnlich verhält es sich mit dem pH-Wert des Bodens. Auch diesen kann man messen. Hierzu benötigt man eine Bodenprobe, destilliertes Wasser und solche Teststäbchen. Diese verfärben sich je nach pH-Wert des Bodens und so weißt du, ob er eher sauer ist oder alkalisch. Du kannst das auch leicht selbst einmal ausprobieren. Hole dir zwei Mal etwas Erde, zum Beispiel aus dem Garten. Schütte in die eine Probe einen Schuss Essig. Schäumt der Boden, ist er alkalisch. Wenn nicht, dann gebe in die andere Probe etwas Wasser zum Anfeuchten, bis er schlammig ist. Und nun etwas Backpulver hinein. Schäumt der Boden, ist er sauer. Tut sich gar nichts, liegt der Boden beim pH-Wert 7. Im Labor kann man den pH-Wert mit einem pH-Meter messen. Dieses sagt einem genau, wo der pH-Wert liegt und nennt dir sogar einen Zahlenwert. Zum Beispiel 5,7. Du siehst also: Die abiotischen Faktoren haben einen Einfluss auf die Pflanzen- und Tierwelt. Es haben evolutive Anpassungen stattgefunden und auch das Verhalten hat sich an diese Faktoren angepasst. Es gibt Pflanzen, die sehr empfindlich reagieren, wenn sich einer dieser Faktoren ändert. Diese Zeigerpflanzen helfen uns, einen Standort einzuschätzen. Die abiotischen Faktoren lassen sich aber auch messen. Tschüss und bis bald!

1 Kommentar
  1. Die Erklärungen waren gut verständlich und die Aufgaben haben das Wissen vertieft und Detailinformationen gegeben. Super!

    Von Stefan Guelzow, vor mehr als 2 Jahren

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Bioindikatoren – Bestimmen und Bedeutung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Bioindikatoren – Bestimmen und Bedeutung kannst du es wiederholen und üben.

  • Definiere die Begriffe Bioindikatoren und Zeigerpflanzen.

    Tipps

    Daphnien sind kleine Krebse (siehe Abbildung rechts). Da sie empfindlich auf Schadstoffe im Wasser reagieren, geben sie Auskunft über die Wasserqualität.

    Lösung

    Viele Pflanzen reagieren spezifisch und schnell auf die gesamten Umweltbedingungen. Das bedeutet aber nicht, dass sie sich schnell an Umweltveränderungen anpassen können – ganz im Gegenteil. Sie sind an abiotische Faktoren gut angepasst und haben eine geringe Toleranz gegenüber Veränderungen. Verändert sich ein bzw. verändern sich mehrere abiotische Faktoren, sind viele Pflanzen nicht mehr lebens- oder konkurrenzfähig.

    Ein Beispiel: Der Scharfe Mauerpfeffer wächst auf Böden, die stickstoffarm sind. Nimmt der Stickstoffgehalt zu, z.B. aufgrund von Pestizideinsätzen oder wegen eines Fabrikunfalls, stirbt der Mauerpfeffer und wird beispielsweise von der Großen Brennnessel verdrängt, die wiederum gut an stickstoffreiche Böden angepasst ist.

    Diese beiden Pflanzen sind Beispiele für Bioindikatoren bzw. Zeigerpflanzen. Aufgrund ihrer geringen Toleranz gegenüber Veränderungen in der Stickstoffkonzentration im Boden geben sie Auskunft darüber, ob der Boden eher stickstoffarm oder stickstoffreich ist. Es gibt auch Zeigertiere, wie Krebse oder Fische, die z.B. Aussagen über die Wasserqualität eines Flusses zulassen.

  • Zeige auf, dass der pH-Wert des Bodens ohne Labor bestimmt werden kann.

    Tipps

    Die Skala, auf der der pH-Wert gemessen wird, reicht von 0 (stark sauer) bis 14 (stark basisch bzw. alkalisch). Säuren wie die Essigsäure haben einen pH-Wert, der weit kleiner ist als 7.

    Essig hat einen pH-Wert von ungefähr 3. Damit ist er ziemlich sauer.

    Lösung

    Essig hat einen sauren pH-Wert (ungefähr 3), während Backpulver leicht basisch ist (rund 8).

    Reagiert die Essigsäure in dem Essig mit dem Boden unter Bildung von Schaum, kann man daraus auf einen basischen pH-Wert des Bodens schließen. Andersherum führt nur ein saurer Boden mit dem Natron aus dem Backpulver zu einer Reaktion, in der ebenfalls Schaum zu sehen ist. Kommt es bei beiden Stoffen zu keiner Reaktion, ist der Boden neutral, hat also einen pH-Wert von ungefähr 7. Kommt es zu einer der beiden oben genannten Reaktionen, bildet sich das Gas Kohlenstoffdioxid ($CO_2$). Durch dieses Gas wird das Wasser im Boden aufgeschäumt (sonst würden wir das farblose Gas gar nicht „sehen“).

    Übrigens kann man in einem weiteren Experiment auch Essig und Backpulver direkt miteinander reagieren lassen. Dabei schüttet man Essig in eine Flasche und Backpulver in einen Luftballon. Den Luftballon zieht man über die Flaschenöffnung. Wenn dann Essig und Backpulver aufeinander treffen, entsteht in dieser heftigen Reaktion als Gas wieder Kohlenstoffdioxid. Deshalb wird der Ballon aufgeblasen.

  • Nenne Möglichkeiten zum Messen von abiotischen Faktoren.

    Tipps

    Das altgriechische Wort anemos bedeutet Wind.

    Die Beleuchtungsstärke wird in der Einheit Lux angegeben.

    Das altgriechische Wort hygrós kann mit feucht oder nass übersetzt werden.

    Lösung

    Die Temperatur wird natürlich mit dem Thermometer gemessen. Spezielle Thermometer gibt es z.B. für den Boden.

    Mit dem Luxmeter (Lux: Einheit der Beleuchtungsstärke) kann man den Faktor Licht messen.

    Möchtest du den pH-Wert des Bodens herausfinden, hilft dir das pH-Meter.

    Ein Hygrometer zeigt an, wie feucht die Luft ist.

    Die Windgeschwindigkeit wird mit dem Anemometer gemessen. Es besteht oft aus kugelförmigen Schalen. Je nachdem, wie stark der Wind in die Schalen bläst, drehen sie sich unterschiedlich schnell.

  • Bestimme evolutive Anpassungen von Organismen an ihren Standort.

    Tipps

    Nachtaktive Tiere können der gefährlichen Hitzestrahlung der Sonne entfliehen.

    Der Igel hält Winterschlaf, um die frostige Jahreszeit zu vermeiden.

    Lösung

    Für jeden abiotischen Faktor hat die Tier- und Pflanzenwelt im Laufe der Evolution Anpassungen ausgebildet. Diese sind nachfolgend zusammengefasst:

    Temperatur: In heißen Lebensräumen wie der Wüste sind Tiere meistens nachts aktiv. So vermeiden sie die Hitze der Sonne. Bakterien, die in heißen Quellen leben, haben hitzeresistente Proteine ausgebildet, da Proteine ab einer bestimmten Temperatur ihre Struktur und damit auch ihre Funktion verlieren (sie denaturieren). Anpassungen an Kälte sind z.B. ein dichtes Fell (Säugetiere – Fellwechsel), ein dichtes Federkleid (Vögel), eine Speckschicht (Meeressäuger, Wale etc.), das Halten von Winterschlaf, das Abstoßen des Laubes vor dem Winter oder Frostschutzmittel bei Nadelbäumen.

    Wasser: Gewölbte Spaltöffnungen helfen Pflanzen in feuchten Lebensräumen, leicht Wasser abzugeben, um so den Transpirationssog aufrechtzuerhalten. Bei Trockenheit haben Moose eine Resistenz gegen das Austrocknen entwickelt. So überdauern sie die Trockenzeit bis zum nächsten Regen. Kakteen besitzen wasserspeichernde Pflanzenorgane. Eine besonders dicke Cuticula schützt vor starkem Wasserverlust. Bei Tieren in trockenen Gebieten ist der Harn bzw. die Harnsäure sehr konzentriert, sodass auch hier Wasser eingespart wird.

    Licht: Bei trübem Wasser oder Dunkelheit ist eine Anpassung hinsichtlich der Augen erkennbar – sie sind stark vergrößert. Einige Tiefseefische besitzen Leuchtorgane, Fledermäuse und Delfine orten ihre Beute mit ihrem eingebauten Echolot, Nagetiere nehmen ihre Umgebung über Tasthaare wahr.

    Wind: Manche Schmetterlinge haben ihre Flügel verloren, um so in windigen Gebieten nicht von ihrem Lebensraum fortgeweht zu werden. Bei Bäumen verhindert das Dickenwachstum von Stämmen, dass sie umknicken.

    Gegen starke Wasserströmung hat sich der stromlinienförmige Körper von Fischen etabliert. Larven verstecken sich unter Steinen oder haben Haltevorrichtungen ausgebildet. Auch Saugnäpfe, erhöhtes Körpergewicht und ein verringerter Wasserwiderstand sind Anpassungen an starke Strömung.

    Neben der Anpassung an abiotische Faktoren haben sich im Laufe der Evolution natürlich auch Anpassungen an biotische Faktoren ausgebildet. Gegen Fressfeinde sind so z.B. Gifte, Stacheln oder Tarntrachten entstanden.

  • Stelle biotische und abiotische Faktoren gegenüber.

    Tipps

    Das griechische Wort abiotisch bedeutet nichtlebend.

    Biotische Faktoren umfassen Interaktionen mit anderen Lebewesen.

    Lösung

    Abiotische Faktoren sind alle Faktoren, die von der unbelebten Natur ausgehen. Dazu zählen Klima (Niederschlag, Lufttemperatur, Wind), Boden und Relief, Licht, Wasser und Feuer sowie chemische Faktoren wie der pH-Wert oder die Salzkonzentration.

    Biotische Faktoren umfassen Interaktionen mit anderen Lebewesen. Das sind u.a. Konkurrenz und Parasitismus, Räuber-Beute-Beziehungen, Symbiosen und auch Altruismus.

  • Bestimme Bioindikatoren für verschiedene abiotische Faktoren.

    Tipps

    Manchmal geben dir schon die Namen der Pflanzen einen Hinweis darauf, an welchem Standort sie bevorzugt wachsen.

    Das Gänseblümchen verträgt nur einen niedrigen pH-Wert.

    Lösung

    Es gibt eine Vielzahl von Zeigerpflanzen. Im Folgenden sind einige nach dem abiotischen Faktor und dem Aussagegehalt aufgelistet:

    Boden: Brennnessel (stickstoffreich), Kamille (stickstoffarm), Gänseblümchen (pH-Wert niedrig), Wiesensalbei (pH-Wert hoch)

    Licht: Gelbes Sonnenröschen (sonnig), Sauerklee (schattig)

    Wasser (im Boden): Sumpfdotterblume (nass), Ackerochsenzunge bzw. Ackerkrummhals (trocken)

    Recherchiere doch mal, wie die Pflanzen aussehen. Dann weißt du beim nächsten Spaziergang vielleicht mehr über die Boden-, Luft- und Lichtverhältnisse!