ökosysteme

Ökosysteme – Eine einfache Einführung ins Thema | Für Schüler

Du hast bestimmt schon oft den Begriff “Ökosysteme” gehört. Egal ob im Bio-Unterricht oder in den Nachrichten.

Aber hast du dich dabei eigentlich schon mal gefragt, was ein Ökosystem überhaupt ist? Der Begriff hat in der Wissenschaft und im alltäglichen Leben nämlich ganz verschiedene Bedeutungen.

Da es ein sehr weit gespanntes Thema ist, möchten wir dir hier eine einfache Einführung geben und alle Fragen, die du vielleicht hast beantworten.

Lass uns gleich damit anfangen!

Damit du Ökosysteme besser versteht, fangen wir am besten beim Namen an. Der Begriff Ökosystem kommt aus dem Altgriechischen und steht für “das Zusammengestellte” oder “das Verbundene”.

Der Name leitet sich davon ab, das mehrere Lebensformen (z. B. Pflanzen, Beutetiere, Raubtiere) in einem Ökosystem existieren können. Jede dieser Lebensformen bilden einen Teil der Gemeinschaft, die zusammengefasst als Biozönose bezeichnet werden.

In der Wissenschaft gibt es keine Wertung dazu, ob ein Ökosystem schützenswert ist, die Wertung kommt aus den Bereichen der Politik und Gesellschaft.

Natürlich besteht das Ökosystem nicht nur aus lebenden Teilen.  Es besteht auch der Umgebung, in der sich diese Leben abspielt. Dabei sprichst du dann entweder von einem Lebensraum (Menschen und Tiere), einem Habitat (Tiere und Pflanzen) oder einem Biotop (Pflanzen).

Ein Ökosystem besteht immer aus der Biozönose (allem Lebendigen) und deren zugehörigen Lebensraum.

ökosysteme aufbau
Der strukturelle Aufbau eines Ökosystems

Alle Grafiken, die wir selbst erstellt haben, stehen euch zur freien Verfügung! Klickt einfach auf die Grafiken, damit ihr sie runterladen könnt!

Ökosysteme oder Biome?

Ökosysteme sind die kleinste Einheit eines großen Ganzen. Mehrere zusammengehörige Ökosysteme bilden eine Ökoregion oder ein Biom.

Terrestrische Ökosysteme und aquatische Ökosysteme können zusammen ein Biom formen. Denk einfach an Regenwälder.

Umgangssprachlich wird mehr als Ökosystem bezeichnet, als es tatsächlich ist. Was wirklich gemeint ist, sind Biome.

Ein Biom wird durch Vegetation (Pflanzen) charakterisiert. Jedoch achted niemand außerhalb der Wissenschaft genau darauf, ob du Ökosystem oder Biom sagst.

Du kannst also ruhig weiter von Ökosystemen sprechen, auch wenn du jetzt weißt, dass ein Regenwald ein Biom ist.

Wie funktionieren Ökosysteme?

Um ein Ökosystem am besten zu verstehen, muss man seine Bestandteile kennen. Dazu betrachted man die Beziehung zwischen allen Komponenten die das Ökosystem ausmachen. Diese werden in einem Modell dargestellt.

Je höher die Wissenschaft geht, desto technischer wird das Modell. Für uns reicht jedoch dieses einfache Diagramm.

stoffkreislauf ökosystem
Der Stoffkreislauf eines Ökosystems

Die Beziehung aller Komponenten eines Ökosystems wird durch ihre Wechselwirkung bestimmt. Denn die Konsumenten und Produzenten der Nahrungskette sind voneinander abhängig. 

Einfach erklärt bedeutet das: Die grünen Pflanzen ernähren sich von den Nährstoffen, die Pilze und Bakterien aus den Ausscheidungen sowie Überresten der Beute- und Raubtiere gewinnen.

Im Gegenzug ernähren sich Beutetiere von den grünen Pflanzen und Raubtiere von den Beutetieren.

Destruenten, Produzenten und Konsumenten im Stoffkreislauf

Daher unterscheiden wir auch zwischen Konsumenten*, Produzenten* und Destruenten* in der Nahrungskette.

(Diese* Begriffe klingen vielleicht etwas fachsprachlich, aber keine Sorge, sie werden später im Blog im Detail erklärt!)

Jedoch ist der Stoffkreislauf etwas komplizierter, da auch abiotische Faktoren den Stoffkreislauf beeinflussen. Zum Beispiel die Menge Regen, die fällt, wie viel Sonnenstunden ein Jahr hat und natürlich auch welche Einflüsse menschliches Handeln hat.

Die Regenmenge, sowie Sonnenstunden und das Eingreifen durch Menschen in ein Ökosystem werden als Standortfaktoren bezeichnet.

Ökosystem (offenes System) – Ökosystem (geschlossenes System)

Du hast bestimmt schon von offenen und geschlossenen Ökosystemen gehört, aber es gibt in der Realität überhaupt keine Grenzen.

Wenn ein Ökosystem als geschlossen bezeichnet wird, hat ein Wissenschaftler diese Grenzen selbst bestimmt. Es macht ihre Arbeit einfacher, da sie sich nun auf einen kleinen Teil konzentrieren können.

Wenn man wirklich alles räumlich abgrenzen will, würde man von einem Ökotop sprechen. Das kommt aber wirklich nur sehr selten vor.

Ökosysteme werden durch Großräume getrennt. So kannst du zum Beispiel sagen, dass der ökologische Kreislauf eines Bioms im Prinzip gleich ist. Jedoch unterscheidet er sich in den Arten, die es behaust.

So sind zum Beispiel Wälder im Prinzip ihrer Nahrungskette gleich, jedoch behausen Wälder in Deutschland, andere Tiere und Pflanzen als Wälder in Südamerika.

Wie beschreibt man Ökosysteme?

Es gibt drei Hauptbegriffe, die zur Beschreibung von Ökosystemen genutzt werden.

Ein Ökosystem ist…

Offen

Wie bereits erwähnt, gibt es keine echten Grenzen im Ökosystem. Was wichtig ist, ist das ein Stoffkreislauf stattfinden kann.

Dynamisch

Ökosysteme verändern sich ständig. Sie passen sich an oder bestimmte Teile werden negativ durch abiotische Veränderungen beeinflusst. Das ist Selbstorganisation.

Also Veränderungen, die vom Ökosystem ausgehen. Es passt sich abiotischen Veränderungen an.

Komplex

Ein Ökosystem besteht aus biotischen (z. B. Pflanzen, Tieren, Menschen) und abiotischen Teilen. Da ein Ökosystem an sich keine festen Grenzen hat, können eine Vielzahl von biotischen und abiotischen Elementen ein Ökosystem bilden. Je größer diese Gemeinschaft ist, desto komplexer das Ökosystem.

Du kannst jedoch nicht davon ausgehen, dass jedes Ökosystem, das einer gleichen Gruppe angehört (Wälder, Gewässer etc.) gleich ist. Je nach Region in der sie vorkommen, können sie sehr verschieden sein.

Die Rollenverteilung im Ökosystem

Egal wie komplex ein Ökosystem ist, jeder Teil besitzt eine bestimmte Rolle, die er ausfüllt.

Diese Rollen sind:

primärproduzenten ökosysteme

Alle Konsumenten der anorganischen Stoffe, also Sonnenenergie, Nährstoffe aus dem Wasser und der Erde, verwerten.

Zum Beispiel Pflanzen, da sie Fotosynthese betreiben. Jedoch gibt es noch kleinere Primärproduzenten in Form von Bakterien und Archaeen, die genau wie Pflanzen dieselben anorganischen Stoffe verwerten können

herbivore ökosysteme

Konsumenten sind alles das sich von Produzenten, anderen Konsumenten oder Destruenten ernähren kann.

Tiere und Menschen sind deswegen auf dieser Stufe.

Jedoch unterscheidet man unter Konsumenten von denen, die sich von Primärproduzenten ernähren, also Pflanzenfressern (Herbivoren), die der unteren Ordnung der Konsumenten angehören.

karnivore ökosysteme

Auf der höheren Stufe der Konsumenten stehen Fleischfresser (Karnivore).

Wusstest du, dass Menschen und Schweine eine ähnliche Gebiss Struktur haben? Als Konsumenten sind wir nämlich Omnivore, wir können also Pflanzen und tierische Proteine verdauen. Daher haben wir Schneide- und Mahlzähne.

destruenten ökosysteme

Im Laufe ihres Lebens produzieren Konsumenten Abfallstoffe (Ausscheidungen, Haare und Hautschuppen bis hin zur Leiche), die dann durch Destruenten abgebaut werden.

Sie werden zu Nährstoffen weiterverarbeited, die dann an Primärproduzenten zurückgegeben und wiederverwendet werden.

Dadurch wird der Stoffkreislauf aufrecht erhalten.

Ökosysteme haben Nahrungsnetze, die immer aus zwei Teilen bestehen. Dabei bilden grüne Pflanzen immer die Grundlage beider Teile.

Es handelt sich zu einem um das Konsumenten-Nahrungsnetz, das aus alle denjenigen besteht, die sich von grünen Pflanzen ernähren. Und denen die sich von Herbivoren ernähren.

Die Ausscheidungen der Konsumenten bis zu den Konsumenten selbst werden dann von Destruenten wiederverwertet.

Das Destruenten-Nahrungsnetz kann größer als das der Konsumente sein, da die Destruenten oft mikroskopisch klein sind.

Wie verändern sich Ökosysteme?

In der Ökologie gibt es verschiedene Wege, um zu bestimmen, ob sich ein Ökosystem wirklich verändert hat.

Das bedeutet für manche Wissenschaftler, dass sich ein Ökosystem erst verändert, wenn die Arten von Tieren und Pflanzen sich anders verhalten. Zum Beispiel gibt es plötzlich mehr Ableger einer bestimmten Pflanze.

Wusstest du schon, dass Großstädte eine neue Form des Ökosystems sind? Tiere und Menschen haben sich ihrer neuen Umgebung bereits angepasst.

Dann gibt es auch Wissenschaftler, die davon ausgehen, dass die Veränderungen durch den Ablauf der ökologischen Prozesse gemessen wird.

Solange sich am Wertstoff- und Energiekreislauf sich nicht verändert, hat sich ihrer Meinung nach das Ökosystem auch nicht verändert.

Kontrollmechanismen

Es gibt keine festen Belege dafür, wie die Kontrollmechanismen eines Ökosystems funktionieren. Deswegen geht man von zwei Hauptthesen aus:

Das “Bottom-Up” Prinzip: Begründet durch Raymond L. Lindeman besagt diese Theorie, das Primärproduzenten die Ressourcen, auf die sie zurückgreifen können, voll ausschöpfen.

Damit nutzen sie 100% der Energie. Ein Teil der Primärkonsumenten wird dann von Konsumenten der unteren Ordnung verzehrt.

Diese Primärkonsumenten können jedoch nur 10% der Energie für sich selbst nutzen. Je höher wir uns in der trophischen Pyramide bewegen, desto geringer wird der Prozentsatz der Energie, die von den Konsumenten weitergegeben wird.

ökosystem trophische pyramide
Energie Kreislauf im "Bottom-Up" Prinzip. Erklärt an der trophischen Pyramide.

Dieser Logik halber gibt es mehr Pflanzen als Beutetiere, da die Pflanzenfresser nicht 100% der Energie zur Fortpflanzung nutzen können. Da sie noch weniger Energie an Raubtiere abgeben, ist die Zahl von Fleischfressern auf eine noch kleinere Menge reduziert.

Das “Top-Down” Prinzip besagt, das grüne Pflanzen durch Herbivore kontrolliert werden. Da diese im Gegenzug von Karnivoren gejagt und gefressen werden, gibt es immer noch grüne Pflanzen auf dem Planeten.

Die verschieden regulierenen Konsumenten so den Primärproduzenten und sich selbst.

Stabilität

Dieser Begriff ist für die Wissenschaft nur besonders interessant, wenn es darum geht, zu untersuchen, warum manche Ökosysteme trotz Veränderungen der Umwelt nicht an Stabilität verlieren.

Generell wird die Stabilität von Ökosystemen in 3 Kategorien unterteilt:

Persistenz

Auch über einen längeren Zeitraum verändert sich das Ökosystem nicht.

Resilienz

Es gibt Störungen. Das Ökosystem hat sich aber erholt und befindet sich wieder in seinem vorherigen gesunden Zustand.

Resistenz

Es gibt Störungen, aber das Ökosystem hält stand. Es gibt keine Veränderungen.

Stabilität und Konstanz werden dabei nach Räumlichkeit und Zeitspanne untersucht. Damit man wirklich aussagekräftige Ergebnisse erhält, muss man über Jahre hinweg ein Ökosystem beobachten.

Störung

Mach dir keine Sorgen! Eine Störung im Ökosystem ist nicht zwingend etwas Schlechtes. Klingt das komisch? Denk dran, das die Wissenschaft nie mit Wertungen arbeitet.

Ein Beispiel einer von Menschen regulierten Störung eines Ökosystems fand in 1995 in den Vereinigten Staaten statt. Dabei wurden Rudel grauer Wölfe im Yellowstone National Park freigelassen.

Wölfe wurden zum größten Teil in Teilen Amerikas und Europas vom Menschen ausgerottet. Das Ökosystem Yellowstone hat seitdem positive Veränderungen verzeichnet.

yellowstone

So wurde zum Beispiel die Population der Elche, die durch ihr Abfressen von Bäumen die Pflanzenvielfalt im Park stark angegriffen hat, reduziert.

Die Studie zum Ökosystem Yellowstone wurde über die Zeitspanne von 25 Jahren geführt. Ökologen kamen zum Ergebnis, das Wölfe dabei halfen, das Ökosystem zu stabilisieren.

ökosysteme yellowstone

Bei Störungen ist zu beachten, dass du sie auf einer Skala betrachten musst. Diese Skala bezieht sich darauf, wie groß die Auswirkung auf das Ökosystem ist.

Zum Beispiel ist es okay, wenn ein Baum stirbt, weil ein Reh seine schützende Rinde gefressen hat. Jedoch ist eine zu große Zahl an Rehen, die Baumrinden fressen für den Wald gefährlich.

Auch Waldbrände können im regulierten Ausmaß für einen Wald gut sein. Brandrodung hilft dem Wald, sich zu regenerieren.

ökosysteme brand

Die Asche enthält Nährstoffe die Destruenten und Primärproduzenten nutzen können.

Jedoch sind größere, nicht kontrollierte Waldbrände eine Störung, die als Katastrophe bezeichnet wird. Der Grund dafür ist, dass sich ein Ökosystem nur schwer von Katastrophen erholen kann.

Kleinere Störungen sind vollkommen in Ordnung und kommen öfter vor, als du vielleicht denkst. Große Störungen verändern ein Ökosystem auf längere Dauer.

Wechselwirkung

Zwischen Ökosystemen gibt es Wechselwirkungen. So beeinflussen abiotische Veränderungen wie der Klimawandel auch aquatische Ökosysteme.

Diese Veränderungen können zu katastrophalen Folgen für terrestrische Ökosysteme führen.

Ist dir aufgefallen, dass in den Nachrichten oft über Tropenstürme gesprochen wird? Hurrikane werden über dem Meer gebildet, wenn warme, feuchte Luft aufsteigt und dann in der höheren kälteren Atmosphäre abkühlt.

ökosysteme hurrican

Durch Kondensation bilden sich große Gewitterwolken. Wenn diese Wolken dann auf Landmasse treffen und sich entladen, kommt es zu heftigen Tropenstürmen.

Durch die extreme Erderwärmung kommt es häufiger dazu, dass sich über dem Meer Hurrikane bilden. Zudem sind diese Stürme oft stärker, da wir von extremen Temperaturunterschieden sprechen.

Gefährdung

Ab wann kannst du von der Gefährdung eines Ökosystems sprechen? Es ist nicht wirklich wissenschaftlich von der Bedrohung oder Gefährdung von Ökosystemen zu sprechen.

Die Wertung von Ökosystemen wird von Menschen vollzogen, nicht der Natur. Daher gehen Wertungen oft von der Politik oder der Gesellschaft aus.

Keine Sorge, viele Wissenschaftler setzen sich aktiv für den Schutz und der Erhalt der Artenvielfalt dieser Welt ein.

Jedoch musst du immer daran denken, von einer wissenschaftlichen Perspektive gibt es kein Ökosystem, das wertvoller ist als ein anderes.

Warum sind Ökosysteme so wichtig?

Ökosysteme wie der Amazonas-Regenwald und das Great Barrier Reef sind besonders wichtig für das Klima der Erde. Wusstest du das sie Kohlendioxid wiederverwerten und ihn dann als Sauerstoff wieder an die Umwelt zurück geben?

Deswegen kann es sein dass du schonmal gehört hast, dass der Amazonas-Regenwald auch als die Klimaanlage der Welt bezeichnet wird. Durch seine Abholzung wird der Klimawandel beschleunigt. Der Grund dafür ist das weniger Kohlenstoffdioxid aus der Luft gefiltert wird.

ökosysteme regenwald

Bestimmte Ökosysteme sind Forscher besonders interessant. Da sie zeigen, wie sich die Umwelt über einen bestimmten Zeitraum verändert hat.

Besonders durch den Einfluss von äußeren Faktoren. Zum Beispiel (und ganz besonders) durch den Einfluss menschlichen Handelns.

Beispiele für Ökosysteme

Das größte Beispiel für ein Ökosystem ist unsere Erde. Du solltest sie aber als Biosphäre bezeichnen, das machen Wissenschaftler nämlich so.

Da es keine echten Grenzen für Ökosysteme gibt, muss jeder Wissenschaftler selbst entscheiden, welche Region als Ökosystem angesehen wird.

Dabei gehst du von zwei generellen Unterscheidungen aus. Es gibt terrestrische Ökosysteme. Zum Beispiel unsere Wälder, Wüsten und Steppen.

ökosysteme wüste

Auf der anderen Seite gibt es aquatische Ökosysteme. Dazu gehören Meere, Seen und Flüsse.

Dabei können sich Ökosysteme derselben Kategorie stark voneinander unterscheiden. Wie zum Beispiel die borealen Wälder. Diese Unterscheidungen kannst du besonders in der Biozönose beobachten.

Boreale Wälder sind Wälder in kälteren Regionen der Erde, so wie Skandinavien und dem Norden Japans. Sie werden auch als Taiga bezeichnet.

ökosysteme taiga

Die Taiga wird auch als das größte terrestrische Biom der Welt bezeichnet.

Korallen sterben – Eine katastrophale Störung eines Ökosystems

Der Klimawandel schadet Ökosystmen. Eins der bekannsten Beispiele dafür, ist das Great Barrier Reef in Australien.

Korallen sind ein sehr empfindlicher Organismus. Obwohl sie manchmal aussehen wie Pflanzen oder Steine,  sind sie Meerestiere.

Da sie sich nicht von einer Stelle wegbewegen, bilden sie oft Korallenriffe. Diese Riffe werden dann im Gegenzug zum Lebensraum für viele andere Arten von Meerestieren.

ökösysteme korallenriff

Clownfische und Korallen führen eine partnerschaftliche Beziehung. Die giftigen Anemonen behausen die kleinen Fische. Clownfische können nämlich nicht gut schwimmen. Im Gegenzug wird die Anemone vor Fressfeinden und Parasiten schützt.

Durch die Erderwärmung verändert sich der Lebensraum der Korallen. Die kleinen Meerestiere ernähren sich von Algen.

Diese Algen verändern im wärmeren Meereswasser ihre chemische Zusammensetzung.

Stell es dir so vor, wenn es plötzlich sehr warm wird, ist dir plötzlich unangenehm. Es geht den Algen genauso.

ökosystem great barrier reef

Als Reaktion auf die Temperaturschwankung reagieren Algen daher mit Stress. Dieser Stress bedeutet, dass sie einen neuen Stoff produzieren, der für Korallen giftig ist.

Nun können Algen nicht mehr von Korallen als Nahrungsquelle genutzt werden.

Da die Korallen sich nun nicht mehr wie gewohnt ernähren können, sterben sie. Korallen sterben wird durch die Bleichung der Tiere sichtbar.

ökosysteme tote koralle

Korallen regulieren das Klima im Meer. Außerdem bieten sie küstennahen Städten Schutz vor Stürmen und dem Abtragen von Sandbänken. Zudem sind sie ein Lebensraum vieler Arten. Das Korallensterben gefährdet andere Meerestiere.

Fazit

Jetzt weißt du alles über Ökosysteme, das du für den Bio-Unterricht wissen musst. Da wir dir viele Information gegeben haben, schicken wir dich mit den wichtigsten Infos im Schnelldurchlauf auf den Weg.

Was ist ein Ökosystem?

Ein Ökosystem besteht aus der Biozönose (allen, lebendigen Organismen) und ihrem Lebensraum.

Gibt es öffene und geschlossense Ökosysteme?

Es gibt sie nicht in der Natur. Wissenschaftler setzen die Grenzen selbst. Ein geschlossenes Ökosystem existiert nur in der Wissenschaft.

Wie funktioniert ein Ökosystem?

Das Ökosystem hat einen Stoffkreislauf. Die Nahrungskette steuert ihn. Primärkonsumenten fressen Primärproduzenten.  Dann werden Primärkonsumenten von Tertiärkonsumenten gefressen. Diese Produzenten und Konsumenten sterben nach einer Zeit ab. Destruenten bauen ihre Überreste ab. Aus den Überresten ensteht neue Ernergie. Dann wird die diese Energie an das Ökosystem zurückgegeben.

Welche Arten von Ökosystemen gibt es?

Viele Ökosysteme sind einander ähnlich. Sie werden unter Hauptbegriffen zusammen gefasst. Zum Beispiel Wälder, Gewässer, und Meere. Aber sie sind nicht alle gleich. Deswegen werden sie als geschlossese Ökosysteme untersucht. Generell unterscheidet man zwischen terrestrischen und aquatischen Ökosystemen.

Konnten wir dir dabei helfen das Thema Ökosysteme besser zu verstehen? Was hat dich besonders überrascht?

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