Begriffe sortieren, Planarien im Bach auswerten, Finkenschnäbel deuten — und herausfinden, warum gleicher Wald nicht gleiche Nische heißt.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen zum Klicken, Zuordnen, Rechnen und Knobeln — von AFB I bis AFB III, mit einer Mix-Aufgabe zur Evolution und einer Trickaufgabe. Jede Übung gibt sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.
A1
Fachbegriffe rund um die Nische
AFB I
Ordnen Sie jedem Fachbegriff die passende Beschreibung zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Potenzen beschreiben die Toleranz gegenüber einem Faktor, Nischen das Gefüge aller Faktoren. „Physiologisch“ und „fundamental“ meinen jeweils: ohne Konkurrenz; „ökologisch“ und „real“: unter Konkurrenz. Das Habitat ist der Ort, nicht die Nische.
Unterscheiden Sie zuerst: Geht es um einen einzigen Faktor oder um alle Faktoren zusammen?
Reinkultur bedeutet: Die Art wächst allein, ohne Konkurrenten.
A2
Physiologisch oder ökologisch?
AFB I
Geben Sie für jede Angabe an, ob sie die physiologische oder die ökologische Potenz betrifft.
Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1physiologische Potenz
2ökologische Potenz
Alles, was ohne Konkurrenz gemessen wird (Reinkultur, Topfversuch mit einer Art), zeigt die physiologische Potenz. Freilandbefunde wie Vegetationsaufnahmen und Ökogramme zeigen die ökologische Potenz, weil dort immer Konkurrenten mitwirken.
Fragen Sie bei jeder Karte: Sind andere Arten beteiligt?
In jeden Korb gehören drei Karten.
A3
Die Nische des Grünspechts
AFB I
Nennen Sie alle Angaben, die zur ökologischen Nische des Grünspechts gehören.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Zur Nische gehören die Beziehungen zur Umwelt: Nahrung, Brutplatz, Fressfeinde und Konkurrenten (hier der Star um Bruthöhlen). Der Ort des Reviers ist das Habitat, die Verwandtschaft eine Frage der Systematik — beides beschreibt keine Beziehung zur Umwelt.
Die Nische ist der „Beruf“, nicht die „Adresse“.
Auch biotische Faktoren wie Fressfeinde und Konkurrenten gehören dazu.
A4
Zwei Planarien im Bach
AFB II
Alpenplanarie und Dreieckskopfplanarie sind Strudelwürmer, die in Bächen unter Steinen leben und sich von kleinen Wirbellosen ernähren. Die Abbildung zeigt, bei welchen Wassertemperaturen sie vorkommen (Modellwerte). Ermitteln Sie jeweils die Breite des besiedelten Temperaturbereichs.
Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Breite in Kelvin (K), 1 K entspricht 1 °C Unterschied.
Art und Situation
Breite in K
Alpenplanarie, allein
Alpenplanarie, mit Dreieckskopfplanarie
Dreieckskopfplanarie, allein
Dreieckskopfplanarie, mit Alpenplanarie
Allein: Alpenplanarie 3–16 °C (13 K), Dreieckskopfplanarie 7–22 °C (15 K). Gemeinsam teilen sich beide den Bach bei etwa 12 °C: Alpenplanarie 3–12 °C (9 K), Dreieckskopfplanarie 12–22 °C (10 K). Beide Bereiche werden unter Konkurrenz enger; die Alpenplanarie verliert ihren warmen, die Dreieckskopfplanarie ihren kalten Rand.
Lesen Sie Anfang und Ende jedes Balkens ab; die kleinen Striche stehen für je 1 °C.
Breite = obere Grenze − untere Grenze.
A5
Den Planarienbefund deuten
AFB II
Beziehen Sie sich auf die Abbildung aus A4. Erklären Sie den Befund, indem Sie den Lückentext vervollständigen — zwei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
In Bächen ohne Konkurrenten besiedelt die Alpenplanarie Wasser von 3 bis 16 °C; dieser Bereich zeigt ihre Potenz und damit einen Ausschnitt ihrer . Leben beide Arten im selben Bach, bleibt sie auf das kalte Quellgebiet beschränkt: Ihre ist kleiner. Ursache ist Konkurrenz um Nahrung und Verstecke. Auch das Vorkommen der Dreieckskopfplanarie ist unter Konkurrenz eingeengt und zu höheren Temperaturen . Weil beide Arten den Bach entlang der Temperatur aufteilen, können sie nebeneinander bestehen — ein Beispiel für .
Die Konkurrenz besteht zwischen zwei verschiedenen Arten, ist also interspezifisch. Stellenäquivalenz beschreibt dagegen ähnliche Nischen nicht verwandter Arten in verschiedenen Regionen, nicht die Aufteilung eines gemeinsamen Lebensraums.
Ohne Konkurrenz: physiologisch bzw. fundamental. Mit Konkurrenz: ökologisch bzw. real.
„Intra“ heißt innerhalb einer Art, „inter“ zwischen Arten.
A6
Was ändert sich an der Nische?
AFB II
Ausgangspunkt ist ein Bach, in dem Alpenplanarie und Dreieckskopfplanarie gemeinsam leben (A4). Stellen Sie eine begründete Vermutung auf, wie sich die genannte Nische jeweils ändert.
Wählen Sie für jede Zeile eine Stufe: 1 = deutlich kleiner, 2 = etwas kleiner, 3 = unverändert, 4 = etwas größer, 5 = deutlich größer. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = deutlich kleiner5 = deutlich größer
Alle Dreieckskopfplanarien werden aus dem Bach entfernt. — Realnische der Alpenplanarie
Alle Dreieckskopfplanarien werden aus dem Bach entfernt. — Fundamentalnische der Alpenplanarie
Ein Fressfeind, der nur Alpenplanarien frisst, wandert in das Quellgebiet ein. — Realnische der Alpenplanarie
Alle Alpenplanarien werden aus dem Bach entfernt. — Realnische der Dreieckskopfplanarie
Ohne Konkurrenten dehnt sich die Realnische wieder in Richtung Fundamentalnische aus (Zeilen 1 und 4, je etwa um die Hälfte). Die Fundamentalnische selbst ist genetisch festgelegt und hängt nicht von anderen Arten ab (Zeile 2). Ein zusätzlicher Fressfeind engt die Realnische dagegen weiter ein (Zeile 3).
Welche der beiden Nischen hängt überhaupt von anderen Arten ab?
Fressfeinde wirken auf die Realnische wie Konkurrenten: Sie schränken sie ein.
A7
Schnäbel auf den Galápagos-Inseln
MixAFB II
Mittelgrundfink und Kleingrundfink fressen Samen; wie groß ein Samen sein kann, den ein Vogel knackt, hängt von der Schnabelhöhe ab. Lebt jede Art allein auf einer Insel, haben beide mittelhohe Schnäbel. Auf Inseln mit beiden Arten sind die Schnäbel des Mittelgrundfinks deutlich höher, die des Kleingrundfinks deutlich niedriger. Erläutern Sie diesen Befund evolutionsbiologisch, indem Sie die Tabelle vervollständigen.
Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle vier Felder müssen stimmen.
Gesucht
Angabe
Ursache der erblichen Unterschiede in der Schnabelhöhe
Selektionsfaktor auf Inseln mit beiden Arten
Individuen mit dem größten Fortpflanzungserfolg
Ergebnis für die Nischen der beiden Arten
Die erbliche Variation entsteht zufällig durch Mutation und Rekombination, nicht durch Gebrauch oder Bedarf. Wo beide Arten vorkommen, konkurrieren Vögel mit mittelhohem Schnabel mit der jeweils anderen Art um dieselben Samen; Individuen mit abweichender Schnabelhöhe haben mehr Nahrung und mehr Nachkommen. Über Generationen weichen die Schnäbel auseinander — die Nischen überlappen weniger.
Denken Sie an die synthetische Evolutionstheorie: Variation, Selektion, Fortpflanzungserfolg.
Welche Samen sind begehrt, wenn beide Arten mittelhohe Schnäbel hätten?
A8
Trickaufgabe: Gleicher Wald, gleiche Nische?
TrickAFB III
Kohlmeise und Blaumeise brüten im selben Eichenwald, beide in Baumhöhlen, beide fressen im Frühjahr vor allem Raupen. Beurteilen Sie die folgenden Aussagen zu den beiden Arten.
5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
Der Trick: Gleicher Wald, gleicher Brutplatztyp und gleiche Hauptnahrung klingen nach gleicher Nische. Entscheidend sind aber die Details der Nutzung — wo, wie und womit die Arten ihre Ressourcen erschließen.
Trennen Sie Habitat und Nische.
Zwei Arten können in fast allem übereinstimmen und sich trotzdem in einem entscheidenden Faktor unterscheiden.
A9
Ein Referat über Nischen
AFB III
Ein Schüler hat für ein Referat Aussagen notiert. Überprüfen Sie seine Aussagen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Drei Fehler: Nische und Habitat sind vertauscht, die physiologische Potenz wird ohne Konkurrenz gemessen, und Stellenäquivalente sind gerade nicht nah verwandt — ihre Ähnlichkeit ist Konvergenz.
Achten Sie auf die Begriffspaare Ort/Beziehungsgefüge und Reinkultur/Freiland.
Drei Aussagen sind falsch.
A10
Ein Versuch mit Wasserlinsen
AFB III
Kleine Wasserlinse und Vielwurzelige Teichlinse sind winzige Schwimmpflanzen, die sich rasch vegetativ vermehren. Sie sollen ihre Potenz gegenüber dem pH-Wert des Wassers untersuchen. Planen Sie den Versuch Schritt für Schritt.
Spielen Sie den Weg Schritt für Schritt durch: Was ist jetzt richtig? Nur die richtige Karte bringt Sie weiter.
Der Vergleich von Rein- und Mischkultur bei sonst identischen Bedingungen ist der Kern jeder Untersuchung zu physiologischer und ökologischer Potenz. Parallelansätze machen Zufallsschwankungen sichtbar.
Was unterscheidet physiologische und ökologische Potenz — und wie bildet man das im Versuch ab?
