Tutorium Physische Tutorium Physische GeographieGeographieim SS 2008im SS 2008

7. Sitzung7. Sitzung

Tutorin: Claudia WeitnauerTutorin: Claudia Weitnauer

Universität AugsburgUniversität AugsburgFakultät für Angewandte InformatikFakultät für Angewandte Informatik

Institut für Physische Geographie und Quantitative Institut für Physische Geographie und Quantitative MethodenMethoden

Prof. Dr. Jucundus JacobeitProf. Dr. Jucundus Jacobeit

Wiederholungsfragen VegetationWiederholungsfragen Vegetation

1.1. Unterscheiden Sie Kormophyten von Unterscheiden Sie Kormophyten von Thallophyten und nennen Sie je ein Thallophyten und nennen Sie je ein Beispiel.Beispiel.

2.2. Was versteht man unter Photosynthese Was versteht man unter Photosynthese und von welchen Faktoren hängt sie ab?und von welchen Faktoren hängt sie ab?

3.3. In welcher Klimazone sind C4 – Pflanzen In welcher Klimazone sind C4 – Pflanzen weit verbreitet?weit verbreitet?

4.4. Skizieren Sie an einem ausgesuchten Skizieren Sie an einem ausgesuchten Beispiel einer Nahrungskette die 4 Beispiel einer Nahrungskette die 4 trophischen Ebenen!trophischen Ebenen!

ArealkundeArealkunde

Evolution: ist das Resultat des Evolution: ist das Resultat des Zusammenspiels von Mutation, Gen-Zusammenspiels von Mutation, Gen-rekombination und natürlicher rekombination und natürlicher Selektion. Der Zufall kommt als Selektion. Der Zufall kommt als weiterer Faktor dazu.weiterer Faktor dazu.

Mutation und Rekombination von Mutation und Rekombination von Genen führen zu Variationen des Genen führen zu Variationen des Erbgutes.Erbgutes.

ArealkundeArealkunde In Abhängigkeit von In Abhängigkeit von

ihrer genetischen ihrer genetischen Beschaffenheit werden Beschaffenheit werden die unterschiedlichen die unterschiedlichen Individuen Individuen unterschiedlich unterschiedlich erfolgreich in ihrer erfolgreich in ihrer Umwelt sein.Umwelt sein.

Die Erfolgreicheren Die Erfolgreicheren setzen sich durch setzen sich durch (natürliche Selektion), (natürliche Selektion), die weniger die weniger erfolgreichen sterben erfolgreichen sterben aus.aus.

Charles Darwin (1809- 1882)

ArealkundeArealkunde

Die Neubildung von Arten (Speziation) erfolgt Die Neubildung von Arten (Speziation) erfolgt räumlich unterschiedlich durch Mutation, räumlich unterschiedlich durch Mutation, Kreuzung, natürliche Selektion und Isolation.Kreuzung, natürliche Selektion und Isolation.

1.1. Allopatrische Artbildung:Allopatrische Artbildung:

Aufspaltung einer Art in zwei oder mehrere Arten Aufspaltung einer Art in zwei oder mehrere Arten durch räumliche Trennung (Isolation)durch räumliche Trennung (Isolation)

2.2. Peripatrische Artbildung:Peripatrische Artbildung:

Am Rande eines Verbreitungsgebiets lebende Am Rande eines Verbreitungsgebiets lebende Population wird zunehmend isoliert und Population wird zunehmend isoliert und entwickelt sich unterschiedlich weiter.entwickelt sich unterschiedlich weiter.

ArealkundeArealkunde

Links: allopatrische Artbildung,Rechts: peripatrische Artbildung

ArealkundeArealkunde

3.3. Parapatrische Parapatrische Artbildung:Artbildung:

Aneinandergrenzende Aneinandergrenzende Populationen entwickeln Populationen entwickeln sich unterschiedlich sich unterschiedlich weiterweiter

4.4. Sympatrische Sympatrische Artbildung:Artbildung:

Gemeinsam vorkommende Gemeinsam vorkommende Populationen entwickeln Populationen entwickeln sich unterschiedlich sich unterschiedlich weiterweiter

Arealkunde - wichtige BegriffeArealkunde - wichtige Begriffe

Kladogenese: Kladogenese: evolutionäre evolutionäre Entstehung zweier Entstehung zweier Tochterarten aus Tochterarten aus einer Mutterarteiner Mutterart

Anagenese: Anagenese: StammesentwickluStammesentwicklung, aus Art A wird ng, aus Art A wird Art BArt B

Arealkunde – Wichtige BegriffeArealkunde – Wichtige Begriffe RadiationRadiation: Durch klimatische, geologische : Durch klimatische, geologische

oder geomorphologische Veränderungen oder geomorphologische Veränderungen hervorgerufene Änderung der hervorgerufene Änderung der Existenzmöglichkeiten und Existenzmöglichkeiten und Konkurrenzsituation eines Taxons, in Konkurrenzsituation eines Taxons, in deren Folge eine intensive Artaufspaltung deren Folge eine intensive Artaufspaltung einsetzt.einsetzt.

Adaptive RadiationAdaptive Radiation: Bei dieser Version der : Bei dieser Version der Radiation erfolgt eine durch Radiation erfolgt eine durch unterschiedliche Anforderungen der unterschiedliche Anforderungen der Umwelt provozierte, meist relativ schnelle Umwelt provozierte, meist relativ schnelle Entstehung neuer Arten (Artaufspaltung).Entstehung neuer Arten (Artaufspaltung).

Adaptive RadiationAdaptive Radiation

Oben die Hawaiianische Inselgruppe

Links die adaptive Radiation auf den Hawaiianischen Inseln der Vogl-Gattungen Chlorophania und Tanagra.

Arealkunde – Wichtige BegriffeArealkunde – Wichtige Begriffe

Mikroevolution: Evolution in relativ Mikroevolution: Evolution in relativ kurzem Zeitraumkurzem Zeitraum

Makroevolution: über geologisch lange Makroevolution: über geologisch lange Zeiträume)Zeiträume)

Konvergenz: durch gleichsinnige Konvergenz: durch gleichsinnige Anpassung an analoge Anpassung an analoge Lebensbedingungen entwickelte äußere Lebensbedingungen entwickelte äußere Ähnlichkeiten genetisch verschiedener Ähnlichkeiten genetisch verschiedener OrganismenOrganismen

KonvergenzKonvergenz

BiodiversitätBiodiversität

= biotische Vielfalt= biotische Vielfalt= Konzept zur Fassung der Vielfalt unserer = Konzept zur Fassung der Vielfalt unserer

UmweltUmweltUmfasst…Umfasst…… … Vielfalt von Arten in ihrer genetischen Vielfalt von Arten in ihrer genetischen

DiversitätDiversität… … Vielfalt funktioneller Gruppen und Vielfalt funktioneller Gruppen und

trophischen Ebenentrophischen Ebenen… … Vielfalt von Lebensgemeinschaften Vielfalt von Lebensgemeinschaften

(Ökosysteme)(Ökosysteme)

BiodiversitätBiodiversität

http://www.greenfacts.org/en/biodiversity/figtableboxes/1037-living-planet.htm

Artendichte: ist die Anzahl der Arten je Artendichte: ist die Anzahl der Arten je Bezugsfläche; es gibt Gebiete mit Bezugsfläche; es gibt Gebiete mit Artenreichtum und ArtenarmutArtenreichtum und Artenarmut

Individuendichte: kennzeichnet die Anzahl Individuendichte: kennzeichnet die Anzahl der einzelnen Individuen einer Artder einzelnen Individuen einer Art

Artenarme Gebiete können individuenreich Artenarme Gebiete können individuenreich sein und umgekehrt.sein und umgekehrt.

Relation von Arten- zu Individuenmenge Relation von Arten- zu Individuenmenge bezeichnet man als Diversitätbezeichnet man als Diversität

Artenreichtum beschreibt die Anzahl der Artenreichtum beschreibt die Anzahl der Arten in einer Lebensgemeinschaft.Arten in einer Lebensgemeinschaft.

BiodiversitätBiodiversität

BiodiversitätBiodiversitätParameter für Artenreichtum:Parameter für Artenreichtum: Größe des Lebensraumes (je größer, desto Größe des Lebensraumes (je größer, desto

reicher)reicher) Höhenlage (Abnahme mit der Höhe)Höhenlage (Abnahme mit der Höhe) Heterogenität der Umwelt (je heterogener, desto Heterogenität der Umwelt (je heterogener, desto

höher)höher) Ressourcenspannweite (je mehr R., desto Ressourcenspannweite (je mehr R., desto

artenreicher)artenreicher) Räuml. Produktivität (je wärmer und feuchter, Räuml. Produktivität (je wärmer und feuchter,

desto höher)desto höher) Störungen (regelmäßige, mittlere Störungen Störungen (regelmäßige, mittlere Störungen

wirken erhöhend)wirken erhöhend) Entwicklungsgeschichtliches Alter (je älter und Entwicklungsgeschichtliches Alter (je älter und

reifer, desto höherreifer, desto höher Konkurrenz /Pedation (je höher Spezialisierung, Konkurrenz /Pedation (je höher Spezialisierung,

desto reicher)desto reicher)

BiodiversitätBiodiversität

Man unterscheidet:Man unterscheidet:

αα- Diversität: Artenvielfalt einer - Diversität: Artenvielfalt einer BiozönoseBiozönose

ß- Diversität: Unterschied zwischen ß- Diversität: Unterschied zwischen verschiedenen Biozönosenverschiedenen Biozönosen

γγ- Diversität: Vielfalt der Strukturen - Diversität: Vielfalt der Strukturen eines Lebensraumeseines Lebensraumes

ArtenzahlenArtenzahlen

Global gibt es etwa 2- Global gibt es etwa 2- 2,5 Mio. Arten2,5 Mio. Arten

Es gibt deutlich mehr Es gibt deutlich mehr Tier- als Tier- als PflanzenartenPflanzenarten

Höchste Biodiversität Höchste Biodiversität in feuchten in feuchten subtropischen und subtropischen und tropischen Gebirgentropischen Gebirgen

ArtenzahlenArtenzahlenWeltweite Hotspots der Biodiversität Weltweite Hotspots der Biodiversität (Megadiversitätsländer):(Megadiversitätsländer):

KolumbienKolumbien EcuadorEcuador PeruPeru BrasilienBrasilien KongoKongo ChinaChina MadagaskarMadagaskar IndienIndien MalaysiaMalaysia IndonesienIndonesien AustralienAustralien MexikoMexiko

ArealsystemeArealsysteme

Areal: bezeichnet das Areal: bezeichnet das Verbreitungsgebiet einer Art, Verbreitungsgebiet einer Art, Gattung oder SippeGattung oder Sippe

Areale werden durch Feldarbeit Areale werden durch Feldarbeit (Beobachtungen) erfasst und in (Beobachtungen) erfasst und in Arealkarten dargestellt.Arealkarten dargestellt.

Man unterscheidet Umriss-, Flächen-, Man unterscheidet Umriss-, Flächen-, Punkt- oder Raster-Punkt- oder Raster-Verbreitungskarten.Verbreitungskarten.

ArealsystemeArealsysteme

ArealformenArealformen

1.1. Geschlossene Areale: Geschlossene Areale: zusammenhängendes zusammenhängendes Verbreitungsgebiet, Verbreitungsgebiet, Genfluss zwischen Genfluss zwischen allen Populationen allen Populationen möglichmöglich

Geschlossenes Areal des Ahorn

ArealformenArealformen

2.2. Disjunkte Areale: Disjunkte Areale: unzusammenhängendunzusammenhängendes Verbreitungsgebiet, es Verbreitungsgebiet, es bestehen zwei oder es bestehen zwei oder mehr Teilarealemehr Teilareale

Disjunktes Areal derZirbelkiefer

ArealformenArealformen

3.3. Exklaven: Vom Hauptareal isolierte Exklaven: Vom Hauptareal isolierte Teilareale mit wesentlich geringerer Teilareale mit wesentlich geringerer räumlicher Ausdehnungräumlicher Ausdehnung

4.4. Vorposten: eine bis wenige vom Vorposten: eine bis wenige vom Hauptareal isolierte PopulationenHauptareal isolierte Populationen

ArealmusterArealmuster

Kosmopoliten (Weltbürger): Arten, die auf der ganzen Erde verbreitet sind. z.B. Löwenzahn, Schilf, Adlerfarn sowie Hunde oder Menschen

Ubiquisten (Allerweltspflanzen): hohe ökologische Toleranz. An besondere Umweltfaktoren gebunden. z.B. verschiedene Bakterien, Algen, Schimmelpilze u.a.

ArealmusterArealmuster Endemiten sind Taxa, die ausschließlich in Endemiten sind Taxa, die ausschließlich in

einem bestimmten oft eng begrenzten einem bestimmten oft eng begrenzten Gebiet vorkommen.Gebiet vorkommen.

Endemische Arten sind z.B. die Rotbuche Endemische Arten sind z.B. die Rotbuche in Europa oder die Alpennelke in den in Europa oder die Alpennelke in den nördlichen Kalkalpen sowie Pandabären in nördlichen Kalkalpen sowie Pandabären in China.China.

Der Grad des Endemismus ist ein Maßstab für Der Grad des Endemismus ist ein Maßstab für die Dauer und das Ausmaß der Isolation eines die Dauer und das Ausmaß der Isolation eines Gebietes. Deswegen besitzen Inseln und Gebietes. Deswegen besitzen Inseln und Hochgebirge oft besonders hohe Zahlen von Hochgebirge oft besonders hohe Zahlen von Endemiten.Endemiten.

Endemische ArtenEndemische Arten

ReliktendemitenReliktendemiten: Der Endemismus phylogenetisch : Der Endemismus phylogenetisch meist älterer Sippen, die sich gegenwärtig aufgrund meist älterer Sippen, die sich gegenwärtig aufgrund veränderter Umweltbedinungen nur noch auf veränderter Umweltbedinungen nur noch auf kleinen Restflächen eines einst größeren kleinen Restflächen eines einst größeren Verbreitungsareals halten können.Verbreitungsareals halten können.

Verbreitung der fossilen Ginkgo-Gewächse (gerastert)und der rezenten Art ;Ginkgo biloba (Pfeile)

Endemische ArtenEndemische Arten

Neoendemiten: Der Endemismus Neoendemiten: Der Endemismus phylogenetisch junger Sippen, die phylogenetisch junger Sippen, die sich noch nicht weiter ausbreiten sich noch nicht weiter ausbreiten können. Sie entstanden infolge können. Sie entstanden infolge geänderter Lebensumwelt in einem geänderter Lebensumwelt in einem bestimmten Gebiet aus einer bestimmten Gebiet aus einer Stammform.Stammform.

Endemismus- mögliche EntstehungEndemismus- mögliche Entstehung

Relikttheorie Restareale im Zuge der Verdrängung

Ausbreitungstheorie Vorposten der beginnenden Arealausweitung

Glazialrelikte sind Pflanzen, die nach der Eiszeit in Mitteleuropa in kalte Gebiete wie die Mittel- und Hochgebirge zurückgedrängt wurden.

Steppenrelikte (Xerothermrelikte) sind Pflanzen, die in Mitteleuropa während der Kaltzeit in den Periglazialgebieten siedelten und danach an trokkene Sonderstandorte verdrängt wurden.

EndemismusEndemismus

Disjunkte Areale oder Reliktendemiten, derenehemals größere Verbreitung z.B. durchUmweltveränderungen dezimiert wurde, sind auchin Mitteleuropa vertreten. Der Begriff „arktotertiäreReliktflora“ bezeichnet unsere heutige verarmteFlora, die sich aus Teilen der tropischen Tertiärfloraaufbaut.

VikarianzVikarianz

……getrennte Verteilungsmuster verwandter getrennte Verteilungsmuster verwandter Taxa, die ähnliche Habitate belegen Taxa, die ähnliche Habitate belegen (vikariierende Arten)(vikariierende Arten)

……nahe verwandte Taxa vertreten einander nahe verwandte Taxa vertreten einander in geographischen Räumen bzw. unter in geographischen Räumen bzw. unter bestimmten ökologischen Bedingungen, bestimmten ökologischen Bedingungen, d.h. sie bewohnen jeweils gleiche oder d.h. sie bewohnen jeweils gleiche oder ähnliche ökologische Nischenähnliche ökologische Nischen

Vikariierende ArtenVikariierende Arten

Schwarzrandige Schafgarbe, Ostalpen

Moschus- Schafgarbe, Ostalpen

PseudovikarianzPseudovikarianz

……ökologische Stellenäquivalenzökologische Stellenäquivalenz

……nicht verwandte Taxa bei denen nicht verwandte Taxa bei denen Vikarianz zu erkennen istVikarianz zu erkennen ist