3. Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Arten 3.1 Nahrungserwerb Spezialisierung Optimierung 3.2...
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3. Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Arten
3.1 Nahrungserwerb Spezialisierung Optimierung
3.2 Trophische Ebenen Zersetzer Primärproduzenten: Pflanzen Primärkonsumenten: Herbivoren
Sekundärkonsumenten: Carnivoren Omnivoren Parasiten, Krankheitserreger
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3.1 Nahrungserwerb
Prokaryoten erfolgreich in allen 4 GruppenEukaryoten nur photoautotroph und chemoheterotroph
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Spezialisierung
Generalist und SpezialistPhytophagen (Herbivoren)
monophag: fressen an einer Artoligophag: Arten einer Gattungpolyphag: breiteres Spektrum
Carnivoren (Fleischfresser)Omnivoren (Allesfresser)
Individuen oftmals spezialisierter als Population
(Vegetarier – Inuit)
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Individuen spezialisiert, Population = Generalist
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assoziatives Lernenerhöhter Erfolgverbessert Erfahrung mit Beute
reduziert Handhabungszeit }Maximierung der Fitness
physiologische Effizienzhypothese
individuelles Suchbild
Spezialisierung kann vorteilhaft seinzielt auch auf Optimierung
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Optimierung: Energie pro Zeiteinheit
Optimaler Nahrungserwerb: optimal foraging
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optimal ist nicht maximal
trade-offs (Grösse, Gewinn)
Nahrungswahl hängt ab von:• Angebot• Alternativen• Hungerzustand
Hierarchie-Schwellenwert-Modell
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Entscheidung hängt ab von- Häufigkeit- Erfahrung- Handling- Lerneffekt
Abhängigkeit der Prädationsratevon der Dichte der Beute =funktionelle Reaktion
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linear: konstante RatedichteunabhängigFiltrierer: Daphnien, Wale
negativ dichteabhängig:komplexe Such- undHandhabungszeitParasitierung
positiv dichteabhängig:LerneffektRückenschwimmer
3 Typen funktioneller Reaktion
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Summe der funktionellen Reaktionen eines Räubers in seinem Leben
= Umsetzung von Beute in Nachkommen
= numerische Reaktion (je mehr …desto…) (trophische oder Konvertierungseffizienz)
zu wenig Räuber: geringe numerische Reaktion (Allee-Effekt)
zu viele Räuber: begrenzte numerische Reaktion (Territorien, Nistplätze begrenzt)
numerische Reaktion meist begrenzt
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Pflanzen beziehen Energie von der SonneHerbivoren von Pflanzen, Carnivoren von Tieren Parasiten von einer trophischen Ebene Omnivoren von 2 trophischen Ebenen Destruenten von allen trophischen Ebenen
Aufbau
Ökosystem
3.2 Trophische Ebenen
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Zersetzer (Destruenten, Detritivoren)
treten in Artkomplexen auf• Tiere zerkleinern (Asseln, Tausendfüssler etc.)• Mikroorganismen bauen abspezialisiert (schwer abbaubare Substrate wie Cellulose, Lignin, Chitin….) führt zu Sukzession
Besonderheit: • haben keinen Einfluss auf anfallendes Substrat (Räuber-Beute kontrollieren sich gegenseitig)• global keine Anreicherung toter Biomasse• ressourcen- / substratkontrolliert • Konkurrenz muss häufig sein
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Primärproduzenten (Pflanzen)
< 18 % aller Arten> 98 % aller Biomasse
immobilSyntheseleistung (Struktur + Schutz)grösste Lebewesenmodularer Aufbau, Meristeme, Neuaustrieb
Herbivorieschutz
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Terpenoide (a-g)
Phenole (h-n)
Alkaloide (o-r)
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Primärkonsumenten: Herbivoren
- Pflanzen << P, N als Tiere - C:N Pflanzen 40:1 Tiere 10:1- grösste Verschiebung zwischen Nährstoffen- >> Pflanzennahrung unbrauchbar- chemische Verteidigung der Pflanzen- Cellulose schwer nutzbar (Cellulase)- Symbiose mit Mikroorganismen (Termiten, Kühe)
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Herbivorie in allen Tiergruppen
Spezialisierung auf Pflanzenorgane• Blattfresser (Käfer, Schmetterlingsraupen)• Phloemsauger (Blattläuse)• Xylemsauger (einige Zikaden)• Blattminierer (Wurzel-, Stängel-, …)• Gallbildner • Pollen, Nektar …• Samen, Früchte …
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Sekundärkonsumenten: Carnivorenfressen pro Leben
echte Räuber: mehrere Beute grösser als BeuteParasitoide: einmal Beute kleiner als Beute
Familiengruppe der Schlupfwespen (Hymenoptera)
Fam. Raupenfliegen (Tachinidae, Diptera)
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Hymenoptera (Hautflügler)
Ichneumonidae (Schlupfwespen)Pteromalidae (Erzwespen)Aphidiidae parasitieren Aphididae
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Omnivoren
Beispiel: Marienkäfer (Coccinellidae) trophische EbeneLarve frisst Blattläuse Herbivoren darin Schlupfwespe Carnivoren Imago Pollen, Nektar Primärproduktion Blattläuse Herbivoren
weiter verbreitet als angenommen
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Parasiten
Drei Bedingungen:• nutzen Wirt als Lebensraum• obligatorisch vom Wirt abhängig• schädigen Wirt (meist nicht tödlich)
• weit verbreitet (Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen, Tiere)• ökologisch sehr relevant
Hauptproblem: Wirt findenHauptvorteil: Schlaraffenland
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Fast alle Arten sind Wirte für ParasitenDie meisten Parasiten sind recht artspezifisch
→ die meisten Arten leben parasitisch→ parasitische Lebensweise ist ein wichtiger Lebenstil
Mikroparasiten: Einzeller Bakterien Viren „klassische“ KrankheitenMakroparasiten
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Makroparasiten:
Ektoparasiten Zecken Flöhe Läuse
Endoparasiten Cestoda (Band-) Nematoda (Spul-) Trematoda (Saugwürmer)
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Makroparasiten
komplexe Entwicklungszyklenoft mitWirtswechsel