## 400 **C) Organismen und ihre Umwelt stehen in einer dynamischen, bidirektionalen Wechselwirkung, in der beide Seiten einander beeinflussen.** In einem Ökosystem besteht eine wechselseitige Beziehung zwischen Organismen und ihrer Umwelt. Organismen passen sich nicht nur an ihre Umgebung an, sondern verändern diese auch aktiv durch ihre Stoffwechselprozesse, Bauaktivitäten oder soziale Interaktionen. Gleichzeitig werden sie selbst durch Umweltfaktoren wie Temperatur, Niederschlag oder Ressourcenverfügbarkeit beeinflusst. Diese bidirektionale Wechselwirkung führt zu dynamischen Gleichgewichten im Ökosystem. Die anderen Antwortoptionen beschreiben nur einseitige Beziehungen: Entweder wird behauptet, dass Organismen sich nur anpassen (A), dass sie die Umwelt verändern ohne selbst beeinflusst zu werden (B), dass nur abiotische Faktoren wichtig sind (D) oder dass nur die Umwelt Einfluss nimmt (E). ## 401 **d) Aussagen 1., 2. und 5. sind richtig ** Biotische Faktoren umfassen alle Einflüsse, die von lebenden Organismen ausgehen. Die Konkurrenz zwischen Pflanzen (1), die Bestäubung durch Insekten (2) und die Symbiose mit Mykorrhizapilzen (5) sind eindeutig biotische Faktoren, da sie Wechselwirkungen zwischen Lebewesen darstellen. Dagegen sind Lichtintensität (3) und Boden-pH-Wert (4) abiotische Faktoren, also nicht-lebende Umwelteinflüsse. Die Konkurrenz zwischen Pflanzen beeinflusst deren Wachstum durch den Kampf um begrenzte Ressourcen, Bestäuber ermöglichen die Fortpflanzung, und Mykorrhizapilze leben in einer gegenseitig vorteilhaften Beziehung mit Pflanzenwurzeln, wobei sie Nährstoffe austauschen und das Pflanzenwachstum fördern. ## 402 **C) Aussagen 1, 2, 3 und 4 sind richtig.** Indirekte Folgen des Klimawandels entstehen durch vermittelte Prozesse, nicht direkt durch die klimatischen Veränderungen selbst. Die Aussagen 1-4 beschreiben solche indirekten Folgen: Längere Pollensaisons führen zu mehr Atemwegserkrankungen; wärmere Temperaturen ermöglichen die Ausbreitung von Mückenpopulationen und damit von Malaria; Extremwetterereignisse verursachen psychische Belastungen; und Ernteausfälle durch veränderte Wettermuster führen zu Ernährungsunsicherheit. Hitzschlag (Aussage 5) ist dagegen eine direkte Folge des Klimawandels, da er unmittelbar durch erhöhte Temperaturen während einer Hitzewelle verursacht wird, ohne dass ein vermittelnder Prozess dazwischenliegt. ## 403 **A) Die Gesamtheit aller biotischen und abiotischen Umweltfaktoren, die für die Existenz einer bestimmten Art wichtig sind.** Die ökologische Nische beschreibt die Gesamtheit aller Umweltbedingungen und Ressourcen, die eine Art zum Überleben und zur erfolgreichen Fortpflanzung benötigt. Dies umfasst sowohl die unbelebten (abiotischen) Faktoren wie Temperatur, Licht und Feuchtigkeit als auch die Wechselwirkungen mit anderen Lebewesen (biotische Faktoren) wie Nahrung, Konkurrenz oder Räuber-Beute-Beziehungen. Die falschen Optionen verwechseln die Nische entweder mit einem Biotop (B), beschreiben nur Teilaspekte wie einzelne Umweltfaktoren (E) oder beziehen sich fälschlicherweise nur auf abiotische Faktoren (D). Option C beschreibt einen Extremstandort und hat nichts mit dem Nischenbegriff zu tun. ## 404 **A) Die erhöhte Hirschpopulation führt zu einer trophischen Kaskade, bei der die reduzierte Pflanzenmenge die Primärproduktion senkt. ** Eine trophische Kaskade beschreibt, wie Veränderungen auf einer Nahrungsebene sich auf andere Ebenen auswirken. In diesem Fall führt der Rückgang der Wölfe (Spitzenprädatoren) zu einem Anstieg der Hirschpopulation (Pflanzenfresser), was wiederum zu verstärktem Fraßdruck auf die Vegetation führt. Durch den übermäßigen Verbiss nimmt die Pflanzenmenge ab, was die Primärproduktion im Ökosystem reduziert. Die anderen Optionen enthalten grundlegende Fehler: Wölfe sind keine Primärproduzenten (B), Hirsche ernähren sich hauptsächlich von lebenden Pflanzen (C), und das Pflanzenwachstum ist weder unbegrenzt (D) noch direkt von der Wolfspopulation abhängig, sondern vom Fraßdruck der Hirsche (E). ## 405 **B) Die Populationen der Tiere werden wahrscheinlich abnehmen, da der Lebensraum und die Nahrungsquelle stark reduziert werden.** Abholzung im Regenwald führt zu einem doppelten Problem für die Tierwelt: Sie verlieren sowohl ihren Lebensraum als auch ihre Nahrungsquellen. Viele Tiere sind hochspezialisiert auf bestimmte Baumarten und können nicht einfach in andere Gebiete ausweichen (widerlegt Option A und C). Die Verknappung von Ressourcen führt typischerweise zu einem Populationsrückgang, nicht zu einem Anstieg durch erhöhte Fortpflanzung (widerlegt Option D). Option E ist unvollständig, da Bäume im Regenwald nicht nur Lebensraum, sondern auch direkt (Früchte, Blätter) oder indirekt (durch Insekten, die von Pflanzen leben) Nahrung bieten. Die Zerstörung dieses komplexen Ökosystems beeinträchtigt daher alle Überlebensfaktoren der Tiere. ## 406 **A) Zersetzer stehen am Ende der Nahrungskette.** Diese Aussage ist falsch, denn Zersetzer sind keine Endglieder der Nahrungskette, sondern bilden einen eigenen, parallel verlaufenden Abbauweg. Sie zersetzen organisches Material auf allen trophischen Ebenen und führen die darin enthaltenen Nährstoffe in den Stoffkreislauf zurück. Die anderen Aussagen sind korrekt: Primärproduzenten (meist grüne Pflanzen) bilden durch Photosynthese die energetische Basis der Nahrungskette. Die Biomasse nimmt in höheren Ebenen ab, da bei jeder Energieübertragung etwa 90% der Energie als Wärme verloren gehen. Sekundärkonsumenten (Fleischfresser) ernähren sich von Primärkonsumenten (Pflanzenfressern), was den typischen Energiefluss in der Nahrungskette beschreibt. ## 407 **C) Der tropische Regenwald verliert relativ zur BPP weniger Energie durch Atmung als der boreale Nadelwald.** Die Differenz zwischen BPP und NPP entspricht dem Energieverlust durch Atmung der Pflanzen. Bei gleicher BPP (2500 g/m²/Jahr) hat der tropische Regenwald eine NPP von 2200 g/m²/Jahr (88% der BPP), während der boreale Nadelwald nur 800 g/m²/Jahr (32% der BPP) erreicht. Der tropische Regenwald verliert also nur 12% seiner produzierten Energie durch Atmung, der boreale Nadelwald hingegen 68%. Dies liegt hauptsächlich an den niedrigeren Temperaturen im borealen Wald, die einen höheren Energieaufwand für die Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen erfordern. Die anderen Optionen sind falsch, da die BPP beider Ökosysteme gleich ist (widerlegt B und E) und die Energieumwandlungseffizienz durch die BPP bereits erfasst wird. ## 408 **A) Die Kaninchenpopulation wird stark wachsen, dann aber durch Nahrungsmangel wieder zurückgehen. ** In einem Räuber-Beute-System führt die starke Abnahme der Füchse (Prädatoren) kurzfristig zu einem verminderten Jagddruck auf die Kaninchen. Ohne diesen natürlichen Regulator kann sich die Kaninchenpopulation zunächst ungehindert vermehren. Allerdings führt dieses starke Wachstum bald zu einer Übernutzung der verfügbaren Nahrungsressourcen (Pflanzen). Wenn die Tragfähigkeit des Lebensraums überschritten wird, kommt es zu Nahrungsknappheit, was wiederum zu einem Rückgang der Kaninchenpopulation führt. Die anderen Optionen berücksichtigen nicht diesen typischen Verlauf einer ökologischen Kettenreaktion oder gehen von falschen Annahmen aus, wie einer dauerhaft stabilen Population (B, C) oder einer sofortigen Abnahme ohne Prädatorendruck (D). ## 409 **E) Eine ähnliche Anpassung an die Umwelt, wenn nicht verwandte Arten in ähnlichen Lebensräumen vorkommen.** Konvergenz in der Ökologie beschreibt das Phänomen, dass nicht miteinander verwandte Arten aufgrund ähnlicher Umweltbedingungen vergleichbare Anpassungen entwickeln. Ein klassisches Beispiel sind die stromlinienförmigen Körper von Haien und Delfinen, die sich unabhängig voneinander als Anpassung ans Schwimmen entwickelt haben. Die falschen Antwortoptionen verwechseln Konvergenz mit anderen ökologischen Konzepten: A beschreibt die Nischendifferenzierung, B die allopatrische Artbildung, C den innerartlichen Polymorphismus und D die Koexistenz von Arten. Die Konvergenz ist ein wichtiger Beleg für die Evolutionstheorie, da sie zeigt, wie ähnliche Selektionsdrücke zu ähnlichen Anpassungen führen können. ## 410 **D) Die Energiemenge nimmt in höheren trophischen Ebenen ab.** In einem Nahrungsnetz wird nur etwa 10% der verfügbaren Energie von einer trophischen Ebene zur nächsten weitergegeben, der Rest geht als Wärme verloren oder bleibt ungenutzt. Deshalb nimmt die verfügbare Energiemenge mit jeder höheren Stufe deutlich ab. Die anderen Optionen sind falsch: Die Biomasse nimmt nicht zu, sondern ab (A). Destruenten umfassen neben Bakterien auch Pilze (B). Organismen können durchaus mehreren trophischen Ebenen angehören, z.B. wenn sie sowohl Pflanzen als auch Tiere fressen (C). Sekundärkonsumenten ernähren sich definitionsgemäß von Primärkonsumenten, nicht von Primärproduzenten (E). ## 411 **b) Aussagen 1., 2., 3. und 4. sind richtig.** Invasive Blattläuse beeinflussen die Baumart-Populationsdynamik durch mehrere Mechanismen: Direkter Herbivorismus (1) schädigt die Bäume durch Blattverlust und reduzierte Photosynthese. Die Störung mutualistischer Interaktionen (2) durch Pathogenübertragung beeinträchtigt die Mykorrhiza und damit die Nährstoffaufnahme. Veränderte trophische Kaskaden (3) entstehen, wenn die Blattläuse als neue Nahrungsquelle das Räuber-Beute-Gleichgewicht verschieben. Die verstärkte interspezifische Konkurrenz (4) verändert den Ressourcenwettbewerb zwischen unterschiedlich befallenen Bäumen. Aussage 5 ist falsch, da veränderte Niederschlagsmuster abiotische Faktoren sind und nicht direkt durch die Blattläuse verursacht werden. ## 412 **B) Ohne Raubfische gibt es mehr Zooplanktonfresser, die das Zooplankton reduzieren, wodurch weniger Algen gefressen werden und das Phytoplankton unkontrolliert wächst.** Diese Antwort beschreibt eine trophische Kaskade im Nahrungsnetz des Sees. Der Rückgang der Raubfische führt zu einer Zunahme ihrer Beute, der Zooplanktonfresser. Diese vermehren sich stark und fressen mehr Zooplankton. Da Zooplankton sich von Phytoplankton (Algen) ernährt, führt die Abnahme des Zooplanktons dazu, dass weniger Phytoplankton gefressen wird. Das Ergebnis ist ein massives Algenwachstum. Die anderen Optionen sind falsch: Große Raubfische fressen keine Algen (A), produzieren keine Algenwachstum-hemmenden Chemikalien (C), und Zooplankton ist nicht unabhängig von Algen (D) oder fördert nicht deren Wachstum (E). ## 413 **C) Aussagen 2., 3., und 5. sind richtig.** Die ökologische Nische umfasst alle Umweltfaktoren und Ressourcen, die eine Art nutzt. Aussage 2 ist richtig, da Eichhörnchen und Vögel unterschiedliche ökologische Nischen haben, die durch Lebensraum und Nahrung definiert werden. Aussage 3 stimmt, weil sich ihre Nischen bei der Nahrung (Nüsse, Samen) überschneiden, aber räumlich getrennt sind (Baumkronen vs. Waldboden). Aussage 5 ist korrekt, da die ökologische Nische tatsächlich über Lebensraum und Nahrung hinausgeht und auch Verhalten und Interaktionen einschließt. Aussage 1 ist falsch, da die Nischen nicht identisch sind. Aussage 4 ist falsch, weil die geografische Verteilung nur einen Teil der ökologischen Nische darstellt. ## 414 **A) Parasiten zählen zu den Destruenten.** Parasiten sind keine Destruenten, sondern Konsumenten, da sie sich von lebender Biomasse ernähren. Destruenten (wie Bakterien und Pilze) zersetzen hingegen tote organische Substanz zu anorganischen Stoffen. Die anderen Aussagen sind korrekt: Menschen sind als Allesfresser typische Konsumenten, viele Bakterien leben in nützlicher Symbiose mit anderen Organismen (z.B. im Darm), grüne Pflanzen produzieren durch Photosynthese organische Substanzen aus anorganischen Stoffen (Primärproduktion), und Ökosysteme setzen sich aus Lebewesen (biotische Faktoren) und ihrer unbelebten Umwelt (abiotische Faktoren) zusammen. ## 415 **B) Hohe Energieverluste durch Atmungsprozesse und andere metabolische Aktivitäten in jeder trophischen Ebene.** Der niedrige Energieübertragungswirkungsgrad von etwa 10% zwischen trophischen Ebenen erklärt sich durch die hohen Energieverluste bei metabolischen Prozessen. Wenn Organismen Nahrung aufnehmen, verwenden sie einen Großteil dieser Energie für ihre eigenen Lebensprozesse wie Atmung, Bewegung, Wachstum und Wärmeproduktion. Nur etwa 10% der aufgenommenen Energie wird tatsächlich in Körpermasse umgewandelt und steht damit der nächsthöheren trophischen Ebene zur Verfügung. Die anderen Antwortoptionen sind falsch: Konsumenten können keine Sonnenenergie direkt absorbieren (A), die Photosynthese-Effizienz erklärt nicht den Energieverlust zwischen allen trophischen Ebenen (C), Destruenten recyceln nicht die Energie, sondern nur Nährstoffe (D), und die Energieverluste sind definitiv nicht gering (E). ## 416 **A) Förderung einer ausgewogenen überwiegend pflanzenbasierten Ernährung.** Eine überwiegend pflanzenbasierte Ernährung hat tatsächlich das größte Potenzial für den Klima- und Umweltschutz, da die Produktion tierischer Lebensmittel deutlich mehr Ressourcen verbraucht und höhere Treibhausgasemissionen verursacht. Die Tierhaltung benötigt große Landflächen, verbraucht enorme Mengen Wasser und ist für etwa 14-18% der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Im Vergleich dazu haben die anderen Optionen zwar positive Gesundheitseffekte, aber keinen vergleichbaren Umweltnutzen: Sportliche Aktivität verbessert die individuelle Gesundheit, Screening-Programme und Impfungen dienen der Krankheitsvorsorge, und physiotherapeutische Behandlungen unterstützen die Rehabilitation – all diese Maßnahmen haben jedoch keinen signifikanten direkten Einfluss auf Umwelt- und Klimaschutz. ## 417 **A) 1., 2., 3. und 5. sind richtig.** Bei Habitatverlust durch menschliche Eingriffe treten mehrere ökologische Effekte gleichzeitig auf: Die Gesamtpopulation nimmt ab, da weniger Ressourcen verfügbar sind (1). Die Populationsdichte steigt vorübergehend, weil die gleiche Anzahl Tiere auf kleinerem Raum leben muss (2). Die genetische Vielfalt sinkt durch Fragmentierung und Isolation von Teilpopulationen (3). Die Aussterbewahrscheinlichkeit steigt durch erhöhten Wettbewerb und Stress (5). Option 4 ist falsch, da verstärktes Wachstum unwahrscheinlich ist - im Gegenteil führt die erhöhte intraspezifische Konkurrenz (Wettbewerb innerhalb einer Art) und der Ressourcenmangel zu Populationsrückgängen. Die Habitatverkleinerung verschärft den Wettbewerb statt ihn zu verringern. ## 418 **A) Die Murmeltierpopulation wächst stark an, frisst mehr alpine Gräser, was zur Bodeninstabilität und erhöhter Erosion führt.** In einem Nahrungsnetz kontrollieren Raubtiere wie der Steinadler die Population ihrer Beutetiere (hier: Murmeltiere). Wenn der Steinadler als Spitzenprädator abnimmt, fehlt diese natürliche Kontrolle, und die Murmeltierpopulation kann stark anwachsen. Diese vermehrten Murmeltiere fressen dann deutlich mehr alpine Gräser, was die Pflanzendecke reduziert. In hochalpinen Regionen sind die Gräser besonders wichtig für die Bodenstabilität, da ihre Wurzeln den Boden zusammenhalten. Wenn zu viele Gräser gefressen werden, kann der Boden nicht mehr ausreichend stabilisiert werden, was zu verstärkter Erosion führt. Dies ist ein klassisches Beispiel für eine trophische Kaskade, bei der Veränderungen auf einer Ebene des Nahrungsnetzes Auswirkungen auf alle anderen Ebenen haben. ## 419 **C) Die Einheit von Biotop und Biozönose.** Ein Ökosystem besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Biotop (Lebensraum mit allen unbelebten, physikalischen und chemischen Faktoren wie Boden, Wasser, Klima) und der Biozönose (Lebensgemeinschaft aller Organismen in diesem Raum). Nur wenn du beide Komponenten zusammen betrachtest, erhältst du ein funktionierendes Ökosystem mit allen Stoff- und Energieflüssen. Die anderen Antwortoptionen sind unvollständig: A beschreibt nur den Biotop (abiotische Komponenten), E nur die Biozönose (Lebensgemeinschaft), B beschreibt lediglich eine Nahrungsbeziehung innerhalb eines Ökosystems, und D ist zu unspezifisch, da ein Ökosystem mehr als nur ein Lebensraum ist - es umfasst auch die Wechselwirkungen zwischen den Organismen und ihrer Umwelt. ## 420 **C) Anpassung an ähnliche Umweltbedingungen durch evolutionäre Prozesse** Dieses Beispiel illustriert das Prinzip der konvergenten Evolution, bei der nicht verwandte Organismen unter ähnlichen Umweltbedingungen ähnliche Anpassungen entwickeln. In Wüstengebieten haben Pflanzen unabhängig voneinander vergleichbare Merkmale wie wasserspeichernde Stämme und reduzierte Blattflächen entwickelt, um mit Wasserknappheit umzugehen. Diese Anpassungen sind das Ergebnis natürlicher Selektion unter ähnlichem Selektionsdruck. Die anderen Optionen passen nicht: Symbiose bezieht sich auf das Zusammenleben verschiedener Arten, Konkurrenzausschluss auf die Verdrängung von Arten mit ähnlicher Nische, Koevolution auf die gemeinsame Entwicklung von interagierenden Arten und Habitatfragmentierung auf die Zerteilung von Lebensräumen - keines dieser Konzepte erklärt die beschriebenen ähnlichen Anpassungen bei nicht verwandten Wüstenpflanzen. ## 421 **D) Die Funktion der Destruenten, da diese für die Zersetzung organischen Materials und Nährstoffrecycling verantwortlich sind** Destruenten wie Bakterien und Pilze spielen eine entscheidende Rolle im Ökosystem, indem sie totes organisches Material zersetzen und Nährstoffe wieder verfügbar machen. Wenn durch den Pilzbefall viele Bodenorganismen (Destruenten) absterben, kann totes Material nicht mehr effektiv abgebaut werden, was zur Anhäufung von unzersetztem Laub führt. Dadurch werden Nährstoffe im organischen Material gebunden und stehen den Pflanzen nicht zur Verfügung. Die anderen Optionen sind falsch, weil Primärproduzenten (Pflanzen) nicht direkt betroffen waren, Primärkonsumenten (Pflanzenfresser) weiterhin Nahrung finden könnten, und die Nahrungskette für Sekundärkonsumenten nicht vollständig unterbrochen wurde. Der Pilz selbst ist hier nicht als Parasit zu betrachten, sondern als Krankheitserreger für die Bodenorganismen. ## 422 **C) Der boreale Wald verwendet einen größeren Anteil der aufgenommenen Energie für die eigene Atmung und Stoffwechselprozesse** Der Unterschied in der Biomasse-Produktion zwischen den beiden Waldtypen liegt in der Energieverwendung. Beide Wälder nehmen zwar gleich viel Energie durch Photosynthese auf (2000 Einheiten), aber der boreale Wald wandelt nur 600 Einheiten in Biomasse um, während der tropische Regenwald 1800 Einheiten umwandelt. Das bedeutet, dass der boreale Wald 1400 Einheiten (70% der aufgenommenen Energie) für seine eigenen Stoffwechselprozesse und Atmung verbraucht, während der tropische Wald nur 200 Einheiten (10%) dafür benötigt. Diese höheren Energiekosten im borealen Wald entstehen durch die Anpassung an das kältere Klima, wo die Pflanzen mehr Energie für ihre Lebensprozesse aufwenden müssen. Die anderen Antwortoptionen sind falsch, da die Photosyntheserate in beiden Wäldern gleich ist (2000 Einheiten) und die Biodiversität oder Destruenten-Effizienz nicht die Hauptursache für den beobachteten Unterschied darstellen.