Tutorium Physische Geographie im SS 2009

1. Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut für Physische Geographie und Quantitative Methoden Prof. Dr. Jucundus Jacobeit Tutorium Physische Geographieim SS 2009 5. Sitzung am 17.06.2009 Tutorin: Claudia Weitnauer

2. Grundlagen • Biota = Gesamtheit aller auf der Erde oder in einem bestimmten Gebiet vorhandenen Pflanzen und Tiere • Flora = Pflanzen • Fauna = Tiere • Vegetationsgeographie: befasst sich mit dem Artbestand, Verbreitung, Entstehung, Entwicklung und Dynamik der Flora sowie mit der Struktur, Ordnung, Funktion, Wechselbeziehungen und der Geschichte der Pflanzen im Ökosystem Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

3. Arbeitsweisen und Methoden Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

4. Klausurfragen • Was versteht man unter Biozönose und Biotop? • Welche Ordnungsebenen gibt es bei der Sippensystematik der Tiere und Pflanzen? • Was ist der Unterschied zwischen Kormophyten und Thallophyten? Nennen Sie je ein Beispiel! Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

5. Sippensystematik • Begründer: Carl von Linne (1707- 1778) • Ziel der Sippensystematik ist es die Vielfalt der Organismen unterschiedlicher Form und Lebensweise zu ordnen • man unterscheidet bei den Organismengruppen Individuum, Taxa, Populationen und Lebensgemeinschaften Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

6. Sippensystematik • Individuum: unteilbare, selbstständig lebende Einheit • Taxa (Einzahl Taxon): entspricht der Sippe(systematische Einheit jeder Rangstufe). Organismen (Pflanzen, oder Tiere) mit gleichen Verwandtschafts- und Ähnlichkeitsmerkmalen • Population: Alle Individuen einer Art, die miteinander in Kontakt und Genaustausch treten können. Auch als Fortpflanzungsgemeinschaft bezeichnet. Bei sehr großen Gebieten kann sich die Gesamtpopulation in mehrere lokale oder Teilpopulationenaufspalten. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

7. Sippensystematik • Hierarchisch gestuftes System • Jedes Taxon erhält nach dem Prinzip der abnehmenden Verwandtschaft und Ähnlichkeit seinen ihm aufgrund der Stammesentwicklung (Phylogenese) gebührenden Platz. • Durch molekularbiologische Verfahren (DNA- Tests) ist heute eine exaktere Einordnung möglich! Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

8. Sippensystematik • Das System gliedert sich in verschiedene Ordnungsebenen(Kategorien). • An der Basis des Systems stehen die Arten. Diese Grundkategorie umfasst Gruppen von Individuen, die in allen wesentlichen erblichen Merkmalen übereinstimmen und in freier Natur miteinander fruchtbare Nachkommen zeugen können. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

9. Sippensystematik Binominale Nomenklatur(Namensgebung) der Arten: • Ein Gattungsname, ein spezif. Beiname(Epitheton = Artname) sowie die zusätzliche Kennzeichnung mit dem Namen des erstbeschreibenden Autors (bzw. dessen Abkürzung). • Beispiel Schwarzerle: Alnus glutinosa (L.) Gaertn. • Beispiel Stubenfliege: Musca domestica L. • L. für Linné; Gaertn. für J. Gaertner Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

10. 1. Klassifikationsbeispiel Klasse: Säugetiere Unterklasse: lebend gebärende Säugetiere (Theria) Überordnung: Plazentatiere (Eutheria/ Placentalia) Ordnung: Raubtiere (Carnivora) Unterordnung: Landraubtiere (Fissipedia) • Überfamilie: hundeartige (Canoidae) z.B. Marder, Bär • Überfamilie: katzenartige (Feloidae) z.B. Hauskatze Jeweils mehrere Arten und Varietäten Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

11. 2. Klassifikationsbeispiel Stamm: Gliederfüßler (Anthropoda) Klasse: Insekten (Insecta) Ordnung: Hautflügler (Hymenoptera) Familie: echte Biene (Apidae) Unterfamilie: Honigbienen (Apinae) Gattung: Apis Art: westl. Honigbiene Unterart: Italienerbiene (A.m. ligustica) Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

12. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

13. Gliederung im Pflanzenreich Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

14. Pflanzenmorphologie Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

15. Klausurfragen • Was versteht man unter Photosynthese und von welchen Faktoren hängt sie ab? • Wie unterscheidet sich der Photosyntheseprozess von C3, C4 und CAM- Pflanzen? Geben Sie jeweils einen zonalen Verbreitungsschwerpunkt mit den limitierenden standörtlichen Rahmenbedingungen an. • Was ist eine carnivore Pflanze? • Was ist der Unterschied zwischen einer Nahrungskette und einem Nahrungsnetz? Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

16. EnergieflüssePhotosynthese • Pflanzen nehmen Lichtenergie (Primärenergie) auf und wandeln diese in Sekundärenergie um  Photosynthese. • Pflanzen nehmen über Spaltöffnungen in den Blättern (Stomata) CO2 aus der Luft auf. • Unter Ausnutzung der Sonnenenergie, Wasser und katalytischer Mitwirkung von Chlorophyll werden Glucose und Stärke (Kohlenhydrate) erzeugt. • Wasser und O2 werden dabei freigesetzt (Transpiration). Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

17. Blattaufbau • Die Epidermisdient als Schutz- und Stützschicht, sie ist lichtdurchlässig • die Stomataermöglichen den Gasaustausch • das Palisadengewebeenthält chloroplastenreiche Zellen für die Photosynthese • das lockere Schwammgewebedient dem Gasaustausch und besitzt ebenfalls Chloroplasten Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

18. Photosynthese Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

19. Photosynthese • Man unterscheidet Assimilation (Energiebindung) und Dissmilation (Energieabgabe, Atmung). • Photosynthese abhängig von Temperatur, Licht, Wasserangebot und CO2- Konzentration. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

20. Photosynthese Man unterscheidet 3 Physiotypen nach ihrem Kohlenstoffmetabolismus, d.h. Kohlenstofffixierung auf 3 Wegen: • C 3-Pflanzen:Kontinuierlich ablaufende CO2-Aufnahme und Transpiration. Bei Pflanzen in temperierten Gebieten verbreitet, wo kein Wassermangel und zu große Hitze besteht und im inneren tropischen Regenwald. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

21. Photosynthese • C 4-Pflanzen: Räumliche Trennung der nebeneinander ablaufenden CO2-Fixierung und Umwandlung im Blatt. Dies ist energieintensiver, bewirkt aber eine höhere Photosyntheseleistung. Effektiv bei hohen Temperaturen, Wassermangel und hohem Lichtangebot. Verbreitet in den semiariden Subtropen und Tropen (Savannen). Xeromorphe Blätter typisch, z.B. trop. Gräser. • CAM-Pflanzen: Zeitliche Trennung des CO2-Metabolismus: Crassulaceen-Säure- Stoffwechsel. nachts Stomata offen und CO2-Aufnahme tagsüber Stomata geschlossen (geringer Wasserverlust durch Transpiration) und CO2-Metabolismus. Die CAM-Pflanzen sind somit sehr gut an aride, trocken-heiße Umweltbedingungen angepasst. Die Pflanzen sind Blatt- oder Stammsukkulenten, z.B. Kakteen. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

22. Wasser- und Mineralhaushalt • Pflanzen benötigen zum Leben und Wachsen Wasser und die darin enthaltenen Nährelemente. • Wasser und Nährelemente werden über die Wurzeln vom Boden aufgenommen und durch die Wasserleitungsbahnen des Xylems an die Verbrauchsstellen transportiert. • Der Transport erfolgt durch den Transpirationssog und in geringem Maße durch den Wurzeldruck. • Über die Verdunstung (Transpiration) verliert die Pflanze das Wasser als Wasserdampf. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

23. Energieflüsse im Ökosystem • Organismen, die in der Lage sind aus Primärenenergie und anorganischen Stoffen organische Substanz aufzubauen nennt man autotroph (Pflanzen, einige Bakterien). • Man unterscheidet photoautotrophe und chemoautotrophe, sowie arobe und anaerobe Organismen. • Die autotrophen Organismen gelten als Primärproduzenten. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

24. Energieflüsse im Ökosystem • Die heterotrophen Organismen decken ihren Energie- und Stoffbedarf aus organischen Substanzen, die zuvor von anderen Lebewesen aufgebaut wurden. • Heterotrophe Organismen sind Konsumenten. • Da Konsumenten auch organische Substanz herstellen, sind sie auch Sekundärproduzenten. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

25. Unterscheidung Konsumenten Die Frisch- oder Lebendmaterialfresseruntergliedern sich in: - Pflanzenfresser(Herbivore, Phytophagen) - Fleischfresser(Karnivore, Zoophagen) - Allesfresser(Omnivore) - Pflanzen- und Tierparasiten Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

26. Unterscheidung Konsumenten Von totem Material leben die Destruenten (Zersetzer). Sie reduzieren (zerkleinern) und/oder mineralisieren das organische Ausgangsmaterial ( Bodenbildung). Diese untergliedern sich in: - Detritusfresser (Detritovore): Verzehr von totem Tier- u. Pflanzenmaterial - Aasfresser (Nekrovore) - Kotfresser (Koprovore) - Saprovore: Verzehr von verwesenden Abfällen. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

27. Nahrungketten und trophische Ebenen: • Von Trophiestufe zu Trophiestufe nimmt die Energie ab. Nur 10% der Energie kann pro Stufe verwendet werden (90% gehen verloren, z.B. Haut, Haare usw.). • Infolge des Energieverlustes ist die Anzahl der Trophieebenen begrenzt. • Mehr Lebewesen können bei pflanzlicher Ernährung ernährt werden. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

28. Nahrungskette und Nahrungsnetz • Nahrungskette: linear gerichteter Verlauf der Nahrungsenergie von den Pflanzen über verschiedene Konsumenten • Nahrungsnetz: verzweigter Verlauf der Nahrungsenergie von verschiedenen Pflanzen und Konsumenten zu den Endgliedern Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

29. Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009

30. Die trophischen Ebenen • Trophische Ebene: Pflanzen (Primärproduzenten) • Ebene: Pflanzenfresser (Primärkonsumenten) • Ebene: Fleischfresser, die sich von Pflanzenfressern ernähren (Sekundärkonsumenten) • Ebene: Fleischfresser, die sich von Fleischfressern ernähren (Tertiärkonsumenten) • Ebene: große Fleischfresser, die sich von Fleischfressern ernähren (Quartär- oder Endkonsumenten) Tutorium Claudia Weitnauer im SS 2009