Zusammenfassung Ökologie PDF

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Zusammenfassung!Ökologie!! 1.Vorlesung! Was!wird!von!der!Ökologie!erwartet?! Naturwissenschaftliche!Lösungsvorschläge!z.B.!für! -!Überbevölkerung!&!Ressourcenverbrauch!! -!Erhalt!der!Biodiversität!! -!Eindämmung!der!Klimaveränderung! ! Ökologie!ist!keine!(be)wertende!Wissenschaft!!! -!sie!ist!kein!Synonym!für!Umwelt! -!nicht!gleich!zu!setzten!mit!Umweltschutz!welcher!bedeutet:!! ! -!Ziel!die!Umwelt!zu!verbessern! ! -!Aktivitäten!im!Bereich!der!Öffentlichkeitsarbeit! ! Was!kann!die!Ökologie?! Analyse!der!Organismen!&!ihrer!Umwelt! -!„gute“!ökologische!Zustände!gibt!es!nicht! à!weswegen!keine!Referenzzustände!vorhanden!sind! -!Ökosystemzustände!werden!durch!Geovariabilität!&!Stochastik!der!Prozesse!beeinflusst! ! Ökosysteme! -!Umgebung!in!der!Organismen!mit!ihrer!spezifischen!Umwelt!in!Wechselwirkung!treten! -!besitzen!strukturelle!&!funktionelle!Eigenschaften! -!Stabilität!durch!Komplex!an!Komponenten!gewährleistet! ! -!gesetzmäßig!&!regelhaft!angeordnet!! ! -!stehen!in!Wechselwirkung!>!positiver!oder!negativer!Einfluss! ! belebte!(biotische)!Komponenten!>!Lebensgemeinschaft!(Biozönose)! unbelebte!(abiotische)!Komponenten!>!Lebensraum!(Biotop)! ! Biozönose!(Lebensgemeinschaft)! Karl!Möbius!–!Gemeinschaft!von!lebenden!Wesen,!für!eine!den!durchschnittlichen!äußeren! Lebensverhältnissen!entsprechenden!Auswahl!&!Anzahlt!von!Arten!&!Individuen!welche!sich! gegenseitig!bedingen!&!durch!Fortpflanzung!in!einem!abgeschlossenen!Gebiet!dauernd! erhalten! ! Biotop!(Lebensraum)! Dahl!&!Hesse!–!Das!Biotop!ist!die!Lebensstätte!einer!Biozönose! ! Ökologie!&!Pflanzengeographie! Habitat!(Linné)!! -!typischer!Standort!einer!Art!(Pflanze/Tier)!! -!„habitare!in!silvis“!=!bewohnter!Wald! Assoziation!(A.!!von!Humboldt)! -!Pflanzengemeinschaft! -!Region!mit!ähnlichem!Klima!beherbergen!Pflanzen!mit!ähnlichen!Lebensformtypen!! ! ! !

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Das!Ökosystemkonzept!! Der!Lebensraum!auf!der!Erde!besteht!aus!abgegrenzbaren!funktionellen!Einheiten! (Ökosysteme),!die!als!Wirkungsgefüge!von!Biotop!&!Biozönose!aufzufassen!sind,!so!dass!ein! übergeordnetes!Ganzes!entsteht.! ! Ökosysteme!sind!gekennzeichnet!durch!! -!Energiefluss! ! !!!!!!!!!!!!!-!Stoffkreislauf! !-!Mannigfaltigkeitsmuster!in!Raum!&!Zeit! -!Regelmechanismen!!! -!Entwicklung!&!Evolution! !! ! ! Die!verschiedenen!Ökosysteme!der!Erde!stehen!untereinander!in!Kontakt!&!bilden!das! globale!System!der!Biosphäre! ! Quantitative!Ökologie! Untersuchung!der!Beziehung!der!Organismen!untereinander!und!mit!ihrer!Umwelt!! -!Erheben!von!Daten!(Beobachtung,!Messung)! -!repräsentative!Stichproben! -!Überprüfung!von!Hypothesen! ! Zusammenhang!zwischen!Pflanzenproduktion!&!Stickstoffverfügbarkeit!in!einem!GraslandÖkosystem! N!–!Verfügbarkeit!à!erklärende!Variable!(unabhängige! Variable)!! Produktivität!à!Response-Variable!(abhängige!Variable)! ! Überprüfung!der!Hypothese! Gibt!es!eine!positive!Korrelation!von!Stickstoff!und! Pflanzenproduktion?! Freiland!! -!kontrollierte!Änderung!der!unabhängigen!Variable! (Stickstoffgehalt)! -!Messung!der!Änderung!der!abhängigen!Variable!(Pflanzenwachstum)! à!Vergleich!Produktionsunterschied!gedüngt!&!ungedüngte!Fläche!! ! Cedar!Creek!Long!Term!Ecological!Research!(LTER)!–!Projekt! -!homogenes!Versuchsfeld!! -!wesentliche!Umweltfaktoren!wie!–!Bodenart!–!ph!–!Bodenfeuchte!–!Klima!müssen!gleich! sein! ! Labor! -!kontrollierte!Umweltbedingungen!(Gewächshaus=! -!Vergleich!Wachstum!unterschiedlich!gedüngter!Pflanzen! à!Ergebnisse!nicht!direkt!auf!Bedingungen!im!Freiland! übertragbar! à!prinzipielle!Reaktion!der!Pflanzen!kann!bestimmt! werden! ! Das!Fehlen!absoluter!Erkenntnissicherheit!ist!eine! Grundeigenschaft!der!(ökologischen)!Wissenschaft!! !

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Humanökologie!–!Menschen!&!Umwelt! 1.!Nachhaltigkeit! Globaler!Ressourcenverbrauch!wird!bestimmt!durch!2!Hauptfaktoren!! ! à!Bevölkerungszahl! à!Pro-Kopf-Verbrauch! ! kontinuierlicher!Anstieg!beider!Größen!in!den!letzten!50!Jahren! ! Einfachstes!Modell!der!Ressourcennutzung! Input!à!Ressource!à!Output!! Solange!der!Output!größer!ist!als!der!Input!ist!die! Ressource!nachhaltig!! ! Die!einfachste!Form!der!ökologischen!Nachhaltigkeit! unterliegt!den!Beschränkungen!von!Angebot!und! Nutzung!à!wichtig!dafür!ist!der!Turnus!(Ruhezeit)! Hat!seinen!Ursprung!Anfang!des!18.Jh!in!Mitteleuropa!als!Reaktion!auf!die!starke! Waldvernichtung!à!nachhaltige!Waldbewirtschaftung!! ! Ein!Beispiel!für!nicht!nachhaltige!Nutzung!ist!der!Aralsee.!Durch!Umleitung!der!Zuflüsse!zur! Bewässerung!von!landwirtschaftlicher!Flächen!wurde!das!Wasservolumen!reduziert.! ! Prinzip!des!maximalen!Dauerertrages! Faktoren!für!den!Rückgang!einer! Fischpopulation!sind!! 1.!Überfischung! 2.!Ungünstige! Witterung!(abiotische!Umwelt)! 3.!Konkurrenz!mit!anderen!Arten! (biotische!Umwelt)! ! ! ! ! ! ! Nachhaltige!Nutzung!erfordert!ökologischen!Ansatz! 1.!genutzte!Arten!werden!meist!als!voneinander!getrennt!biologischen!Einheit!betrachtet! 2.!jede!einzelne!Art!wird!wirtschaftlich!maximal!genutzt!! à!Arten!sind!jedoch!Bestandteile!eines!ökologischen!Systems! à!gewisser!Teil!einer!Population!muss!erhalten!bleiben! - Erfüllung!der!ökologischen!Funktion! - Bewahrung!der!Struktur!des!Nahrungsnetzes!(Räuber/Beute)! ! ! ! ! ! ! ! !

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2.!Biologische!Vielfalt! Rückgang!geeigneter!Habitate!! Tropische!Regionen! - Überdurchschnittlicher!Artenreichtum! - Stark!wachsende!Bevölkerung! - Schnelle!wirtschaftliche!Entwicklung! à!Rückgang!des!Regenwaldes!in!z.B.!Madagaskar! ! Fragmentierung!von!Habitaten! In!den!Tropen!oder!auch!den!gemäßigten!Breiten!werden!großflächig!geschlossene! Waldflächen!in!kleine!Teilflächen!zersplittert!&!fragmentiert.! Praxisbeispiele:!! Fragmentierung:!! - Ausbau!einer!Autobahn,!früher!hat!sich!die!Straße!der!Landschaft!angepasst,!jetzt! wird!die!Landschaft!so!verändert,!dass!die!Autobahn!den!kürzesten!Weg!hat! - Schließen!der!Wanderwege!von!Langdistanzwanderfischen!durch! Wasserkraftwerke,!durch!Fischpässe!wird!diesem!Problem!entgegengewirkt! ! Minimallebensraum!(MDA!–!minimum!dynamic!area)! Der!Aktionsradius!von!Individuen,!Familienverbänden!oder!Kolonien! nimmt!mit!der!Körpergröße!zu!und!ist!abhängig!vom!Lebensformtyp! à!Flächenbedarf!x!Individuendichte!=!Minimallebensraum! ! Minimale!überlebensfähige!Populationsgröße!(MVP!–!minimum!viable! population!size)! Kleinste!Populationsgröße!einer!Art!in!einem!Lebensraum,!die! trotz!der!Auswirkung!von!demographischen!&! umweltstochastischen!Faktoren!sowie!Naturkatastrophen,!mit! 99%iger!Wahrscheinlichkeit!einen!Zeitraum!von!1000!Jahren! überlebt.! Bei!Wirbeltiere!muss!die!Individuen!Anzahl!bei!min.!100!liegen,! damit!diese!überleben.! Bei!Wirbellosen!bei!min.!10000.!! ! Invasive!Arten! Apophyten:!einheimische!Arten! Adventive!Arten:!! - außerhalb!des!natürlichen!Verbreitungsgebietes!angesiedelt! - Archäophyten!(Altweltlich!vor!1492)! - Neophyten!(Neuweltlich)! Hybridisierung!(Kreuzung)!von!Arten! Durch!das!schwinden!des!Meereis!wird!der!Kontakt!zwischen!Populationen!begünstigt.!So! konnten!sich!vormals!getrennte!Arten!Kreuzen!! z.B.:!à!Eisbär!&!Grizzly! àGrönlandwal!&!pazifischer!Nordkaper! ! Die!Deeutrophierung!des!Bodengrunds!von!Bergseen!in!der!Schweiz,!sorgte!dafür!das!am! Grund!lebende!Fische!durch!den!Mangel!der!Nährstoffe!Näher!an!die!Oberfläche!kamen,! und!sich!deswegen!ihre!Leichgewohnheiten!veränderten.! !

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Sie!hatten!gemeinsame!Leichplätze!mit!anderen!Arten!was!die!Hybridisierung!förderte.! ! Problem!à!die!Muttergeneration!stirbt!komplett!aus!! ! Ökologische!Grundlagen!zur!Erhaltung!der!biologischen!Vielfalt! Artenzahl! Arten!(Spezifische!Populationen)!! -!minimale!überlebensfähige!Populationsgröße,!Minimallebensraum!! -!Habitatansrüche! Lebensräume!(Lebensgemeinschaften)!! -!Topographie,!Geomorphologie,!abiotische!Umwelt!! -!Wechselwirkung!zwischen!Flächengröße!&!Artenvielfalt! ! SLOSS!Problematik!(Single!Large!Or!Several!Small)! Fläche! 1!große!Fläche!-!weniger!Randeffekte,!Minimallebensraum!gegeben!! à!Bestandserhaltung!großer!Spitzenräuber!aber!Artenrealkurve!verläuft!sigmoid!!! Viele!kleine!Flächen!–!Netzwerk!schafft!hohe!Habitatvielfalt! à!langfristige!Bewahrung!der!Artenvielfalt! ! 3.!Globales!Klima! CO2-Gehalt!der!Atmosphäre!erhöht!sich!durch! - Verbrennung!fossiler!Ernergieträger! - Holzeinschlag!in!Waldflächen!(insbesondere!durch!Brandrodung)! - Veränderte!Landnutzung! Es!gibt!kurz-!&!langfristige!Effekte!für!Pflanzen!durch!die!erhöhte!CO2-Konzentration.! Direkte,!kurzfristige!Effekte:! -!Steigerung!der!Photosyntheserate! -!Verringerung!der!Transpiration! ! à!Vergrößerung!der!Produktivität!terrestrischer!Ökosysteme! Langfristige!Effekte!ains!abhängig!von:! -!Wasser-!&!Nährstoffversorgung!im!Ökosytem! -!Einfluss!auf!Zersetzungsprozesse! à!Die!kurzfristig!aufgetretenen!positiven!Effekte!halten!sich!nicht!über!eine!längere!Zeit,!der! Zuwachs!an!Phytomasse!(pflanzliche!Biomasse)!nimmt!mit!der!Zeit!ab.! ! Durch!den!Klimawandel!verändert!sich!nicht!nur!die!Anzahl!der!Pflanzen!die!in!bestimmten! klimatischen!Zonen!wachsen,!sondern!erhöht!auch!die!Anzahl!an!Menschen!die!durch!z.B.!zu! hohe!Temp.!sterben.!! ! ! ! 2.Vorlesung!! Biozönosen! Terminologie! Biotop!(Lebensraum)! - Bestimmter!Lebensraum!mit!gleichen!Umweltbedingungen! - Beherbergt!lokale!Populationen!verschiedener!Arten! ! Biozönose!(Lebensgemeinschaft)! !

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-

Die!Gesamtheit!aller!Organismen!in!einem!Biotop! Individuen!stehen!miteinander!direkt!oder!indirekt!in!Wechselwirkung! Setzt!sich!aus!einer!Phytozönose!(Pflanzengesellschaft),!Zoozönse! (Tiergemeinschaft)!&!Mikroorganismengemeinschaft!(Bakterien!&!Pilze)! zusammen!

! Zootaxozönosen! - Bei!Zoozönosen!Artenfassung!kaum!möglich! - Charakterisierung!anhand!ausgewählter!Tiergruppen!(Taxa)! àz.B.!Gemeinschaft!der!Vögel,!der!Laufkäfer! ! Synusien! - Abgrenzbare!Teillebensgemeinschaften!! - An!Kleinstandorten!innerhalb!des!Biotops! - Aus!Artengruppen!des!gleichen!Lebensformtyps! à!z.B.!Baumstumpf!mit!typischer!Mossgesellschaft!!à!Moosynusium!! ! Funktionelle!Gruppen/ökologische!Gilde! - Arten!mit!einheitlichem!Lebensform-!oder!Ernährungstypus! - Bsp.:!Lebensform:!Sukkulenten,!Helophyten!(Sumpfpflanzen=! !!!!Ernährung:!Saftsauger,!Blattminierer!(Insekten,!die!ihre!Larven!unter!das! Blatt!legen!und!die!Larven!unter!der!Epidermis!durch!Fressen!und!so! Hohlräume!entstehen),!Blütenbesucher! ! Konzept!zur!Biozönose! ! Biozönose!als!„Superorganismus“!(Clements!&!Thienemann)!! Die!Biozönose!ist!ein!Organismus!höherer!Ordnung:!„Das!Ganze!ist!mehr!als!die!! Summe!seiner!Teile“! ! Mitgliedsarten!in!der!Gegenwart!und!durch!gemeinsame!evolutionär!Geschichte!eng! verbunden.! Individuen!entsprechen!Zellen!à!Population!entspricht!Organe!à!Lebensgemeinschaft! entspricht!Organismus!! Vorkommen!von!Eigenschaften!die!nur!durch!Zusammenwirken!erklärt!werden!können! ! ! ! ! ! Halistisches!Konzept!von!Clements!! 1.!Kollektive!Eigenschaften!! -!ähnlich!bei!allen!Grupppen!der!Biozönose! -!Artendiversität,!Biomasse,!Abhängigkeit!von!limitierenden!Ressourcen! ! 2.!Emergierende!Eigenschaften! -!wirken!nach!außen!durch!Organismen! -!Konstanz!des!Energieflusses!durch!Selbstregulation! !

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-!Tätigkeit!der!Organismen!prägt!physikalische!&!chemische!Verhältnisse!innerhalb!der! Biozönose! Aber:!Lebensgemeinschaften!besitzen!kein!zentralisiertes!Genom,!sie!sind!als!Ganzes!nicht! der!Selektion!unterworfen!und!unterliegen!keinen!evolutionären!Anpassungsprozess!–!dies! gilt!nur!für!die!einzelnen!Arten.! ! Kollektive!Eigenschaften!kann!man!am!Beispiel!der!Phytozönose!erklären.!! Nitrat!das!sich!in!hoher!Konzentration!im!Boden!befindet! kann!von!Pflanzen!schlechter!aufgenommen!werden.!Umso! mehr!Pflanzen!sich!in!einem!Bestimmten!Abschnitt! befinden,!desto!weniger!Nitrat!ist!im!Boden.!Auf!den! Graphen!erkennt!man,!umso!mehr!Pflanzen!Arten!desto! geringer!ist!die!Nitratkonzentration!im!Boden,!desto!höher! wird!auch!die!Pflanzenabdeckung!in!%.! ! ! ! Monoklimaxtheorie!(Clements)! Im!Bereich!einer!bestimmten!Klimasituation!entwickeln!sich!alle!in!einem!Gebiet! vorkommenden!Pflanzengesellschaften!zu!ein!und!derselben!Klimaxgesellschaft.! Biozönosen!zwischen!Berg!&!Tal!sind!unterschiedlich.!Zwischen! Berg!&!Berg!und!Tal!&!Tal!sind!sie!hingegen!gleich.!Egal!auf! welchen!Berg!man!schaut,!auch!wenn!diese!weiter!von!einander! entfernt!sind!und!durch!ein!Tal!getrennt,!findet!man!dort!die! gleichen!Pflanzen.! ! Individualistisches!Konzept!von!Gleason! Kontinuum-Konzept:!Jede!Phytozönose!spiegelt!lokal!floristische!&! standörtliche!Faktoren!wider!und!ist!mit!anderen!Zönosen!nicht!in! Typen!zusammenzufassen.! -!Ähnlichkeit!benachbarte!Arten!ergibt!sich!aus!ähnlichen! Ansprüchen!und!nicht!aufgrund!starker!Wechselwirkung!oder! gemeinsamer!Entwicklung! -!Lebensgemeinschaften!sind!Arten,!welche!unter!gegebenen!Bedingungen!existieren! können! à!Artgemeinschaft!zufällig!! à!Umweltfaktoren!(Habitat)!bestimmen!Ähnlichkeiten! ! ! ! Darwinistisches!Konzept!(Harper!1967)!verbindet!Vorgänger!Aussagen! Lebensgemeinschaften!unterliegen!als!Ganzes!keiner!Selektion!und!Evolution!selektiert! Eigenschaften.!Die!Organismen!sind!jedoch!für!einander!Umwelt!und!modifizieren!die! Umwelt.! Zwischen!den!Populationen!kommt!es!zu!Interaktionen,!welche!die!wichtigsten! Selektionsfaktoren!für!die!evolutionäre!Adaption!der!einzelnen!biologischen!Komponenten! an!die!Lebensgemeinschaft!darstellen.!

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Lebensgemeinschaften!sind!keine!Superorganismen,!aber!die!Systeme!innerhalb!derer!sich! die!Evolution!der!Population!vollzieht.! ! Zusammenfassung! Superorganismustheorie! -!holistischer!Ansatz! -!Lebensgemeinschaften!als!sich!selbst!organisierendes!System! Individualistisches!Konzept! -!Artengemeinschaft!zufällig! -!Ähnlichkeiten!nur!aufgrund!ähnlicher!Ansprüche!! Darwinistisches!Konzept! -!Biozönosen!sind!räumlich!abgrenzbare!funktionelle!Einheiten! -!heute!gültiges!Konzept! ! Energie-!und!Kohlenstoffquellen!in!Biozönosen! C-Quellen:!Auto/litotroph!à!anorg.!C!! ! !!!!!!Organo/heterotroph!à!org.!C!! ! Energie:!Phototroph! ! !!!Chemotroph! ! ! Black!Smoker! -!Metalle!fallen!durch!große! Temperaturunterschied!aus! -!Hydrothermalquellen!liefern!nur!anorganische!Ressourcen! -!Basis!der!Nahrungskette!stellen!chemolithotrophe!Bakterien!&!Archaea!! -!freilebende!Organismen!sind!alle!heterotroph!! ! Lebensgemeinschaft!der!Hydrothermalquellen! -!Mikroorganismen!&!Wirbellose! -!Fauna!häufig!mit!Reduktion!des!Darmtrakts! ! !!!!!!!!!-!Symbiosen!mit!Mikroorganismen!(CH4!oder!Sulfide!als!Energiequelle)! An!Hydrothermalquellen!(Black!Smoker)!kommt!die!höchste!Biodiversität!der! Endosymbionten!vor.!! ! Whal!fall!eine!hetertrophe!Tiefseebiozönose! -!Chemoheterotrophe!Gemeinschaft!! ! -!mikrobielle!Zersetzung!des!Walkadavers!(org.!C)! -!Anlockung!von!Destruenten!! ! -!Druckwelle!–!Haie!&!Raubfische! -!chemische!Duftspur!–!Schleimaale!(wenn!sich!der!Waal! zersetzt,!entsteht!eine!schleim!Spur,!die!sich!über!die! Meeresströmung!verteilt!&!lockt!Ölaale!&!kleine!Krebse)! ! ! ! ! !

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Knochen!als!langlebige!Ressource! Knochen!enthalten!sehr!viel!Öl,!reichern!sich!über!Jahrzehnte!an,!es!dauert!6! Jahre,!bis!der!Waal!bis!auf!die!Knochen!abgebaut!ist.! Chemoautotrophe!Gemeinschaft:!! KW!aus!Knochen!>!Sulfatreduktion,!Methanproduktion!! Die!Schleimblume,!Polychaet:!Osedax!(lat.=knochen-fresser)!kann!Knochen! abbauen.! Physozönosen:!Lichtverteilung!&!Nutzung! Pflanzen!lassen!bestimmte!Teile!absterben!! (sukkulent),!um!weniger!Energie!zu! verbrauchen.!Der!Stamm!z.B.!wird!bis!auf!! einen!kleinen!Teil!ausgetrocknet!und!! Blätter!werden!nur!an!der!höchsten!Stelle!! der!Pflanze!gebildet.!Wird!meist!bei!! Pflanzen!in!sehr!trockenen!Gegenden!! Angewendet.! ! Absorption!&!Reflektion!der!Solarstrahlung! à!Vegetationsstruktur!beeinflusst!die!vertikale!Verteilung!der!Solarstrahlung! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! PhAR!im!Jahreslauf!eines!Laubwaldes! Isopleten!à!Linien!mit!gleichen!Werten! Im!Sommer!ist!der!PhAR!Wert!bei! 4500mol/Tag.! Im!Frühling!bei!2500mol/Tag.! Im!Winter!bei!1500mol/Tag.! Im!Sommer!kommt!durch!das!dichte!Blätter! Dach!nicht!genug!Licht!bis!an!den!Boden.! Im!Winter!komm!durch!die!Fehlenden! Blätter!Licht!bis!auf!den!Boden.!Deswegen! blühen!Frühblüher!im!Frühling,!wenn!die! Bäume!noch!keine!Blätter!besitzen.! ! ! !

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Photosynthetische!Aktivität!in!Abhängigkeit!der! verfügbaren!Strahlung! Die!maximale!Photosyntheserate!wird!als! Lichtsättigungspunkt!bezeichnet.!Der! Lichtkompensationspunkt!ist!der!Punkt,!an!dem!die!CO2Aufnahme!durch!Photosynthese!und!CO2-Abgabe!durch! Atmung!gleich!hoch!sind.!! à!CO2-Aufnahme!=!CO2-Abgabe! ! C3-Stoffwechselweg! 1.!Lichtreaktion! -!photochemische!Reaktion! -!Chlorophyll!nimmt!Energie!auf! 2.!Dunkelreaktion!(Calvin-Benson-Zyklus)! -!Einbau!von!CO2!in!ein!einfaches!Zuckermolekül! CO2!+!RuBP!à !2!x!3-PGS!à !Hexose! ! ! ! ! ! Ökologische!Anpassung!an!Lichtverfügbarkeit! Bei!Pflanzen!gibt!es!Anpassungen!an!verschiedene!Lichtverfügbarkeiten.! Pflanzen!die!bei!hoher!Strahlungsintensität!aufgewachsen!sind! (Sonnenpflanzen),!haben!bei!steigender!PhAR!auch!eine!steigende!CO2Aufnahme.!Wenn!die!Intensität!aber!nur!leicht!abnimmt,!dann!nimmt! auch!ihre!CO2-Aufnahme!ab.! Pflanzen!die!bei!niedriger!Strahlungsintensität!aufgewachsen!sind!(Schattenpflanzen),!haben! bei!steigender!PhAR!auch!eine!steigende!CO2-Aufnahme,!können!aber!bei!steigender! Strahlung!nicht!über!einen!bestimmte!CO2-Aufnahme!kommen.! ! Sonne:!Erikakraut,! Silberdiestel! -!häufig! Wachsüberzogen,! mehr! Spaltöffungen,! feine!Häärchen,! kleine!dicke! Blätter! Schatten:! Sauerklee,! Springkraut! -!große,!feine,! dünne!Blätter! ! ! ! !

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Selbst!innerhalb!einer!Art!gibt!es!morphologische!Anpassung!an! Lichtverhältnisse,!durch!Anpassung!der!Blätter.!Sonnenblätter!sind!oft!kleiner,! dafür!aber!dicker!als!Schattenblätter.!Diese!sind!größer!um!mehr!Oberfläche!zur! Lichtaufnahme!zu!haben!aber!dünner,!weil!sie!nicht!so!starke!Strahlung! überstehen!müssen.! ! Es!gibt!auch!physiologische!Anpassungen.!Der!Lichtkompensationspunk! verschieb!sich!innerhalb!einer!Art!und!auch!die!Lichtsättigung.!! ! Wassertransport!&!Transpiration! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Wasserpotential!(𝜓!in!Megapascal)!Arbeit! pro!Masseneinheit!Wasser,!die!geleistet! werden!muss,!um!eine!bestimmte!Menge! Wasser!aufzunehmen.! Die!Nettophotosynthese!hängt!vom!𝜓Blatt! ab.!Um!so!negativer!das!𝜓Blatt!wird,!desto! geringer!wird!die!Nettophotosynthese!! à!CO2-!&!Wasser-Sparstrategie! ! Anpassung!an!erhöhten!Wasserbedarf!&! Temperatur! Generell! -!partielle!Schließung!oder!verkürzte!!!!!!!! Öffnungsdauer!der!Stomata,!schließen!der!Spaltöffnungen!um!die!Mittagszeit! -!Einrollen/Welken!der!Blätter! -!Laubabfall!während!der!Trockenzeit! Spezielle!Anpassungen:!C4!&!CAM!Pflanzen! -!modifizierte!Stoffwechselwege!der!Photosynthese! -!zusätzlicher!Schritt!beim!Einbau!von!CO2!in!Zucker! ! !

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C4-Stoffwechselweg! -!2!Kompartimente!–!Mesophyllzellen!&!Bündelscheidenzellen! -!CO2!reagiert!mit!Phosphoenolpyruvat!(PEP)!zu!Oxalacetat!(OAA)!à! Malat! -!Transport!in!Bündelscheidenzellen! -!Umkehrung!des!Prozesses!&!CO2-Freisetzung! -!weitere!Fixierung!wie!im!C3-Stoffwechsel! à!RubisCO!kann!O2!und!CO2!umsetzen! à!PEP_Car.!setzt!nur!CO2!um,!deswegen!ist!es!ein!effektiveres! Schlüsselenzym!! ! - Räumliche!Trennung!! - Erhöht!Effizient!der!Photosynthese! - Transpiration!reduziert!(Stomata!zu)! ! -!typische!C4-Pflanzen!sind!Gräser!(Tropen,!Subtropen),!! Sträucher!(trocken!oder!salzhaltige!Standorte)! -!C4!Stoffwechsel!kommt!nicht!bei!Algen,!Moosen,!Farnen,! Gymnospermen!und!ursprünglichen!Angiospermen!vor! ! Über!den!Tag!verändert!sich!die!Photosyntheserate,!C4!Pflanzen,! wie!der!Mais,!haben!bei!hoher!Strahlung!den!besten!Umsatz,!sie! öffnen!im!Gegensatz!zu!anderen!Pflanzen!in!der!Mittagszeit!ihre! Spaltöffnungen.!! C3!Pflanzen,!wie!die!Buche,!haben!bei!hoher!Strahlung!zwar!auch! Nettophotosyntheserate!C3!/!C4!Pflanzen! eine!erhöhte!Nettophotosynthese!aber!nicht!in!solchen!Größen!wie! der!Mais.! Durch!Anstiegen!der!Temperatur!von!Nord!nach!Süd,!begünstigt!das!Vorkommen!von!C4! Planzen.! ! CAM!Stoffwechselweg!(Crassulacean!Acid!Metobolism)! -!Er!ist!Ähnlich!dem!C4!Stoffwechsel,!nur!ist!er!zeitlich!und!nicht!räumlich!getrennt,!erster! Schritt!ist!Malat!aus!PEP!&!CO2! -!CO2!Fixierung!nachts!–!Stomata!auf!! -!Malat!im!Mesophyll!gebunden! -!CO2!tagsüber!für!die!weiteren!Reaktionen!der!Photosynthese!verwendet!–!Stomata!zu!! -!nur!bei!extremer!Was...