Ruth Gazzia, Franz Stoll 3 einfach bio Teildruck für Lehrerinnen und Lehrer
einfach bio 3, Schulbuch + E-Book Dieses Werk wurde auf der Grundlage eines zielorientierten Lehrplans verfasst. Konkretisierung, Gewichtung und Umsetzung der Inhalte erfolgen durch die Lehrerinnen und Lehrer. Liebe Schülerin, lieber Schüler, du bekommst dieses Schulbuch von der Republik Österreich für deine Ausbildung. Bücher helfen nicht nur beim Lernen, sondern sind auch Freunde fürs Leben. Kopierverbot Wir weisen darauf hin, dass das Kopieren zum Schulgebrauch aus diesem Buch verboten ist – § 42 Abs. 6 Urheberrechtsgesetz: „Die Befugnis zur Vervielfältigung zum eigenen Schulgebrauch gilt nicht für Werke, die ihrer Beschaffenheit und Bezeichnung nach zum Schul- oder Unterrichtsgebrauch bestimmt sind.“ Bildnachweis: Schulbuch: S. 4.1: Designpics / stock.adobe.com; S. 5.1: Alexander Limbach - stock.adobe.com; S. 5.2: Antonio Gravante / stock.adobe.com; S. 6.2: LuisPortugal / Getty Images; S. 7.3: Vladimir Zapletin / Getty Images - iStockphoto; S. 7.4: Kateryna Kukota / Getty Images; S. 8.1: Aluna1 / Getty Images - iStockphoto; S. 9.2: Purestock / Thinkstock; S. 9.3: Fotofreak75 / Thinkstock; S. 9.4: inigofotografia / Thinkstock; S. 9.6: fozzyb / Thinkstock; S. 9.7: mycola / Thinkstock; S. 9.8: Gerdzhikov / Thinkstock; S. 12.1: vencav / stock.adobe.com; S. 12.2: lexxizm / stock.adobe.com; S. 14.1: Ralf Seelert / stock.adobe.com; S. 14.2: Frank Teigler / Picture Alliance / picturedesk.com; S. 14.3: Nigel Cattlin / PhotoResearchers / picturedesk.com; S. 14.4: Rolf von Riedmatten / imageBROKER / Nature in Stock; S. 14.5: Borrell, B. / juniors@wildlife; S. 14.6: ANP KINA / picturedesk.com; S. 38.1: photonaj / Thinkstock; S. 38.2: Franz Stoll, Dorf/Pram; S. 38.3: Franz Stoll, Dorf/Pram; S. 39.4: Wikkie / Getty Images - iStockphoto; S. 39.5: Ian_Redding / Thinkstock; S. 39.6: Zharate / Thinkstock; S. 39.7: hekakoskinen / Thinkstock; S. 39.8: Carola Schubbel / stock.adobe.com; S. 39.9: seven75 / Thinkstock; S. 39.10: piepette / stock.adobe.com - Fotolia; S. 39.11: hadot / Thinkstock; S. 40.1: Ramsey / stock.adobe.com; S. 40.2: Danté Fenolio / PhotoResearchers / picturedesk.com; S. 40.3: Dr. Paul A. 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Auflage (Druck 0001) © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien 2024 www.oebv.at Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, gesetzlich verboten. Umschlagbild: Vladimir Vitek / Adobe Stock Redaktion: Patricia Dolejsi, Wien Herstellung: Silvia Bliem, Wien; Oleksandra Toropenko, Wien Umschlaggestaltung: KOMA AMOK – Jakob und Meissner GBR, Stuttgart; Silvia Bliem, Wien Layout: KOMA AMOK – Jakob und Meissner GBR, Stuttgart; Silvia Bliem, Wien Satz: PER Medien und Marketing GmbH, Braunschweig Druck: Ferdinand Berger & Söhne Ges.m.b.H., Horn Teildruck von ISBN 978-3-209-11559-4 (einfach bio SB 3 + E-Book) und ISBN 978-3-209-11563-8 (einfach bio AH 3 + E-Book) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Hol dir die Quiz-App zum Schulbuch im App-Store (iOS) oder Google Play-Store (Android)! Wähle in der App dein Buch aus, gib den Gratis-Code einfbio3 ein und los geht’s! www.esquirrel.at www.oebv.at einfach bio Ruth Gazzia, Franz Stoll 3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Inhalt Gewässer Wasser bedeutet Leben . . . . . . . . . . .......... 6 Fließgewässer – wertvolle Ökosysteme . . . .. 8 Fließgewässer beurteilen . . . . . . . . . ......... 10 Wasserverschmutzung und ihre Folgen . . . .. 12 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 14 Stehende Gewässer – natürlich oder künstlich . . . . . . . . . . ......... 16 Die Zonen des Sees . . . . . . . . . . . . ............ 18 Muscheln sind Weichtiere . . . . . . . . . ......... 20 Auch Schnecken sind Weichtiere . . . . . . ...... 22 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 24 Amphibien leben im Wasser und an Land . . . 26 Amphibien und Fische – Fortpflanzung im Wasser . . . . . . . . . . ......... 28 Fischregionen – unterschiedliche Lebensräume . . . . . . . ...... 30 Fische – ein Leben im Wasser . . . . . . . . ....... 32 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 34 Meer Das Meer – ein vielfältiges Ökosystem . . . ... 36 Küsten – im Wechsel der Gezeiten . . . . . ..... 38 In den Weiten des freien Wassers . . . . . . ..... 40 Die Welt der Stachelhäuter . . . . . . . . . ........ 42 Nesseltiere – mit Gift bewaffnet . . . . . . ...... 44 Das Meer als Nahrungsquelle . . . . . . . ....... 46 Die Ozeane sind in Gefahr . . . . . . . . . ......... 48 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 50 Mensch und Gesundheit Lungenatmung des Menschen – kein Leben ohne Luft . . . . . . . . . . . ........... 52 Gesundheit und Erkrankungen der Atemwege . . . . . . . . . . . . . . . . ................ 54 Rauchen richtet großen Schaden an . . . . .... 56 Atmungssysteme im Vergleich . . . . . . . ....... 58 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 60 Das Blut – ein flüssiges Organ . . . . . . . ...... 62 Blut wird in Blutgruppen eingeteilt . . . . . .... 64 Das Herz pumpt Blut durch Blutgefäße . . . .. 66 Das Kreislaufsystem und mögliche Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . .............. 68 Das Lymphsystem . . . . . . . . . . . . . ............ 70 Das Ausscheidungssystem ist vielfältig . . . ... 72 Wie halte ich mein Herz-Kreislauf-System gesund? . . . . . . . . . . . . . . . . . ................. 74 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 76 Geologie Der Aufbau der Erde . . . . . . . . . . . . ........... 78 Plattentektonik – die Bewegungen der Erdkruste . . . . . . . ...... 80 Gesteine bestehen aus Mineralien . . . . . ..... 82 Erstarrungsgesteine – Gesteine aus dem Erdinneren . . . . . . . ....... 84 Ablagerungs- und Umwandlungsgesteine . . . 86 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 88 Die Entstehung der Alpen . . . . . . . . . ........ 90 Eine geologische Reise durch Österreich . . .. 92 Mineralische Rohstoffe . . . . . . . . . . .......... 94 Wertvolle Lebensräume aus Menschenhand . 96 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 98 4 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Boden Boden und seine Entstehung . . . . . . . . ....... 100 Boden ist nicht gleich Boden . . . . . . . . ....... 102 Der Boden und seine Funktionen . . . . . . ..... 104 Bodenlebewesen – perfekt an den Lebensraum angepasst . . . .. 106 Der Regenwurm – ein Leben im Verborgenen . . . . . . . . . ........ 108 Der Boden ist in Gefahr . . . . . . . . . . .......... 110 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 112 Evolution Evolution findet statt . . . . . . . . . . . ........... 114 Erforschung der Evolution . . . . . . . . . ......... 116 Entwicklung der Arten – Beispiel Darwinfinken . . . . . . . . . . . .......... 118 Körperteile als Beweise der Evolution . . . . ... 120 Brückentiere lassen die Evolution erkennen . . . . . . . . . . . . . . . . . ................ 122 Fossilien geben Auskunft ü ber vergangenes Leben . . . . . . . . . . . . ............ 124 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 126 Erdgeschichte Die Erdurzeit (Präkambrium) – Entstehung von Erde und Leben . . . . . . ...... 128 Das Erdaltertum (Paläozoikum) – vom Kambrium bis zum Silur . . . . . . . . ....... 130 Das Erdaltertum (Paläozoikum) – vom Devon bis zum Perm . . . . . . . . . ......... 132 Das Erdmittelalter (Mesozoikum) – die Trias war die Zeit der Reptilien . . . . . ..... 134 Das Erdmittelalter (Mesozoikum) – Blütezeit und Ende der Dinosaurier . . . . . .... 136 Die Erdneuzeit (Känozoikum) – vom Paläogen bis heute . . . . . . . . . . ......... 138 Tiere der Erdneuzeit (Känozoikum) . . . . . ..... 140 Das kann ich! . . . . . . . . . . . . . . ............. 142 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . ................. 144 5 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Wir waschen und putzen, duschen und baden mit Wasser. Wir spülen auch unsere Toilette damit. Wir trinken es, da es für alle Lebensvorgänge im menschlichen Körper unverzichtbar ist. Ohne Wasser wäre kein Leben auf der Erde möglich. Wie viel Wasser gibt es auf der Erde? Fast drei Viertel der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt. Das meiste davon ist Salzwasser (ca. 97,5 %). Süßwasser macht nur einen ganz geringen Anteil aus (ca. 2,5 %). Der Großteil des Süßwassers ist im Polareis und den Gletschern gespeichert. Nur ein winziger Teil (ca. 0,3 %) des Süßwassers kann als Trinkwasser genutzt werden. Woher kommt unser Trinkwasser? Das Trinkwasser in Österreich kommt zu einem großen Teil aus dem Grundwasser (B1), nur selten aus Bächen und Flüssen. Das Wasser aus dem Regen oder der Schneeschmelze fließt durch unterschiedliche Schichten des Bodens. Sie reinigen es wie ein Filter. Schließlich sammelt sich das Wasser in verschiedenen Bodenschichten. In diese Bodenschichten werden Brunnen gebohrt. Dann wird das Wasser hochgepumpt und über Rohrleitungen bis in die Häuser und Wohnungen weitergeleitet. In Österreich hat das Grundwasser nicht immer, aber sehr oft, Trinkwasserqualität. Es muss also in der Regel nicht zusätzlich gereinigt werden. Es kann Mineralsalze (Calcium, Magnesium) enthalten. Österreich verfügt über ausreichend Trinkwasser in hervorragender Qualität. Wie viel Wasser verbrauchen wir? Jeder Mensch in Österreich verbraucht im Durchschnitt etwa 130 Liter Wasser pro Tag zum Trinken, Kochen, Waschen, im Haushalt und im Garten. Darüber hinaus nehmen wir durch unseren täglichen Konsum von Lebensmitteln und anderen Gütern Wasser in Anspruch, das zur Herstellung dieser Produkte benötigt wird. Dieser indirekte Wasserverbrauch wird auch als „virtuelles Wasser“ bezeichnet. So wird z. B. zur Herstellung von einem Kilogramm Rindfleisch etwa 16.000 Liter Wasser verbraucht. Zusätzlich hat jede Person auch noch Anteil am öffentlichen Wasserverbrauch (z.B. Schwimmbäder, Straßenreinigung). Viele Menschen in anderen Ländern leiden unter Wassermangel oder verunreinigtem Wasser, das Krankheiten auslösen kann. Daher sollte es selbstverständlich sein, dass wir unser Wasser nicht verschwenden und es nicht verschmutzen. A1 Ermittle deinen persönlichen Wasserverbrauch, indem du den Wasserzähler (die Wasseruhr) in deinem Haus oder in deiner Wohnung abliest (1 m3 = 1000 l). Vergleiche dazu den abgelesenen Wert mit dem Wert nach einer Woche und berechne den Pro-Kopf-Verbrauch deiner Familie (Wert durch 7 und dann durch die Anzahl der Familienmitglieder dividieren). Überprüfe, ob der Wert mit dem durchschnittlichen Wasserverbrauch einer Person in Österreich (etwa 130 l) übereinstimmt. Erörtere die Ursachen für mögliche Abweichungen. B1 Grundwasser – ein wertvolles Gut ➝ Arbeitsheft-Seiten 3 – 4 Kurz erklärt Grundwasser: bildet sich aus dem Wasser aus Flüssen und Bächen, das im Boden versickert, sowie aus Regenwasser Boden: oberste, dünne Schicht der Erdkruste B2 Wasserzähler (Wasseruhr) Oberboden Unterboden Grundwasser Gesteinshorizont 6 Wasser bedeutet Leben Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
A2 Wähle drei interessante Aussagen zum Thema „Wasser“ aus den unten angeführten Informationen aus. Fertige zu jeder ausgewählten Information eine kleine Zeichnung an. Deine Sitznachbarin oder dein Sitznachbar soll danach die Aussagen erraten, die du gewählt hast. Tauscht dann die Rollen. Wusstest du, dass … … der menschliche Körper zu über 70 % aus Wasser besteht? … der „virtuelle Wasserverbrauch“ für ein Kilogramm Kakao bei etwa 10 000 Litern Wasser liegt? … etwa 94 000 km Kanäle für Abwässer durch Österreich laufen (das entspricht mehr als zweimal dem Umfang der Erde)? … etwa 80 000 km Wasserleitungen durch Österreich laufen (das entspricht etwa vier Mal der Strecke vom Nord- zum Südpol)? … etwa ein Sechstel der Weltbevölkerung nicht genug Wasser zum Überleben hat? … mehr als ein Drittel der Weltbevölkerung keine Toiletten hat? … Feuchttücher, Taschentücher, Medikamente oder Speisereste nicht in die Toilette, sondern in den Mülleimer gehören? … Wasser notwendig ist, um die Lebensvorgänge im Körper zu ermöglichen? Unser Blut besteht z.B. zu 90 % aus Wasser und transportiert Nährstoffe und Sauerstoff in den gesamten Körper. … zur Herstellung einer Jeans etwa 8 000 Liter „virtuelles Wasser“ verbraucht werden? B3 Abwasserkanal B4 Toiletten sind keine Mülleimer! B5 Leporello A3 Bewusster Umgang mit Wasser schützt die Umwelt, das Klima und den Geldbeutel Erörtere mögliche Maßnahmen zum Sparen von Wasser. Erstelle dann ein Leporello (ein kleines Faltbuch) mit sinnvollen Maßnahmen. Du brauchst: Kopierkartone (DIN A4), Klebeband, Schere So geht’s: Bastle ein Leporello mit acht Seiten. Stelle die Tipps zum Wassersparen mit eigenen Bildern dar. Suche sieben Regeln aus, schreibe sie jeweils auf ein Blatt deines Leporellos und gestalte die Seiten nach deinen eigenen Ideen. Entwirf auch ein Titelblatt. Auf einen Blick Wasser ist für das Leben auf der Erde lebensnotwendig. Fast drei Viertel der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt. Das meiste davon ist Salzwasser, nur ein geringer Teil ist Süßwasser. Österreich verfügt über Trinkwasser in hervorragender Qualität. Wasser ist ein kostbares Gut, das nicht verschwendet und verschmutzt werden darf. Methode: Wie erstelle ich ein Leporello? b485tr 7 Süßwasserlebensräume Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Bei Lebensräumen, in denen Wasser vorhanden ist, unterscheidet man stehende oder fließende Gewässer. Wie in allen anderen Lebensräumen müssen sich auch hier die Lebewesen an die wechselnden Lebensbedingungen im Ökosystem anpassen und besetzen unterschiedliche ökologische Nischen. Als ökologische Nische wird der „Beruf“ bezeichnet, den ein Lebewesen in seinem Lebensraum hat. Wie jedes Ökosystem besteht auch ein Gewässer aus Lebewesen (Biozönose) und ihrer unbelebten Umwelt (Biotop). Wie in jedem Ökosystem werden auch hier die Grundsätze der Steuerung und Regelung sichtbar. Ein fließendes Gewässer entsteht Fließgewässer werden Gewässer genannt, in denen Wasser schnell oder langsam fließt. Diese Bewegung nennt man auch Strömung. Damit ein fließendes Gewässer entstehen kann, muss es im Boden ausreichend Wasser geben. Dorthin gelangt das Wasser durch Regen oder Schneeschmelze (Grundwasser). Von der Quelle bis zum Meer Eine Stelle, an der Wasser an die Erdoberfläche kommt, nennt man Quelle. Meistens liegt sie in den Bergen. Aus einer Quelle entsteht ein kleiner Bach. Er ist meistens kalt und fließt sehr schnell und steil abwärts. Viele Lebewesen sind durch einen flachen Körperbau an diese schnelle Strömung angepasst, z. B. Köcherfliegenlarven (Seite 10). Aus der Luft gelangt viel Sauerstoff in das Wasser. Der Boden des Gewässers besteht aus Felsen und Steinen, Sand lagert sich aufgrund der schnellen Strömungsgeschwindigkeit kaum ab. Wasserpflanzen gibt es in Bächen selten. Dieser Bereich eines fließenden Gewässers heißt Oberlauf. Im weiteren Verlauf münden andere Gewässer in den Bach und er wird größer. Die Strömungsgeschwindigkeit nimmt ab, die Temperatur nimmt zu, daher nimmt der Sauerstoffgehalt ab. Aus dem Bach ist ein Fluss geworden. Im Flussbett befinden sich Sand und Kies. Diesen Abschnitt nennt man den Mittellauf. Der letzte Abschnitt ist der Unterlauf. Hier strömt das Wasser sehr langsam. Im Winter kann die Oberfläche sogar zufrieren. Im Sommer kann das Wasser bis zu 20 °C warm werden. Ist der Fluss sehr breit und mächtig, spricht man von einem Strom. Hier können viele Wasserpflanzen leben. Am Boden lagern sich Sand und Schlamm ab. Zuletzt mündet ein Fluss oder Strom ins Meer. A1 Kreuze unbelebte (abiotische) Faktoren in einem Gewässer an. Wassertemperatur Strömungsgeschwindigkeit Fressfeinde Lichteinfall Nährstoffgehalt Sauerstoffgehalt Pflanzen Untergrund (Sand, Steine, Schlamm) Artgenossen B1 Skizze eines Gewässerabschnittes A2 Suche in deiner Umgebung ein Fließgewässer. Fertige eine Skizze deines Gewässerabschnittes an und stelle fest, ob es sich um einen Oberlauf, Mittellauf oder Unterlauf handelt. Betrachte die Pflanzen am Gewässer und zeichne sie in die Skizze ein. Bestimme sie mit einem Bestimmungsbuch oder einer App (z. B. PlantNet oder Flora Incognita). Kurz erklärt Flussbett: ein „Graben“, in dem ein Fluss fließt 8 Fließgewässer – wertvolle Ökosysteme Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
A3 Abschnitte eines Fließgewässers: Beschrifte die Bereiche in der Abbildung B5 mit den richtigen Begriffen (Unterlauf, Mittellauf, Oberlauf oder Meer). Ordne auch die Bildnummern zu. Auf einen Blick Fließgewässer sind wichtige Ökosysteme, in denen Wasser fließt. Der Ursprung eines fließenden Gewässers ist die Quelle. Hier entspringt ein Bach. Wird dieser größer, spricht man von einem Fluss. Die Strömungsgeschwindigkeit nimmt ab, die Temperatur nimmt zu, daher nimmt der Sauerstoffgehalt ab. Aus dem Fluss kann ein Strom werden. Ein Strom ist noch größer und mündet ins Meer. Im Verlauf des Wassers wird zwischen Oberlauf, Mittellauf, Unterlauf und Meer unterschieden. Die unterschiedlichen Bereiche eines Fließgewässers bieten verschiedenen Bewohnern Lebensräume. B2 B3 B4 B5 Verlauf eines Gewässers B6 B7 B8 / / 9 Süßwasserlebensräume Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Fließgewässer beurteilen A1 Stelle die Namen der Organismen richtig. B1 VSELAINFETGENRELI (bis zu 3 cm) v B2 GEILNTSFAIREGNLEAVE (2 − 3 cm) v B3 ZUAMCCÜKLERVKNE (0,1 − 1,5 cm) v B4 STHOPORNCHNKECSE (bis 2,5 cm) v B5 SEAASLSRSWE (0,4 − 1 cm) v ➝ Arbeitsheft-Seiten 6 – 7 10 Bei der Beurteilung eines Fließgewässers nach der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) wird der ökologische Zustand bewertet, z.B. inwieweit ein Gewässer verbaut wurde, wie die Ufer beschaffen sind und wie sehr ein Gewässer vom natürlichen Zustand abweicht. Die Einteilung erfolgt in fünf Zustandsklassen (Seite 15). Bei der Beurteilung der biologischen Gewässergüte werden nur die in einem Fließgewässer vorkommenden Organismen untersucht. Nach dieser Methode werden vier Güteklassen unterschieden, die mit Farben dargestellt werden: blau für die Güteklasse I (sauber), grün für die Güteklasse II (gering verschmutzt), gelb für die Güteklasse III (stark verschmutzt) und rot für die Güteklasse IV (sehr stark verschmutzt). Einige der Gewässerbewohner werden als Zeigerorganismen oder Bioindikatoren bezeichnet, da sie meist ganz bestimmte Ansprüche an ihren Lebensraum stellen. Sie zeigen an, welchen Verschmutzungsgrad ein Gewässer hat. Sie leben als Prädatoren, fressen als Weidegänger Algen von Steinen oder zersetzen als Filtrierer und Zerkleinerer organisches Material. Gewässergüteklasse I In diesen sauberen und reinen Gewässern mit hohem Sauerstoffgehalt und wenig Nährstoffen findet man nur wenige Lebewesen wie Steinfliegenlarven, Eintagsfliegenlarven, Köcherfliegenlarven (mit Köcher) und Strudelwürmer. Gewässergüteklasse II Das Wasser ist gering verschmutzt, reich an Nährstoffen und gut mit Sauerstoff versorgt. Zeigerorganismen sind Bachflohkrebse, Posthornschnecken, Flussnapfschnecken, Kugelmuscheln und Köcherfliegenlarven (ohne Köcher). Gewässergüteklasse III Diese Gewässer sind stark verschmutzt. Der Sauerstoffgehalt ist niedrig, der Nährstoffgehalt steigt an. In diesen Gewässern trifft man auf Arten, die nicht empfindlich gegen Sauerstoffmangel sind: Wasserasseln, Blasenschnecken und Rollegel. Gewässergüteklasse IV Das Wasser dieser Gewässer ist durch abgestorbenes Material sehr stark verschmutzt. Der Nährstoffgehalt ist hoch. Rote Zuckmückenlarven, Schlammröhrenwürmer und Rattenschwanzlarven kommen auch in Gewässern zurecht, die nur sehr wenig bis keinen Sauerstoff enthalten. Außerdem findet man viele Bakterien und Einzeller. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
11 Süßwasserlebensräume A2 Ordne die abgebildeten Zeigerorganismen den richtigen Texten zu. B6 Köcherfliegenlarve (mit Köcher) (bis 3,5 cm) B7 Bachflohkrebs (1,4 bis 2,1 cm) B8 Kugelmuschel (bis 1,2 cm) B9 Rattenschwanzlarve (bis 2 cm) B10 Rollegel (bis 6 cm) B11 Strudelwurm (bis 2,5 cm) B12 Schlammröhrenwurm (2,5 bis 9 cm) B13 Flussnapfschnecke (0,3 bis 0,8 cm) Auf einen Blick Bei der Beurteilung von Gewässern kann zwischen der ökologischen Zustandsklasse (nach der „Naturnähe“ im Rahmen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie) und der biologischen Gewässergüte (nach Verschmutzungsgrad, Vorkommen von Zeigerorganismen) unterschieden werden. Die Organismen in Fließgewässern leben als Prädatoren, fressen als Weidegänger Algen von Steinen oder zersetzen als Filtrierer und Zerkleinerer organisches Material. Das Tier ist die Larve der Mistbiene, einer Schwebfliegenart. Es besitzt einen langen Schnorchel, über den es Sauerstoff aus der Luft holen kann. Das Tier besitzt vorne und hinten einen Saugnapf, wobei der hintere Saugnapf größer ist als der vordere. Das Tier wird auch Flussmützenschnecke genannt. Es kommt in sauerstoffreichen Gewässern vor und ernährt sich als Weidegänger vor allem von Algen. Das Tier trägt einen Köcher (länglicher Behälter aus Pflanzenresten, Steinchen, Holzstücken oder Sand) mit sich. Mithilfe einer Flüssigkeit aus Drüsen im Mund wird diese Wohnröhre zusammengeklebt. Es gibt aber auch Arten, die keine Köcher haben. Das Tier gehört zu den Ringelwürmern. Es lebt im Schlamm und bildet kleine Schlammröhren. Das Tier gehört zu den Krebstieren. Es lebt am Boden des Gewässers und zwischen Wasserpflanzen. Es ernährt sich als Zerkleinerer von abgestorbenen Pflanzen. Das Tier gehört zum Stamm der Plattwürmer. Es ist mit einem Schleim überzogen, der als Schutz vor Austrocknung dient. Plattwürmer sind Prädatoren. Das Tier hat eine dünne, zerbrechliche Schale. Es lebt am Rand von sauerstoffarmen Gewässern und klettert zwischen Wasserpflanzen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
➝ Arbeitsheft-Seite 8 12 Wasserverschmutzung und ihre Folgen Gewässer sind empfindliche Ökosysteme, die sehr leicht geschädigt werden können. Abwässer aus Industrie, Landwirtschaft und Haushalten können einem Gewässer sehr stark zusetzen und das ökologische Gleichgewicht zerstören. Das ökologische Gleichgewicht in Gewässern Im Normalfall können sich Gewässer selbst reinigen. Auch in Gewässern, in die keine Abwässer gelangen, gibt es Verunreinigungen durch abgestorbene Pflanzen und Tiere. Normalerweise können diese Stoffe von den Destruenten (Bakterien und Pilzen) zersetzt werden, denen sie als Nährstoffe dienen. Ein natürliches Gewässer enthält in der Regel genug Sauerstoff für alle Tiere und Pflanzen. Gibt es in einem Gewässer ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Produzenten, Konsumenten und Destruenten herrscht ein ökologisches Gleichgewicht. Ein Gewässer „kippt“ Werden aber die Abwassermengen zu viel, so wird das ökologische Gleichgewicht gestört. Abwässer enthalten meist sehr viele Nährstoffe. Diese lassen die Pflanzen, vor allem die Algen, stark wachsen. Sterben die Algen nach ein bis fünf Tagen, werden sie von Destruenten zersetzt. Dadurch vermehren sich auch die Destruenten im Wasser stark. Das Wasser wird trüb. Auch Wasserpflanzen sterben ab. Dadurch werden die Destruenten noch mehr. Sie verbrauchen für den Abbau der abgestorbenen Pflanzen so viel Sauerstoff, dass die anderen Lebewesen an Sauerstoffmangel sterben. Es überleben nur die Bakterien, die ohne Sauerstoff leben können. Faulschlamm mit giftigen Faulgasen bildet sich. Was bleibt, ist eine stinkende Flüssigkeit ohne Leben. Man sagt, das Gewässer ist „gekippt“. Kläranlagen reinigen das Abwasser Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts wurden Abwässer direkt in Flüsse geleitet. Dadurch waren viele Gewässer stark verschmutzt. Heute werden 96 % der Abwässer gereinigt. Das Abwasser aus Haushalten und Fabriken wird in Kanälen gesammelt und zu Kläranlagen geleitet. Dort bauen Bakterien und Einzeller den Großteil der Verschmutzungen ab. Das gereinigte Wasser kann dann wieder in natürliche Gewässer geleitet werden. Vor allem die biologische Gewässergüte, bei der die Wasserqualität durch Untersuchungen der Wasserlebewesen (Seite 10) festgestellt wird, hat sich in Österreich in den letzten Jahrzehnten deutlich verbessert. B1 Starkes Algenwachstum in einem See V1 Unsichtbarer Schmutz Du brauchst: eine Lupe, einen Messbecher, eine Pipette, Tinte, Wasser, einen Zuckerwürfel So geht’s: Plane einen Versuch, mit dem du erklären kannst, dass Schmutz im Wasser nicht immer sichtbar ist (Versuchsaufbau Seite 41). Gib zuerst einen Zuckerwürfel in den mit Wasser gefüllten Messbecher. Wiederhole den Versuch dann mit einem Zuckerwürfel, der mit Tinte eingefärbt wurde. Erstelle ein Versuchsprotokoll mit folgenden Informationen: ■ einer Forscherfrage, die durch den Versuch geklärt wird ■ einer Versuchsbeschreibung inklusive Skizze oder Foto, ■ einer Vermutung, wie der Versuch ablaufen könnte, ■ Beobachtungen während des Versuchs sowie dem Ergebnis und ■ einer Antwort auf die Forschungsfrage. B2 Fischsterben in einem „gekippten“ Gewässer Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
A1 Wie funktioniert eine Kläranlage? Betrachte die Grafik. Ergänze dann den Lückentext mit den richtigen Begriffen. Erörtert in der Klasse, was ohne Kläranlagen passieren würde. Rechen Sand- und Fettfang Sand Schlamm Schlamm Gas Faulturm Klärschlamm Stromerzeugung Vorklärbecken Belebungsbecken Nachklärbecken Fettabscheider B3 Verschmutztes Wasser wird durch Kanäle zur Kläranlage geleitet. Dort erfolgt die Reinigung des Abwassers in verschiedenen Stationen. Die mechanische Reinigung Der entfernt die gröbsten Verunreinigungen. Im fließt das Wasser langsamer. Schwere Bestandteile sinken zu Boden. Im Fettabscheider schwimmen die leichten Fette und Öle auf dem Wasser und werden so vom Abwasser getrennt. Im wird das Wasser noch langsamer. Schlamm setzt sich am Boden ab und wird in den gepumpt. Die biologische Reinigung Im bauen Bakterien und andere Mikroorganismen den Schmutz ab und verbinden sich mit ihm zu Schlammflocken. Das Abwasser wird gut durchmischt, Luft wird eingeblasen. Danach wird das Wasser in das gepumpt. Dort sinken die Schlammflocken zu Boden. Der Großteil des Schlamms wird ins Belebungsbecken zurückgepumpt. Der restliche Schlamm wird in den Faulturm gepumpt. Dort entstehen durch Bakterien Gase, vor allem Methan und Kohlenstoffdioxid. Methan ist brennbar und wird zur Beheizung von Gebäuden verbrannt und zur genutzt. Klärschlamm kann Schadstoffe enthalten und darf nur mehr unter bestimmten Voraussetzungen als Dünger verwendet werden. Meist wird er verbrannt. Auf einen Blick Abwässer aus Industrie, Landwirtschaft und Haushalten können das biologische Gleichgewicht in einem Gewässer stören. Abwässer bewirken eine starke Vermehrung von Algen und Bakterien. Durch einen Mangel an Sauerstoff „kippt“ das Gewässer, wodurch fast alle Lebewesen sterben. Kläranlagen reinigen Abwässer. 13 Süßwasserlebensräume Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
A1 Benenne die abgebildeten Wasserorganismen. Schreibe die richtigen Namen aus dem Kasten unter das jeweilige Bild. A2 Verbinde die zusammengehörenden Satzteile. Nimm im Anschluss Stellung zu den Maßnahmen gegen Wasserverschmutzung und vergleiche sie mit den Aktionen, die bereits in deinem Haushalt umgesetzt werden. Rollegel ■ Wasserassel ■ Posthornschnecke Eintagsfliegenlarve ■ Köcherfliegenlarve (mit Köcher) ■ Rote Zuckmückenlarve B1 v B2 v B4 v B3 v B5 v B6 v Entsorge Medikamente richtig und Entsorge alte Fette und Öle nicht Trenne deinen Verwende keine Schädlingsbekämpfungsmittel Wasche deine Kleidung erst dann, Verzichte auf aggressive Müll sorgfältig. wenn du eine ganze Ladung für die Waschmaschine gesammelt hast. spüle sie nicht die Toilette hinunter. Chemikalien (z. B. Bleiche) beim Putzen. (Pestizide) im Garten. über die Spüle. 14 Das kann ich! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
A3 Gewässer werden in Österreich nach der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) in fünf ökologische Zustandsklassen eingeteilt. Gehe zu einem nahegelegenen Fließgewässer (Bach oder Fluss) und betrachte einen Gewässerabschnitt (etwa 100 m Länge). Führe eine eigene, einfache Einschätzung durch. Schätze die Gesamtnote eures Gewässerabschnitts vor der Untersuchung: Vergib nach ausführlicher Betrachtung des Gewässerabschnittes die Note 1 bis 5 für die jeweiligen Merkmale. Auch Zwischennoten (z.B. 1,5) sind erlaubt. Dividiere die Summe aller Noten dann durch 7. Der Mittelwert sagt dir, welche Gesamtnote dein Gewässerabschnitt hat. 1 sehr gut / natürlich 2 gut / naturnah 3 mäßig / wenig naturnah 4 unbefriedigend / naturfern 5 schlecht Note Umgebung (Gibt es Natur um das Gewässer?) Wald (Laubbäume) wenig beweidete Wiesen, keine Straßen oder Gebäude kleinere Äcker, Weiden, Gärten oder Nadelwald Viele Äcker, stellenweise Straßen oder Gebäude stark bebaut durch Wohngebäude oder Fabriken naturbelassener Streifen am Rande des Gewässers (Wie breit ist er etwa?) > 20 m 5 – 20 m 2 – 5 m < 2 m nicht vorhanden Gewässerverlauf (Wie sehr hat der Mensch die Form des Gewässers verändert?) geschwungen, nicht verändert mäßig geschwungen, zum Teil verändert kaum geschwungen, mäßig verändert fast ausschließlich gerade, stark verändert gerade, sehr stark verändert Pflanzen am Ufer (Wie dicht sind die Pflanzen am Gewässer?) dicht stehende Laubbäume, breiter Streifen dicht stehende Laubbäume, schmaler Streifen, Wiesen lückiger Wald, krautige Pflanzen (z. B. Brennnessel) einzelne Bäume, Nadelbäume oder Sträucher, Ufer ist gemäht keine Bäume, keine krautigen Pflanzen, Ufer ist verbaut Uferbeschaffenheit (Wie stark hat der Mensch in die Form des Ufers eingegriffen?) viele Buchten und Aufweitungen, Ufer sind natürlich weniger Buchten und Aufweitungen, Ufer gerade geformt aber naturbelassen Ufer stellenweise befestigt durch Aufschütten von Steinen, Holzpfählen Ufer überwiegend befestigt durch Aufschütten von Steinen, Holzpfählen Ufer gerade geformt, steil und betoniert oder gepflastert Flussbett (Wie verschieden tief ist das Gewässer? Gibt es Steine oder Inseln?) Sehr verschieden eher verschieden mäßig verschieden eher einheitlich einheitlich Strömung (Wie unterschiedlich schnell fließt das Wasser im Abschnitt?) neben- und hintereinander sehr unterschiedliche Strömungen nur hintereinander unterschiedliche Strömungen Die Strömungen ändern sich nur in größeren Abständen Die Strömungen ändern sich, aber nicht mehr wesentlich Es gibt keine Unterschiede in der Strömung des Gewässers Legende: 1,0 – 1,4 sehr gut 1,5 – 2,4 gut 2,5 – 3,4 mäßig 3,5 – 4,3 unbefriedigend 4,4 – 5,0 schlecht Summe der Noten: Ökologische Zustandsklasse Gesamtnote: Fertige auch eine Skizze zu deinem Gewässerabschnitt an. Statt der Skizze kannst du auch Fotos oder ein kurzes Video mit deinem Handy machen. Präsentiere deine Ergebnisse, Skizzen und Bilder in der Klasse und vergleiche sie mit denen deiner Mitschülerinnen und Mitschüler. Diskutiert mögliche Gemeinsamkeiten oder Unterschiede. 15 Süßwasserlebensräume Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
➝ Arbeitsheft-Seiten 16 – 17 36 Das Meer – ein vielfältiges Ökosystem Fast drei Viertel (71 %) der Erdoberfläche sind von Meeren bedeckt. Man unterscheidet drei große Ozeane (Atlantik, Pazifik und Indischer Ozean) und viele Nebenmeere. Umweltfaktoren im Meer Das Leben im Meer wird wie in anderen Ökosystemen von biotischen (belebten) und abiotischen (unbelebten) Umweltfaktoren bestimmt. Meerwasser ist salzig, weil Flüsse Mineralien und Salze, die der Regen aus dem Gestein des Festlandes löst, seit Jahrmilliarden ins Meer transportieren. Meerwasser hat im Durchschnitt einen Salzgehalt von 3,5 %. Einzelne Meere haben einen höheren oder niedrigeren Salzgehalt, z.B. das Tote Meer mit 28 %, die Ostsee mit maximal 1,8 %. Die Anziehungskräfte von Mond und Sonne sowie die Erdrotation sind für das Anheben (Flut) und Absinken (Ebbe) des Meeresspiegels verantwortlich. Ebbe und Flut heißen Gezeiten. Nahrungsbeziehungen im Meer Im Ökosystem Meer sowie in anderen Lebensräumen steuern Produzenten, Konsumenten und Destruenten den Stoffkreislauf. Meeresbiologinnen und Meeresbiologen erforschen die Wechselbeziehungen zwischen den Lebewesen und ihrem Lebensraum. Am Anfang jeder Nahrungskette (B1) im Meer stehen Algen als Produzenten. Dieses pflanzliche Plankton (Phytoplankton) produziert durch Fotosynthese Nährstoffe und Sauerstoff. Das pflanzliche Plankton wird vom tierischen Plankton (Zooplankton) gefressen. Dazu gehören die Larven vieler Meerestiere und Kleinkrebse, die man als Krill bezeichnet (Konsumenten 1. Ordnung). Tierisches Plankton ist Nahrung für Friedfische (z. B. Heringe, Sardellen) und Bartenwale (Konsumenten 2. Ordnung). Friedfische dienen wiederum Raubfischen (z.B. Makrelen, Tunfischen, Kabeljau) und Robben als Nahrung (Konsumenten 3. Ordnung). Am Ende einer Nahrungskette stehen die Endkonsumenten wie Haie, Schwertwale oder der Mensch. Ausscheidungen oder tote Lebewesen werden von Bakterien (Destruenten) unter Sauerstoffverbrauch zu Mineralsalzen zersetzt. Diese stehen dann wieder den Produzenten zur Verfügung. Dieses Prinzip der Stoff- und Energieumwandlung gilt in allen Ökosystemen. Jeder Konsument kann im Durchschnitt nur 10 Prozent der aufgenommenen Nahrung zum Aufbau des eigenen Körpers verwenden. In jedem Ökosystem gibt es daher sehr viele Pflanzen, viele Pflanzenfresser, aber nur wenige Fleischfresser. So entsteht eine Nahrungspyramide (B2), die viele Produzenten an der Basis und wenige Endkonsumenten an der Spitze hat. A1 Erkläre B1 mit eigenen Worten.. Phytoplankton Zooplankton Hering Robbe Schwertwal Kurz erklärt Nebenmeer: von den Ozeanen abgetrenntes Meeresgebiet (z. B. Mittelmeer, Nordsee) Erdrotation: Drehbewegung der Erde um die eigene Achse Bartenwale: Unterordnung der Wale, benannt nach den Barten (Hornplatten im Oberkiefer; durch sie wird Nahrung aus dem Wasser gefiltert) B1 Nahrungskette im Meer Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
37 Meer A2 Betrachte die in B2 abgebildete Nahrungspyramide. Setze die Begriffe aus dem Kasten richtig ein. Gib für jede Stufe der Nahrungspyramide einen Vertreter an. Konsumenten 2. Ordnung ■ Endkonsumenten ■ Konsumenten 1. Ordnung Produzenten ■ Konsumenten 3. Ordnung B7 Nahrungspyramide im Meer Auf einen Blick Meere bedecken fast drei Viertel der Erdoberfläche. Das Ökosystem Meer wird von verschiedenen biotischen und abiotischen Umweltfaktoren beeinflusst. Nahrungsbeziehungen im Meer sind sehr vielfältig. Sie können als Nahrungsketten, Nahrungsnetze oder Nahrungspyramiden dargestellt werden. Am Anfang jeder Nahrungskette im Meer steht Phytoplankton (pflanzliches Plankton). A3 Betrachte die Nahrungspyramide noch einmal und kreuze richtig an. Je breiter die Stufe der Pyramide, desto kleiner / größer ist die Anzahl der Lebewesen. Je weiter oben / unten in der Pyramide, desto geringer ist die Anzahl der Lebewesen. Die Endkonsumenten besitzen viele / keine Fressfeinde. A4 Erötere die Veränderungen, wenn es in einer Stufe der Pyramide plötzlich weniger Lebewesen gibt. Diskutiert mögliche Folgen für die anderen Stufen der Nahrungspyramide. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
➝ Arbeitsheft-Seiten 18 – 19 38 Küsten – im Wechsel der Gezeiten In den Meeren gibt es viele verschiedene Lebensräume mit ganz unterschiedlichen Bedingungen. Den Übergangsbereich zwischen Festland und Wasser nennt man Küste. Hier haben die Lebewesen besondere Anpassungen in Bau und Lebensweise an den Wechsel der Gezeiten und die Brandung entwickelt. Leben an Steilküsten Steilküsten sind Küsten, bei denen das Meer auf steil aufragende Felsen trifft. Hier herrschen stark wechselnde Bedingungen. Um bei Ebbe vor Trockenheit und Hitze geschützt zu sein, verschließen zum Beispiel Seepocken (kleine Krebse) ihr Gehäuse oder schließen Miesmuscheln ihre Schalen. Gegen die Brandung helfen sich viele Bewohner, indem sie sich fest an den Felsen haften (z. B. die Napfschnecke) oder in Felsspalten zurückziehen (z. B. die Klippenassel). Zahlreiche Seevögel (z. B. die Trottellumme) brüten an steilen Felsen, die die Brandung nicht mehr erreicht. Der Meerfenchel und einige Algenarten können hier wachsen. Leben an Flachküsten An Flachküsten geht das Land allmählich in Wasser über. Dieses Ökosystem zeichnet sich durch lockeren Sand- oder Kiesboden aus, der immer wieder trockenfällt und keinen festen Untergrund bietet. Einige Tiere wie die Gemeine Strandkrabbe vergraben sich bei Ebbe im Sand, um sich vor dem Austrocknen zu schützen. Muscheln (z.B. die Herzmuschel) können ihre Schalenhälften fest schließen. Ein kleiner Wasservorrat wird dabei miteingeschlossen. Fische wie die Scholle haben im Wasser durch ihre sandfarbene Tarnung einen Schutz vor Fressfeinden entwickelt. Das Watt steckt voller Leben Als Watt bezeichnet man Flachküsten mit Böden aus Sand und Schlick, die zweimal täglich bei Ebbe trockenfallen. Zusammen mit Prielen und Salzwiesen bilden sie ein Wattenmeer. Millionen von Algen, Würmern (z.B. der Wattwurm), Schnecken (z. B. die Strandschnecke), Muscheln (z. B. die Pfeffermuschel) und Krebsen (z. B. der Schlickkrebs) leben im Wattboden. Die vielen kleinen Tiere sind die Lebensgrundlage für größere Tiere wie Fische und Vögel (z. B. Austernfischer und Sandregenpfeifer). Die Fische dienen Tieren wie dem Seehund und dem Schweinswal als Nahrung. Typische Pflanzen des Watts sind der Queller und das Große Seegras. A1 Beschrifte B1 bis B3 mit den richtigen Begriffen. B1 v B2 v B3 v Kurz erklärt Brandung: Wellen, die mit großer Wucht gegen das Ufer schlagen trockenfallen: Wasser zieht sich vom Land zurück, der Meeresboden liegt frei Schlick: toniger Boden, der viel Wasser enthält Priel: natürlicher Wasserlauf im Watt; Lebensraum vieler Jungtiere (z. B. Garnelen, Fische) Salzwiese: Wiese, die immer wieder von Salzwasser überflutet wird Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
1 Strandschnecke 2 Wattschnecke 3 Schlickkrebs 4 Herzmuschel 5 Plattmuschel 6 Pfeffermuschel 7 Wattwurm Sandregenpfeifer Austernfischer Pfuhlschnepfe Brachvogel 20 cm 15 cm 10 cm 5 cm 39 Meer A2 Ordne die Lebewesen dem passenden Lebensraum zu (Flachküste = F, Steilküste = S). B4 Miesmuscheln (5 bis 8 cm) mit Seepocken-Gehäusen ( ) B5 Queller (5 bis 45 cm) ( ) B6 Napfschnecken (1 bis 10 cm) ( ) B7 Klippenasseln (2 bis 3 cm) ( ) B8 Scholle (bis 100 cm) ( ) B9 Meerfenchel (bis 50 cm) ( ) B10 Wattwurm (20 bis 40 cm) ( ) B11 Gemeine Strandkrabbe (bis 8,5 cm) ( ) A3 Ökologische Nischen bei Wattvögeln: Jede Vogelart frisst die Beute, die sie mit ihrem Schnabel erreichen kann. Betrachte B12 und B13 und notiere, welcher Vogel sich auf welche Beute spezialisiert hat. : 4,5 : 6 : 7 : 1, 2, 3 Auf einen Blick An Küsten herrschen aufgrund der Gezeiten extreme Bedingungen. An Steilküsten sind die Lebewesen der starken Brandung sowie bei Ebbe Trockenheit und Hitze ausgesetzt. Der lockere Boden an Flachküsten fällt immer wieder trocken und bietet keinen festen Untergrund. Flachküsten mit Böden aus Sand und Schlick, die zweimal täglich bei Ebbe trockenfallen, bezeichnet man als Watt. B12 Leben im Wattboden B13 Schnabellängen bei Wattvögeln Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
A1 Ergänze die Bildtexte. B1 v haben an den Spitzen der Brustflossen Tastorgane zum Aufspüren der Beute. B2 v sind Fische mit plumpem Körper, die oft größeren Jägern wie Viperfischen zum Opfer fallen. B3 v locken ihre Beutetiere mit Leuchtorganen in ihr Maul. B4 v locken ihre Beute mit einem Hautlappen als Köder an. ➝ Arbeitsheft-Seiten 20 – 21 40 In den Weiten des freien Wassers Den größten Teil des Meeres bildet das freie Wasser. Die Lebensbedingungen sind von Strömungen und den Lichtverhältnissen geprägt. In verschiedenen Tiefen herrschen unterschiedlichste Lichtverhältnisse. Licht bedeutet Leben Gebiete der Meere, die an der Küste liegen, heißen Schelfmeere. Sie reichen bis zu einer Wassertiefe von etwa 200 m. Der Bereich des Meeres, in dem Licht das Wasser bis in etwa 40 m Tiefe durchdringt, wird auch Starklichtzone genannt. Hier gibt es genug Licht für Pflanzen, um Fotosynthese zu betreiben. Mindestens die Hälfte des Sauerstoffs der Welt stammt von Pflanzen im Meer, vor allem einzelligen Algen. Mit zunehmender Tiefe wird der Artenreichtum aufgrund des schlechten Nahrungsangebotes immer geringer. Auch das Licht wird immer weniger, bis es völlig dunkel wird. Dieser Bereich zwischen 200 m und 800 m wird als Schwachlichtzone bezeichnet. Leben in fast völliger Dunkelheit Ab einer Wassertiefe von 800 m beginnt die noch wenig erforschte Tiefsee. In dieser lichtlosen Zone ist das Wasser sehr kalt (2 °C). Durch die darüber liegenden Wassermassen ist der Druck sehr groß (in 800 m Tiefe etwa 80 bar – das entspricht 80 kg pro cm2). Pflanzen können hier nicht mehr wachsen. In der Tiefe leben viele außergewöhnlich aussehende Lebewesen. Der Bau ihrer Organe (Struktur) hängt davon ab, welche Aufgaben (Funktion) sie für das Lebewesen erfüllen müssen. Viele der in der Tiefsee lebenden Tiere haben Leuchtorgane und große Teleskopaugen, um das wenige Licht für die Jagd oder die Kommunikation auszunutzen. Lange Körperfortsätze dienen zum Anlocken und Ertasten der Beute. Zahlreiche Tiefseetiere ernähren sich als Aasfresser von herabsinkenden Tierresten. Andere leben als Prädatoren (Jäger) oder filtern ihre Nahrung aus dem Wasser. Durch die niedrige Wassertemperatur ist die Körpertemperatur der wechselwarmen Tiere niedrig. Sie haben einen stark eingeschränkten Stoffwechsel. Die Weibchen der Tiefsee-Anglerfische werden bis zu 60 cm lang. Sie locken ihre Beute mit einem kleinen leuchtenden Hautlappen als Köder an. Nähert sich ein neugieriges Beutetier der „Angel“, so lockt ihn das Weibchen vor ihr großes Maul und schnappt dann blitzschnell zu. Knurrhähne werden bis zu 75 cm lang und haben an den Spitzen ihrer Brustflossen Tastorgane, mit denen sie auch bei völliger Dunkelheit ihre Beute aufspüren können. Viperfische werden bis zu 35 cm lang und locken ihre Beutetiere (z. B. Beilfische) mit Leuchtorganen entlang ihres Körpers an. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Methode: Wie führe ich einen Versuch durch? b38i9v 41 Meer V1 Schwimmblase bei Fischen Um wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen, gibt es verschiedene Forschungsmethoden, zum Beispiel einen Versuch. Mit einem Versuch kann eine Forschungsfrage beantwortet werden. Forscherfrage: Wie unterstützt die Schwimmblase den Fisch beim Schwimmen? Formuliere vor der Durchführung des Versuchs eine mögliche Antwort auf die Forschungsfrage. Sie beschreibt die Erwartungen des Ergebnisses und wird Vermutung (Hypothese) genannt. Vermutung: Zur Durchführung des Versuches wird angegeben, was gebraucht wird und wie viel davon man benötigt. Du brauchst: Luftballon, Plastikschlauch, Klebeband, Glasflasche mit großer Öffnung, Haushaltsgummi (passend zur Glasflasche), mit Wasser befüllte Wanne (oder Aquarium) Es folgt eine Beschreibung über die Durchführung des Experiments. Eine Skizze (wie in B5) wird angefertigt. So geht’s: Baue ein Modell einer Schwimmblase. Verbinde den Luftballon mit dem Schlauch. Schließe das Ganze mit dem Klebeband luftdicht ab. Es darf keine Luft entweichen, wenn du den Luftballon mit dem Schlauch aufbläst. Stecke den Luftballon in die Glasflasche und befestige ihn mit dem Klebeband an der Öffnung der Flasche. Der Ballon soll im Inneren der Flasche sein, der Schlauch aus ihr herausragen. Lege die Flasche mit dem Ballon in die mit Wasser gefüllte Wanne. Die Flasche füllt sich mit Wasser und sinkt zu Boden. Blase durch den Schlauch in den Ballon. Beobachtung: Beschreibe, was du während des Versuches und/oder am Ende beobachten kannst. Ergebnis und Interpretation: Erkläre deine Beobachtungen und Ergebnisse (Interpretation). Die Vermutung wird mit dem Ergebnis überprüft. B5 Versuchsaufbau A2 Es gibt Fische, die keine Schwimmblase besitzen (z. B. Haie). Erörtere die Folgen einer fehlenden Schwimmblase. Auf einen Blick Im freien Wasser unterscheidet man je nach Lichteinfall zwischen unterschiedlichen Zonen. In der Starklichtzone gibt es noch genug Licht für Pflanzen, um Fotosynthese zu betreiben. In der Schwachlichtzone (200–800 m Tiefe) wird der Artenreichtum und das Licht immer weniger. Ab einer Wassertiefe von 800 m beginnt die lichtlose Tiefsee. In dieser Zone ist das Wasser kalt und der Druck groß. Pflanzen können hier nicht mehr wachsen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
➝ Arbeitsheft-Seite 24 42 Die Welt der Stachelhäuter Seesterne und Seeigel gehören wie Schlangensterne, Seegurken (auch Seewalzen genannt) und Haarsterne zum Stamm der Stachelhäuter und daher zu den Wirbellosen. Weltweit sind mindestens 7000 Arten von Stachelhäutern bekannt. Erste Vertreter gab es bereits im Kambrium vor etwa 540 Millionen Jahren (Seite 130). Sie kommen nur im Meer vor und zeigen eine fünfstrahlig symmetrische Körperform. Seeigel Seeigel sind nachtaktiv und tragen einen festen Kalkpanzer. Dieser schützt die inneren Organe und gibt ihnen ihre Form. Am Panzer sind lange, bewegliche Stacheln mit kleinen Gelenken befestigt. Die Stacheln dienen der Fortbewegung und schützen vor Feinden. Sie sind spröde und brechen leicht ab. Sie sind zwar nicht giftig, können aber schmerzhafte Wunden verursachen. Zur Fortbewegung und auch zur Atmung haben Seeigel wie alle Stachelhäuter ein Wassergefäßsystem (B6). Das Meerwasser gelangt durch die Siebplatte und den Steinkanal zum Ringkanal. Vom Ringkanal zweigen Radiärkanäle (radiär = strahlenförmig angeordnet) ab. Sie führen zu den Saugfüßchen. Durch die Kanäle wird Wasser gepumpt. Dadurch können die Saugfüßchen durch kleine Löcher im Kalkpanzer nach außen gestreckt werden. Sie unterstützen Seeigel bei der Fortbewegung. Auf der Unterseite befindet sich die Mundöffnung. Mit fünf harten Zähnen grasen Seeigel Algen von Steinen oder Seegras ab. Sie ernähren sich auch von kleinen Weichtieren. Die Nahrung wird im Darm verdaut und durch den After ausgeschieden. Seesterne Seesterne besitzen einen Körper, der die Form eines Sterns hat. Sie haben meist fünf Arme. Verlieren Seesterne im Kampf Arme an Fressfeinde, so können sie diese erneuern. Seesterne haben ein Skelett aus vielen Kalkplatten, auf denen sich kurze Stacheln befinden. An der Unterseite sieht man ihren Mund und viele kleine Saugfüßchen. Damit können sich Seesterne bewegen und am Untergrund fixieren. Seesterne haben wie Seeigel ein Wassergefäßsystem. Sie ernähren sich hauptsächlich von Muscheln, Schnecken und Krebstieren. Zum Fressen stülpen viele Seesterne ihren Magen über ihre Beute. Sie verdauen ihre Nahrung außerhalb des Körpers. Die verdaute Nahrung wird danach zusammen mit dem Magen wieder in den Körper hineingezogen. Die unverdaulichen Reste werden durch den After an der Körperoberseite ausgeschieden. A1 Schreibe die Namen der Stachelhäuter unter die Bilder. B1 E U (meist 10 – 30 cm, maximal 2 – 3 m) B2 E E (bis 30 cm) B3 C N S (bis 13 cm) B4 T (bis 12 – 30 cm) B5 A (bis 14 cm) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
43 Meer A2 Beschrifte B6 mithilfe des Textes auf Seite 42. Die Selbst- und Umlaute fehlen. S BPL TT D RM R NGK N L K LKP NZ R R D RK N L M ND FFN NG ST CH L GESCHLECHTSORGAN KIEMEN ST NK N L S GF SSCH N B6 Aufbau eines Seeigels A3 Lies den Text. Notiere eine Frage, die du mit den Informationen aus dem Text beantworten kannst. Pflanzen, Tiere und Menschen pflanzen sich fort. Viele Lebewesen pflanzen sich geschlechtlich fort. Sie bilden männliche und weibliche Keimzellen in ihren Geschlechtsorganen. Um für Nachwuchs zu sorgen, geben Männchen und Weibchen von Seeigeln gemeinsam Keimzellen ins freie Wasser ab. Nach der Befruchtung entwickelt sich aus dem Ei eine Larve, die einige Wochen frei durch das Meer schwebt. Die Larve ist einem erwachsenen Seeigel nicht ähnlich. Erst nach einer komplizierten Verwandlung sieht sie aus wie eine Miniaturausgabe ihrer Eltern und findet am Meeresboden ihre Heimat. Seesterne geben ihre Keimzellen ebenfalls ins freie Wasser ab. Nach der Befruchtung schlüpft innerhalb kurzer Zeit eine Schwimmlarve aus dem Ei . Diese hat noch keine Arme und nur wenige Saugfüßchen. Sie heftet sich am Boden fest und verwandelt sich in einen kleinen Seestern. Seesterne haben außerdem die Fähigkeit, sich ungeschlechtlich zu vermehren. Dies bedeutet, dass bei der Fortpflanzung keine Keimzellen gebildet werden (z. B. bei Einzellern). Dabei bildet sich aus einem kleinen Stück eines Seesterns ein komplett neues Tier. Einige Arten pflanzen sich fort, indem sie sich einen Arm abschnüren, aus dem ein neuer Seestern entsteht. Andere Arten teilen ihren Körper in zwei Teile. Aus beiden Teilen entsteht dann ein neuer Seestern. Frage: B7 Larve eines Seeigels Auf einen Blick Seesterne, Seeigel, Schlangensterne, Seegurken und Haarsterne bilden den Stamm der Stachelhäuter. Alle Stachelhäuter zeigen eine fünfstrahlig symmetrische Körperform und besitzen ein Wassergefäßsystem zur Bewegung ihrer Saugfüßchen. Z HN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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