abiweb
online lernen

Die perfekte Abiturvorbereitung
in Biologie

Im Kurspaket Biologie erwarten Dich:
  • 123 Lernvideos
  • 515 Lerntexte
  • 1880 interaktive Übungen
  • original Abituraufgaben

Räuber und Beute (Lotka-Volterra)

Populationsökologie- und wachstum

Räuber sind Lebewesen, die sich von den organischen Verbindungen ihrer getöteten Beute ernähren. Bei diesen Sekundärkonsumenten denkt man in der Regel an Beispiele wie Hauskatze, Seeadler oder Fuchs.

Im weiteren Sinne versteht man hierunter auch die Wechselwirkung zwischen Pflanzenfresser und Pflanzennahrung.

Beute: Individuen, die dem Räuber als Nahrungsgrundlage dienen.

Beuteindividuen können aktive oder passive Schutzvorrichtungen besitzen:

  • Passive Schutzvorrichtungen wie Dornen und Stacheln verhindern das Gefressenwerden durch Pflanzenfresser; ebenso chemische Substanzen als Abwehrmechanismen in Pflanzen.
  • Aktive Schutzmechanismen wie beißen, stechen, schlagen bei Beutetieren und Insekten.
  • aber: Nahrungsspezialisten: spezifische Tiere, die gegen dieses Gift immun sind.

Das Verhältnis von Räuber und Beute wurde von den beiden Forschern Lotka und Volterra unabhängig voneinander beschrieben. Räuber- und Beutetiere zeigen einen direkten Zusammenhang: Die steigende Anzahl der Beutetiere wirkt sich positiv auf die Anzahl der Räuber aus. Umgekehrt führt ein Rückgang der Beutetiere zur Verminderung der Räuberindividuen, abhängig von der Generationsdauer des Räubers.

Die Regeln von Lotka und Volterra

Räuber-Beute-Schema. Die Anzahl Beutetiere kontrolliert die Individuenanzahl der Räuber. Die drei Regeln von Lotka und Volterra sind in der Graphik deutlich sichtbar. Versuchen Sie zuerst die Graphik mit eigenen Worten zu beschreiben, bevor Sie weiterlesen.
Räuber-Beute-Schema. Die Anzahl Beutetiere kontrolliert die Individuenanzahl der Räuber. Die drei Regeln von Lotka und Volterra sind in der Grafik deutlich sichtbar. Versuchen Sie zuerst, die Grafik mit eigenen Worten zu beschreiben, bevor Sie weiterlesen.

Erste Volterra-Regel (periodische Schwankung der Populationen)

Die Individuenzahlen von Beute und Fressfeind schwanken bei ansonsten konstanten Bedingungen periodisch und sind zeitlich gegeneinander verschoben (= phasenverschoben).

Zweite Volterra-Regel (Konstanz der Mittelwerte)

Die durchschnittliche Größe einer Population bleibt konstant; die beobachtete Dichte der Räuber- und Beutepopulation schwankt um einen Mittelwert.

Dritte Volterra-Regel (schnelleres Wachstum der Beutepopulation)

Wird die Beziehung zwischen Räuber und Beute gestört, so erholt sich die Beutepopulation schneller als die Räuberpopulation. Beutetiere sind in der Regel kleiner und haben durch kürzere Tragezeiten im Durchschnitt mehr Nachkommen als die Räuber.

Hinweis

Hier klicken zum Ausklappen

Die Regeln sind allerdings nur streng anwendbar, wenn eine Beziehung ausschließlich zwischen zwei Arten besteht!

In der Regel sind die Nahrungsbeziehungen komplexer. Trotzdem kann das Modell von Lotka und Volterra zur groben Abschätzung herangezogen werden. In der Regel finden sich mehrere Beutearten und gleichfalls mehrere Räuber, die in Nahrungskonkurrenz bezüglich der Beutearten stehen. Beispiel: Fuchs und Hauskatze im städtischen Raum.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen

Lotka- und Volterra-Regeln auf einen Blick:

1.     periodische Schwankung der Populationen
2.     Konstanz der Mittelwerte
3.     schnelleres Wachstum der Beutepopulation

Die Regeln von Lotka und Volterra wurden bereits in Abituraufgaben geprüft! Unter dem Titel „Rabenvogelstreit“ wurden den Schülerinnen und Schülern im Prüfungsjahr 2007 (NRW) Materialien bereitgestellt, die folgende Beobachtung zeigen sollten. So war die grundsätzliche Annahme, dass Rabenvögel wie Elstern und Raben Kleinvögel wie Meisen, Hausbraunellen oder Mönchsgrasmücken vermehrt vernichten (Nestraub ...).
In der Aufgabe mussten zunächst die drei Regeln von Lotka und Volterra reproduktiv wiedergegeben und dann einige Materialien zum Bestand der Kleinvögel ausgewertet werden.

Eingriff des Menschen durch Einführung von Räubern

Die Verhältnisse zwischen Räuber und Beute sind im obigen Graphen idealisiert dargestellt. Der Mensch versucht gelegentlich, das Wechselspiel von Räuber und Beute für sich zu nutzen, indem er Räuber gezielt einsetzt, um eine „störende“ Beute zu bekämpfen. Leider klappt das nicht immer wie geplant:

  • Beispiel Schädlingsbekämpfung: Die Raupen von Kiefernspannern vermehren sich in gut gepflegten und wenig Altholz enthaltenden Wäldern besonders gut. Ursache: Der natürliche Feind (= Specht = Räuber) findet dort keine Nistplätze und fehlt daher. Das Anbringen von Nistplätzen in der Specht-typischen Höhlenform reduziert die „Beute“ Kiefernspanner.
  • Beispiel Neuengland: Die feuchten Gebiete Neuenglands stellten für die Pilgerväter bei der Besiedelung eine Herausforderung dar. Hier gab es sehr viele Insekten. Um dieser Insektenplage Herr zu werden, wurde der europäische Star eingeführt. Die Menge der Insekten verringerte sich kaum, der europäische Star aber hat viele heimische Vogelarten verdrängt.
  • Beispiel Jamaika: Ratten-Mungo-Problem:
    Auf Jamaika war durch Handel und Schifffahrt die Ratte eingeschleppt worden. Ohne natürlichen Feind wurde sie schnell zur Plage. Um die Ratten zu bekämpfen, wurde der indische Mungo eingeführt, welcher anfangs auch die Rattenplage beseitigte. Der Mungo ging aber auch auf andere Beutetiere über, sodass einige auf Jamaika heimische Arten ausstarben.
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Ökologie

abiweb - Abitur-Vorbereitung online (abiweb.de)
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • 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
      • Konkurrenzausschlußprinzip
    • 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
    • stehendes Gewässer - See
      • Einleitung zu stehendes Gewässer - See
      • See im Wechsel der Jahreszeiten
      • Stoffkreislauf im See
    • Fließgewässer
      • Einleitung zu Fließgewässer
      • Selbstreinigung
        • Einleitung zu Selbstreinigung
        • Gewässergüte
          • Einleitung zu Gewässergüte
          • Messwerte zur Bestimmung der Wassergüte
          • Saprobienindex
          • Phosphatfalle und Überdüngung
        • Gewässergüteklassen
      • Beispiele zur Renaturierung von Fließgewässern
  • terrestrisches Ökosystem
    • Einleitung zu terrestrisches Ökosystem
    • Aufbau des Waldes
    • Aufbau des Waldbodens
    • Vegetationsaufnahmen
      • Einleitung zu Vegetationsaufnahmen
      • Standortbeurteilungen (Zeigerwerte)
    • Funktionen des Waldes
    • Waldsterben
  • Zusammenfassung: Ökosysteme
    • Einleitung zu Zusammenfassung: Ökosysteme
  • Nachhaltige Entwicklung
    • Einleitung zu Nachhaltige Entwicklung
    • ökologische Schädlingsbekämpfung
    • nachhaltige Bodennutzung
    • Fallbeispiel: Naturfreibad Grone
    • Klimawandel
    • Zusammenfassung: Nachhaltige Entwicklung
  • Literatur Ökologie
    • Einleitung zu Literatur Ökologie
  • Ende des Kurses Ökologie
    • Einleitung zu Ende des Kurses Ökologie
  • 65
  • 15
  • 290
  • 73