VL 11 Teil 3

Question 1

Welche zwei Arten von Hauptnahrungsketten werden in Ökosystemen unterschieden?

Answer 1

1. Lebendfresserkette (engl.: grazing food chain) à„grüner Weg“
   * Herbivore ernähren sich von lebender pflanzlicher Biomasse (Phytomasse)
   * Carnivore ernähren sich von Herbivoren
2. Zersetzerkette (engl.: detritus food chain) à„brauner Weg“
   * Detritus (tote, organische Biomasse) als Basis
   * saprophage Organismen ernähren sich von Detritus
   * Carnivoren fressen saprophage Organismen

Question 2

Vergleiche ein Phytophagennetz mit einem Zersetzernetz.

Answer 2

Phytophagennetz (Lebendfresserkette mit Herbivoren)
* Prädatorenanzahl durch Populationsdichte der Phytophagen (Herbivoren) begrenzt
* Phytopage durch Prädatoren reguliert
* à indirekte Interaktion

• klassisches Muster tritrophischer Interaktion: Primärproduzent, Herbivore & Prädatoren in engen Wechselwirkungen zueinander
• top down reguliert = Räuber haben entscheidenden Einfluss
• aber: keine effektive Kontrolle der Pflanzen durch Phytophagen => Vorlesung Herbivorie

Zersetzernetz
* Zersetzer insgesamt durch Verfügbarkeit von Bestandesabfall limitiert
* Menge toten organischen Materials aber durch Detritivore nicht kontrollierbar
* Einfluss der Prädatoren auf Zersetzer gering
* bottom-up-Kontrolle à Verfügbarkeit der Ressource entscheidender Faktor

Question 3

Welche Typen der Effizienz der Energienutzung durch Konsumenten lassen sich unterscheiden?

Answer 3

Assimilationseffizienz (A/I)
* Verhältnis von Assimilation (A) zu aufgenommener Nahrungsmenge (I)
* Effizienz mit der die Energie aus der Nahrung verwertet wird

Produktionseffizienz (P/A)
* Verhältnis von Produktion (P) zu Assimilation (A)
* Effizienz, mit der die assimilierte Energie verwendet und umgewandelt wird, d.h. in Sekundärproduktion überführt wird (z.B. Aufbau körpereigener Strukturen)

und Ökologische Effizienz (eigene KK dazu)

Question 4

Ökologische Effizienz

Answer 4

• unterschiedliches Verhalten von Arten und Artengruppen bei dieser Umwandlung der Energie
• generell bei Wirbeltieren relativ gering
  o Poikilotherme (wechselwarme) Organismen (hier: Fische) à ca. 10%
  o Homoiotherme (gleichwarme) Organismen (Säuger, Vögel) à ca. 1-2%
• Ursache: relativ hoher Energieverbrauch zur Aufrechterhaltung
  konstanter Körpertemperatur bei gleichwarmen Tieren
• wechselwarme Tiere können größeren Teil der assimilierten Energie in Produktion stecken
• bei Wirbellosen Verhältnis P/A daher relativ hoch (20-40%)
• Abweichungen: soziale Insekten à Energie in Brutpflege oder Anlegen Pilzgärten
• Herbivore geringere Assimilation von Energie als Carnivore : da Aufnahme energiearmer Nahrung

Question 5

Durch welche Formel lässt sich die Effizienz der Energienutzung durch Konsumenten berechnen?

Answer 5

I = A + W

I = Nahrungsmenge (Ingestion) à Gesamtmenge die durch Konsumenten aufgenommen

A = Assimilation à Teil der Nahrung der assimiliert (aufgenommen) wird (i.d.R. über Darm)
W = Ausscheidung (engl. waste = Abfall)
-> Von der assimilierten Energie fließt ein Teil in die Atmung (R = Respiration), es kommt zu einem Verlust in Form von CO2. Der restliche Teil wird zur Produktion (P) verwendet, dies beinhaltet Reproduktion und den Aufbau von Biomasse

Question 6

Wie lässt sich der Energiefluss durch trophische Ebenen beschreiben?

Answer 6

• Energiefluss anhand folgender Faktoren erfassbar:
  o P_n = Produktion, die auf einer Ebene (n) erfolgt (Herbivore)
  o P(n-1) = Nettoprimärproduktion = Produktion, abhängig von Produktion der nächstniedrigen Ebene (Pflanze)
• Ein Teil (I) der verfügbaren Nahrung wird gefressen
• nur Teil (A) von (I) wird assimiliert
• Rest (W) geht als abgestorbenes Material in die Zersetzerkette ein
• gewisser Anteil an Energie geht bei der Respiration (R) verloren
• Aus allem ergibt sich Produktion (P_n) der Herbivoren
• Faustregel zum Muster der Energieübertragung: 10% pro trophische Ebene in Biomasse umgewandelt à mit jeder trophischen Ebene nimmt Menge an Biomasse ab
• Ökosysteme darum Biomassepyramiden: Produzenten (Pflanzen) i.d.R. größere Biomasse als Konsumenten
• à Ausnahme Ökosysteme des Pelagials im See oder Meer

Question 7

der Energiefluss durch trophische Ebenen im Ökosysteme des Pelagials im See oder Meer

Answer 7

o Zooplankton hohe effekMve Fraßrate
o Organismen des Zooplanktons langlebiger als Lebewesen des Phytoplanktons
o hohe ReprodukMonsrate von Phytoplankton
o durch hohe ProdukMvität kleinere BiomasseprodukMon der Primärproduzenten
im Vergleich zum Zooplankton
o à Biomassepyramide „steht auf dem Kopf“

Question 8

Zusammenfassung Nahrungsnetztypen und Effizienztypen

Answer 8

• Zwei Hauptnahrungskegen: die Lebendfresserkege und die Zersetzerkege
  à besitzen unterschiedliche Konsumenten erster Ordnung, aus denen sie ihre Energie
  beziehen
  o Lebendfresserkege: lebende pflanzliche Biomasse
  o Zersetzerkege: totes organisches Material (Detritus)
• ökologische Effizienz der Nahrungsausnutzung ist unterschiedlich
• ProdukMonseffizienz schwankt zwischen systemaMschen Gruppen
  à bei Wirbellosen generell höher als bei WirbelMeren
  à wechselwarme (poikilotherme) Organismen wie Amphibien, RepMlien, Fische und
  Insekten, haben eine hohe ProdukMonseffizienz
  à gleichwarme (homoiotherme) Organismen wie SäugeMere und Vögel weisen eine
  deutlich geringere ProdukMonseffizienz auf (nur 1-3%)
  àbei sozialen Lebensformen ebenfalls geringer
• Etwa 10% der Energie pro trophische Ebene wird in Biomasse umgesetzt
  à wird in Biomassepyramiden widergespiegelt
  à Ausnahme: Pelagial der Meere (Phytoplankton: hohe ReprodukMonsrate)