Tutorium Physische Geographie im SS 2008

1. Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut für Physische Geographie und Quantitative Methoden Prof. Dr. Jucundus Jacobeit Tutorium Physische Geographieim SS 2008 7. Sitzung Tutorin: Claudia Weitnauer

2. Wiederholungsfragen Vegetation • Unterscheiden Sie Kormophyten von Thallophyten und nennen Sie je ein Beispiel. • Was versteht man unter Photosynthese und von welchen Faktoren hängt sie ab? • In welcher Klimazone sind C4 – Pflanzen weit verbreitet? • Skizieren Sie an einem ausgesuchten Beispiel einer Nahrungskette die 4 trophischen Ebenen!

3. Arealkunde • Evolution: ist das Resultat des Zusammenspiels von Mutation, Gen-rekombination und natürlicher Selektion. Der Zufall kommt als weiterer Faktor dazu.  Mutation und Rekombination von Genen führen zu Variationen des Erbgutes.

4. Arealkunde • In Abhängigkeit von ihrer genetischen Beschaffenheit werden die unterschiedlichen Individuen unterschiedlich erfolgreich in ihrer Umwelt sein. • Die Erfolgreicheren setzen sich durch (natürliche Selektion), die weniger erfolgreichen sterben aus. Charles Darwin (1809- 1882)

5. Arealkunde Die Neubildung von Arten (Speziation) erfolgt räumlich unterschiedlich durch Mutation, Kreuzung, natürliche Selektion und Isolation. • Allopatrische Artbildung: Aufspaltung einer Art in zwei oder mehrere Arten durch räumliche Trennung (Isolation) • Peripatrische Artbildung: Am Rande eines Verbreitungsgebiets lebende Population wird zunehmend isoliert und entwickelt sich unterschiedlich weiter.

6. Arealkunde Links: allopatrische Artbildung, Rechts: peripatrische Artbildung

7. Arealkunde • Parapatrische Artbildung: Aneinandergrenzende Populationen entwickeln sich unterschiedlich weiter • Sympatrische Artbildung: Gemeinsam vorkommende Populationen entwickeln sich unterschiedlich weiter

8. Arealkunde - wichtige Begriffe • Kladogenese: evolutionäre Entstehung zweier Tochterarten aus einer Mutterart • Anagenese: Stammesentwicklung, aus Art A wird Art B

9. Arealkunde – Wichtige Begriffe • Radiation: Durch klimatische, geologische oder geomorphologische Veränderungen hervorgerufene Änderung der Existenzmöglichkeiten und Konkurrenzsituation eines Taxons, in deren Folge eine intensive Artaufspaltung einsetzt. • Adaptive Radiation: Bei dieser Version der Radiation erfolgt eine durch unterschiedliche Anforderungen der Umwelt provozierte, meist relativ schnelle Entstehung neuer Arten (Artaufspaltung).

10. Adaptive Radiation Oben die Hawaiianische Inselgruppe Links die adaptive Radiation auf den Hawaiianischen Inseln der Vogl-Gattungen Chlorophania und Tanagra.

11. Arealkunde – Wichtige Begriffe • Mikroevolution: Evolution in relativ kurzem Zeitraum • Makroevolution: über geologisch lange Zeiträume) • Konvergenz: durch gleichsinnige Anpassung an analoge Lebensbedingungen entwickelte äußere Ähnlichkeiten genetisch verschiedener Organismen

12. Konvergenz

13. Biodiversität = biotische Vielfalt = Konzept zur Fassung der Vielfalt unserer Umwelt Umfasst… … Vielfalt von Arten in ihrer genetischen Diversität … Vielfalt funktioneller Gruppen und trophischen Ebenen … Vielfalt von Lebensgemeinschaften (Ökosysteme)

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

15. Biodiversität • Artendichte: ist die Anzahl der Arten je Bezugsfläche; es gibt Gebiete mit Artenreichtum und Artenarmut • Individuendichte: kennzeichnet die Anzahl der einzelnen Individuen einer Art • Artenarme Gebiete können individuenreich sein und umgekehrt. • Relation von Arten- zu Individuenmenge bezeichnet man als Diversität • Artenreichtum beschreibt die Anzahl der Arten in einer Lebensgemeinschaft.

16. Biodiversität Parameter für Artenreichtum: • Größe des Lebensraumes (je größer, desto reicher) • Höhenlage (Abnahme mit der Höhe) • Heterogenität der Umwelt (je heterogener, desto höher) • Ressourcenspannweite (je mehr R., desto artenreicher) • Räuml. Produktivität (je wärmer und feuchter, desto höher) • Störungen (regelmäßige, mittlere Störungen wirken erhöhend) • Entwicklungsgeschichtliches Alter (je älter und reifer, desto höher • Konkurrenz /Pedation (je höher Spezialisierung, desto reicher)

17. Biodiversität Man unterscheidet: α- Diversität: Artenvielfalt einer Biozönose ß- Diversität: Unterschied zwischen verschiedenen Biozönosen γ- Diversität: Vielfalt der Strukturen eines Lebensraumes

18. Artenzahlen • Global gibt es etwa 2- 2,5 Mio. Arten • Es gibt deutlich mehr Tier- als Pflanzenarten • Höchste Biodiversität in feuchten subtropischen und tropischen Gebirgen

19. Artenzahlen Weltweite Hotspots der Biodiversität (Megadiversitätsländer): • Kolumbien • Ecuador • Peru • Brasilien • Kongo • China • Madagaskar • Indien • Malaysia • Indonesien • Australien • Mexiko

20. Arealsysteme • Areal: bezeichnet das Verbreitungsgebiet einer Art, Gattung oder Sippe • Areale werden durch Feldarbeit (Beobachtungen) erfasst und in Arealkarten dargestellt. • Man unterscheidet Umriss-, Flächen-, Punkt- oder Raster-Verbreitungskarten.

21. Arealsysteme

22. Arealformen • Geschlossene Areale: zusammenhängendes Verbreitungsgebiet, Genfluss zwischen allen Populationen möglich Geschlossenes Areal des Ahorn

23. Arealformen • Disjunkte Areale: unzusammenhängendes Verbreitungsgebiet, es bestehen zwei oder mehr Teilareale Disjunktes Areal der Zirbelkiefer

24. Arealformen • Exklaven: Vom Hauptareal isolierte Teilareale mit wesentlich geringerer räumlicher Ausdehnung • Vorposten: eine bis wenige vom Hauptareal isolierte Populationen

25. Arealmuster • 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.

26. Arealmuster • Endemiten sind Taxa, die ausschließlich in einem bestimmten oft eng begrenzten Gebiet vorkommen. • Endemische Arten sind z.B. die Rotbuche in Europa oder die Alpennelke in den nördlichen Kalkalpen sowie Pandabären in China.  Der Grad des Endemismus ist ein Maßstab für die Dauer und das Ausmaß der Isolation eines Gebietes. Deswegen besitzen Inseln und Hochgebirge oft besonders hohe Zahlen von Endemiten.

27. Endemische Arten • Reliktendemiten: Der Endemismus phylogenetisch meist älterer Sippen, die sich gegenwärtig aufgrund veränderter Umweltbedinungen nur noch auf kleinen Restflächen eines einst größeren Verbreitungsareals halten können. Verbreitung der fossilen Ginkgo-Gewächse (gerastert)und der rezenten Art ;Ginkgo biloba (Pfeile)

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

29. Endemismus- 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.

30. Endemismus Disjunkte Areale oder Reliktendemiten, deren ehemals größere Verbreitung z.B. durch Umweltveränderungen dezimiert wurde, sind auch in Mitteleuropa vertreten. Der Begriff „arktotertiäre Reliktflora“ bezeichnet unsere heutige verarmte Flora, die sich aus Teilen der tropischen Tertiärflora aufbaut.

31. Vikarianz …getrennte Verteilungsmuster verwandter Taxa, die ähnliche Habitate belegen (vikariierende Arten) …nahe verwandte Taxa vertreten einander in geographischen Räumen bzw. unter bestimmten ökologischen Bedingungen, d.h. sie bewohnen jeweils gleiche oder ähnliche ökologische Nischen

32. Vikariierende Arten Schwarzrandige Schafgarbe, Ostalpen Moschus- Schafgarbe, Ostalpen

33. Pseudovikarianz …ökologische Stellenäquivalenz …nicht verwandte Taxa bei denen Vikarianz zu erkennen ist