Aufgaben 129 Ökologie Die Energieweitergabe erfolgt in Form eines gerichteten „Flusses“ Im Gegensatz zu Mineralstoffen, die in Kreisläufen zirkulieren, ist der Energiefluss eine Einbahnstraße, an deren Anfang die Sonne als Energiequelle steht. Ihre Strahlung verwenden Algen und andere Pflanzen, um Kohlenhydrate herzustellen, von denen letztlich alle Mitglieder eines Nahrungsnetzes leben. Wie du in Abbildung 21 siehst, wird nur ein kleiner Teil der eingestrahlten Sonnenenergie durch die Produzenten in chemische Energie umgewandelt. Doch nicht einmal der steht den Pflanzenfressern komplett zur Verfügung. Von dieser Bruttoproduktion muss abgezogen werden, was die Pflanzen selbst für Stoffwechselvorgänge verbrauchen und was dabei in Form von Wärmeenergie verloren geht. Das macht immerhin ungefähr die Hälfte der eingespeisten Energie aus. Von der verbleibenden Nettoproduktion geht das meiste direkt ins Recycling. Abgestorbene Pflanzenteile werden von Destruenten abgebaut. Es bleibt nur ein geringer Teil für die Pflanzenfresser, die Primärkonsumenten. Sekundärkonsumenten 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 (kAbb. 21). Dieser Energiefluss spiegelt sich in Biomassepyramiden wider (kAbb. 20). Die Biomasse ist das Trockengewicht der lebenden Organismen in einem Lebensraum. Biomassepyramiden haben in der Regel eine breite Basis – 80% der Biomasse auf der Erde ist pflanzlich – und verjüngen sich schnell. Als Sekundärkonsumenten sind Hermeline sehr viel seltener als die Primärkonsumenten (Mäuse). Ihr Jagdgebiet muss sehr viele Reviere von Mäusen und anderen Beutetieren umfassen, damit sie sich ernähren können. Eine Flächenbedarfspyramide stünde deshalb auf dem Kopf. Teritärkonsumenten (Habichte) sind wiederum viel seltener als Hermeline. Nur etwa 1/10 der Energie einer Trophieebene ist für die nächsthöhere Trophieebene verfügbar 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. Abb. 20: Biomasse- und Energieflusspyramide für Landökosysteme. Biomassepyramide Tertiärkonsumenten Primärproduzenten Primärkonsumenten Sekundärkonsumenten Abb. 21: Nur ein kleiner Teil der Sonnenenergie fließt über die grünen Pflanzen in die Nahrungsnetze. Wärmeenergie 88 Wärmeenergie 60 000 Reflexion 30 000 Destruenten (D) Tertiärkonsumenten (K3) Primärproduzenten (P) Primärkonsumenten (K1) Sekundärkonsumenten (K2) Gesamtstrahlung 100 000 kJ/m2 · Tag Erdoberfläche 10 000 Wärmeenergie 100 Wärmeenergie 10 Wärmeenergie 1,3 Wärmeenergie 0,15 8 0,5 0,05 20 2 0,2 80 200 brutto 100 netto Fotosynthese 1 W Verändere einen Ausschnitt aus Abbildung 18 (siehe S. 127) so, dass daraus ein Stoffkreislauf wird, zB für Stickstoff (Bestandteil von Aminosäuren, Proteinen und DNA). Du kannst dafür die Abbildung auf Seite 16 in am Puls Biologie 5 zu Rate ziehen. 2 W/E Primärproduzenten gibt es in Tiefseegemeinschaften nicht. Diese benötigen daher absinkendes organisches Material aus den oberen Wasserschichten. Erstelle eine Hypothese, was die wichtigste Kohlenstoffquelle für Lebensgemeinschaften in Fließgewässern ist. Überprüfe sie anhand von Recherchen oder Beobachtungen an Bächen in deiner Umgebung. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=