Energieumwandlung - Energiefluß

Energieumwandlung - Energiefluß

Aufgenommene Nahrung führt im Körper zum Aufbau von organischen Substanzen. Dabei wird aber Energie verloren, da die Nahrung nicht 100% verarbeitet werden kann (Bsp. Salat ist nicht zu verdauen für Menschen), Energie zum Aufbau der organischen Substanzen benötigt wird, Energie in Form von Wärme frei wird usw.

Energiefluss/Energieumwandlung

aufgenommene Nahrung im Körper führt zum Aufbau von organischer Substanz

• Nahrung kann nicht 100% verarbeitet werden
• Energie wird frei (in Form von Wärme)
• die in Form von Wärme freigewordene Energie kann nicht direkt in weitere Stoffwechselprozesse eingesetzt werden.

Energiepyramide

Die Energiepyramide: Auf den verschiedenen Trophieebenen nimmt der Energiegehalt ab. So erzeugen die Primärproduzenten den höchsten Energiegehalt, Pflanzenfresser und Fleischfresser zeigen nur einen verringerten Energiegehalt. Auf jeder Trophiestufe geht Energie – in Form von Wärme - verloren. So benötigt die Herstellung von 1 kg Rindfleisch 6 – 8 kg Getreide.

Räuber-Beute-Beziehung

Es besteht ein Regulationsmechanismus zwischen Nahrung und Konsument. Diese kann, im Falle einer Räuber-Beute-Beziehung durch die Lotka-Volterra-Regeln beschrieben werden.  So zeichnete die Hudson Bay Company in den Jahren 1890 bis 1935 die Anzahl der in einem bestimmten Gebiet vorkommenden Schneeschuhhasen ebenso auf wie die Induviduenzahl der vorkommenden Luchse.

Dabei ergab sich folgendes Bild:

Die Abbildung zeigt das Räuber-Beute-Schema nach Lotka und Volterra.

Gezeigt ist die Anzahl der Individuen der Schneeschuhhasen bzw. der Luchse in einer bestimmten zeitlichen Beobachtungsphase. Sind mehr Beutetiere vorhanden so können mehr Räuber Nahrung finden. Daher nimmt die Individuenanzahl der Räuber leicht Phasenverschoben zu der Population der Beutetiere zu.

Mehr Räuber fressen mehr Beutetier. So führt die Vernichtung der Beutetiere zu einem Sinken der Anzahl der Räuber auf Grund der fehlenden Nahrung. Über einen längeren Zeitraum betrachtet entwickelt sich zwischen Räuber und Beutetier ein biologisches Gleichgewicht.

Die Populationsdichten der beteiligten Arten schwanken um einen Mittelwert. Das Modell nach Lotka und Volterra ist eine mathematische Annäherung, zahlreiche andere Faktoren beeinflussen die Struktur der Räuber-Beute-Beziehungen: Nahrungsangebot, Klima, Raumkonkurrenz, Krankheitserreger, Stress, andere Räuber...

Lotka und Volterra -> mathematisches Modell die Beziehung zwischen Räuber und Beute darzustellen

Erste Volterra-Regel (periodische Schwankung der Populationen)

• Individuenzahlen von Beute und Fressfeind schwanken bei ansonsten konstanten Bedingungen periodisch und gegeneinander zeitlich verschoben.

Zweite Volterra-Regel (Konstanz der Mittelwerte)

• durchschnittliche Größe einer Population konstant; Dichte jeder Population schwankt um Mittelwert.Dritte Volterra-Regel (schnelleres Wachstum der Beutepopulation)
• Wird Räuber-Beute-Beziehung gestört, so erholt sich Beutepopulation schneller als Räuberpopulation

Räuber: Organismen, die sich von den organischen Verbindungen ihrer getöteten Beute ernähren. Auch Wechselwirkung zwischen Pflanzenfresser und Pflanzennahrung.

Beuteschutz:

• Passive Schutzvorrichtungen z.B. Dornen und Stacheln verhindern Fressen durch Pflanzenfresser; ebenso chemische Substanzen als Abwehrmechanismen in Pflanzen.
• Nahrungsspezialisten: spezifische Tiere, die gegen dieses Gift immun sind.
• Aktive Gegenwehr: z.B. beißen, stechen oder schlagen.