Biodiversität

Biodiversität Übung

• Definiere den Begriff Biodiversität.

  Tipps

  Überlege, aus welchen Komponenten die Artenvielfalt besteht.

  Lösung

  Die Gesamtheit aller Arten auf diesem Planeten wird Biodiversität genannt. Zusätzlich zur reinen Anzahl an Arten beinhaltet sie auch noch die Variation innerhalb einer Art.

  Biodiversität sichert die Stabilität der Ökosysteme, da verschiedene Arten unterschiedliche Funktionen innerhalb des Ökosystems haben. Ist die Biodiversität hoch, können Veränderungen in einem System abgefedert werden. Je geringer sie wird, desto instabiler und anfälliger wird das System.

• Stelle die ökologisch bedeutenden Tätigkeiten von Lebewesen dar.

  Tipps

  In der Aufgabe werden verschiedene Pflanzenarten und -bestandteile aufgezeigt. Um diese ihren ökologisch bedeutenden Tätigkeiten zuzuordnen, überlege, wo genau die Pflanzen beziehungsweise die Pflanzenteile vorkommen.

  Lösung

  Die Früchte von Tomatenpflanzen werden von Mensch und Tier als Nahrung genutzt.

  Pflanzenwurzeln arbeiten sich in den Boden und schützen diesen dadurch vor Erosion.

  Wasserpflanzen reinigen Teiche, Seen oder Flüsse, indem sie Schadstoffe aus dem Wasser binden.

  Bienen sammeln bei der Nahrungssuche Pollen und bestäuben damit Pflanzen.

  Bäume reinigen die Atmosphäre, indem sie Schadstoffe aus der Luft entfernen.

• Erkläre, warum eine hohe Biodiversität für den Menschen wichtig ist.

  Tipps

  Überlege, durch welche biologischen Tätigkeiten ein Produkt entsteht, welches der Mensch nutzt. Die oben aufgeführten Produkte sind zum Beispiel Kirschmarmelade, sauberes Wasser, gesunder Boden und saubere Zimmerluft.

  Lösung

  Eine hohe Biodiversität ist lebenswichtig für den Menschen, da er sich viele der lebenserhaltenden Tätigkeiten von Lebewesen in der Natur zu Nutze macht.

  Die sexuelle Fortpflanzung von Pflanzen wird häufig mithilfe von Insekten wie Bienen, Hummeln oder Schmetterlingen durchgeführt. In Kirschplantagen setzt der Mensch Bienenvölker aus Imkereien ein, um die Blüten zu bestäuben und somit für eine reiche Kirschernte zu sorgen.

  Natürliche Gewässer haben die Eigenschaft der Selbstreinigung. Das bedeutet, dass in sauerstoffreichem Wasser tote Biomasse durch Bakterien, Pilze oder kleine Tiere abgebaut werden. Dieses Prinzip wird auch in Kläranlagen genutzt, um Abwasser wieder aufzubereiten.

  Es gibt verschiedene Prozesse, die zur Bodenbildung beitragen. Lebewesen wie Regenwürmer oder Bodenbakterien beeinflussen die Entstehung von gesundem Boden, indem sie ihn durchmischen oder tote Biomasse zersetzen und so dem Boden Nährstoffe zuführen.

  Pflanzen wandeln nicht nur das Kohlenstoffdioxid aus der Luft in Sauerstoff und Traubenzucker um, sondern können über ihre Blätter und Wurzeln auch Schadstoffe aufnehmen. Deswegen sorgen Zimmerpflanzen nachweislich für ein besseres Raumklima in menschlichen Wohnungen.

• Vergleiche erneuerbare und nicht-erneuerbare Rohstoffe.

  Tipps

  Der Unterschied zwischen erneuerbaren und nicht-erneuerbaren Ressourcen liegt primär im Regenerationszeitraum. Einige nicht-erneuerbare Ressourcen können sich nicht regenerieren. Andere regenerieren zwar, allerdings in sehr langen Zeiträumen, z. B. Jahrmillionen. Erneuerbare Ressourcen regenerieren sehr viel schneller, z. B. in weniger als einem Menschenleben.

  Auch erneuerbare Ressourcen können bei nicht nachhaltiger Behandlungsweise verbraucht und damit erschöpft werden.

  Lösung

  Erneuerbare Ressourcen haben die Eigenschaft, dass sie sich in einem Zeitraum regenerieren können, der für die Menschheit relevant ist. Fischbestände sowie auch andere Tiere können sich reproduzieren. Wälder und Getreide sowie andere Pflanzen können nachwachsen. Auch Süßwasser zählt zu den erneuerbaren Ressourcen.

  Ob all diese Rohstoffe tatsächlich regenerieren, hängt von ihrer Nutzung ab. Werden z. B. Fischbestände überfischt, Wälder gerodet oder sinkt der Grundwasserspiegel durch eine zu hohe Entnahme von Süßwasser, können diese Ressourcen erschöpfen. Ein nachhaltiges Wirtschaften ist daher wichtig, um Ressourcen zu erhalten.

  Metalle wie Kupfer oder Eisen, dem Hauptbestandteil des Stahls, kommen vorwiegend in der Erdkruste vor. Wurden sie von da einmal entnommen, gelten sie als verbraucht und können nicht mehr regeneriert werden. Recycling ist ein wichtiger Prozess, um diese Metalle wiederzuverwerten.

  Erdöl und Kohle sind fossile Brennstoffe, welche durch geologische Prozesse im Lauf von Jahrmillionen aus abgestorbener Biomasse entstehen. Sie regenerieren sich zwar, aber so langsam, dass sie für die Nutzung durch den Menschen als verbraucht gelten, sobald sie entnommen wurden.

• Beschreibe die Auswirkungen vom Verlust der Biodiversität auf den Menschen.

  Tipps

  Kann der Mensch bestehen, wenn die Ressourcen, die er aus der Natur entnimmt, wegfallen?

  Überlege, ob der Mensch tatsächlich sämtliche lebenserhaltenden Tätigkeiten, welche von Lebewesen erbracht werden, übernehmen könnte. Um welche Tätigkeiten handelt es sich hierbei?

  Lösung

  Eine hohe Biodiversität ist überlebenswichtig für den Menschen. Sämtliche Nahrungsmittel, viele Medikamente und Materialien wie Holz, Wolle oder Kohle kommen von Lebewesen. Verringert sich die Artenvielfalt, wird die Verfügbarkeit dieser Ressourcen eingeschränkt.

  Artenverlust beeinflusst ebenfalls viele Tätigkeiten von Lebewesen, von denen der Mensch profitiert bzw. welche er sich zunutze macht, beispielsweise die Bestäubung von Pflanzen oder die Reinigung der Atmosphäre.

  Ein Verlust an Artenvielfalt bedroht Ökosysteme, welche der Mensch auch zum Überleben benötigt.

• Erkläre die Auswirkungen von Biodiversitätsverlust auf die Stabilität von Ökosystemen.

  Tipps

  Betrachte die beiden Abbildungen genauer. Anhand der Größe der Kästchen kannst du in etwa ableiten, wie viele Individuen es von einer Art in diesem Ökosystem gibt. Verändert sich diese Anzahl von ersten zum zweiten Bild?

  Auch die Pfeile helfen dir weiter: Die roten Pfeile im zweiten Bild zeigen eine Veränderung an. Anhand der Pfeildicke kannst du erkennen, wie viel einer Ebene im Nahrungsnetz von der jeweils oberen Ebene gefressen wird.

  Die Organismen in einem Nahrungsnetz sind miteinander verbunden. Änderungen, z. B. durch Störungen von außen, welche an einer Stelle entstehen, haben über kurz oder lang Auswirkungen auf sämtliche anderen Glieder im Nahrungsnetz. Betrachte die Änderungen vom ersten zum zweiten Bild. Wie könnten diese sich auf den Rest des Nahrungsnetzes auswirken?

  Lösung

  Die Glieder eines Nahrungsnetzes sind voneinander abhängig. Ändert sich der Zustand von einem, so werden im Laufe der Zeit auch alle anderen ebenfalls von dieser Änderung betroffen sein. Herrscht in einem Ökosystem eine hohe Biodiversität, so können Veränderungen abgepuffert werden. Ist das nicht der Fall, wird das Nahrungsnetz und damit das Ökosystem instabil.

  Das erste Bild oben zeigt ein Ökosystem im Gleichgewicht. Die Basis des Nahrungsnetzes in diesem Ökosystem stellt das Phytoplankton, welches die Nahrungsgrundlage für das Zooplankton bildet. Zooplankton wiederum wird von verschiedenen Organismen, wie Fischlarven, Quallen oder Beutefischen gefressen. Die Fischlarven entwickeln sich außerdem im Laufe ihres Lebens zu Beutefischen weiter. Quallen bilden in diesem Beispiel einen Teil der Nahrung von Schildkröten und Thunfischen. Beutefische werden zusätzlich zu Thunfischen auch von Seevögeln gefressen. Das Fressen und Gefressenwerden hält sich die Waage. Alle Populationen sind im Gleichgewicht miteinander.

  In unserem Beispiel werden durch Überfischung einige der Top-Räuber in diesem Nahrungsnetz entnommen: Thunfische und Schildkröten. Damit fallen die natürlichen Fressfeinde der Qualle weg. Folglich wird die Quallenpopulation nicht mehr von oben kontrolliert und nimmt zu. Quallen ernähren sich von Zooplankton. Mehr Quallen bedeutet also, dass die Nahrungsverfügbarkeit von Zooplankton für Fischlarven und Beutefische sinkt. Außerdem fressen Quallen auch Fischlarven und verringern damit die Beutefischpopulation noch weiter. Weniger Beutefische wirkt sich auch auf die Seevögel, die sich von den Beutefischen ernähren, negativ aus. Die Entnahme der Räuber aus der oberen Ebene des Nahrungsnetzes führt zu einer Zunahme der Quallenpopulation und einer Abnahme von Beutefisch- und Seevögelpopulation.