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Feuer und Brände üben – wie andere abiotische Umweltfaktoren wie beispielsweise Windwurf, Überflutungen, Steinschlag oder Schneebruch – einen erheblichen Einfluss auf Ökosysteme aus. Großräumig und auf lange Zeiträume hin befinden sich Feuerklimaxgesellschaften in einem dynamischen Gleichgewicht. Die Menge an verbrannter Phytomasse wird durch Regenerationsprozesse in der Biosphäre ausgeglichen, d. h. der bei dem Feuer verloren gegangene und in die Atmosphäre abgegebene Kohlenstoff wird bei anschließendem verstärktem Wachstum von den Pflanzen wieder aufgenommen und in der Phytomasse festgelegt.
Neben der Verbrennung fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) trägt heute vor allem die Brandrodung zur permanenten Waldumwandlung in Kulturland zum Anstieg des atmosphärischen ${\text{CO}}_{\text{2}}\text{-Gehaltes}$ bei (geschätzt 1-2 Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr, fossile Brennstoffe: 5-6 Gigatonnen pro Jahr).
Pflanzen, die an eine häufige Feuereinwirkung angepasst und dadurch direkt oder indirekt gefördert sind, nennt man Pyrophyten.

In den verschiedenen Ökosystemen haben sich jeweils spezifische Wechselwirkungen herausgebildet. Bei vielen dieser Beziehungen spielt das Erlangen der Nahrung eine Rolle.
Der Faktor Nahrung und die sich daraus ergebenen Nahrungsbeziehungen (trophische Beziehungen) hat einen großen Einfluss auf die Struktur von Ökosystemen. Daher werden sie häufig genauestens untersucht und dargestellt. Die Beziehungen werden durch Nahrungsketten, Nahrungsnetze und Nahrungspyramiden verdeutlich.

Gaia-Hypothese (von griech. gaia = Erde als Muttergottheit).
Die Hypothese, dass die Erde inklusive der darauf lebenden und nicht lebenden Materie einen geschlossenen Superorganismus darstellt, wurde zuerst 1972 vom britischen Astrophysiker und Ingenieur JAMES E. LOVELOCK formuliert. Unterstützung und Ergänzung erfuhr diese Hypothese von der amerikanischen Mikrobiologin LYNN MARGULIS.

Kern der Hypothese ist die Betonung der engen Vernetzung und Abhängigkeiten zwischen Lebewesen untereinander und mit ihrer abiotischen Umwelt. Die ganze Erde kann als adaptives Kontrollsystem angesehen werden, das zur aktiven Selbstregulierung fähig ist. Als Indizien für die Richtigkeit dieser Hypothese werden Eigenschaften der Erde genannt, die über lange geologische Zeiträume hin konstant waren, obwohl sich z. B. die Intensität der Sonneneinstrahlung stark erhöhte. Dazu gehören die Temperatur der Erdoberfläche, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre oder der Salzgehalt der Meere.

Während die Gaia-Hypothese von verschiedenen Anhängern eine stark teleologische Komponente erhielt, hat sich LOVELOCK von solchen teleologischen Vorstellungen distanziert und Gaia als der Evolutionstheorie nicht widersprechend bezeichnet (Geophysiologie). (Teleologie: Entwicklungsprozesse sind zweckgebunden und laufen durchgängig zweckmäßig ab.) Von den Anhängern der Gaia-Hypothese wird aber betont, dass Kooperation und Symbiogenese wichtige Evolutionsfaktoren sind, die von der klassischen synthetischen Evolutionstheorie zu wenig oder gar nicht berücksichtigt werden.

Während Genetik und Stoffwechselphysiologie zunehmend die molekularen Grundlagen biologischer Vorgänge erforschen, geht es in der Ökologie um die Beziehungen zwischen komplexen Systemen von Individuen bis zur Biosphäre. Angesichts der durch menschliche Aktivitäten bedingten Veränderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre und den Verunreinigungen der Hydrosphäre gewinnt die Erforschung globaler Stoff-Flüsse und Energieumsätze zunehmend an Bedeutung.

Pilze begegnen uns auf Schritt und Tritt: In der feuchten Ecke im Badezimmer, auf der Marmelade, am alten Kirschbaum und am Zaunpfahl im Garten, auf der Laubstreu des Stadtwaldes und auf den alten Kuhfladen der Viehkoppel, auf Blättern der jungen Eiche als weißer Belag, oder an den Früchten des Pflaumenbaumes, die sich zu eigenartigen „Narrentaschen“ verformt haben.

Ohne Pilze würde den Ökosystemen der Erde so etwas Ähnliches passieren wie einer Großstadt, in der die Müllarbeiter streiken. J. E. SATCHELL (nach MÜLLER/LÖFFLER, 1982) errechnete pro ha eines Waldbodens der gemäßigten Zone einen Gehalt von 445 kg Pilztrockenmasse (gegenüber nur 7 kg Trockenmasse an Bakterien und 36 kg an anderen Kleintieren). Auch wenn es sich möglicherweise um Werte eines überdurchschnittlich pilzreichen Untersuchungsgebietes handelt, so wird doch deutlich, dass ohne Pilze die Abbauprozesse im Boden, in der Laubstreu und an allen Arten von organischen Abfällen nicht oder doch nur viel langsamer ablaufen würden. Der Stoffkreislauf in den Ökosystemen der Erde wäre empfindlich gestört.

Da Pilze nicht nur Reduzenten sind, sondern auch Konsumenten als Nahrung dienen können, kommt es über Pilze zu kurzgeschlossenen Stoffkreisläufen in Ökosystemen.
Schließlich kommt Pilzen sowohl als Parasiten als auch als Symbiosepartner von Pflanzen und Tieren große Bedeutung zu. Besonders wichtige Pilzsymbiosen sind die Flechten und die „Pilzwurzeln“ (Mykorrhiza) vieler, ja fast aller Höheren Pflanzen. Als Symbiosepartner von Tieren helfen Pilze z. B. den schwer zugänglichen Holzstoff für die Verdauung aufzuschließen. Schließlich können Bodenpilze auch als „Beutegreifer“ eine Rolle spielen: Sie fangen z. B. Nematoden mit besonderen, recht raffinierten Fangvorrichtungen.

Der Energiefluss im Ökosystem verdeutlicht die Weitergabe der chemischen Energie in der Nahrungskette von Ernährungsstufe zu Ernährungsstufe. Auf jeder Stufe wird Energie zur Aufrechterhaltung der Stoff- und Energiewechselprozesse benötigt. Die gespeicherte chemische Energie nimmt bis zum Endkonsumenten hin ab.

Waldökosysteme weisen Strukturen auf. Sie sind das Ergebnis des Wirkens abiotischer und biotischer Faktoren. Dazu zählt die stockwerkartige Schichtung. Die Schichten werden durch vielfältige waldaufbauende Pflanzenarten gebildet, die in ihrer Gesamtheit die Artenstruktur des Waldes ergeben. Die Altersstruktur drückt das Verhältnis zwischen Altbäumen, Bäumen mittleren Alters und Jungwuchs aus. Die Raumstruktur beschreibt die Ausnutzung des Luft- und Bodenraums durch die waldbildenden Pflanzen.

In einem bestimmten Lebensraum (z.B. Wald) existiert eine bestimmte Lebensgemeinschaft aufgrund der vorherrschenden abiotischen Faktoren, wie auch der vielfältigen Beziehungen der Lebewesen untereinander. Nahrungsbeziehungen sind die wichtigsten Beziehungen in einem Ökosystem.

Eine Nahrungspyramide ist die quantitative (massenmäßige) Darstellung der Nahrungsmengen der verschiedenen Ernährungsstufen (Produzenten, Konsumenten) einer Nahrungskette bzw. eines Nahrungsnetzes in einer bestimmten Form.

Das Ökosystem ist ein Beziehungsgefüge zwischen einer Lebensgemeinschaft (Biozönose) und Lebensraum (Biotop). Beide bilden aufgrund vielfältiger Wechselbeziehungen eine Einheit. Die Struktur des Ökosystems umfasst abiotische und biotische Ökosystemelemente.

Es gibt mehrere Nationalparks Wattenmeer:

• Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer,
• Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer und
• Nationalpark Hamburgisches Wattenmeer.

Die Wattenmeeranteile der Länder Schleswig-Holstein, Hamburg und Niedersachsen sind als Nationalparks ausgewiesen. Die Gesamtfläche beträgt ca. 538000 ha.

Im Nationalpark Wattenmeer hat man Krabben- und Muschelnfischerei erlaubt. Das wirtschaftliche Potenzial des Nationalparks ist der Tourismus.

Menschen erleben die Faszination ungestörter Natur durch

• Strandspaziergänge, das Bad im Meer, Wattwanderungen,
• Ausflugsfahrten zu den Seehundbänken und
• Vogelbeobachtungen in den Salzwiesen.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Biologie - Pflanzen und Tiere im Ökosystem".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

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