am Puls Biologie 6, Schulbuch

117 Ökologie Die Energieweitergabe erfolgt in Form eines gerichteten „Flusses“ Im Gegensatz zu Mineralstoffen, die in Kreisläu- fen zirkulieren, ist der Energiefluss eine Einbahn- straße, an deren Anfang die Sonne als Energie- quelle steht. Ihre Strahlung verwenden Algen und andere Pflanzen, um Kohlenhydrate herzu- stellen, von denen letztlich alle Mitglieder eines Nahrungsnetzes leben. Wie du in Abbildung 18 siehst, wird nur ein klei- ner Teil der eingestrahlten Sonnenenergie durch die Produzenten in chemische Energie umge- wandelt. Doch nicht einmal der steht den Pflan- zenfressern komplett zur Verfügung. Von dieser Bruttoproduktion muss abgezogen werden, was die Pflanzen selbst für Stoffwechselvorgänge verbrauchen und was dabei in Form von Wär- meenergie verloren geht. Das macht immerhin ungefähr die Hälfte der eingespeisten Energie aus. Von der verbleibenden Nettoproduktion geht das meiste direkt ins Recycling. Abgestorbene Pflan- zenteile werden von Destruenten abgebaut. Es bleibt nur ein geringer Teil für die Pflanzenfres- ser, die Primärkonsumenten. Sekundärkonsu- menten sind Fleischfresser und leben von den Primärkonsumenten. Da auch diese einen großen Teil der aufgenommenen Energie für Bewegung, Wachstum und Fortpflanzung nutzen, kommt bei den Sekundärkonsumenten wenig Energie an. Nach einer Faustregel erhält die nächsthöhere Trophiestufe jeweils nur etwa zehn Prozent der Energie der vorigen Stufe ( k Abb. 18). Dieser Energiefluss spiegelt sich in Biomassepy- ramiden wider ( k Abb. 17). Die Biomasse ist das Trockengewicht der lebenden Organismen in einem Lebensraum. Biomassepyramiden haben in der Regel eine breite Basis – 90% der Biomas- se auf der Erde sind pflanzlich – und verjüngen sich schnell. Als Sekundärkonsumenten sind Hermeline sehr viel seltener als Mäuse. Ihr Jagd- gebiet muss sehr viele Reviere von Mäusen und anderen Beutetieren umfassen, damit sie sich ernähren können. Eine Flächenbedarfspyramide stünde deshalb auf dem Kopf. Nur etwa 1/10 der Energie einer Trophieebene ist für die nächsthöhere Trophieebene ver- fügbar Stoff- und Energieumwandlung Abb.17: Biomasse- und Energieflusspyramide für Landökosysteme. Biomassepyramide Tertiärkonsumenten Primärproduzenten Primärkonsumenten Sekundärkonsumenten Abb.18: Nur ein kleiner Teil der Sonnenenergie fließt über die grünen Pflanzen in die Nahrungsnetze. Wärme- energie 88 Wärmeenergie 60 000 Reflexion 30 000 Destruenten (D) Tertiär- konsumenten (K 3 ) Primärproduzenten (P) Primär- konsumenten (K 1 ) Sekundär- konsumenten (K 2 ) Gesamtstrahlung 100 000 kJ/m 2 · Tag Erdober- fläche 10 000 Wärme- energie 100 Wärme- energie 10 Wärme- energie 1,3 Wärme- energie 0,15 8 0,5 0,05 20 2 0,2 80 200 brutto 100 netto Fotosynthese Aufgaben W 1 Verändere einen Ausschnitt aus Abb.15 so, dass daraus ein Stoffkreislauf wird, zB für Stickstoff (Bestandteil von Aminosäu- ren, Proteinen und DNA). Du kannst dafür die Abbildung auf Seite 16 in Am Puls Biologie 5 zu Rate ziehen. W/E 2 Primärproduzenten gibt es in Tiefsee- gemeinschaften nicht. Diese benötigen daher absinkendes organisches Material aus den oberen Wasserschichten. Erstelle eine Hypo- these, was die wichtigste Kohlenstoffquelle für Lebensgemeinschaften in Fließgewässern ist. Überprüfe sie anhand von Recherchen oder Beobachtungen an Bächen in deiner Umgebung. Basiskonzept Stoff- und Energieumwandlung: Alle Lebewesen sind auf eine Energiezufuhr von außen angewiesen. Letztlich stammt sämtliche nutzbare Energie von der Sonne. Auch Konsumenten höherer Ordnung, sind von dieser Energiequelle abhängig. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv