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Ökologie

Vom Ökogramm bis zur Energiebilanz — erst den Zusammenhang finden, dann die Lösung.

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Aufgabenblock — AFB II

Zehn Aufgaben, in denen Wissen aus mehreren Unterkapiteln zusammenkommt: Wachstum berechnen, Befunde erklären, Daten deuten, Faktoren einordnen. Drei gestufte Tipps helfen beim Ansatz.

A1
Vier Beziehungen zwischen Arten
AFB II

Vergleichen Sie Konkurrenz, Räuber-Beute-Beziehung, Parasitismus und Symbiose, indem Sie in jeder Zeile genau ein Kreuz setzen.

Setzen Sie in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Merkmal oder BeispielKonkurrenzRäuber-BeuteParasitismusSymbiose
Beide Partner haben einen Nachteil (−/−).
Ein Partner tötet den anderen sofort und frisst ihn.
Der Nutznießer lebt längere Zeit an oder in einem einzigen Individuum, das meist überlebt.
Beide Partner haben einen Vorteil (+/+).
Pilzhyphen umspinnen die Wurzeln einer Kiefer und tauschen Mineralsalze gegen Zucker.
Eine Mistel zapft die Leitungsbahnen einer Pappel an und entzieht ihr Wasser und Mineralsalze.
Ein Wanderfalke schlägt eine Stadttaube im Flug.
Buche und Traubeneiche beschatten sich gegenseitig im Kronendach.
Entscheidend ist die Bilanz für beide Partner: −/− Konkurrenz, +/− mit sofortigem Tod Räuber-Beute, +/− ohne raschen Tod Parasitismus, +/+ Symbiose. Die Mistel betreibt zwar Fotosynthese, entzieht dem Wirt aber Wasser und Mineralsalze — sie ist ein Halbparasit.
Notieren Sie zu jeder Zeile, wer gewinnt und wer verliert (+, −).
Räuber und Parasit schaden beide ihrem Gegenüber — unterscheiden Sie nach Dauer und Tod.
Konkurrenz: Zeilen 1 und 8 · Räuber-Beute: 2 und 7 · Parasitismus: 3 und 6 · Symbiose: 4 und 5.
Lösung anzeigen
Konkurrenz ist die einzige Beziehung, bei der beide Partner Nachteile haben, weil sie dieselbe knappe Ressource nutzen — z. B. Licht im Kronendach von Buche und Eiche. Räuber und Parasit ziehen beide Vorteil aus ihrem Gegenüber; der Räuber tötet seine Beute jedoch sofort (Wanderfalke), der Parasit lebt längere Zeit von einem Wirt, der meist überlebt (Mistel als Halbparasit). In der Symbiose profitieren beide, etwa bei der Mykorrhiza aus Pilz und Kiefernwurzel.
A2
Bakterien ohne Licht und Zucker
AFB II
Material: Kultur von Nitritbakterien

Nitritbakterien wachsen im Dunkeln in einer Nährlösung, die keine organischen Stoffe enthält, sondern nur Ammonium, Mineralsalze, gelöstes CO₂ und Sauerstoff. Während sie sich vermehren, nimmt die Ammoniumkonzentration ab und die Nitritkonzentration zu. Ohne Sauerstoff wachsen sie nicht.

Erklären Sie die Beobachtungen: Markieren Sie alle zutreffenden Aussagen.

Mehrere Antworten können richtig sein. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Nitritbakterien sind chemoautotroph: Die Oxidation von NH₄⁺ zu NO₂⁻ liefert Energie (Chemosynthese), mit der sie CO₂ fixieren. Licht und organische Nährstoffe sind nicht nötig, wohl aber Sauerstoff.
Welche Energiequelle bleibt, wenn es weder Licht noch organische Stoffe gibt?
Ammonium nimmt ab, Nitrit nimmt zu — das ist eine Oxidation.
Drei Aussagen stimmen: Energie aus Oxidation, CO₂-Fixierung, Sauerstoffbedarf.
Lösung anzeigen
Da weder Licht noch organische Stoffe vorhanden sind, müssen die Bakterien ihre Energie aus einer chemischen Reaktion gewinnen: Sie oxidieren Ammonium mit Sauerstoff zu Nitrit, deshalb nimmt Ammonium ab und Nitrit zu, und ohne Sauerstoff gibt es kein Wachstum. Mit der gewonnenen Energie fixieren sie CO₂ und bauen daraus organische Stoffe auf. Diese Form der Autotrophie heißt Chemosynthese; im Stickstoffkreislauf ist es der erste Schritt der Nitrifikation.
A3
Kohlenstoffdioxid im Nordpazifik
AFB II
Material: Flügelschnecken und Lachse

Flügelschnecken sind wenige Millimeter große Meeresschnecken mit einer dünnen Kalkschale. Sie gehören zum Zooplankton und sind im Nordpazifik eine Hauptnahrung junger Buckellachse. Messungen zeigen: Wo der pH-Wert des Meerwassers gesunken ist, sind die Schalen der Flügelschnecken dünner und teilweise angelöst.

Erläutern Sie die Auswirkungen des anthropogenen Treibhauseffekts auf diese Nahrungskette, indem Sie den Gedankengang Schritt für Schritt aufbauen.

Spielen Sie den Gedankengang Schritt für Schritt durch: Was ist jetzt richtig? Nur die richtige Karte bringt Sie weiter.
    Mehr CO₂ in der Luft → mehr CO₂ im Meer → sinkender pH-Wert → dünnere Kalkschalen und weniger Flügelschnecken → weniger Nahrung für junge Lachse → Folgen für die Endkonsumenten. Der Befund aus dem Material ist ein Beleg, keine vollständige Kausalkette: Auch Temperatur und Fischerei beeinflussen die Lachsbestände.
    Verfolgen Sie das CO₂ von der Atmosphäre ins Meer und dann durch die Nahrungskette.
    Gelöstes CO₂ bildet Kohlensäure — was bedeutet das für Kalk?
    CO₂ löst sich → pH sinkt → Schalenbildung gestört → weniger Nahrung für Lachse → Endkonsumenten betroffen.
    Lösung anzeigen
    Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe steigt der CO₂-Gehalt der Atmosphäre; ein Teil löst sich im Meer und bildet Kohlensäure, der pH-Wert sinkt. Dadurch stehen weniger Carbonat-Ionen zur Verfügung, und Flügelschnecken bilden ihre Kalkschalen schlechter — das Material zeigt dünnere, angelöste Schalen. Gehen die Flügelschnecken zurück, fehlt jungen Buckellachsen eine Hauptnahrung; der Stofffluss in der Nahrungskette wird schwächer, und auch Räuber der Lachse sind betroffen. Da weitere Faktoren wirken, stützen die Daten diesen Zusammenhang, beweisen ihn aber nicht allein.