BioTOP 3, Schulbuch, aktualisierte Ausgabe

Die Themenseiten: Dein Schulbuch für Biologie und Umweltkunde hat fünf große Abschnitte. Jeder Abschnitt hat eine unverwechselbare Leitfarbe: Geologie, Lebensraum Boden, Erdgeschichte, Lebensraum Wiese, Nutzpflanzen, Nutztiere 85 84 Nutzpflanzen Die Bedeutung der Nutzpflanzen Arbeitsheftseite 49 Bei Vollkornmehl werden die ballaststoffreichen Fruchthüllen, die Kleberschicht und der vitaminreiche Keimling mitgemahlen. Der Keimling hat die Nährstoffe für die ersten Wachstumsvorgänge der Pflanze bei der Keimung gespeichert. Vollkornmehl ist daher gesünder, aber durch das im Keimling enthaltene Öl auch leichter verderblich. Aus den Keimlingen der Getreidekörner kann man Öl pressen, zB das Weizenkeimöl. Die Kleberschicht enthält pflanzliche Eiweißstoffe, die beim Backen den Teig zusammenhalten. Gemüseanbau Gemüse ist ein Sammelbegriff für essbare Pflanzenteile , die roh, gekocht oder konserviert gegessen werden. Gemüse wird sowohl auf Feldern als auch in gärtnerischen Betrieben in Gewächshäusern (  B 4 ) oder im Folientunnel angebaut. Kartoffeln, Tomaten, Paprika, Zuckerrüben, Kopfsalat, Gurken, Karotten, Sellerie, Raps, Karfiol, Radieschen und Kürbisse werden unter anderem in Österreich angebaut ( siehe Seiten 89 bis 95 ). Anbau von Küchenkräutern und Gewürzen Der Begriff „Kraut“ wird in der Biologie mit krautiger, einjähriger Pflanze gleichgesetzt. Bei Nutzpflanzen spricht man von Küchen­ kräutern , wenn die Blätter ein ätherisches Öl enthalten (  B 5 ). Als Gewürze bezeichnet man alle anderen Pflanzenteile . Beispiele für Küchenkräuter sind Salbei, Basilikum, Thymian und Liebstöckel. Kümmel, Muskatnuss und Zimt sind Beispiele für Gewürze. Obstanbau Als Obst bezeichnet man rohe genießbare Früchte . Sie stammen von Bäumen, Sträuchern oder Stauden. Unter Stauden versteht man mehrjährige krautige Pflanzen. Obst zählt zu jenen Nahrungsmitteln, die schon sehr lange gezielt angebaut werden. Der Obstanbau ist sehr arbeitsaufwendig . Auch im Winter müssen die Pflanzen gepflegt und geschnitten werden. In Österreich gibt es unterschiedliche Verbände, die biologischen Obstanbau fördern. Darunter versteht man den Anbau von Obst unter Berücksichtigung der Umwelt und mithilfe von nützlichen Insekten. Außerdem werden Nistmöglichkeiten für Vögel geschaffen. In Österreich werden vor allem Äpfel (  B 6 ), Birnen, Weintrauben, Kirschen, Marillen, Zwetschken und Erdbeeren angebaut. B 4 Gemüse im Gewächshaus B 5 Küchenkräuter im Hausgarten Zusammenfassung Unsere Nutzpflanzen sind durch Zucht aus Wildpflanzen entstanden. Bei der Zucht werden Eigenschaften gezielt verändert . Die Stammformen der Getreidesorten sind Wildgräser . Weitere Pflanzen liefern Gemüse, Küchenkräuter und Gewürze sowie Obst . 1 Vergleiche Ur- und Zucht- form dieser Pflanzen: Wilde Möhre – Karotte, Einkorn – Weizen, wilder Wein – Tafeltraube. Recherchiere die Zuchtziele, die verfolgt wurden. 2 Lass mehrere Getreide- körner in einer Schale mit Wasser über Nacht quellen. Schneide die gequollenen Körner der Länge nach vor- sichtig mit einem Messer auf. (Lass dir von einem Erwachsenen helfen.) Oft braucht man mehrere Kör- ner, um einen guten Schnitt zu erzeugen. Untersuche die Bestandteile mit einer Lupe. Skizziere und beschrifte sie. Mach mit W, E E B 6 Der Obstanbau ist arbeitsaufwendig. Menschen sind von Pflanzen abhängig. Nutzpflanzen dienen nicht nur als Nahrung , sondern auch als Futter für die Nutztiere. Aus einigen Nutzpflanzen kann man Medikamente, Gewürze oder Genussmittel herstellen. Wie wurden Wildpflanzen durch Zucht verändert? Nutzpflanzen sind meistens durch Zucht aus Wildpflanzen entstanden. Bei der Zucht wurden einige Eigenschaften der Pflanzen gezielt verändert . So wurde zum Beispiel der Ertrag durch die Züchtung größerer Pflanzen gesteigert (zB beim Apfel und anderen Obst- und Gemüse- sorten). Oder es wurden die in den Pflanzen enthaltenen Gift und Bitterstoffe verringert . Rüben wurden dadurch erst genießbar. Bei vielen Pflanzen wurde die Zeit verkürzt , die eine Pflanze zu ihrer Entwicklung braucht. Getreide wurde zum Beispiel so gezüchtet. Als Getreide bezeichnet man einige Pflanzen, die zu den Süßgräsern gehören, wie zB Weizen, Mais und Reis ( siehe Seiten 86–87 ). Die Anzahl der Samen in den Früchten wurde bei manchen Pflanzen, zB Mandarinen oder Weintrauben, verringert . Auch auf Abwechslung wurde bei der Zucht der Nutzpflanzen Wert gelegt (zB verschiedene Kohlsorten). Getreideanbau Die Samenkörner einiger Wildgräser schätzten die Menschen schon vor etwa 10 000 Jahren. Es handelte sich um die Wildformen der heutigen Getreidesorten . Die Menschen begannen, Wildgräser durch Aussaat gezielt zu vermehren. Das hatte zur Folge, dass sie zur Erntezeit zu ihren Feldern zurückkehren mussten. Die Menschen wurden sesshaft . Die Getreideernte sah früher ganz anders aus als heute. Feldarbeiterinnen und Feldarbeiter schnitten die Getreidehalme mit kleinen Handsicheln (  B 1 ). Dabei fielen viele Körner auf den Boden. Sie mussten dann mit der Hand aufgesammelt werden. Durch Zucht wurden die Wildgräser verändert. Die Körner blieben in der Ähre, wenn die Halme geschnitten wurden (  B 2 ). Die geschnittenen Halme wurden zusammengebunden. Anschließend mussten die Körner aus den Ähren gelöst werden. Heute wird Getreide in Monokulturen angebaut. Dabei wächst auf einem Feld über viele Jahre nur eine einzige Getreidesorte . Wenn das Getreide reif ist, schlagen (dreschen) Mähdrescher die Körner aus den Ähren. Die ausgedroschenen und trockenen Halme bezeichnet man als Stroh . Es wird anschließend zu Ballen gebunden. In der Mühle werden die Körner gereinigt und gemahlen. Grieß wird nur grob gemahlen, Mehl sehr fein. Beim weißen Auszugsmehl wird vor allem die Stärke aus dem Mehl- körper verwendet (  B 3 ). Man entfernt die Fruchthülle und den Keimling, da dieser schnell schlecht werden kann. B 1 Händische Getreideernte mit einer Sichel Staubblatt Granne Narbe Hüllspelze Deckspelze Vorspelze Ährchen B 2 Der Aufbau einer Getreideblüte (Schema) Fruchthülle Kleberschicht Mehlkörper Keimling B 3 Längsschnitt durch ein Getreide- korn (Schema) Zusatzmaterial ay7a94 Bio-Clip u8v2qw 69 68 Lebensraum Wiese Wiesentypen Arbeitsheftseite 41 Feuchtwiesen entstehe , wenn Grundwasserspieg l sehr h ch ist. Pflanzen wie die Segg n (  B 1 , Seite 74 ) ertra dies ständige Nässe gut. Zeigerpflanzen für ine Feuchtwies sin Wollg as (  B 2 , Seite 76 ) und Sumpf-Dotterblume (  B 2 , Seite 80 ). Feuchtwiesen sind heute nur mehr sehr selten . Sie wurden und werden vom Menschen trockengelegt und gedüngt, damit sie landwirtschaftlich genutzt werden können. Künstliche Wiesen Vor langer Zeit war Österreich fast vollständig von Wald bedeckt. Durch Rodung (Entfernen der Bäume und Wurzeln in einem Gebiet) gewannen die Menschen nicht nur Holz, sondern a ch Flächen für die Landwirtschaft . So entstanden Felde für den Anbau vo zB Getreide und Weiden für die Nutzti e. Wiesen wurden für die Gewinnung von Heu genutzt, mit dem man Nutztiere im Winter füttern konnte. Künstliche Wiesen sind n turnahe Ökosysteme , weil sie ursprünglich durch Eingriffe des Menschen entstanden sind. Ein naturnahes Ökosystem ist einem natürlichen Ökosystem sehr ähnlich, der ursprüngliche Aufbau ist meist erhalten geblieben. Künstliche Wiesen bleiben aber nur erhalten, wenn die Flächen regelmäßig genutzt werden. Andernfalls siedeln sich wieder junge Bäume an und aus dem Grasland wird schrittweise wieder Waldland . Fettwiesen entstehen auf mineralstoffreichen Böden , die oft noch zusätzlich durch Düngung verbessert werden. Sie bestehen vor allem aus nährstoffreichem Gras (  B 6 ). Auf Fettwiesen wachsen nur wenige Pflanzenarten , die Art nv elfal ist ge ing. Nur Gräser können nach der Mahd wieder rasch an ihren Knoten austreiben ( siehe Seite 74 ). Fettwiesen werden landwir schaft ich zur Futtergewinnung genutzt . Die Weide ist eine Grasfläche, die nicht durch den Menschen gemäht wird. Stattdessen wird sie von Nutztieren wie Rindern, Schafen oder Ziegen abgegrast (  B 7 ). So bieten Weiden im Rahmen der art- gerechten Tierhaltung ( siehe ab Seit 104 ) de Tier n den benötigten Auslauf und frisches Futter. Die a f der Weide g haltenen T ere fressen nur Pflanzen, die ihnen schmecken . Daher herrschen hier für die Pflanzen unterschiedliche Bedingungen. Jene Pflanzen, die den Tiere nicht schmecken, können sich leichter ausbreiten. Die Alm ist ine Weide im Gebirge, die in den Sommermonaten genutzt wird. B 6 Eine Fettwiese Zusammenfassung Wiesen sind Grünflächen , auf denen keine Bäume und Sträucher wachsen. Meist sind Wiesen durch Eingriffe des Menschen entstanden und werden auch durch diese Eingriffe erhalten. Artenreiche Mager- wiesen wachsen auf mineralstoffarmen Böden und sind landwirt- schaftlich weniger interessant. Sie sind stark bedroht. Artenarme Fettwiesen bilden sich auf mineralstoffreichen Böden und werden landwirtschaftlich genutzt. 1 Suche dir eine Wiese und stecke eine 1m x 1m große Fläche ab. Beachte: Bevor du beginnst, musst du das Ein- verständnis der Besitzerin oder des Besitzers der Wiese einholen! Bestimme mithilfe eines Bestimmungsbuches die verschiedenen Pflanzen- arten. Du kannst auch eine App dafür verwenden (siehe Online-Code). 2 Zähle nun die Tierarten, die zum Zeitpunkt der Beobach- tung in deiner Fläche zu finden sind. Notiere die Aussagen, die du über den Tierbestand treffen kannst. 3 Welche Aussagen kannst du über die gesamte Wiese machen? Welches Problem kann entstehen, wenn du von einem Ausschnitt auf die gesamte Wiese schließt? Wie kannst du dieses Prob- lem lösen? Beantworte diese Fragen schriftlich. Mach mit W, E W, E E B 7 Weiden werden nicht gemäht, sondern abgeweidet. Das Grünland mit den Wie en und Weiden bietet für viele Tiere und Pflanzen einen wichtigen Lebensraum (  B 1 ). Wiesen sind Grünflächen , auf denen keine Bäume und Sträucher wachsen. Die häufigsten Wiesenpflanzen sind die Gräser . Was beeinflusst die Art der Wiese? Die Höhenlage, das Klima, die Höhe des Grundwassers, die Boden- beschaffenheit und die Anzahl der Mahden stimm n, welche Pflanzen auf einer Wiese wachsen. Als Mahd bezeichnet man das Mähen der Wiese. Nach der Höhe des Grundwassers kann man nasse, feuchte und trockene Böden unterscheiden. Auf ihnen entwickeln sich unterschiedliche Wiesentypen mit unterschiedlichen Pflanzen. Nach der Bodenbeschaffenheit werden Wiesen in Fettwiesen und Magerwiesen eingeteilt. Die Ausdrücke „fett“ und „mager“ beziehen sich auf die Menge an Mineralstoffen im Boden. Die Wiese wird auch durch den Wechsel der Tier- und Pflanzen- gesellschaften im Laufe eines Jahres beeinflusst. Seit Jahrtausenden wird der Lebensraum Wiese vom Menschen beeinflusst und verände t. Es gibt natürliche und künstliche Wiesen. Fast alle Wiesen gehen auf die Tätigkeit des Menschen zurück. Natürliche Wiesen Natürliche Wiesen sind ohne Eingriffe des Menschen entstanden. Man findet sie nur an Orten, an denen Bäume und Sträucher nicht wachsen können. Solche Standorte sind für Bäume entweder zu trocken, zu feucht oder der Bo n ist zu salzhalti . Moorwiesen, Bergwi sen, alpine Rasen, Salzwiesen und Trock ras n sind Beispiele dafür. Magerwiesen entstehen auf mineralstoffarmen Böden . Hier wachsen viele unterschiedliche Wiesenpflanzen (  B 2 ). Magerwiesen sind Rückzugsgebiete für zahlreiche Pflanzen und Tiere. Hier trifft man zB auf die Gottesanbeterin (  B 3 ). Magerwiesen sind landwirtschaftlich weniger interessant . Sie werden seltener gemäht, da sie wen ger Pflanz nmaterial erzeugen. So haben Wiesenpflanzen, wie Wiesen-Klee oder Wiesen-Bocksbart, genug Z it für ihr Wachstum und di Artenvielfalt bleibt erhalten. Heutzutage sind Magerwiesen leider selten geworden und stark bedroht . Zahlreiche Magerwiesen wurden und werden stärker genutzt und gedüngt. Aus bunten, artenreichen Magerwiesen entstehe so immer mehr eintönige, a tenar e Fettwiesen. Den Mag rrasen findet man an trockenen Stellen auf Böschungen . Die Bodenschicht ist hier oft so dünn, dass Bäume nicht wachsen können. Hier leben seltene Tiere und Pflanzen wie zB das Ziesel (  B 4 ) und die Zwerg-Schwertlilie (  B 5 ). Daher ist es wichtig, diesen Lebensraum möglichst natürlich zu erhalten. B 1 Eine Wiese B 2 Eine Bergblumenwiese B 3 Eine Gottesanbeterin B 4 Ein Ziesel B 5 Eine Zwerg-Schwertlilie Zusatzmaterial i3v2kx 39 38 Erdgeschichte Einführung in die Paläontologie Arbeitsheftseiten 21–22 Wie wird das Alter ines Fundes bes immt? Das genaue Festhalten des Fundortes eines Fossils gibt Aufschluss über das Alter . Denn durch die Abfolge der Gesteinsschichten kann man das Alter des Fundes ungefähr bestimmen. Ältere Gesteinsschichten lagerten sich zuerst ab und befinden sich daher unter jüngeren Schichten . Fossilien in tiefer gelegenen Gesteins­ schichten sind daher älter als Fossilien aus höheren Schichten. Weil bei Gebirgsbildungen Gesteinsschichten verschoben und überlagert werden, ist beim Entstehen von Gebirgen die Altersbestimmung schwieriger. Manche Lebewesen traten w ltweit in großer Zahl auf. Sie leb aber nur in einem bestimmten , meist s hr kurzen Ze trau . Daher kommen ihre Fossilien nur in Gesteinsschichten vor, die zur gleiche Z it entstanden sind. Diese Lebewesen sind typisch für einen bestimmten Zeitabschnitt der Erdgeschichte. Man bezeichnet sie daher als Leitfossilien . Trilobiten (Dreilapper, siehe Seite 48 ) sind Leitfossili , die vor e wa 250 Millionen Jahren ausstarben (  B 3 ). Findet man ein unbekanntes Fossil in einer Gesteinsschicht, in der man auch die versteinerten Panzer von Trilobiten findet, muss es älter als 250 Millionen Jahre sein. Leitfossilien helfen daher bei der Al rsbestimmung . Diese Methode der Altersbestimmung liefert aber nur un e au W rt . Eine genauere Möglichkeit, um das Alter von Fossilien zu bestimmen, ist die Untersuchung von radioaktiven Elementen . Bestimmte radioaktive Elemente kommen zu einem geringen Anteil in der Natur vor. Sie werden von jedem Lebewesen aufgenommen . Radio ktiv Elemente zerfallen in einem bestimmten Zeitraum. Dabei entstehen Zerfallspro ukte. Die M nge der och nicht zerfallen radioaktiven Elem nte rd mit der Menge der entstand en Z rf llsprodukte v rglichen. So kann man das Alter der Fossilien bestimmen. Die bekannteste Methode dieser Altersbestimmung ist mit radioaktivem Kohlenstoff ( 14 C). Da dieser aber schnell zerfällt, ist diese Methode nur für Fossilien bis zu einem Alter von 60 000 Jahren geeignet. Alle älter Fossilien können nur mithilfe anderer radioaktiv zerfallender Elemente wie zB Uran oder Thorium bestimmt werden. Man kann auch die Zusammensetzung des organischen Materials, zB unterschiedlicher Blütenpollen, mit Funden vergleichen , deren Alter bereits bestimmt wurde. Solche Methoden heißen relative Altersbestimm ngsmethode . B 3 Trilobiten sind Leitfossilien für das Erdaltertum. B 4 Ein fossiler Ammonit Zusammenfassung Fossilien sind Reste od r Spuren von Lebewes , die älter als 10 000 Jahre sind. Fossilien von Lebewesen, die in einem bestimmten Zeit­ abschnitt der Erdgeschichte weltweit in großer Zahl auftraten, bezeichnet man als Leitfossilien . Sie helfen bei der Altersbestimmung der gefundenen Fossilien. 1 Fossilien sind Reste ode Spuren, wie zB Abdrücke von Tieren und Pflanzen. Stelle eigene Abdrücke her. Du brauchst dafür unter­ schiedliche Schneckenhäu­ ser, Blätter und Knetmasse. Drücke die Außenseite der Schneckenhäuser und die Blätter in die Knetmasse und entferne sie wieder. So erhältst du verschiedene Abdrücke. Vergleiche deine Abdrücke mit den Schne­ ckenhäusern und Blätter . Kannst du Unterschiede feststellen? 2 Stellt in der Klasse Vermu­ tungen an, warum Fossilien meist in mehreren Bruch­ stücken gefunden werden. Mach mit E S Was ist die Paläontologie? Die Paläontologie ist die Wissenschaft von den Lebewesen vergangener Erdzeitalter . Paläontologinnen und Paläontologen beziehen einen Großteil ihres Wissens über die v rgang ne Zeit aus Fossilien (  B 1 , B 4 ). Fossilien sind Reste oder Spuren von Lebewesen (zB Trittspuren oder Fraßspuren), die vor mehr als 10 000 Jahren gelebt haben. Die ältesten Fossilien sind etwa 3,5 Milliarden Jahre alt. Paläontologinnen und Paläontologen suchen gezielt nach Gest ins­ schichten , in denen sich vermutlich Fossilien befinden. Haben sie ei e solche Schicht gefunden, werden Grabungen u ternommen, um an die Fossilien zu gelangen. Noch vor Ort werden die empfindlichen Foss li n präpariert . Das heißt, sie werden vor äußeren Schäden geschützt. Genaue Aufzeichnungen über d Fundort und die Lage d r Fossilien sind für die weitere B stimmung der Fossilien notw dig. Fossilien bestehen oft aus mehreren Bruchstücken , die wieder zusammengesetzt werden müssen. Durch viele verschiedene Überreste vergangener Zeiten können Wissenschafterinnen und Wissenschafter auf das damalige Klima, auf die Lebewesen und auf die Lebe sbedingunge dies r Lebewesen schließen. Jedes neu gefundene Fos il verhilft ihnen zu genaue en Erkenntnissen. Wie sind Fossilien entstanden? Nach dem Tod eines Lebewesens beginnt dessen Zersetzung . Unter bestimmten Bedingungen kann ein Fossil entstehen. Gut erhaltene Fossilien von Fischen o er anderen im Wasser lebenden Wirb ltieren entstehen zum Beispiel so (  B 2 ): Das tote Tier sinkt im Wasser zu Boden. Rasch wird es von Sand oder Schlamm bedeckt , sodass kein Sauerstoff m hr dazu gelangen ka n. Der Zersetzungsprozess wird gestoppt . Die abgelagerten Sand und Schlammschichten dürfen sich nun nicht mehr verschieben , sonst würde das Fossil z rstört werd n. Durch den Druck der darüberliegenden Schichten wird aus den umgebenden Sand und Schlammschichten Gestein . Durch Umwandlungsprozesse werden die Überreste des Tieres umgewandelt. Es wird zu einem Fossil. Das Fossil bleibt im Gestein erhalten . Bleiben b i ei em Fossil die Weichteile erhalten, spricht man von einem Körperfossil. Werden die Weichteile zersetzt, bevor sich die Sand und Schlammschichte ablagern, bleiben nur die Knochen erhalten. Das Fossil wird erst nach langer Zeit freigelegt . Das passiert zum Beispiel durch die natürliche Abtragung des Gesteins (Erosion) oder durch Eingriffe des Menschen (zB durch Abbau in einem Steinbruch). B 1 Ein fossiler Fisch B 2 Die Entstehung eines Fossils (Schema) Zusatzmaterial yv4r3n 25 24 Bodenentstehung und Bodenbestandteile Lebensraum Boden Arbeitsheftseiten 13–14 Stickstoff ist nicht nur ein wichtiger Best teil der Luft. Stickstoff­ verbin ungen sind auch im Boden enthalten. Sie befinden sich auch in lebend n Wurzeln und in abgestorbenen Pflanzenteilen. Nach der Menge an Stickstoffverbindungen unterscheidet man stickstoffreiche und stickstoffarme Böden. Mineralische Bodenb standteile Die mineralischen Bodenbestandteile können entweder ursprünglich im Boden vorhanden sei oder durch Verwitterung entstehen. Je nach der Zusammens tzung d r mineralischen Bestandteile unter­ schei et man sandi en Boden, Tonbode und Lehmboden. Im sandigen Boden finden sich Körner, die bis zu 2mm groß sind. Wasser kann hier rasch versickern. Daher trock et ein sandiger Boden sch ell aus, da er das Wasser kaum speichern kann. Er ist jedoch sehr gut durchlüftet und kann leicht bearbeitet werden. Ein Tonboden enthält klei ere Körner. I de Hohlräumen zwischen den Körnern kann das Wasser länger gespeich rt w rden. Es k nn sich ort sogar stauen. So kann e vorko men, dass n ch Niederschlägen die Hohlräume mit Wasser gefüllt sind und die Luft verdrängt wird. Ein Tonboden ist daher nur schlecht durchlüftet. Er ist außerdem schwer zu bearbeiten. Ein Lehmboden besteht aus großen und kl in Körn rn. Hier können die Pflanzen das Wasser sehr gut nutzen. Ein Lehmbod ist gut durchlüftet und kann uch gut bearbeitet werden. Was sind Zeigerpflanzen? Pflanzen, die nur auf bestimmten Böden wachse , bezeichnet man als Zeigerpflanzen . Sie sind an die Bedingungen, die in dem bestimmten Boden herrschen, angepasst. Daher kannst du anhand von Zeiger­ pflanzen unterschiedliche Bodeneigenschaften bestimmen: Die Gr ße Brennness l ist in Zeigerpflanze für stickst ffreic e Böden. Sie zeigt an, dass diese Böden zum Beispiel gedüngt wurden. Der Scharfe Mauerpfeffer kommt auf stickstoffarmen Böden vor. Das AckerStiefmütterchen wächst auf kalkarmen, sandigen Böden. Der KlatschMohn bevorzugt kalkreiche Lehm und Tonböden (  B 4 ). Ausgangsgest in Frost Nieder- schlag Wind Wärme Abtragung Wasser Bodenlebewesen Pflanzen Gelände B 3 Einflussfaktoren b i d r Entstehung des Bodens (Schema) Zusammenfassung Böden entstehen durch die Verwitterung des Gesteins und durch die Tätigkeit von Bodenl bewesen . Neben dem Humusgehalt eines Bodens ist die Wasserspe cher­ fähigkeit und di Durchlüftung von Bedeutung. Zeigerpflanzen geben üb r die Zusammensetzung unterschiedlicher mineralischer Bodenbestandteile Auskunft. 1 Notiere die Entstehung des Bo ens stichworta ig. Achte auf die Verwendung biologischer Fachbegriffe. 2 Begründe, welcher Boden (sandiger Boden, Tonboden oder Lehmboden) am besten für den Ackerbau geeignet ist. Mach mit W S B 4 Der Klatsch-Mohn ist eine Zeigerpflanze. Woraus setzt sich der Boden zusammen? Der Boden setzt sich au mineralischem Material und organi ch m Material zusammen. Organ sch s Material umfasst alles, was zur belebten Natur gehört wie zB Pflanzen od r Tiere. Der Boden ist ein sehr vielfältiges Ökosystem . Wie entsteht ein Boden? Die Grundlage jedes Bodens ist das feste Gestein (Ausgangsgestein) . Boden entsteht im Laufe der Jahrtausende durch V rwitterung ( siehe Seiten 16–17 ) der obersten Schicht der Erdkruste, u ter d m Einfluss von Klima, Pflanzen und Bo lebewes n (  B 3 ). Die Art des Ausgangsgesteins (zB Granit oder Kalk) beeinflusst die Verwitterungs nd Umwan lungsprozesse und damit di Bodenbildung. Eine wichtige Rolle spielt es auch, ob das Ausgangsgestein viele kleine Hohlräume (Poren) besitzt und ob es locker oder fest ist. Dies beeinflusst die Ges windigkeit d r Bodenbildung. Auch das Klima hat Einfluss auf die Bodenbildung. Im kalten Klima verläuft die Bodenbildung langsamer als im warmen Klima. Das Ausgangsgestein ist Hitze, Frost, Eis, Wind und Wasser ausgesetzt. Durch diese Einflüsse entstehen Risse und Spalten im Gestein. Feines Sediment (zB Sand) kann sich darin ansammeln. Erste Lebewesen können sich nun ansiedeln (  B 1 ). Erstbesiedler (Pionierpflanzen) wie Flechten machen das Gestein durch die Abgabe von Säuren rau. Die Wurzelfäden der Moose finden im angesammelten Sediment Halt. Moose bilden ihrerseits die Lebensgrundlage für Bodenlebewesen . Das Gestein wird durch die Wurzeln der Pflanzen gesprengt . Abgestorbene Pflanzen und zB tote Insekten werden durch die Boden­ lebewesen abgebaut. Es bildet sich ein wertvolles Gemisch, der Humus . Auch Samen von Gräsern werden angeweht und wurzeln hier. Durch die Ausscheidungen der Pflanzenwurzeln wird das Gestein weiter verändert. Die Anzahl der Bodenlebewesen steigt. Die Humusschicht bildet eine dünne Bodenschicht, den Rohboden . Nun können sich Sträucher und Bäume ansiedeln (  B 1 ). Durch ihre Wurzeln wird das Gestein auch in tief ren Schicht n gelockert. Die Humusschicht wird dicker und ermöglicht die Besiedelung durch zahlreiche weitere Pflanzen und Tiere. Je nach Humusgehalt des Bodens unterscheidet man humusreiche und humusarme Böden. Der Boden enthält Wasser und Luft Der Bod n kann einen Teil der Niederschläge speichern . Dieses Bodenwasser befindet sich in den Poren des Bodens (  B 2 ). Mineralstoffe sind i Wasser gelöst. In den Poren des Bodens befindet sich auch Luft . Aufgrund der Tätig­ keit der Bodenlebewesen ist im Boden viel mehr Kohlenstoffdioxid vorhanden als an der Bodenoberfläche. Der Sauerstoffgehalt ist aber ähnlich hoch wie an der Oberfläche. B 1 Schema der Bodenbildung Steinchen Bodenmaterial mit Bodenluft Bodenwasser gelöste Mineralstoffe Feinwurzel B 2 Der Aufbau des Bodens (Schema) Zusatzmaterial zz5ks8 11 10 Der Aufbau der Erde Geologi Arbeitsheftseite 5 Der Planet Erde Die Erde ist keine perfekte Kugel . Sie ist an den Erdpolen leicht abgeflacht (  B 1 ). Ihr Radius am Äquator beträgt rund 6 378 km, an den Erdpolen 6 357km. Die Erde ist von einer Lufthülle , der Atmosphäre , umgeben. Die Atmosphäre hat eine wichtige Schutzfunktion für das Leben auf dem Planeten (  B 2 ). Sie schützt uns vor der Energie der Ultraviolettstrahlung der Sonne. Diese Strahlung schädigt die Zellen der Lebewesen durch ihre hohe Energie. Auch übermäßige Wärmeabgab und Einschläge kl iner Gesteinsbrocken verhindert die Atmosphäre. Die meisten dies r Gesteinsbrocken verglühen bereits in den obersten Schichten der Atmosphäre. Wir können sie nachts als Sternschnuppen beobachten. Die Atmosphäre besteht aus Stickstoff (78%), Sauerstoff (21%), Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Edelgasen (0,9%). Die restlichen 0,1% entfallen auf Gase wie Stickstoffoxide, Kohlenstoffmonoxid, Schwefeloxide und Ozon, eine besondere Form des Sauerstoffs (  B 3 ). Die Hydrosphäre wird vom Salzwasser der Ozeane, dem Süßwa s r, den Wolken und dem Wasserdampf gebildet. Die Biosphäre ist der von Lebewesen besiedelte Teil. Sie umfasst den erdnahen Teil der Atmosphäre, aber auch die Gewäss r und den obersten Teil der Erdkruste. Die Lithosphäre ist die feste Gesteinshülle der Erde. Ihre Dicke schwankt: Unter den Ozeanen ist sie nur wenig Kilometer dick, im Bereich der Kontinente hingegen bis zu 60 km. Darunter schließen die weiteren Schichten der Erde an. Die Erde dreht sich um sich selbst. Diese Rotation dauert annähernd 24 Stunden und ist der Grund für den Tag-Nacht-Rhythmus (  B 5 ). Es erhält immer nur die Seite der Erde Licht von der Sonne, die der Sonne zugewandt ist. Gleichzeitig bewegt sich die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne . Sie braucht dazu ein Jahr (365 Tage und 6 Stunden). Um die 6 Stunden im Kalender auszugleichen, wird alle vier Jahre ein Schaltjahr eingeschoben. Die Achse der Erde ist geneigt . Dadurch werden die Halbkug ln (Nord- und Südhalbkugel) der Erde an unterschiedlichen Punkten der Umlaufbahn unterschiedlich bestrahlt . So werden die Jahreszeiten auf der Erde verursacht (  B 4 ). Wie ist die Erde aufgebaut? Bei ihrer Entstehung war die Erde fast gleichförmig. Sie bestand über- all aus ähnlichen Stoffen. In der heißen und noch zähflüssigen Erde sanken schwerere Stoffe in die Tiefe und leichtere Stoffe gelangten nach oben. So entstand der Schalenbau aus Erdkruste, Erdmantel und Erdkern, wie wir ihn heute kennen (  B 6 ). Kenntnisse über den Schalenbau gewannen Geologinnen und Geologen auch durch die Untersuchung von Erdbeben . B 1 Die Erde ist an den Erdpolen leicht abgeflacht. B 2 Die Atmosphäre der Erde hat eine wichtige Schutzfunktion. Stickstoff Sauerstoff Wasserdampf, Kohlenstoff­ dioxid, Edelgase Stickstoffoxide, Kohlenstoffmonoxid, Schwefeloxide, Ozon B 3 Die Zusammensetzung der Atmosphäre der Erde Der Begriff Atmosphäre kommt aus dem Griechischen ( atmós – „Dampf“ und sfaira – „Kugel“). Auch die Begriffe Hydrosphäre ( hýdor – „Wasser“), Biosphäre ( bíos – „Leben“) und Lithosphäre ( líthos – „Stein“) leiten sich aus dem Griechischen ab. Weißt du… Die feste Erdkruste bildet die äußerste Schicht. Sie ist unterschiedlich dick und bildet Gebirge und Gräben. Sie ist keine geschlossene Schicht, sondern besteht aus Erdplatten . Im Bereich des Festla des bildet die Erdkruste die kontinentale Kruste . Sie kann eine Dicke von 30 bis 60 km erreichen. Die dünnere, ozea ische Kruste ildet den Meeresbo en. Hier kann die Erdkr ste auch wenig r als 10 km dick sein. Unter der Erdkruste liegt der Erdmantel . Der äußere, feste Teil ist der äußere Erdmantel . Hoher Druck und große Temperaturen können den äußeren Erdmantel verformen. Mit zunehmender Tiefe nehmen Druck und Temperatur zu. Es folgt der innere Erdmantel . Er ist aufgru d der hohen Temperaturen und aufgrund des großen Drucks zähflüssig . Man bezeichnet diese Gesteinsschmelze auch als Magma . Nach innen folgt der Erdkern , der ebenfalls aus zwei Schichten besteht. Er enthält die schweren Metalle Eisen und Nickel, die das Magnetfeld der Erde veru sachen. In der äußeren Schi t – dem äußeren Erdkern – sind diese M talle zum Teil flüssig . In seinem innersten Ber ich – dem inneren Erdkern – ist der Erdkern aufgr nd des gewaltigen Drucks wahrscheinlich wieder fest . Frühlingsbeginn 20. 3. N N H e r b s t S o m m e r F r ü h l i n g W i n t e r S N Sommer­ beginn 21. 6. S N Herbstbeginn 23. 9. Winter­ beginn 21. 12. S Sonne S B 4 Entstehung der Jahreszeiten auf der Nordhalbkug l B 5 Modell zur Entstehung von Tag und Nacht auf der Erde 1 2 3 B 6 D r Schale bau der Erde: 1 … Erdkruste, 2 … äußerer und innerer Erdmantel, 3 … äußerer u d i nere Erdkern Zusammenfassung Beim Aufbau der Erde unterscheidet man die Atmosphär (Lufthülle), die Hydrosphäre (Wasser), die L hosphäre (Gesteinsschicht) und die Biosphäre (Lebensraum der Lebewesen). Die Erde wird in Erdkruste , Erdmantel und Erdkern gegliedert. 1 Zeichne das Schalenmodell der Erde und beschrifte es. 2 Fertige mithilfe einer Küchenzwiebel ein Schalen- mo ell der Erde an. Überlege dabei, warum es nur ein Modell ist. Welche Tatsachen bleiben unbeachtet? Beurteile die Vorteile und Schwächen des Modells. Notiere, aus welch n anderen Materialien du ein solches Modell bauen könntest. M ch mit W E Zusatzmaterial s6e79d Die Zusammenfassung zeigt dir das Wichtigste auf einen Blick. Hier findest du Aufgaben zum Erarbeiten, Wiederholen und Festigen des Lernstoffes sowie zum Anwenden von erworbenem Wissen und zum Bewerten und Beurteilen von Sachverhalten. Mach mit Dieses Kästchen liefert dir interessante Zusatz­ informationen. Weißt du… In diesem Kästchen findest du Anleitungen zur Heranführung an wissenschaftliche Arbeitsweisen. Methode In den verschiedenen Kästchen findest du Aufgaben und zusätzliche Informationen. Jede Doppelseite behandelt ein Thema (zB „Der Aufbau der Erde“). 2 Wie arbeite ich mit diesem Buch? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv