Biodiversität erfassen: Übungen – Biologie Grundkurs

Dein Fortschritt:

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt dir, wie viele der 30 Aufgaben du schon gelöst hast.

Simpson-Index eines Tümpels

AFB II

Zehn Kescherzüge in einem Tümpel liefern 10 Rückenschwimmer, 6 Wasserläufer und 4 Libellenlarven. Ermitteln Sie Schritt für Schritt den Simpson-Index \(D\).

Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.

Individuen insgesamt \(N\):
relative Häufigkeit der Rückenschwimmer \(p_1\):
\(\sum p_i^2\):
Simpson-Index \(D\):

\(N = 20\); \(p = 0{,}5;\ 0{,}3;\ 0{,}2\); \(\sum p_i^2 = 0{,}25 + 0{,}09 + 0{,}04 = 0{,}38\); \(D = 1 - 0{,}38 = 0{,}62\). Mit 62 % Wahrscheinlichkeit gehören zwei zufällig gezogene Tiere zu verschiedenen Arten.

\(p_i = n_i : N\) — für alle drei Arten.

Erst quadrieren, dann addieren, dann von 1 abziehen.

Genetische Vielfalt einer Population

MixAFB II

Die genetische Ebene der Biodiversität wird von Evolutionsfaktoren geformt. Ordnen Sie jeden Vorgang danach ein, ob er die Zahl verschiedener Allele in einer Population eher erhöht oder eher verringert.

Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).

1erhöht die Vielfalt

2verringert die Vielfalt

Mutationen schaffen neue Allele, Zuwanderung (Genfluss) bringt fremde Allele mit, Rekombination erzeugt neue Allelkombinationen. Gendrift und Flaschenhals lassen Allele zufällig verloren gehen, gerichtete Selektion drängt ungünstige Allele zurück. Kleine, isolierte Populationen verlieren deshalb genetische Vielfalt.

Welche Vorgänge bringen Neues hinzu, welche sortieren aus oder lassen Allele zufällig verschwinden?

Rekombination erzeugt keine neuen Allele, aber neue Kombinationen — sie gehört trotzdem zur Seite der Vielfalt.

Trickaufgabe: Eine Art mehr

TrickAFB III

Auf einem Ackerrandstreifen wachsen drei Arten mit je 40 Individuen. Ein Landwirt sät eine vierte Art ein; im nächsten Jahr zählt er unverändert je 40 Individuen der alten Arten und 120 der neuen. Er sagt: „Die Einsaat hat die Diversität erhöht — das zeigt jeder Index.“ Widerlegen Sie die Aussage, indem Sie die Werte vor und nach der Einsaat angeben (auf zwei Nachkommastellen).

Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.

Kennzahl	vorher	nachher
Simpson-Index \(D\)
Evenness \(E\)

Vorher: \(p_i = \tfrac{1}{3}\), \(D = 1 - 3 \cdot \tfrac{1}{9} \approx 0{,}67\), \(H = \ln 3 \approx 1{,}10\), \(E = 1\). Nachher (\(N = 240\)): \(p = \tfrac{1}{6}, \tfrac{1}{6}, \tfrac{1}{6}, \tfrac{1}{2}\), \(D = 1 - (3 \cdot \tfrac{1}{36} + \tfrac{1}{4}) \approx 0{,}67\) — unverändert. \(H \approx 1{,}24\) steigt zwar, aber \(E = 1{,}24 : \ln 4 \approx 0{,}90\) sinkt, weil die neue Art dominiert. Die Falle: Eine zusätzliche Art erhöht nicht automatisch jeden Index.

Nach der Einsaat sind es 240 Individuen; die neue Art macht die Hälfte aus.

Für die Evenness brauchen Sie \(H\) und \(\ln S\) mit \(S = 4\).