Facharbeit Biologie - Unterricht

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Facharbeit Biologie

Das Ökosystem Bach

Bearbeitet von: Sabine Entschel, Klasse 12/1

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Seitenüberblick

Seite

1. Räumliche Gliederung des Systems......................................................... 3

1.1. Einleitung

1.2. Räumliche Struktur

1.3. Gliederung im Querschnitt.................................................................. 4

2. Geografische Einordnung ........................................................................ 5

3. Einfluss abiotischer Faktoren auf das System.......................................... 7

3.1. Abiotische Faktoren

3.1.1. Wasser

3.1.1.1. Fliessgeschwindigkeit

3.1.1.2. Sauerstoffgehalt............................................................ 8

3.1.1.3. Wassertemperatur........................................................ 9

3.1.1.4. Wasserstand

3.1.1.5. pH-Wert

3.1.1.6. Gelöste Stoffe

3.1.2. Klima........................................................................................ 10

3.1.3. Licht

3.1.4. Boden

4. Einfluss biotischer Faktoren.................................................................... 11

4.1. Biotische Faktoren

4.1.1. Intraspezifische Wechselwirkungen

4.1.2. Interspezifische Wechselwirkungen

4.1.2.1. Prädation

4.1.2.2. Antibiose...................................................................... 12

4.1.2.3. Parasitismus

4.1.2.4. Konkurrenz

4.1.2.5. Karposen

4.1.2.5.1. Parökie

4.1.2.5.2. Entökie

4.1.2.5.3. Epökie

4.1.2.5.4. Phoresie

4.1.2.5.5. Kommensalismus .................................................. 13

4.1.2.6. Symbiose

5. Zeitliche Gliederung ............................................................................... 14

6. Nahrungsbeziehungen, Nahrungskette, Nahrungspyramide ................. 16

7. Zusammenstellung von typischen Pflanzen und Tieren des Gebietes .. 18

8. Beziehungen zwischen Kleinstlebewesen, Pflanzen und Tieren............ 27

8.1. Intraspezifische Beziehungen

8.2. Interspezifische Beziehungen

9. Zwei Beispiele für ökologische Nischen.................................................. 29

10. Quellen.................................................................................................... 30

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1. Räumliche Gliederung des Systems

1.1 Einleitung

Unter einem Ökosystem wird die funktionale Einheit aus Lebensraum (Biotop) und

den darin befindlichen Lebensgemeinschaften (Biozönosen) bezeichnet.

Die Ökologie der Fließgewässer befasst sich mit den Bächen und Flüssen sowie den

Quellen, wo das Grundwasser an die Oberfläche tritt. Neben den Fließgewässern

gibt es die Stillgewässer. Dazu gehören Tümpel, Weiher, Seen.

Die Ökologie der Binnengewässer insgesamt bezeichnet man auch als Limnologie.

Ein Bach ist ein nicht allzu breites, mal schnell und mal langsam fließendes

natürliches Gewässer. Es gehört zum Ökosystem der Fließgewässer. Fließgewässer

werden in der Regel bei einer Breite von weniger als 5 m als Bach bezeichnet. Sind

Fließgewässer breiter als 5 m werden sie den Flüssen zugeordnet.

Abb. 1 Schematische Darstellung von Gewässertypen

1.2. Räumliche Struktur

Fließgewässer werden in drei große Abschnitte unterteilt, den Oberlauf, den

Mittellauf und den Unterlauf. Bäche sind in den Abschnitt Oberlauf eines

Fließgewässers einzuorden. Oberläufe werden auch als Rhithral (altgr. Bach) oder

Salmoniden- (Forellenfisch-)Region bezeichnet. Mittel- und Unterlauf lassen sich

dem Flussbereich zuordnen. Man nennt sie auch Potamal (altgr. Fluss) oder

Cypriniden- (Karpfen-)Region.

Nach den vorherrschenden Fischarten gliedert man das Rhithral in das Epirhithral

(obere Forellenregion), das Mesorhithral (untere Forellenregion) und das

Hyporhithral (Äschenregion).

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Der Entstehungsort eines Baches ist die Quelle. Die Quellregion nennt man auch

Krenal (altgr. Quelle). Hier tritt Grundwasser auf natürlichem Wege aus der Erde.

Quellen können somit als Übergangsbereich zwischen Grundwasser und

Fliessgewässer angesehen werden.

Es gibt also drei große Abschnitte eines Baches - das Krenal (Quellregion), das

Rhithral (Bachregion) und das Potamal (Flussregion), das Einmünden in einen Fluss.

Die Limnologie (Wissenschaft von den Fliessgewässern) nimmt weiterhin eine

Unterscheidung in drei regionalen Grundtypen von Bächen vor: Gebirgsbach,

Mittelgebirgsbach und Flachlandbach.

1.3. Gliederung im Querschnitt

Einen Bach kann man in den Wasserkörper, also das eigentliche Wasser, und das

Gewässerbett unterteilen. Die Freiwasserzone wird bei Seen und Meeren auch

Pelagial (griech. Meer) genannt. Sie reicht bei Seen von der Seemitte bis zum Ufer.

Auf Grund der meist geringen Tiefe von Bächen ist eine Unterteilung in Epilimnion

(Nährschicht: hohe Lichteinstrahlung -> vorwiegend Photosynthese), Metalimnion

(Sprungschicht: Übergang zwischen oberer und unterer Wasserschicht) und

Hypolimnion (Zehrschicht: fehlende Lichtenergie -> keine Photosynthese), wie sie bei

stehenden Gewässern üblich ist, nur bedingt möglich.

Das Gewässerbett, die Bodenzone oder das Benthal, nimmt den Wasserkörper auf.

Es besteht aus Sohle und Ufer. Die Gewässersohle, das Profundal, bezeichnet den

Grund eines Gewässers. Das Ufer ist der Bereich, der sich direkt an das Gewässer

anschließt. Es wird auch Litoral (lat. Ufer, Küste) genannt.

Abb. 2 Schema Gewässerquerschnitt

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2. Geografische Einordnung

Als Beispiel für das Ökosystem Bach habe ich den Hechtgraben in Heide-Nord näher

betrachtet.

Der Hechtgraben entspringt in der Dölauer Heide. Kurz vor seiner Mündung in die

Saale vereinigt er sich mit dem Lettiner Haßgraben. Die Fließstrecke beträgt

insgesamt etwa 5 km. Er wird teilweise sehr stark vom Menschen beeinflusst. Dies

erkennt man an einigen Stellen an der starken Verschmutzung. Immer wieder sind

Müll, Steinplatten und ähnliches vorzufinden. Somit bietet sich an diesen Abschnitten

ein deutlich beeinträchtigtes Bild vom Hechtgraben.

Sein Fließweg verläuft durch die unterschiedlichsten Gebiete. Der Hechtgraben

durchquert eine Weile die Heide, wird unter Wohnsiedlungen kanalisiert und

durchfließt dann offenes Wiesen- und Buschland.

Abb. 3 Satellitenfoto von der Einmündung des Hechtgrabens in die Saale

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Mündung des Hechtgrabens in die Saale

Abb. 4 Stadtplan Heide-Nord mit dem Einfluss des Hechtgrabens in die Saale

Abb. 5 Einmündung des Haßgrabens in den Hechtgraben

Saale

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3. Einfluss abiotischer Faktoren auf das System

3.1. Abiotische Faktoren

Abiotische Faktoren sind alle chemischen und physikalischen Eigenschaften der

Umwelt wie Wasser, Klima, Licht und Beschaffenheit des Bodens.

3.1.1. Wasser

Der abiotische Faktor Wasser ist beim Ökosystem Bach gekennzeichnet durch:

- Strömung -> Fließgeschwindigkeit

- Wassertemperatur

- Sauerstoffgehalt

- Wasserstand

- pH-Wert

- gelöste Stoffe

- absetzbare Stoffe

Dadurch werden Trübung, Farbe und Geruch eines Baches wesentlich beeinflusst.

3.1.1.1. Fließgeschwindigkeit

Im Unterschied zu einem See strömt das Wasser eines Baches von der Quelle zur

Einmündung in einen Fluss o. ä.

Typische Strömungsgeschwindigkeiten:

- Langsam: 0,1 m/sec -> etwa 350 m/h

- Mittel: 0,4 - 0,5 m/sec -> etwa 1 - 2 km/h

- Schnell: 1 m/sec -> etwa 3,5 km/h

Die Fließgeschwindigkeit wird wesentlich durch das Gefälle bedingt.

Bei Gebirgsbächen besteht aufgrund des größeren Gefälles eine stärkere Strömung.

Dadurch sind die Sauerstoffverhältnisse günstig. Allerdings ist die Erosion stark.

Gebirgsbäche haben eine sehr steinige Gewässersohle und führen viel Geschiebe

mit sich. Tiere, die im Gebirgsbach leben, reagieren sehr empfindlich auf einen

Mangel an Sauerstoff. Wasserpflanzen kann man fast gar nicht antreffen.

Mittelgebirgsbäche weisen ein abnehmendes Gefälle auf, sodass sich auch die

Strömung verringert. Neben Erosionserscheinungen finden ebenfalls

Sedimentationsvorgänge statt. So kommt es immer wieder zur Bildung kleinerer

Inseln und Kiesbänke. Die Entstehung von vielfältigen Kleinräumen bildet die

Lebensgrundlage für unterschiedliche Wasserlebewesen. Die Bachforelle ist eine

Zeigerart für Mittelgebirgsbäche.

Bäche im Flachland haben das geringste Gefälle. Dadurch fließt das Wasser relativ

ruhig und es bilden sich Mäander aus. Mäander sind Schlingen in Flussabschnitten,

die nur ein geringes Gefälle besitzen und gleichzeitig Geschiebe (Sand, Kies, Steine)

transportieren. Sie finden sich in der Regel im Unterlauf eines Flusses und sind

bedingt durch die Trägheit des Wassers (Zentripetalkraft). Dadurch kommt es am

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kurvenäußeren Ufer (Prallhang) zu einer stärkeren Erosion als am Kurveninnenrand

(Gleithang). Flachlandbäche sind also recht reich an Sedimentation und Nährstoffen.

Ist die Strömung gering, sind viele Wasserpflanzen im Bach zu finden.

Auch die Fortpflanzung ist an die unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten

angepasst. Bei hohen Geschwindigkeiten werden Pflanzenteile abgerissen ->

vegetative Vermehrung. Strömt das Wasser langsamer ist es den Pflanzen möglich,

Blüten zu bilden -> Vermehrung über Samen.

Durch starke, tief in den Boden reichende Wurzeln können die Pflanzen der

Strömung standhalten. Außerdem wachsen sie meist abgeflacht und am Boden

entlang.

Rheobionte Arten sind auf hohe Fließgeschwindigkeiten (lotische Strömung)

angewiesen. Rheoxene Arten haben sich an niedrige Geschwindigkeiten (lenitische

Strömung) angepasst. Arten, die sowohl bei schnellen und langsamen Strömungen

existieren können, nennt man rheophile Arten.

Bei schneller Strömung sind die Organismen in Körperbau und Lebensweise an die

starke Strömung angepasst. Die Gestalt ist flach oder auch stromlinienförmig.

Vorspringende Körperfortsätze fehlen. Dadurch wird der Wasserwiderstand erheblich

verringert.

Abb. 6 An die Strömung angepasste Eintagsfliegenlarve

Um der Strömung widerstehen zu können, besitzen die Lebewesen (z.B. Kriebelmückenlarve,

Lidmückenlarve) häufig Saugplatten bzw. -näpfe.

Im Mittel- und Unterlauf eines Baches sind die Eintagsfliegen weniger abgeflacht.

Da das Wasser langsamer fließt und die Tiefe nur gering ist, treten größere

Temperatur- und Sauerstoffschwankungen auf. Euryoxybionte Organismen haben

einen großen Toleranzbereich für Sauerstoff, eurytherme gegenüber dem

Umweltfaktor Temperatur.

Bedingt durch die meist geringe Tiefe von Bächen gibt es kaum höhere

Wasserpflanzen.

3.1.1.2. Sauerstoffgehalt

Sauerstoff wird bei Dissimilationsvorgängen (z.B. Reduktion von abgestorbenem

organischen Material durch Bakterien) verbraucht. Er ist somit wesentlich für das

Rhithron, die Lebensgemeinschaft eines Baches. Produzenten von Sauerstoff sind

grüne Pflanzen im Wasser und Phytoplankton. Durch Diffusion aus der Luft (verstärkt

durch Strömung und Verwirbelung) gelangt Sauerstoff auch in das Wasser. Der

mittlere Sauerstoffgehalt liegt bei etwa 11 mg/l. Dabei hängt der Sauerstoffgehalt

von der Temperatur der Gewässer ab.

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3.1.1.3. Wassertemperatur

Bei kälteren Temperaturen kann mehr Sauerstoff im Wasser gelöst werden. Bei

höheren Wassertemperaturen wird beispielsweise die Reduktion organischen

Materials durch Bakterien gefördert (RGT-Regel). Durch höhere Temperaturen sinkt

jedoch die Sauerstoffkonzentration und es besteht die Gefahr der Eutrophierung des

Gewässers (Anstieg der pflanzlichen Primärproduktion -> höherer Nährstoffgehalt im

Gewässer -> höhere Sedimentationsrate -> höherer Sauerstoffverbrauch ->

vermehret anaerobe Bakterien -> Faulgasproduktion -> Gefahr für Lebewesen).

3.1.1.4. Wasserstand

Bäche führen meist ständig Wasser. Sie sind zum größten Teil perennierende

Gerinne. Daneben führen manche Bäche nur periodisch oder episodisch Wasser.

In Folge von Niederschlägen oder der Schneeschmelze kann es zur Entstehung von

Hochwasser kommen. Hierbei ist die Wasserführung höher als normal.

Bei längerer Hitze und ausbleibendem Regen kann der Wasserstand sinken.

3.1.1.5. pH-Wert

Durch den pH-Wert wird die Konzentartion der Hydronium-Ionen im Wasser, d.h. der

Säuregrad eines Gewässers angegeben. Die pH-Wert-Skala ist von 0 (sauer) bis 14

(alkalisch) eingeteilt. Gewässer sind bei einem pH-Wert von 7 neutral.

Der pH-Wert unterliegt täglichen Schwankungen. Am Tage wird Kohlendioxid für die

Photosynthese verbraucht, in der Nacht wird es für die Atmung benötigt, sodass es

mit Wasser eine schwache Säure bildet. Optimale Lebensbedingungen sind für die

Lebewesen recht unterschiedlich. Kleine Schwankungen können demzufolge bereits

deutliche Einschränkungen der Vitalität zur Folge haben.

3.1.1.6. Gelöste Stoffe

Zu den im Wasser gelösten Stoffen gehören zum Beispiel Nitrite, Nitrate und

Phosphate.

Ist genügend Sauerstoff vorhanden wird durch Nitrifikation von Nitrobacter und

Nitrosomonas aus Ammonium-Ionen Nitrit und Nitrat gebildet. Ammonium-Ionen

können durch Ausscheidungen von Organismen ins Wasser gelangen. Da Nitrat als

Baustein für die Synthese von Proteinen verwendet wird, kann es durch einen hohen

Nitratgehalt zur ausgeprägten Zunahme der Biomasse kommen -> Gefahr der

Eutrophierung.

Ist nicht genügend Sauerstoff vorhanden, entsteht unter Umständen aus Nitrat durch

Denitrifikation wieder Nitrit. Anaerobe Bakterien veratmen dann den im Nitrat und

Nitrit enthaltenen Sauerstoff. Die Hämoglobinstruktur von Organismen wird jedoch

durch zu hohe Nitritwerte negativ beeinflusst (Atemnot).

Für die Photosynthese benötigen Pflanzen Phosphate. DNA enthält auch einen

Phosphatrest. Bei erhöhten Phosphatkonzentrationen kommt es ebenfalls zu einer

Zunahme der Biomasse -> Eutrophierung möglich. Phosphate können durch

Abwässer aus Haushalt und Industrie in die Gewässer gelangen.

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3.1.2. Klima

Niederschläge, Wind und Temperatur prägen ganz wesentlich die Lebensbedingungen

von Organismen.

Viele lebensnotwendige Stoffwechselprozesse lassen sich ohne Wärmezufuhr nicht

aufrechterhalten. Dazu gehören Atmung, viele Wachstumsprozesse und die

Photosynthese. Die Temperatur ist also ein limitierender Faktor für das Leben.

Aufgrund der Reaktions-Geschwindigkeits-Temperatur-Regel (RGT-Regel) beschleunigt

eine Erhöhung der Temperatur um 10 o C die Geschwindigkeit chemischer und

physiologischer Reaktionen um das 2- bis 3-fache. Die Bergmannsche Regel besagt,

dass die durchschnittliche Körpergröße einer Art in kälteren Lebensräumen zunimmt.

Die Allensche Regel beschreibt die Abnahme der Größe der Körperanhänge (Ohren,

Schwanz, Extremitäten) einer Art oder verwandter Arten in kälteren Lebensräumen.

An extreme Temperaturen haben sich Pflanzen mit Temperaturresistenzen

angepasst. Kälte- und Wärmestarre treten bei poikilothermen Tieren infolge von

Extremtemperaturen auf. Winterruhe oder Winterschlaf kann man beim Überwintern

homoiothermer Tiere beobachten.

Wind und Windrichtung spielen für pflanzliches und tierisches Leben ein große Rolle.

Die Entstehung von Wind wird durch den Austausch von warmen und kalten

Luftmassen hervorgerufen. Wind ist z.B. wichtig für die Bestäubung von Pflanzen

(Windbestäubung) und für die Verbreitung von geflügelten Samen und Früchten. In

Gewässern ist der Wind wichtig für die Umwälzung von warmen und kalten

Wasserschichten -> notwendig für die Temperatur- und Sauerstoffzirkulation.

3.1.3. Licht

Für fast alle Lebewesen ist Licht die Hauptenergiequelle. Auch eine Vielzahl von

pflanzlichen und tierischen Entwicklungs- und Wachstumsprozessen sowie bestimmte

Verhaltensmuster bei Tieren werden von den jeweiligen Lichtverhältnissen

beeinflusst.

3.1.4. Boden

Je nach Bachabschnitt findet man mehr oder weniger Geröll (Geschiebe) oder

Sediment, wodurch verschiedene Pflanzen und Tiere in den einzelnen Abschnitten

anzutreffen sind.

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4. Einfluss biotischer Faktoren

4.1 Biotische Faktoren

Unter biotischen Faktoren versteht man alle Einflüsse der belebten Umwelt.

Innerhalb einer Lebensgemeinschaft (Biozönose) existieren sowohl intraspezifische

Wechselwirkungen als auch interspezifische Wechselwirkungen von Organismen.

4.1.1. Intraspezifische Wechselwirkungen

Schließen sich Individuen einer Art zu bestimmten Zeiten zusammen oder bleiben

Familienmitglieder in einem Verband, entstehen Verbände oder Gesellschaften.

Es werden anonyme und individualisierte Tiergesellschaften unterschieden.

Mitglieder eines anonymen Verbandes kennen sich untereinander nicht. Bei offenen

Systemen kommt es zu häufigen Wechseln der Mitglieder (Insekten-, Fischschwärme).

Geschlossene Verbände ermöglichen ein Erkennen der Mitglieder durch

bestimmte gruppenspezifische Duftstoffe (z.B. Pheromone). Die Duftstoffe dienen

dem Auffinden von Geschlechtspartnern oder dem Auslösen von Angriffen oder

Fluchtreaktionen.

Individualisierte Tierverbände (z.B. Rotbarsche) sind im Allgemeinen geschlossen.

Die einzelnen Individuen erkennen sich untereinander und bilden artspezifische

Sozialstrukturen. Verändert sich die Zahl der Mitglieder kommt es zu einer

Anpassung des Verhaltens -> z. B. Aufstellung einer neuen Rangordnung.

Es gibt aber auch offene individualisierte Verbände bei denen die Tiere einander

kennen, trotzdem kann jemand dazu kommen.

Intraspezifische Kontakte dienen im Wesentlichen der Arterhaltung durch die

Sicherung und optimale Ausnutzung des Lebensraumes, durch die gemeinsame

Brutvorsorge und Brutpflege und durch die Regulation der Populationsdichte.

4.1.2. Interspezifische Wechselwirkungen

Interspezifische Wechselwirkungen sind Beziehungen zwischen den Arten.

Zu den interspezifischen Wechselwirkungen gehören:

4.1.2.1 Prädation

Räuber-Beute-Beziehungen sind Anpassungserscheinungen, bei denen zum Schutz

vor Fressfeinden aktive und passive Schutzvorrichtungen entwickelt wurden.

Aktive Abwehrmaßnahmen beinhalten Flucht, Beißen, Stechen, Schlagen,

Absondern von Giftstoffen, Drohgebärden u. a.

Unter passiven Abwehrmaßnahmen sind mechanische Schutzvorrichtungen wie

Panzer, Stachelkleider, Schleimüberzüge, das Sich-tot-Stellen und die Tarnung zu

verstehen.

Beispiel: Gestielte Süßwasserpolypen, die 1 bis 3 cm lang und ca. 1 mm dick

werden, leben in stehenden und fließenden Gewässern, meist unter Steinen. Sie

ernähren sich von kleinen Wassertieren, die mit den Fadenschläuchen der

Nesselkapseln gefesselt werden. Das Gift der Nesselkapseln lähmt die gefangenen

Tiere. Anschließend werden sie mit den Tentakeln in den Mund gestopft.

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4.1.2.2. Antibiose

Beziehung zwischen einzelnen Individuen oder Gruppen verschiedener Arten, die für

einen der Beteiligten Nachteile mit sich bringt und dessen Wachstum beeinflusst

oder ihn tötet.

4.1.2.3. Parasitismus

Parasitismus ist eine Lebensbeziehung zwischen zwei Arten, bei der der Parasit den

Wirtsorganismus auf Dauer schädigt. Der Parasit zieht also einseitigen Nutzen aus

dem Wirtsorganismus. Parasiten können auf (=Ektoparasit) oder in (=Endoparasit)

einem artfremden Organismus (Wirt) leben. Der Befall kann temporär (nur kurzfristig

sein), periodisch (Wirtsorganismus für Entwicklung notwendig) oder permanent

(Parasiten nie freilebend) erfolgen. Dazu haben Parasiten spezielle Körperbaumerkmale

wie Haft-, Saug-, Klammervorrichtungen entwickelt.

Beispiel: Viele Wassermilben sind Schmarotzer, so die Dickbeinige Wassermilbe

(Schwamm-Milbe, Unionicola crassipes). Sie hält sich im Larvenzustand in

Süßwasserschwämmen auf. Die Muschelmilbe (Unionicola bonzi) schmarotzt als

Larve und auch als erwachsenes Tier in den Kiemen von Muscheln.

4.1.2.4. Konkurrenz

Es herrscht Konkurrenz um Nahrung, Lebensraum und Ökofaktoren. Das

Konkurrenzausschlussprinzip besagt, dass es keine Koexistenz von zwei Arten gibt,

die die gleichen Minimalansprüche an ihre Umwelt stellen.

4.1.2.5. Karposen

Eine Karpose ist eine ökologische Interaktion von artfremden Organismen

(interspezifische Wechselbeziehungen), bei der einer der beiden Partner einen

Vorteil aus dem Zusammenleben zieht, während der andere Partner keinen Vorteil

erhält, aber auch nicht geschädigt wird („einseitiges Nutznießertum“).

4.1.2.5.1. Parökie

Parökie („Beisiedelung“): Leben in Nachbarschaft, wobei einer der beiden Partner

Schutz oder Nahrung erhält.

4.1.2.5.2. Entökie

Entökie („Einmietung“): Wohnen in der Behausung eines anderen Lebewesens.

4.1.2.5.3. Epökie

Epökie („Aufsiedelung“): Ständiger Aufenthalt eines Epiphyten oder Epizoe auf der

Oberfläche eines anderen Lebewesens, ohne dass der Träger geschädigt wird.

4.1.2.5.4. Phoresie

Vorübergehende Transportgesellschaft. Ein Tier (Phoret, Gast) nutzt ein anderes

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Tier (Phorent, Wirt) zum Zweck der Ortsveränderung, ohne es zu schädigen.

4.1.2.5.5. Kommensalismus

Als Kommensalismus (von lat. cum „mit“ und mensa „Tisch“, wörtlich also „mit am

Tisch“) wird jene Form des Zusammenlebens zweier artfremder Organismen

bezeichnet, bei der der eine Partner, der Kommensale, vom anderen Partner, dem

Wirt, profitiert, für den Wirt jedoch keine vor- oder nachteiligen Effekte entstehen. Der

Kommensale (Mitesser) beteiligt sich am Nahrungsrückstand des anderen

Organismus.

4.1.2.6. Symbiose

Wechselbeziehung zwischen zwei Arten zum gegenseitigen Nutzen. Der kleinere

Partner wird im Allgemeinen der Symbiont genannt, der größere Wirt. Lebt der

kleinere Partner außerhalb des Wirts, spricht man von Ektosymbiose, lebt er im

Inneren, von Endosymbiose.

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5. Zeitliche Gliederung

5.1. Wasserführung

Im Laufe eines Jahres kommt es zum Teil zu erheblichen Veränderungen der

Wasserführung (Abfluss) der oberirdischen Fließgewässer. Die Wasserführung ist

dabei abhängig von regelmäßigen Schwankungen der Großwitterung und von

kurzfristigen Wechseln im aktuellen Witterungsgeschehen.

Einige Fließgewässer führen ständig Wasser. Sie werden Dauer- oder permanente

Fließgewässer genannt. Andere führen nur zeitweise Wasser. Das sind die

intermittierenden Fließgewässer. Dazu gehören insbesondere alle Entwässerungsgräben.

Fließgewässer, die nur vorübergehend Wasser führen, bezeichnet man als

epheme Fließgewässer. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Niederschlagsrinnsale.

Die intermittierenden Fließgewässer fließen in regelmäßigen Abständen, führen also

während einer bestimmten Jahreszeit Wasser. Es sind periodische Fließgewässer.

Epheme Fließgewässer führen nur zeitweise Wasser, so nach längeren Regenfällen

in Trockengebieten. Sie heißen auch episodische Fließgewässer. Periodische und

episodische Fließgewässer werden auch als Trockenfließgewässer

zusammengefasst, die sogenannten temporären Fließgewässer.

Durch die unterschiedliche Wasserführung kommt es im jeweiligen Gewässerabschnitt

zu Veränderungen in der Tiefe (Wasserstand) und Breite des Gewässers.

Dadurch kann zwischen Höchstwasserstand, mittlerem Wasserstand und

Niedrigstwasser unterschieden werden. Die wechselnden Wasserstände haben zur

Folge, dass bestimmte Fließgewässerbereiche trockenfallen, andere zeitweise

überflutet (Auen) werden können.

Bedingt durch die wechselnden Wasserstände besiedeln auch unterschiedliche

Lebewesen die einzelnen Bereiche der Fließgewässer.

Im Gegensatz zu den lang- sowie kurzfristigen sehr starken Schwankungen der

Wasserführung der Bäche, weisen Quellen meist eine relativ konstante

Wasserführung auf.

5.2. Temperatur des Wassers

Auch die Temperatur des Quellwassers ist allgemein recht gleichmäßig. Die jährliche

Temperaturschwankung beträgt meist nur wenige Grad. Im Sommer führen die

Quellen kühleres, im Winter wärmeres Wasser. Sie frieren fast nie zu. Somit sind

Quellen ein geeigneter Lebensraum für Tiere, die gleichmäßig niedrige

Temperaturen benötigen, aber auch für Arten, die die noch tieferen

Wintertemperaturen anderer Gewässer nicht vertragen.

Gebirgsbäche sind das ganze Jahr über meist gleichmäßig kühl. Mittelgebirgsbäche

werden in Ober-, Mittel- und Unterlauf eingeteilt. Im Oberlauf ist das Wasser schon

längere Zeit den klimatischen Bedingungen ausgesetzt. Es erwärmt sich im Sommer

mehr und kühlt sich im Winter stärker ab. Insgesamt ist die Jahresschwankung der

Temperatur jedoch noch nicht sehr groß. Der Oberlauf ist noch kaltstenotherm. Nur

selten friert der Oberlauf zu und trocknet unter natürlichen Bedingungen nicht aus.

Halten Tiere nur geringe Temperaturveränderungen aus, werden sie stenotherm

genannt.

Der sich bachabwärts anschließende Mittellauf weist jährliche Veränderungen seiner

Temperatur von etwa 15 0 C auf.

Die Wassertemperatur des Unterlaufes schwankt schon beträchtlich.

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Im Niederungsbach unterliegt die Wassertemperatur den größten Veränderungen.

Meist ist sie 1 bis 3 0 C höher als die Lufttemperatur. Im Winter kann sie bis + 0,5 0 C

absinken, im Hochsommer auf 20 0 C und mehr ansteigen. Hier findet man

Lebewesen, die große Temperaturschwankungen ertragen können. Sie werden als

eurytherme Tiere bezeichnet.

5.3. Sauerstoffgehalt

Der Sauerstoffgehalt ist beim Austritt aus der Quelle gering. Er beträgt oft nur 50 %

und verändert sich für die einzelne Quelle von Jahr zu Jahr fast nicht.

Hochgebirgsbäche fließen meist schäumend und sprudelnd. So kommen sie in

intensiven Kontakt mit der Luft. Durch die niedrige Temperatur und das Fehlen von

Sauerstoff verbrauchenden Fäulnisprozessen besitzen Hochgebirgsbäche einen

hohen Sauerstoffgehalt. Meist beträgt die Sättigung 100 %. Das ist die

Voraussetzung für Tiere, die gleichmäßig kühles, sauerstoffreiches Wasser

benötigen (Kaltstenotherme, Polyoxybionte).

Der Sauerstoffgehalt hängt von Temperatur, Fließgeschwindigkeit und

Pflanzenbewuchs ab. Im Niederungsbach ist er längst nicht so hoch wie im

Gebirgsbach. Bei entsprechender Strömung in der kühlen Jahreszeit bzw. im

Sommer, wenn umfangreiche Bestände an Wasserpflanzen vorhanden sind, kann

die Sauerstoffsättigung 100 % betragen. Bei starker Erwärmung des Wassers oder

Fäulnisvorgängen im Bodenschlamm kann der Sauerstoffgehalt jedoch an den

selben Stellen um mehr als die Hälfte absinken.

5.4. Strömungsgeschwindigkeit

Die Fließgeschwindigkeit wird unter anderem vom Gefälle und der Wasserführung

bestimmt. Bei hohen Fließgeschwindigkeiten im Gebirge werden viele Gesteins- und

Erdteilchen mitgeschwemmt. Vom Ober- zum Unterbach lassen Gefälle und

Strömungsgeschwindigkeit gleichmäßig nach.

5.5. Rhythmus von Tieren

Es konnte nachgewiesen werden, dass z.B. die Entwicklung von Eintagsfliegenlarven

in Abhängigkeit von der Wassertemperatur erfolgt. Wenn im Herbst die Temperatur

auf einen bestimmten Wert abfällt, etwa auf einen Wert zwischen 5 0 C und 10 0 C,

wachsen die Larven nicht weiter. Sie überwintern in der erreichten Größe. Diese

kritische Temperatur wird auch Entwicklungsnullpunkt genannt. Steigen die

Temperaturen im Frühjahr wieder, beginnt das Wachstum erneut. Jede Art benötigt

also für die Entwicklung vom Ei zum geschlechtsreifen Insekt eine festgelegte

Wärmesumme. Da im Oberlauf eines Mittelgebirgsbaches eine geringere

Wärmemenge insgesamt zur Verfügung steht, dauert die Entwicklung zwei Jahre. Im

Mittellauf des Baches kommt es im Sommer zu einer stärkeren Erwärmung. Dort

konnte eine einjährige Entwicklung beobachtet werden.

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6. Nahrungsbeziehungen, Nahrungskette, Nahrungspyramide

6.1. Nahrungsbeziehungen

In einem Ökosystem ernähren sich die Lebewesen voneinander. Es gibt

Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Die Organismenarten in einer Lebensgemeinschaft

sind durch Nahrungsbeziehungen miteinander verbunden.

Beispiel: grüne Pflanzen -> Pflanzenfresser -> Fleischfresser -> Zersetzer

6.1.1. Produzenten

Produzenten (Erzeuger): sind autotrophe Lebewesen. Mit Hilfe der Photosynthese

unter Nutzung des Sonnenlichtes können sie aus anorganischen (z. B. Kohlenstoffdioxid

, Wasser) organische Stoffe (z. B. Traubenzucker) herstellen.

Beispiele: pflanzliche Einzeller, Algen, Moose, Samenpflanzen

6.1.2. Konsumenten

Konsumenten (Verbraucher): sind heterotrophe Lebewesen. Sie nehmen organische

Stoffe auf und wandeln sie um. Sie besitzen selbst kein Chlorophyll und sind damit

auf die von den Produzenten gebildeten organischen Stoffe als Nahrung

angewiesen.

Man unterscheidet:

Primärkonsumenten = Pflanzenfresser

Sekundärkonsumenten = kleinere Fleischfresser (Raubtiere)

Tertiärkonsumenten = Großraubtiere, die kleinere Raubtiere fressen

6.1.3. Destruenten

Destruenten (Reduzenten, Zersetzer): nehmen tote Subtanz auf und zersetzen sie.

Die organische Substanz toter Lebewesen, Fraßabfall und Kot der Konsumenten

werden zu einfacheren Stoffen und letztendlich zu Wasser, Kohlendioxid und

Mineralstoffen abgebaut. Die entstehenden abiotischen Stoffe sind dann erneut Teil

der abiotischen Umwelt. Sie können von den Produzenten wieder als Nährstoffe

verwendet werden.

Die Destruenten werden unterteilt in:

Saprophagen (Abfallfresser): Sie führen nur einen unvollständigen Abbau durch

(z. B. viele Würmer und andere Kleintiere).

Mineralisierer: Das sind die Bakterien und Pilze, die organische Substanz in

anorganische Substanz umwandeln.

6.2. Nahrungskette

Unter Nahrungsketten versteht man lineare Darstellungen der Nahrungsbeziehungen.

Eine Nahrungskette ist also eine Abfolge von Organismen, die in

Hinblick auf ihre Ernährung unmittelbar voneinander abhängig sind.

Beispiel: Alge -> Wasserfloh -> Plötze -> Hecht -> Mensch

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Nahrungsketten werden von Konsumenten verschiedener Ordnungen untereinander

gebildet. Sie verlaufen immer in eine Richtung.

Verbindet man mehrere Nahrungsketten miteinander, erhält man die komlexeren

Nahrungsnetze. Nahrungsnetze stellen Nahrungsbeziehungen realistischer dar. Je

enger ein Nahrungsgefüge, desto stabiler das System.

6.3. Nahrungspyramide

Die Nahrungspyramiden stellen eine Vereinfachung der teilweise unübersichtlichen

Nahrungsnetze dar. Hierbei werden Arten der gleichen Ernährungsstufe

zusammengefasst. Die unterste Stufe der Pyramide bilden die Produzenten. Daran

schließen sich die Konsumenten steigender Ordnung an. Die Nahrungspyramide gibt

somit Auskunft über das Verzehren und Verzehrtwerden. Die Nahrungsmengen der

verschiedenen Ernährungsstufen werden also quantitativ (massenmäßig) dargestellt.

Für die Breite der Stufen können unterschiedliche Maße verwendet werden. Dazu

gehören die Dichte, die Biomasse oder die Produktion.

Durch die Dichte wird die Anzahl der Individuen pro Flächeneinheit angegeben.

Wiegt man dieselben, kann die entsprechende Biomasse ermittelt werden. Häufig

wird sie in Trockengewicht angegeben. Der Zuwachs an Biomasse lässt sich in

Energiewerte umrechnen (1 g Trockengewicht = etwa 20 kJ) oder kann direkt als

Maß für die Produktion herangezogen werden. Man unterscheidet zwischen der

Primärproduktion der Pflanzen und der Sekundärproduktion der Konsumenten.

Dabei umfasst die Bruttoprimärproduktion die Gesamtmenge der gebildeten

organischen Substanz pro Zeiteinheit. Bei der Nettoprimärproduktion wird von der

Bruttoprimärproduktion die pro Zeiteinheit veratmete organische Substanz

abgezogen.

Konsumenten

II. Ordnung

Konsumenten

I. Ordnung

Produzenten

Kleine

Fische,

z.B. Elritze

Gelbbrandkäfer und

-larve, Libellenlarve

Wasserasseln,

Bachflohkrebs, Schlammschnecke,

Stechmückenlarve,Tubifex

Zooplakton: Hüpferlinge, Wasserflöhe

Phytoplakton: Im Gewässer schwebende Algenalgen.

Abb. 7 Beispiel einer Nahrungspyramide im Bach

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7. Zusammenstellung von typischen Pflanzen und Tieren des Gebietes und deren

Besonderheiten (Lebensraum, Entwicklung, Fortpflanzung, Gewohnheiten usw.)

7.1. Typische Tiere eines Baches

7.1.1. Bachflohkrebs Gammarus pulex)

Abb. 8 Bachflohkrebspärchen

Merkmale: Die Bachflohkrebse gehören zu den Flohkrebsen (Amphipoda). Sie sind

weißlich oder gelblich gefärbt. Die Körperlänge des Männchens kann bis zu 24 mm,

die des Weibchens um 15 mm betragen. Die Tiere besitzen nierenförmige

Komplexaugen und zwei lange Antennenpaare am Kopf. Ihr Körper ist gekrümmt und

seitlich abgeflacht. Die Tiere besitzen am Vorderkörper 7 Paar Laufbeine und am

Hinterkörper 6 Paar weitere Beine. Die Atmung erfolgt durch Kiemenplättchen.

Lebensraum: Bachflohkrebse besiedeln fast alle Gewässertypen, meist jedoch

Bäche und Flüsse. Sie kommen in sandigen oder steinigen, nicht zu sauren

Fließgewässern mit nicht zu geringem Kalkgehalt vor. Sie halten sich zwischen

dichten Wasserpflanzen, am liebsten aber unter größeren Steinen und Holzstücken

auf.

Ernährung: Ihre Hauptnahrung sind lebende und verwesende Pflanzen. Sie können

z. B. im Herbst ins Gewässer gefallene Blätter meisterhaft skelettieren, so dass nur

die harten Blattadern zurückbleiben. Daneben dienen ihnen Detritus und Aas als

Nahrung. So benagen sie auch massenhaft tote Fische. Besteht ein Mangel an

Pflanzenfutter leben sie gelegentlich räuberisch.

Fortpflanzung: Das Männchen ergreift das deutlich kleinere Weibchen kurz vor einer

Reifehäutung und hält sich tagelang auf seinem Rücken. Nach der Häutung wird es

vom Männchen mit der Bauchseite nach oben gedreht. Dann befördert dieses mit

seinen vorderen Hinterbeinen Sperma in den Brutraum des Weibchens. Der

Brutraum befindet sich innen zwischen den Laufbeinen des Weibchens. In diesen

durch Platten nach unten abgeschlossenen Raum legt das Weibchen seine Eier ab.

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Die Eizahl schwankt nach Alter, Ernährungszustand und Wohngewässer der Tiere

zwischen etwa 20 und über 100. Im Brutraum entwickeln sich die Eier in 3 - 4

Wochen zu fertig ausgebildeten, kleinen Flohkrebsen. Ein Weibchen bringt während

seines etwa einjährigen Lebens ca. 6 - 9 Bruten hervor, jeweils nach einer

Reifehäutung. Die Fortpflanzung erfolgt das ganze Jahr.

Entwicklung: Die Entwickelungszeit der Jungen beträgt im Sommer 2 bis 3 Wochen,

Im Winter dauert sie länger. In günstigen Gewässern kommt es oft zur Massenentwicklung

(> 400 Stück/m 2 ). Bis zur Geschlechtsreife machen die Bachflohkrebse

etwa 10 Häutungen durch, später während des Sommers alle 5 bis 7 Tage, im Winter

viel seltener. Insgesamt häutet sich ein Bachflohkrebs etwa 20mal.

Gewohnheiten: Werden die Tiere unter ihren Verstecken aufgestöbert, stieben sie

mit größter Hurtigkeit auseinander, um sich rasch in einem anderen Versteck zu

verbergen.

Ihre Bewegungen sind häufig sehr lebhaft. Beim Schwimmen wird der Hinterleib

abwechselnd nach vorn gegen die Bauchseite eingeschlagen und mit großer Kraft

wieder gestreckt. Bachflohkrebse schwimmen gern auf der Seite oder dem Rücken.

Oft rutschen sie in Seitenlage auf dem Boden. Die Brustbeine ziehen und schieben

dabei den Körper. Der sich krümmende Hinterleib stemmt den Körper nach vorn.

Den Winter verbringen die Tiere eingegraben im Schlamm und Sand zu.

7.1.2. Elritze (Phoxinus phoxinus)

Abb. 9 Elritze

Merkmale: Die Elritze besitzt einen gestreckten, bis zum After drehrunden Körper.

Der Schwanzstiel ist etwas abgeflacht. Die Fische haben eine Länge von meist

6 - 10 cm; Weibchen erreichen maximal 14 cm. Das durchschnittliches Gewicht

beträgt 5 g. Elritzen können ungefähr 5 Jahre alt werden. Regional gibt es

unterschiedliche Färbungen. Der Rücken ist meist dunkeloliv bis graugrün. Die

Flanken weisen dunkle, unregelmäßige Querbinden und einen goldfarbenen

Längsstreifen über der Seitenlinie auf. Zur Laichzeit erscheinen vor allem die

Männchen sehr bunt mit kräftig rotem Bauch und glänzend moosgrünen Flanken.

Beide Geschlechter zeigen einen grobkörnigen Laichausschlag auf dem Kopf.

Lebensraum: Sie besiedeln verschiedene Arten fließender und stehender Gewässer

und benötigen sauberes, klares und sauerstoffreiches Wasser. Typische Lebens-

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äume sind kleine Bäche und flache, kiesgründige Gebirgsseen bis in 2000 m Höhe.

Ernährung: Elritzen ernähren sich von kleinen Bodentieren (Z. B. Bachflohkrebsen,

Insektenlarven) und Luftinsekten an der Gewässeroberfläche. Gelegentlich wird

auch Fischlaich verzehrt.

Fortpflanzung: Zur Fortpflanzung unternehmen die Elritzen von April bis Juli kurze

Laichwanderungen. Sie ziehen in kleinen Schwärmen an flache, kiesige

Gewässerstellen; in Bächen sind dies meist quellnahe Gebiete, in stehenden

Gewässern die Uferzonen. Während der Wanderung zeigen sie bereits ihre

farbenfrohe „Hochzeitstracht“. Zur Laichzeit wird jeder Schwarm vom stärksten

Männchen beherrscht. Während der langen Laichperiode können am selben

Gewässer viele solcher Laichzüge beobachtet werden. Abgelaicht wird in Gruppen

über feinem Kies oder grobem Sand. Dabei gibt ein Weibchen 200 - 1000 Eier ab.

Die Eier werden locker im Sand vergraben. Nach 5 - 10 Tagen schlüpfen die

Jungfische. Sie sind in der ersten Zeit sehr lichtscheu und verstecken sich oft

zwischen und unter Steinen.

Entwicklung: Im Spätsommer erreichen junge Elritzen eine Größe von 3 cm. Die

Fische werden aber erst gegen Ende des ersten oder zweiten Lebensjahres

geschlechtsreif.

Gewohnheiten: Elritzen leben in teilweise großen Schwärmen nahe der

Wasseroberfläche. Der Schwarmzusammenhalt ist wohl mehr chemisch

(„geruchlich“) gelenkt. Dadurch bleibt der Zusammenhalt der Elritzenschwärme auch

nachts bestehen. Sie entfernen sich meist nicht von ihren Versteckplätzen

(überhängende Ufer mit Wurzelgewirr, Steine, dichte Pflanzengruppen unter

Wasser), in die sie sich bei Gefahr blitzschnell zurückziehen. Die Tiere haben viele

Fressfeinde und dienen zum Beispiel Bachforelle und Döbel als Beute, werden aber

auch von Eisvögeln und Wasserspitzmäusen gefressen.

7.1.3. Spitzschlammschnecke (Lymnaea stagnalis L.)

Abb. 10 Spitzschlammschnecke aus dem Hechtgraben

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Merkmale: Die Spitzschlammschnecke ist einfarbig braun und besitzt eine

Gehäuselänge von bis zu 60 mm (größte Art in unseren Gewässern). Das

hornfarbene, dünnschalige Gehäuse ist spitz wie ein Bleistift und rechtsgewunden.

Die letzte Windung ist bauchig erweitert. Sie gehört zu den Lungenschnecken.

Lebensraum: Die Schnecke lebt in der Uferregion von stehenden und langsam

fließenden Gewässern, an Steinen oder Wasserpflanzen.

Ernährung: Sie weidet Algenbelag ab, lebt von allen möglichen Pflanzen, geht aber

auch an tierische Kost. Gelegentlich wird Aas verzehrt.

Fortpflanzung: Den Laich der Spitzschlammschnecke finden wir an der Unterseite

von Blättern angeklebt. Die Eier sind in eine gallertige Masse eingeschlossen, die

meist raupen- oder wurstförmig aussieht. Die Tiere sind zwittrig. Sie vermehren sich

durch Selbstbefruchtung bzw. ein Tier übernimmt die männliche Aufgabe, das andere

die weibliche.

Entwicklung: Nach 3 Wochen, bei kalter Witterung später, kommen die kleinen

Schnecken zum Vorschein. Sie entwickeln sich recht schnell. Nach einem Jahr sind

die Tiere imstande, Eier abzulegen, obwohl sie kaum halberwachsen sind.

Gewohnheiten: Die Spitzschlammschnecke kriecht auf einem Schleimband, d.h. bei

windstillem Wetter gleitet sie mit nach unten hängendem Gehäuse am

Wasserspiegel dahin. Mit ihrer Zunge (Radula) schabt sie die Nahrung (Algen) von

Wasserpflanzen und Steinen ab. In kühlen Gewässern reicht die Sauerstoffaufnahme

über die Hautatmung aus. In warmen, sauerstoffarmen Gewässern kommt sie

zeitweise zur Wasseroberfläche, um ihre Lungen mit Luft zu füllen. Bei Gefahr bläst

sie Luft aus, zieht sich in ihr Gehäuse zurück und sinkt so auf den Grund.

7.1.4. Köcherfliegenlarve (Limnephilus flavicornis)

Abb. 11 Köcherfliegenlarve mit Köcher

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Abb. 12 Köcherfliege

Merkmale: Die Köcherfliege ist ein etwa 3 -4 cm langes, etwas

schmetterlingsähnliches (mottenartiges) Insekt mit behaarten Flügeln, die in Ruhe

dachförmig zusammengeklappt werden. Ihre Fühler sind fadenförmig. Der Körper ist

gestreckt, schmal und behaart. Der ziemlich kleine, bewegliche Kopf besitzt meist

vorquellende, große Netzaugen und häufig drei Punktaugen.

Lebensraum: Die Köcherfliegenlarve lebt in Still- und Fließgewässern.

Ernährung: Die Larve lebt von organischen Abfallstoffen am Gewässergrund, frisst

Pflanzenstoffe, jedoch auch kleinere Tiere, teilweise sogar kleinere Artgenossen.

Erwachsene Köcherfliegen lecken Pflanzensäfte auf.

Fortpflanzung: Die Eier werden in einem zusammenhängenden flachen Gelege an

Steinen, Wasserpflanzen usw. befestigt oder als ziemlich große, gallertige Laichmassen

im Wasser oder in dessen Nähe abgesetzt.

Entwicklung: Die Larve der Köcherfliege verbringt ihre Jugend im Wasser. Sie ist

kaum sichtbar. Nur Kopf und Vorderbeine schauen aus einem 3 - 3,5 cm langen,

köcherartigen Gebilde heraus. In diesen Köcher kann sie sich völlig zurückziehen.

Die Larve kann man nur schwer aus ihrem Gehäuse ziehen, da sie sich im Innern

recht fest hält. Die Atmung erfolgt mit langen, dünnen Kiemenfäden am Hinterleib.

Die Larven verpuppen sich im Köcher, der vorher am Boden oder an Steinen

befestigt wird. Die geschlüpfte Köcherfliege verlässt das Gewässer. Sie kommt erst

im Herbst zur Eiablage zurück.

Gewohnheiten: Namengebend für die Köcherfliegen sind die Köcher, in denen die

Larven leben. Diese Köcher bestehen aus verschiedenen Materialien wie

Schneckenhäusern, Blättern, Steinen oder Holzstückchen. Sie werden mit Speichel

zusammengeklebt.

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7.2. Typische Pflanzen im Fließgewässer Bach

7.2.1. Kanadische Wasserpest (Elodea canadensis)

Abb. 13 Kanadische Wasserpest im Hechtgraben

Die Kanadische Wasserpest gehört zu der Familie der Hydrocharitaceae

(Froschbissgewächse). Sie kommt in stehenden und langsam fließenden eutrophen

(nährstoffreich) Gewässern vor. Die optimale Temperatur liegt zwischen 10 - 25 0 C.

Oft überwintert sie grün.

Der dicht beblätterte, im Boden wurzelnde Stängel ist unter Wasser flutend und wird

teilweise über 1 m lang. Die Blätter der Kanadischen Wasserpest sind länglichlanzettlich

bis schmal oval und sitzen zu dritt in Quirlen.

Die Vermehrung erfolgt ausschließlich vegetativ. Die kleinen, weißen Blüten ragen

über den Wasserspiegel hinaus und sind eingeschlechtlich und zweihäusig, d.h. es

gibt Blüten mit nur weiblichen oder mit nur männlichen Geschlechtsorganen. Diese

verschiedenen Blüten befinden sich auf unterschiedlichen Individuen. Zwittrige

Pflanzen gibt es nur sehr selten. Die Blütezeit dauert etwa von Mai bis August.

Die Wasserpest wurde vor etwa 150 Jahren aus Nordamerika nach Europa

eingeschleppt und breitete sich stark aus. Sie bildete zum Teil Massenbestände und

behinderte Schifffahrt, Fischerei und Wasserabfluss. Heute hat sie sich in Lebensgemeinschaften

eingefügt. Örtlich ist sie bereits recht selten.

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7.2.2. Breitblättriger Rohrkolben (Typha latifolia)

Abb. 14 Breitblättriger Rohrkolben im Hechtgraben

Abb. 15 Breitblättriger Rohrkolben mit Blütenstand

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Diese Rohrkolbenart gehört zu den Rohrkolbengewächsen (Typhaceae). Der

Breitblättrige Rohrkolben kann eine Höhe von bis zu 2 m erreichen. Die linealischen

Blätter sind 1-2 cm breit, 1-2 m lang und blaugrün gefärbt. Am Stängelende des

Rohrkolbens befinden sich die zigarrenförmigen Blüten. Der dicke, tiefbraune Kolben

bildet den Blütenstand mit weiblichen Blüten. Darüber grenzt der schmale, hellere

Kolben mit den männlichen Blüten. Später fällt dieser männliche Teil ab. Die

Blütezeit reicht von Juni bis August.

Den Breitblättrigen Rohrkolben trifft man an den Ufern von langsam fließenden

Flüssen, Seen, Weihern und Teichen, in Klärschlammbecken und nährstoffreichen

Sümpfen an. Als Erstbesiedler von Schlammböden und auch als torfbildender

Verlandungsförderer ist er häufig eine landschaftsbeherrschende Pflanze, die meist

Eutrophierung anzeigt. Mit seinem Wurzelwerk festigt er die Ufer stehender und

fließender Gewässer.

Die weiblichen Kolbenteile werden gern als Winterschmuck genutzt.

7.2.3. Gemeines Schilf (Phragmites australis)

Abb. 16 Gemeines Schilf im Hechtgraben Abb. 17 Gemeines Schilf, Rispe

Hierbei handelt es sich um ein Süßgrasgewächs (Poaceae) mit verholzendem

Stängel. Schilf kann eine Höhe von bis zu 4 m erreichen. Das dichte, weit kriechende

Wurzelgeflecht dieses ausdauernden Grases trägt zur Bodenbefestigung und

Landgewinnung bei. Die Blätter sind bis 30 cm lang, 3 cm breit und graugrün. Sie

sind flach, am Rand schneidend und haben am Blattgrund statt eines Blatthäutchens

einen Haarkranz.

Die Rispen können bis zu 50 cm hoch werden mit 3 bis 7 Blüten pro Ährchen, die

durch weiße Haare wollig wirken. Von Juli bis September reicht die Blütezeit des

Schilfs.

Vorzufinden ist das Schilf an den Ufern langsam fließender oder stehender eutropher

Gewässer. Manchmal bildet es sogar Reinbestände.

Seine Halme kann man vielseitig verwenden: Zum Decken von Häusern, für

Rohrmatten, Gipsdecken, zur Zellulosegewinnung und viele andere Zwecke.

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7.2.4. Große Brennessel (Urtica dioica)

Abb. 18 Brennesseln am Hechtgraben

Wohl bekannt ist jedem die Brennnessel. Ihre länglich-eiförmigen Blätter und der

Stängel besitzen Brennhaare, die bei uns Menschen Jucken, Hautrötung und

Bläschenbildung hervorrufen kann.

Brennesseln sind sehr häufig. Man findet sie an Weg- und Grabenrändern, auf

Wildland und Rainen. Ihr Wachstum wurde durch die Eutrophierung der Agrarlandschaft

stark gefördert.

Die Große Brennessel kann 30 -150 cm hoch werden und ist mehrjährig. Sie blüht

von Juni bis Oktober und ist zweihäusig. Männliche und weibliche Blüten lassen sich

leicht unterscheiden.

Die jungen Frühjahrstriebe lassen sich spinatartig zubereiten und enthalten viel

Vitamin C. Früher wurden die Bastfasern der Brennessel auch für Textilien

(„Nesselgarn“, „Nesseltuch“) verwendet.

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8. Beziehungen zwischen Kleinstlebewesen, Pflanzen und Tieren an konkreten

Beispielen

8.1. Intraspezifische Beziehungen

8.1.1. Elritzen (Phoxinus phoxinus)

Elritzenschwärme bestehen immer aus gleichgroßen Tieren. Freßfeinde stehen so

vielen völlig gleich aussehenden Fischen gegenüber. Dadurch fällt den Feinden im

letzten Moment die „Entscheidung“ schwer, welche Elritze sie fressen wollen.

8.1.2. Dreistachlige Stichling (Gasterosteus aculeatus)

Der dreistachlige Stichling ist ein kleiner, seitlich abgeflachter Fisch mit spitzem Kopf

und drei breit getrennten Stacheln vor der Rückenflosse.

An einer versteckten Stelle zwischen Pflanzen baut das Männchen am Boden ein

nuss- bis faustgroßes Nest. Dieses Nest besteht aus Pflanzenmaterial und

Algenfäden. Es wird mit Hilfe eines Nierensekrets zu einem elastischen Gebilde

verklebt. Kommen Weibchen in die Nähe des Nestes werden sie mit einem

„Zickzacktanz“ begrüßt. Das laichbereitete Weibchen schwimmt in das Nest und legt

dort ca. 80 bis 100 Eier ab. Nach der Eiablage werden die Eier besamt. Danach

bewacht das Männchen den Nesteingang und verjagt jedes Tier, das sich dem Nest

zu nähern versucht. Durch lebhafte Bewegungen der Brustflossen wird dauernd

frisches Wasser zu den Eiern gestrudelt. Wenn nach etwa 10 Tagen die kleinen

Stichlinge geschlüpft sind, schützt sie der Vater noch einige Zeit vor Angreifern, hält

sie in dichten Schwärmen zusammen und holt Ausreißer mit dem Maul wieder

zurück.

8.1.3. Stockente (Anas platyrhynchos)

Die Paarbildung findet bei der Stockente schon am Ende des ersten Lebensjahres

statt. Im Herbst „verloben“ sich die Enten. Das Männchen beginnt zu balzen und

setzt dies bis zum Frühjahr fort. Das Weibchen hält die „Ehe“ sehr streng ein. Das

Männchen versucht jedoch dauernd andere Weibchen zu begatten. Das misslingt

ihm meist. Im Frühjahr kann man zwei Erpel einem Weibchen nachfliegen sehen

(sogenannte „Reihen der Enten“). Das kommt dadurch zustande, dass ein Weibchen

vor einem fremden Erpel die Flucht ergriffen hat. Der fremde Erpel folgt dem Weibchen.

Gleichzeitig fliegt das rechtmäßige Männchen hinterher. Es will sein Weibchen

nicht verlieren und will es wahrscheinlich auch vor dem „Ehebrecher“ schützen.

8.2. Interspezifische Beziehungen

8.2.1. Prädation (Räuber-Beute-Beziehung)

Die Larven von Libellen leben räuberisch im Wasser. Dazu besitzen sie eine

Fangmaske. Diese Fangmaske wird im Ruhezustand unter den Kopf gefaltet.

Kommt ein mögliches Opfer in Reichweite, schnellt dieses klauenbewehrte

Instrument hervor und die Beute wird gepackt.

Kleinlibellen (Zygoptera) bevorzugen als Beute vor allem Mückenlarven und

Kleinkrebse wie etwa die Bachflohkrebse (Gammarus spp.). Larven der

Großlibellen (Anisoptera) jagen entsprechend größere Beutetiere wie kleine

Kaulquappen oder Insekten und deren Larven.

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8.2.2. Parasitismus

Zu den Parasiten der Libellen gehören vor allem die Larven von Wassermilben, in

Mitteleuropa speziell jene der Gattungen Arrenurus und Limnochares. Die

Junglarven saugen sich an das Wirtstier an und schmarotzen von dessen Blut.

8.2.3. Symbiose

Süßwasserschwämme (Spongilla lacustris) leben oft mit symbiontischen Algen

zusammen. Durch sie sind die Schwämme häufig grün gefärbt.

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9. Zwei Beispiele für ökologische Nischen finden und begründen, nach welchen

Gesichtspunkten die Einnischung erfolgt

9. 1. Ökologische Nischen

Definition:

Die Gesamtheit aller abiotischen und biotischen Faktoren, die einer Art das

Überleben sichert, wird als ökologische Nische bezeichnet.

Das Auffinden einer ökologischen Nische ist die Einnischung. Die Einnischung dient

der interspezifischen Konkurrenzvermeidung. Eine ökologische Nische kann nur von

einer Art besetzt werden.

Im Unterschied zum Begriff ökologische Nische versteht man unter einem Habitat

den Aufenthaltsort einer Art.

Die spezifische Anpassung einer Art an die jeweiligen Umweltbedingungen hat zur

Ausbildung von besonderen Körperbaumerkmalen und Verhaltensweisen geführt.

9.2. Beispiele für Einnischung

9.2.1. Strudelwurm

Die 6 bis 17 mm lange Alpenplanarie (Planaria alpina) bewohnt die kalten Bereiche

eines Baches, insbesondere die kalten Quellen und Quellbäche. Sie bevorzugt

Wassertemperaturen von 6 - 8 0 C. Bei höheren Temperaturen wird sie kaum

angetroffen. Außerdem verlangt sie kalkhaltiges Wasser.

Dagegen findet man den Strudelwurm (Planaria gonocephala), der eine Länge von

bis zu 25 mm erreichen kann, in wärmeren Bereichen von Bächen, besonders im

Unterlauf.

Die Einnischung wurde also durch die unterschiedliche Wassertemperatur von

Bächen hervorgerufen.

9.2.2. Fischegel und Entenegel

Der sehr schlanke, bis 10 cm lange Fischegel (Pscicola geometra) bewohnt

pflanzenreiche Bäche, Flüsse, Teiche und Seen. Er saugt Blut von Fischen.

Nachdem er tagelang mit schräg vorgestrecktem Körper an Wasserpflanzen geruht

hat, steigt er dann auf einen vorbeischwimmenden Fisch über. Dort bleibt er einige

Tagen oder Wochen.

Der Entenegel (Theromyzon tessulatum) ist bis zu 5 cm lang. Sein Lebensraum

befindet sich in stehenden und langsam fließenden Gewässer, meist unter Steinen.

Er saugt das Blut von Wasservögeln. Hungrige Enten suchen im Gewässer nach

Wasserpflanzen. Nimmt die Ente mit ihrem Schnabel Nahrung auf, erzeugt sie

Wellen. Die Egel eilen dann herbei und dringen durch den geöffneten Schnabel oder

die Nasenlöcher in die Atemwege. Dort saugen sie sich zur Nahrungsaufnahme fest.

Die Einnischung geschieht hier infolge der unterschiedlichen Nahrung.

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10. Quellen

Literaturquellen:

- Heiko Bellmann: Leben in Bach und Teich : Pflanzen und Wirbellose der

Kleingewässer. Hrsg. von Gunter Steinbach. Steinbachs Naturführer. Mosaik-

Verlag, München, 1996

- Brehm, Jörg ; Meijering, Meertinus Pieter Daniel: Fließgewässerkunde :

Einführung in die Ökologie der Quellen, Bäche und Flüsse. Quelle & Meyer,

Wiesbaden, 1996, 3., überarb. Aufl.

- Roland Gerstmeier, Thomas Romig: Die Süßwasserfische Europas. Franck-

Kosmos Verlags-GmbH & Co. KG, Stuttgart, 1998

- Handbuch Natur: Tiere und Pflanzen unserer Heimat. Ein Lehr- und Bestimmungsbuch

mit über 750 farbigen Abbildungen. Seehamer Verlag, Weyarn

- Frank und Katrin Hecker: Tiere & Pflanzen. Bach und See. Franck-Kosmos

Verlags-GmbH & Co. KG, Stuttgart, 2006

- Inge Kronberg: Biologie für Gymnasien. Natura. Oberstufe. Ökologie. Ernst Klett

Verlag, Stuttgart, Düsseldorf, Leipzig, 2. Auflage, 1996

- Oswald Rottmann, Paul Höfer: Lexikon Biologie. Fachbegriffe der Biologie. Stark

VerlagsgesellschaftmbH & Co. KG. Freising, 2002

- Wilfried Stichmann: Der große Kosmos Naturführer. Tiere und Pflanzen. Franckh-

Kosmos Verlags-GmbH, Stuttgart, 2003

Internetquellen:

- www.wikipedia.de

- www. hausarbeiten.de/faecher/hausarbeit/bik/23119.html

- www.duh.de/872.html

- www.schule.de/j/schlegelgym/bio/4_1.htm

Quellen der Bilder:

- http://reflex.at/~biolab/Unterseiten/Fotoseiten/Tiere_im_Wasser/gammarus_kop.h

tm

- http://www.pivi.de/_php/adodb/autor.php?Artname=Elritze

- http://www.laubfrosch-hannover.de/tier_m05/tier_m12.html

- www.hydro-kosmos.de/klforsch/wasinsek.htm

- http://www.killi-foto.de/insekten.html

- http://www.ruhr-uni-bochum.de/boga/html/Typha_latifolia_Foto.htm

- http://www.pflanzenphotos.de/DisplaySpecies.asp?pSpecies=Phragmites_australi

s_4.jpg

- http://www.giftpflanzen.com/urtica_dioica.html

- http://maps.google.de/maps

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