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Schadstoffanreicherung - Umkehrung der Nahrungskette

Ökosysteme / Energiefluss und Trophieebenen

Nahrungsnetz: Konsumenten ernähren sich – in der Regel – von mehr als einer Produzentenquelle. In der Natur besteht ein komplexes Netz an Produzenten-Konsumenten-Beziehungen.

Was sind Schadstoffe?

Als Schadstoffe werden Stoffe oder Stoffgemische bezeichnet, die dem menschlichen Körper oder auch anderen Lebewesen (Pflanzen, Tieren bzw. einem ganzen Ökosystem) gefährlich werden können. Wie schädlich die Wirkung eines jeden Schadstoffes ist, ist meist erst auf lange Sicht erkennbar. Da Primärkonsumenten sich in der Regel von mehr als einem Produzenten ernähren und Sekundärproduzenten wiederum von mehr als einem Primärkonsumenten, reichern sich Schadtsoffe in der Nahrungskette an. Im Gegensatz zur Energie akkumuliert die Schadstoffkonzentration innerhalb der Nahrungskette.

Beispiel

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PCB (polychlorierte Biphenyle): krebsauslösende Chemikalien; Verwendung in Lacken, Weichmachern, Hydraulikölen; inzwischen in allen Gewässern nachweisbar!

  • Auswirkungen von PCB: Chlorakne, Haarausfall, Leberschädigungen, Krebs, Unfruchtbarkeit bei Männern bzw. männlichen Tieren

DDT (Dichloridphenyltrichlorethan): Verwendung: Insektizid, das v.a. zur Bekämpfung von Malaria eingesetzt wurde, aber dann in den 1950er-Jahren auch immer mehr im Haushalt und der Landwirtschaft stark genutzt wurde. DDT ist gut fettlöslich, folglich gut membrangängig!

  • Auswirkungen: Anreicherung im Fettgewebe (Säuger, Mensch); extremes Verdünnen der Eierschalen bei Vögeln (z.B. Wanderfalken); starke Schädigung/hohe Sterblichkeit z.B. bei Robbenpopulationen (z.B. durch Schädelläsionen bei Neugeborenen)

Beispiel

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Ein ausgewachsener Seehund benötigt täglich ca. 4–8 kg Fisch bzw. Garnelen. Um diesen Nahrungsbedarf zu decken, frisst er Flundern, Schollen, Dorsch, Seeskorpione und Garnelen.

Auf Schollen umgerechnet, entspricht der Fischbedarf etwa 25 Schollen. Damit eine Scholle überleben kann, muss diese wiederum 25 kleinere Fische fressen, welche sich wiederum jeweils von ca. 25 Garnelen ernähren. Auf die Scholle umgerechnet werden 25 x 25 x 25 Garnelen pro Tag und Seehund benötigt (das sind 15.625 Garnelen!). Diese kleinen Krebstiere wiederum ernähren sich von Plankton. Rechnet man den Bedarf an Fisch um in Phytoplankton, so müsste ein Seehund täglich eine Milliarde Planktonpflanzen fressen.

Stellt man sich nun vor, dass das Wasser mit einem Schadstoff verunreinigt ist, dessen Konzentration im Phytoplankton ca. 2 ppm (parts per million) beträgt, so steigert sich die Schadstoffmenge bis zum Seehund an der Spitze dieser Beispielnahrungskette auf 600 ppm.

Abbildung 1. Links: Nahrungskette von Phytoplankton bis zum Seehund an ihrer Spitze. Pro Tag benötigt der Seehund umgerechnet ca. 1,5 Milliarden Planktontiere, um zu überleben. Rechts: Schadstoffe reichern sich über die Nahrungskette an. Pro Kilogramm Phytoplankton findet man 2 ppm Schadstoffe, pro Kilogramm Seehund bereits 600 ppm!
Nahrungskette von Phytoplankton bis zum Seehund an ihrer Spitze
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Ökologie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

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  • Was ist Ökologie? Grundlegende Regeln im Haushaltsspiel der Natur
    • Einleitung zu Was ist Ökologie? Grundlegende Regeln im Haushaltsspiel der Natur
    • Ökologie als Thema im Abitur
    • Umweltfaktoren
    • Physiologische und ökologische Potenz
    • Zeigerorganismen
    • Einfluss abiotischer Faktoren
      • Einleitung zu Einfluss abiotischer Faktoren
      • Einfluss der Temperatur auf Lebensvorgänge
        • Einleitung zu Einfluss der Temperatur auf Lebensvorgänge
        • Regelkreise (generell)
        • Regelkreis zur Thermoregulation
      • Einfluss der Temperatur auf Pflanzen
      • Einfluss von Wasser- und Ionenverfügbarkeit auf Pflanzen
        • Einleitung zu Einfluss von Wasser- und Ionenverfügbarkeit auf Pflanzen
        • Wasser- und Stofftransport in der Pflanze
        • Osmoregulation: Meerestiere-Süßwassertiere-Landtiere
      • Extrembereiche des Lebens
      • Fotosynthese
    • Einfluss biotischer Umweltfaktoren
      • Einleitung zu Einfluss biotischer Umweltfaktoren
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    • Zusammenfassung: Was ist Ökologie?
  • Überlebensstrategien
    • Einleitung zu Überlebensstrategien
    • Parasitismus
      • Einleitung zu Parasitismus
      • Malaria - ein Beispiel für Parasitismus
    • Symbiose
    • Zusammenfassung: Überlebensstrategien
  • Populationsökologie- und wachstum
    • Einleitung zu Populationsökologie- und wachstum
    • Regulation des Populationswachstums
      • Einleitung zu Regulation des Populationswachstums
      • Dichteabhängige und dichteunabhängige Regulation des Populationswachstums
    • Räuber und Beute (Lotka-Volterra)
    • Zusammenfassung: Populationsökologie
  • Ökosysteme
    • Einleitung zu Ökosysteme
    • Spieler im Ökosystem
    • Räumliche und zeitliche Struktur des Ökosystems
    • Mosaik-Zyklus-Theorie
    • Sukzession
    • Energiefluss und Trophieebenen
      • Einleitung zu Energiefluss und Trophieebenen
      • Schadstoffanreicherung - Umkehrung der Nahrungskette
    • Stoffkreisläufe
      • Einleitung zu Stoffkreisläufe
      • Einfluss abiotischer und biotischer Faktroren auf den Stickstoffkreislauf
  • aquatische Ökosysteme
    • Einleitung zu aquatische Ökosysteme
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      • Einleitung zu stehendes Gewässer - See
      • See im Wechsel der Jahreszeiten
      • Stoffkreislauf im See
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