MINT lernen

Typische Fehler

Nische, Wachstum, Stickstoff — die vierzehn Stolperfallen, die in der Ökologie am meisten Punkte kosten.

Hier sind die 14 häufigsten Fehler aus Klausuren zur Ökologie — von Toleranzkurve und logistischem Wachstum über Konkurrenz, Nische und Räuber-Beute bis zu Biomagnifikation, Stickstoffkreislauf und ökologischem Fußabdruck. Lesen Sie sie durch: Wer einen Fehler kennt, macht ihn seltener.

!

Die 14 häufigsten Fehler

1Optimum = Präferendum

Temperatur in °CAnteil / Vitalität048121620242832Präferendum19 °COptimum 24 °C
Gewählt ist nicht gleich am vitalsten.

So wird es oft notiert: „Im Wahlversuch halten sich die Tiere meist bei 19 °C auf — dort liegt ihr Optimum.“

Richtig ist: Das Präferendum ist der Bereich, den Tiere im Wahlversuch bevorzugt aufsuchen. Das Optimum ist der Bereich höchster Vitalität, z. B. bei Wachstum oder Fortpflanzung. Beide werden mit verschiedenen Versuchen bestimmt und müssen nicht übereinstimmen.

Merksatz: Präferendum = bevorzugt, Optimum = am vitalsten.

2Am schnellsten kurz vor K

ZeitPopulationsgröße NKK/2größter ZuwachsZuwachs ≈ 0
Wendepunkt bei halber Kapazität.

So wird es oft notiert: „Beim logistischen Wachstum wächst die Population kurz vor der Kapazität am schnellsten, weil dann die meisten Tiere da sind.“

Richtig ist: Der Zuwachs pro Zeit ist bei halber Kapazität (K/2) am größten: Dort gibt es schon viele Fortpflanzende, dichteabhängige Faktoren bremsen aber erst halb. Nahe K sinkt der Zuwachs gegen null, weil Konkurrenz, Krankheiten und Räuber fast so viele Tiere entfernen, wie geboren werden.

Merksatz: Größter Zuwachs bei K/2, nahe K fast keiner.

3Frost reguliert die Population

PopulationsdichteSterberatedichteabhängigz. B. Konkurrenzdichteunabhängig, z. B. FrostNur die steigende Linie wirkt als Rückkopplung.
Regulation braucht Rückkopplung.

So wird es oft notiert: „Ein strenger Winter reguliert die Rehpopulation.“

Richtig ist: Dichteunabhängige Faktoren wie Frost oder Hochwasser töten einen Anteil der Population, egal wie dicht sie ist — sie begrenzen, regulieren aber nicht. Regulation erfordert eine negative Rückkopplung: Dichteabhängige Faktoren wie Konkurrenz, Räuber, Krankheiten und Stress wirken umso stärker, je dichter die Population ist.

Merksatz: Nur dichteabhängige Faktoren regeln zurück.

4r-Strategen sind unterlegen

Feldmaus (r)bis 60 Junge pro JahrGeschlechtsreife: 3 Wochenkurze Lebensdauerstarke Schwankungenbesiedelt Äcker raschRothirsch (K)1 Kalb pro JahrGeschlechtsreife: 2 Jahrelange LebensdauerBestand nahe Klange Führung der Kälber
Zwei Anpassungen, keine Rangfolge.

So wird es oft notiert: „r-Strategen sind einfache, unterlegene Arten, K-Strategen sind höher entwickelt.“

Richtig ist: r- und K-Strategie sind Anpassungen an unterschiedliche Lebensräume. r-Strategen wie die Feldmaus vermehren sich rasch und besiedeln schnell instabile oder neue Lebensräume; K-Strategen wie der Rothirsch investieren in wenige, gut versorgte Nachkommen in stabilen Lebensräumen nahe K. Die meisten Arten liegen dazwischen.

Merksatz: Strategie = Anpassung, keine Rangfolge.

5Konkurrenz endet mit Aussterben

starke Überlappungnach EinnischungNahrungsgrößeNahrungsgrößeBeide Arten bleiben — mit verschobenen Nischen.
Ausweichen statt Aussterben.

So wird es oft notiert: „Nach dem Konkurrenzausschlussprinzip stirbt bei Konkurrenz immer eine der beiden Arten aus.“

Richtig ist: Das Prinzip sagt nur: Zwei Arten mit identischer Nische können nicht dauerhaft nebeneinander bestehen. In der Natur nutzen konkurrierende Arten oft verschiedene Nahrung, Zeiten oder Bereiche (Einnischung) und koexistieren. Konkurrenz ist meist ein indirekter Wettbewerb um knappe Ressourcen, kein Kampf.

Merksatz: Gleiche Nische: kein Nebeneinander — ähnliche Nische: Einnischung.

6Nische = Ort

HabitatFlussufernur der OrtEisvogelkleine Fischeklares WasserSitzwarteSteilwandStoßtaucheneisfreie WinterNische = Beziehungsgefüge
Die Nische ist eine Rolle, kein Platz.

So wird es oft notiert: „Die ökologische Nische des Eisvogels ist das Flussufer.“

Richtig ist: Der Ort, an dem eine Art lebt, ist ihr Habitat. Die ökologische Nische ist die Gesamtheit der Beziehungen einer Art zu den biotischen und abiotischen Faktoren ihrer Umwelt: was sie frisst, wie sie jagt, wo sie brütet, welche Bedingungen sie toleriert.

Merksatz: Habitat = Adresse, Nische = Beruf.

7Wo sie wächst, wächst sie am besten

Bodenfeuchte: trocken → nassWachstum Waldkieferohne Konkurrenz (physiol.)im Wald (ökologisch)hier: Buche
Konkurrenz verschiebt das Vorkommen.

So wird es oft notiert: „Die Waldkiefer wächst vor allem auf trockenem Sand und im Moor — dort liegt ihr Optimum.“

Richtig ist: Ohne Konkurrenz (physiologische Potenz) wächst die Kiefer auf mittelfeuchten Böden am besten. Dort wird sie im Wald von der konkurrenzstärkeren Buche verdrängt; ihr tatsächliches Vorkommen (ökologische Potenz) liegt deshalb an den trockenen und nassen Rändern.

Merksatz: Physiologisch = ohne Konkurrenz, ökologisch = im Freiland mit Konkurrenz.

8Räuber und Beute gleichzeitig

ZeitIndividuenBeuteRäuberRäuber später
Erst die Beute, dann der Räuber.

So wird es oft notiert: „Nach der 1. Lotka-Volterra-Regel erreichen Räuber und Beute ihre Maxima gleichzeitig — und die Räuber rotten die Beute schließlich aus.“

Richtig ist: Die Populationen schwanken periodisch und phasenverschoben: Das Maximum der Räuber folgt dem der Beute; die Mittelwerte bleiben konstant. Die Regeln gelten für ein Modell mit einer Räuber- und einer Beuteart — im Freiland wirken zusätzlich Nahrung, Krankheiten, Witterung und weitere Räuber.

Merksatz: Räuber folgen der Beute — und nur im Modell so regelmäßig.

9Symbiose: gleicher Nutzen für beide

Kiefergibt ZuckerMykorrhizapilzgibt Mineralsalzebis ca. 20 %viel oder wenig?nährstoffarmer Boden: großer Nutzengedüngter Boden: Nutzen gering
Beide gewinnen — aber nicht gleich viel.

So wird es oft notiert: „Bei einer Symbiose profitieren beide Partner immer gleich stark.“

Richtig ist: Symbiose heißt: Beide Partner haben einen Vorteil — wie groß er ist, hängt von den Bedingungen ab. Bei der Mykorrhiza gibt die Pflanze bis zu etwa 20 % ihrer Fotosyntheseprodukte ab; auf nährstoffreichem Boden lohnt sich der Tausch für sie kaum. Übergänge zum Parasitismus sind möglich.

Merksatz: Symbiose = beidseitiger Nutzen, nicht gleicher Nutzen.

10Energie wird recycelt

SonnePflanzenTiereDestr.Wärme verlässt das SystemStoffe (C, N, Mineralsalze) kreisen
Stoffe kreisen, Energie fließt.

So wird es oft notiert: „Die Destruenten führen die Energie der toten Lebewesen an die Pflanzen zurück.“

Richtig ist: Destruenten mineralisieren Stoffe: Kohlenstoff, Stickstoff und Mineralsalze kehren in den Kreislauf zurück. Energie dagegen wird auf jeder Ebene — auch bei den Destruenten — durch Zellatmung als Wärme abgegeben und ist für Lebewesen verloren. Deshalb brauchen Ökosysteme ständig Sonnenenergie.

Merksatz: Stoffe kreisen, Energie fließt hindurch.

11Produzenten sind am stärksten belastet

Wasser0,00005 ppmZooplankton0,04 ppmkleine Fische0,23 ppmRaubfische1,3 ppmKormoran26 ppm
Je höher die Trophieebene, desto mehr.

So wird es oft notiert: „Umweltgifte sind bei den Produzenten am höchsten konzentriert, weil sie sie zuerst aufnehmen.“

Richtig ist: Fettlösliche, schwer abbaubare Stoffe wie DDT oder PCB werden im Fettgewebe gespeichert und kaum ausgeschieden. Da jede Trophieebene ein Vielfaches ihrer Biomasse an Nahrung frisst, steigt die Konzentration von Stufe zu Stufe (Biomagnifikation) — am höchsten ist sie bei den Endkonsumenten.

Merksatz: Anreicherung nach oben: Endkonsumenten tragen die höchste Last.

12Pflanzen nutzen Luftstickstoff

Luft: 78 % N₂ (N≡N)PflanzeKnöllchen- undCyanobakterienNH₄⁺ / NO₃⁻
N₂ nur für Bakterien.

So wird es oft notiert: „Pflanzen nehmen Stickstoff direkt aus der Luft auf, die ja zu 78 % aus N₂ besteht.“

Richtig ist: Die Dreifachbindung im N₂ können Pflanzen nicht spalten. Sie nehmen Stickstoff als Nitrat oder Ammonium über die Wurzeln auf. N₂ binden nur bestimmte Bakterien, z. B. Knöllchenbakterien in Symbiose mit Hülsenfrüchtlern oder Cyanobakterien (Stickstofffixierung).

Merksatz: Pflanzen brauchen NO₃⁻ oder NH₄⁺, N₂ binden nur Bakterien.

13Nitrifizierer sind Destruenten

NH₄⁺NO₂⁻NO₃⁻NitrosomonasNitrobacterEnergieEnergieCO₂ → GlucoseChemosynthese: autotroph ohne Licht
Energie aus Oxidation statt aus Licht.

So wird es oft notiert: „Nitrifizierende Bakterien sind Destruenten, die Nitrat aus toter Biomasse herstellen.“

Richtig ist: Den Abbau von Proteinen zu Ammonium übernehmen Destruenten (Ammonifikation). Nitrifizierer oxidieren anschließend Ammonium zu Nitrit bzw. Nitrit zu Nitrat und nutzen die frei werdende Energie, um aus CO₂ organische Stoffe aufzubauen — Chemosynthese ohne Licht. Sie sind chemoautotrophe Produzenten.

Merksatz: Nitrifikation = Chemosynthese: autotroph, Energie aus Oxidation.

14Fußabdruck = CO₂-Ausstoß

Wohnen 1,1Ernährung 1,6Mobilität 1,2Konsum 0,74,6 gha1,6 ghaBio-kapazität
Flächenbedarf im Vergleich zur Biokapazität.

So wird es oft notiert: „Der ökologische Fußabdruck ist dasselbe wie der CO₂-Ausstoß eines Menschen.“

Richtig ist: Der ökologische Fußabdruck gibt die biologisch produktive Fläche in globalen Hektar an, die nötig ist, um den Verbrauch an Nahrung, Holz, Fasern und Siedlungsfläche zu decken und das ausgestoßene CO₂ aufzunehmen. Erst der Vergleich mit der Biokapazität von rund 1,6 gha pro Mensch zeigt, ob ein Lebensstil nachhaltig ist.

Merksatz: Fußabdruck = Flächenbedarf, gemessen an der Biokapazität.