Ökologische Potenz (Basiswissen)

Ökologische Potenz (Basiswissen) Übung

• Definiere die Begriffe „ökologische Potenz“ und „physiologische Potenz“.

  Tipps

  Ein Begriff bleibt übrig.

  Lösung

  Das Anpassungsvermögen einer Art an Bedingungen kann auf verschiedenen Ebenen beschrieben

  Der Bereich, in dem der Organismus theoretisch überleben und sich fortpflanzen kann, ist die physiologische Potenz. Sie bezieht sich auf einen abiotischen Umweltfaktor und betrachtet ihn isoliert. Sie wurde also unter Laborbedingungen, ohne den Einfluss von Konkurrenz und weiteren Faktoren, ermittelt.

  Im Gegensatz dazu berücksichtigt die ökologische Potenz die Gesamtheit der Umweltfaktoren, einschließlich der Konkurrenz mit anderen Arten. Sie beschreibt daher den Bereich, in dem die Art in der natürlichen Umgebung tatsächlich überleben und sich fortpflanzen kann.

• Gib an, welcher Graph das Ergebnis des Küchenschaben-Versuchs darstellt.

  Tipps

  Schaue dir die Abbildung über der Übung an: Wo befinden sich die meisten Küchenschaben? Am Anfang des Temperaturbereichs, in seiner Mitte oder am Ende?

  Lösung

  Viele ökologische Muster können am besten mit einer Normalverteilung erklärt werden, also einer Kurve mit einem Optimum in der Mitte und einer gleichmäßigen Verteilung in beide Richtungen. Auch die physiologische Potenz kann mit dieser Art der Kurve erklärt werden, wie wir hier zum Beispiel anhand der Individuenverteilung von Küchenschaben entlang des Temperaturgradienten sehen können. Bildet man aus den Werten des Versuchs, also aus der Anzahl der Küchenschaben im jeweiligen Temperaturbereich, einen Graphen, so erhält man eine sogenannte Toleranzkurve mit Minimum, Optimum und Maximum.
  
  Wenn du dir die Abbildung oberhalb der Übung anschaust, dann kannst du sehen, dass sich die meisten Küchenschaben in dem Bereich um die $31\,\pu{°C}$ aufhalten. Bei dieser Temperatur befindet sich das Optimum der Küchenschaben. Bei geringeren und höheren Temperaturen befinden sich weniger Küchenschaben. Die Temperaturgrenzen, hinter denen sich keine Schaben mehr aufhalten, sind das Minimum und das Maximum .

• Benenne die Bereiche und Punkte der Toleranzkurve.

  Tipps

  Der Begriff „Präferendum“ geht auf das Lateinische zurück: Das Wort „prae-ferre“ kann mit „bevorzugen“ übersetzt werden.

  Lösung

  Wenn wir uns die Verteilung von Individuen entlang des Toleranzbereiches anschauen, dann sehen wir eine Kurve:

  • In dieser Kurve gibt es den Punkt, an dem sich die höchste Anzahl an Individuen befindet. Dieser Punkt wird Optimum genannt.
  • Es gibt zwei Punkte, an denen die Kurve die x-Achse schneidet: Das ist das Minimum auf der linken Seite und das Maximum auf der rechten Seite.

  
  Die Flächen in dem Graphen lassen sich entsprechend der Punkte in verschiedene Bereiche einteilen:

  • Beidseitig in der Nähe des Optimums ist der Bereich des Präferendums. In diesem Bereich liegt der physiologisch beste Bereich für die jeweilige Kombination aus Art und abiotischen Faktoren.
  • In der Nähe des Minimums und Maximums gibt es Bereiche, in denen eine Art zwar überleben, sich aber nicht fortpflanzen kann. Diese Bereiche werden als Pessima (Singular: Pessimum) bezeichnet.

• Ermittle die physiologische Potenz der verschiedenen Baumarten in Bezug auf die Bodenfeuchte.

  Tipps

  Ist eine Art besonders konkurrenzstark, setzt sich also durch, wird ihre ökologische Potenz wahrscheinlich ähnlich der physiologischen Potenz sein.

  Lösung

  Ist eine Art besonders konkurrenzstark, setzt sich also durch, wird ihre ökologische Potenz wahrscheinlich ähnlich der physiologischen Potenz sein.
  Dies zeigt sich bei der Rotbuche in Bezug auf die Bodenfeuchte: Obwohl sie den schmalsten Toleranzbereich aufweist, entspricht ihre ökologische Potenz nahezu der physiologischen, da sie sich gut gegenüber anderen Baumarten behaupten kann.

  Ist eine Art eher konkurrenzschwach, wird sie von konkurrenzstärkeren Arten wahrscheinlich an den Rand ihres Toleranzbereiches in Bezug auf bestimmte Umweltfaktoren gedrängt.
  Dies trifft auf die Waldkiefer im Hinblick auf die Bodenfeuchte zu: Sie hat einen großen Toleranzbereich, ist in der Natur jedoch insbesondere an trockenen und nassen Standorten zu finden.

  Auch die Schwarzerle weist einen großen Toleranzbereich auf, kann sich allerdings nur auf nassen Böden durchsetzen.

  Im Vergleich zur Rotbuche ist die Stieleiche konkurrenzschwächer, weshalb sie sich an den bevorzugten Standorten der Rotbuche weniger erfolgreich durchsetzen kann.

• Gib wieder, welche Auswirkungen die verschiedenen Temperaturen auf die Küchenschaben haben.

  Tipps

  Nutze die Abbildung als Hilfe.

  Lösung

  Anhand des Küchenschaben-Experiments kann man die physiologische Potenz gut verstehen:
  
  

  • Die meisten Küchenschaben sammeln sich im Bereich um etwa $31\,\pu{°C}$. Sie scheinen sich dort am wohlsten zu fühlen: In diesem Temperaturbereich liegt ihr physiologisches Optimum.
  • Bei Temperaturen zwischen $4\,\pu{°C}$ und $37\,\pu{°C}$ können Küchenschaben auch überleben.
  • Sinkt die Temperatur allerdings unter $4\,\pu{°C}$, sind sie nicht oder nur eingeschränkt lebensfähig – diese Temperatur beschreibt das physiologische Minimum.
  • Bei über $37\,\pu{°C}$ ist eine Küchenschabe ebenfalls nicht mehr lebensfähig, ihr physiologisches Maximum ist in Bezug auf den Faktor Temperatur bei $37\,\pu{°C}$ erreicht.

  In der Nähe dieser Grenzwerte halten sich im Versuch deshalb nur sehr wenige Küchenschaben auf.

• Bestimme, ob die Lebewesen in Bezug auf den beschriebenen abiotischen Faktor eurypotent oder stenopotent sind.

  Tipps

  Zwei der Beispiele sind stenopotent.

  Lösung

  In dieser Aufgabe sind der Löwenzahn, die Weide und die Möwe Beispiele für eurypotente Organismen in Bezug auf den beschriebenen Umweltfaktor.

  Die Forellenarten und das Edelweiß sind Beispiele für stenopotente Organismen in Bezug auf den beschriebenen Umweltfaktor.