In diesem Video geht es um Nahrungsnetze und damit zusammenhängt Trophie-Ebenen. Ein Thema, das der Ökologie als Teilwissenschaft der Biologie zuzuordnen ist. Die Ökologie erforscht sowohl die Wechselbeziehungen zwischen Organismen mit ihrer abiotischen, unbelebten Umwelt einerseits, sowie Wechselbeziehungen zwischen Organismen mit ihrer biotischen, belebten Umwelt. Eine Wechselwirkung zwischen einem Organismus mit seiner biotischen, belebten Umwelt, das bedeutet eine Wechselwirkung des Organismus mit anderen Lebewesen.
Natürlich stehen Organismen untereinander in Beziehung. Rotkehlchen konkurrieren mit anderen Rotkehlchen um Territorien, um ihre eigenen Paarungs- und Brutplätze zu sichern. In diesem Fall spricht man von einer intraspezifischen, beziehungsweise innerartlichen Beziehung. Es kann aber auch sein, dass ihr das Rotkehlchen dabei beobachtet, wie es nach einem Regenwurm pickt oder wie hier im Bild eine Mehlkäferlarve mit seinem Schnabel festhält.
Es steht also auch mit Individuen anderer Arten in Wechselbeziehung. Dies bezeichnet man auch als interspezifische Beziehung. Ihr merkt bereits an dieser Stelle, gerade interspezifische Beziehungen, Beziehungen zwischen Individuen unterschiedlicher Arten, sind gleichzeitig oft Nahrungsbeziehungen.
Sie sind geprägt vom Fressen und Gefressenwerden. Das Rotkehlchen, das die Mehlkäferlarve frisst, gehört gleichzeitig zur Beute von Madern. Auf diese Weise entsteht eine schematische Darstellung von Nahrungsbeziehungen in einem Ökosystem, die man entsprechend als Nahrungskette bezeichnet. Wahrscheinlich wisst ihr selbst, dass eine solche Nahrungskette die komplexen Nahrungsbeziehungen einer Biozynose, eines belebten Raums, kaum zufriedenstellend abbilden kann. Allein das Rotkehlchen steht nicht nur auf dem Speiseplan von Madern, auch Falken oder Katzen machen Jagd auf sie.
Alle Organismen einer Biozynose, eines belebten Raums, werden deshalb von Ökologen in Kategorien eines Nahrungsnetzes eingestuft. Eine Darstellung, die es erlaubt, die Formen von Wechselbeziehungen und den Verlauf des Energieflusses durch eine Lebensgemeinschaft zu veranschaulichen. Wobei man auch hier wieder anmerken muss, die meisten Biozynosen umfassen so viele Arten, die auf so unterschiedliche Weise miteinander wechselwirken, dass es auch in einem Nahrungsnetz immer noch unmöglich ist, sämtliche dieser Verbindungen zu visualisieren. Nahrungsnetze werden in der Regel in sogenannte trophische Ebenen bzw.
Trophie-Ebenen unterteilt. Die Arten derselben Trophiestufe erlangen ihre Energie auf ähnliche Weise und sind an ähnlichen Interaktionen beteiligt. Trotz der schematischen und damit vereinfachten Darstellung eines Nahrungsnetzes zeigt sich, dass sie sinnvoll sind, weil sie trophische Beziehungen und Energieflüsse zwischen den Arten gut abbilden können.
Schauen wir uns die Ebenen mal genauer an. Die unterste Trophieebene ist gekennzeichnet durch Primärproduzenten. Wie ihr Name bereits verrät, produzieren diese Organismen etwas, und zwar Biomasse. Biomasse ist die Stoffmasse aller lebenden Organismen. Wir alle bestehen aus Biomasse.
Und produziert wird sie von den Primärproduzenten. Dazu zählen alle autotrophen Organismen wie Landpflanzen, Algen und Cyanobakterien. Autotroph sind diese Organismen deshalb, weil sie alle lebensnotwendigen organischen Stoffe selbst herstellen und nur von anorganischem Material und Wasser leben. In einem Prozess, den man als Photosynthese bezeichnet, nutzen die Pflanzen die Strahlungsenergie der Sonne, um energiereiche organische Verbindungen herzustellen, allen voran der Zuckerglucose. Dabei entnehmen sie CO2 und Wasser als anorganische Stoffe der Umwelt.
Im Gegensatz zu diesen Photo-Ortotrophen-Organismen, die ihre Energie aus dem Sonnenlicht gewinnen, gibt es vereinzelt Bakterien, die auch andere anorganische Stoffe nutzen, zum Beispiel Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, Eisen, Ammoniak oder Nitrit, um in einem Prozess, der Chemosynthese genannt wird, körpereigene organische Stoffe herzustellen. Solche Organismen, die ihre Energie durch die Oxidation an organischer Stoffe gewinnen, nennt man Chemoautotropheorganismen. Natürlich nutzen Chemoautotropheorganismen und auch Photosynthese betreibende Lebewesen die Energie und den Kohlenstoff, den sie binden, vor allem für sich selbst, um Biomasse aufzubauen. Aber sie stellen diese Ressourcen auch allen anderen Organismen zur Verfügung, die sich von ihnen ernähren. So zum Beispiel der nächsten Trophieebene, den sogenannten Primärkonsumenten.
Zu den Primärkonsumenten auf der nächsten Stufe zählen alle pflanzenfressenden Organismen, welche man auch fachsprachlich Herbivore nennt. All diese Organismen haben gemein, dass sie sich von den Primärproduzenten ernähren und folglich auch ihre Energiequelle darstellen. Fleischfressende Organismen, wiederum sogenannte Carnivoren, die sich von den Herbivoren ernähren, bezeichnet man als Sekundärkonsumenten und bilden die nächsthöhere Trophieebene. Ihr könnt euch bereits denken, dass die nächste Eurotrophie-Ebene sämtliche Organismen umfasst, die sich von den Sekundärkonsumenten ernähren. Sie werden Terzierkonsumenten genannt.
Je nachdem, wie biodivers, wie artenreich eine Biozynose ist, kann es durchaus weitere Trophie-Ebenen geben. Man kann also zusammenfassen, die Nahrungsbeziehungen von Organismen verschiedener Arten, die denselben Lebensraum besiedeln, lassen sich in Form eines Nahrungsnetzes darstellen. Nahrungsnetze sind meist in Form von unterschiedlichen Trophie-Ebenen kategorisiert, wobei die unterste trophische Ebene alle Primärproduzenten umfasst und für die Lebewesen der übrigen Trophie-Ebenen gemeinsam haben, dass sie sich von der nächstunteren Stufe ernähren.
Trotzdem gibt es durchaus Organismen, die ihre Nahrung und damit Energie aus verschiedenen tropischen Ebenen beziehen. Sie bezeichnet man dann als Allesfresser bzw. Omnivore, wenn sie sich sowohl tierisch als auch pflanzlich ernähren. Vögel fressen beispielsweise sowohl Samen als auch Insekten.
Wie bereits erwähnt, eignen sich Nahrungsnetze dazu, Energieflüsse zwischen den Arten abzubilden. Näher beleuchten möchte ich dieses Thema Energiefluss und damit zusammenhängen. Stoffkreislauf in dem nächsten Video, trotzdem an dieser Stelle so viel. Als Quelle für den Energiefluss durch Ökosysteme dient hauptsächlich die Sonne, deren Strahlungsenergie die Primärproduzenten für ihre Photosynthese nutzen.
Die Strahlungsenergie der Sonne wird in den chemischen Verbindungen der Pflanze gespeichert. Und diese gespeicherte Energie in der Biomasse der Pflanzen liefert die Energie für Organismen höherer Trophiestufen in Nahrungsnetzen. Ein Teil dieser Energie wird von Heterotrophenorganismen, die sich von den Primärproduzenten ernähren, in höhere Trophie-Ebenen getragen.
Bei diesem Energietransfer muss allerdings beachtet werden, dass ein Teil der Energie als Stoffwechselwärme verloren geht und damit der nächsthöheren Trophie-Ebene nicht mehr zur Verfügung steht. Energiequellen bilden nicht nur lebende Tiere, sondern auch deren Abfallprodukte sowie Kadaver, wenn sie tot sind. Tote organische Substanz bezeichnet man als Detrius.
Organismen, die sich von der organischen Substanz toter Tiere oder deren Abfallprodukte ernähren, nennt man Destruenten bzw. Zersetzer. Jetzt denkt der ein oder andere vielleicht an einen Geier, der sich vom verwesenen Fleisch eines Kadavers ernährt.
Solche Organismen, die sich vom herumliegenden Tierkadavern ernähren, werden von den Destruenten abgegrenzt und als Aasfresser bezeichnet. Auch abgegrenzt von Destruenten werden sogenannte Substratfresser. Substratfresser sind solche Tiere, die tote organische Ablagerungen vertilgen.
Das Substrat, in dem sie leben, also fressen und die darin enthaltenen organischen Stoffe verdauen. Wie zum Beispiel Wattwürmer. Destruenten, die sich vom Abbau organischer Stoffe und toter Organismen ernähren, setzen dabei anorganisches Material frei und führen dieses wieder der Umwelt zu.
Ihr merkt also, die Energieflüsse innerhalb von Ökosystemen sind immer auch Teil eines Stoffkreislaufes. Dazu auch im nächsten Video mehr.