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2: Ökologie - Biologie

2: Ökologie - Biologie


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Ökologie ist das Studium der Wechselwirkungen lebender Organismen mit ihrer Umwelt. Ein Kernziel der Ökologie ist es, die Verteilung und Fülle von Lebewesen in der physischen Umwelt zu verstehen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Integration wissenschaftlicher Disziplinen innerhalb und außerhalb der Biologie wie Biochemie, Physiologie, Evolution, Biodiversität, Molekularbiologie, Geologie und Klimatologie erforderlich. Ein Teil der ökologischen Forschung wendet auch Aspekte der Chemie und Physik an und verwendet häufig mathematische Modelle.

Warum Ökologie studieren? Vielleicht sind Sie daran interessiert, mehr über die Natur zu erfahren und wie sich Lebewesen an die physikalischen Bedingungen ihrer Umgebung angepasst haben. Oder vielleicht sind Sie ein zukünftiger Arzt, der den Zusammenhang zwischen menschlicher Gesundheit und Ökologie verstehen möchte.

Der Mensch ist ein Teil der ökologischen Landschaft, und die menschliche Gesundheit ist ein wichtiger Teil der menschlichen Interaktion mit unserer physischen und Lebensumgebung. Die Lyme-Borreliose beispielsweise ist ein modernes Beispiel für den Zusammenhang zwischen unserer Gesundheit und der Natur. Die Lyme-Borreliose, besser bekannt als Lyme-Borreliose, ist eine bakterielle Infektion, die auf den Menschen übertragen werden kann, wenn sie von der Hirschzecke gebissen werden (Ixodes scapularis), der der primäre Vektor für diese Krankheit ist (Abbildung (PageIndex{a})). Allerdings tragen nicht alle Hirschzecken die Bakterien, die beim Menschen Borreliose verursachen, und I. scapularis kann neben Hirschen auch andere Wirte haben. Tatsächlich zeigt sich, dass die Ansteckungswahrscheinlichkeit von der Art des Wirts abhängt, auf dem sich die Zecke entwickelt: Zecken, die auf Weißfußmäusen leben, tragen das Bakterium höher als Zecken, die auf Hirschen leben. Das Wissen über die Umgebungen und Populationsdichten, in denen die Wirtsart reichlich vorhanden ist, würde einem Arzt oder Epidemiologen helfen, besser zu verstehen, wie die Borreliose übertragen wird und wie ihre Häufigkeit reduziert werden könnte.

Ökologen stellen Fragen auf vier Ebenen der biologischen Organisation – Organismus, Population, Gemeinschaft und Ökosystem. Auf organismischer Ebene untersuchen Ökologen einzelne Organismen und wie sie mit ihrer Umwelt interagieren. Auf Populations- und Gemeinschaftsebene untersuchen Ökologen, wie sich eine Population von Organismen im Laufe der Zeit verändert und wie diese Population mit anderen Arten in der Gemeinschaft interagiert. Ökologen, die ein Ökosystem untersuchen, untersuchen die lebenden Arten (die biotischen Komponenten) des Ökosystems sowie die nicht lebenden Teile (die abiotischen Komponenten) der Umwelt wie Luft, Wasser und Boden. Das Ziel dieser Einheit wird es sein, diese Themen und ihre Verbindung mit und Überschneidungen mit der Umweltwissenschaft weiter zu erforschen.

Namensnennung

  • 2.1: Überblick über die Ökologie
    Ökologie kann auf Organismen-, Populations-, Gemeinschafts- und Ökosystemebene untersucht werden.
  • 2.2: Populationen
    Populationen sind interagierende und sich kreuzende Gruppen von Individuen derselben Art in einem gemeinsamen Gebiet. Das Studium der Populationsökologie untersucht, wie Individuen in einer Population über den Raum verteilt sind, die Faktoren, die das Bevölkerungswachstum regulieren, und Lebensgeschichtenmerkmale, die sich auf Lebensdauer und Fortpflanzung beziehen.
    • 2.2.1: Bevölkerungsverteilung
    • 2.2.2: Bevölkerungsgröße
    • 2.2.3: Bevölkerungswachstum und Regulierung
    • 2.2.4: Lebensgeschichte
    • 2.2.5: Datentauchgang – Wildtierkorridore
    • 2.2.6: Überprüfung
  • 2.3: Gemeinschaften
    Gemeinschaften bestehen aus mehreren interagierenden Populationen (von verschiedenen Arten) in einem gemeinsamen Gebiet. Die Untersuchung von Gemeinschaften konzentriert sich auf die Interaktion von Organismen, die trophische Struktur (Nahrungsketten und Nahrungsnetze) und die Stabilität der Gemeinschaftsstruktur.
    • 2.3.1: Biotische Wechselwirkungen
    • 2.3.1.1: Trophische Interaktionen
    • 2.3.1.1.1: Prädation
    • 2.3.1.1.2: Pflanzenfresser
    • 2.3.1.1.3: Parasitismus
    • 2.3.1.1.4: Nahrungsketten und Nahrungsnetze
    • 2.3.1.2: Wettbewerb
    • 2.3.1.3: Moderation
    • 2.3.1.4: Symbiose
    • 2.3.2: Gemeinschaftsstruktur und -dynamik
    • 2.3.3: Datentauchen – Auswirkungen von Bisons in Prärien
    • 2.3.4: Überprüfung
  • 2.4: Ökosysteme
    Ökosysteme bestehen aus biotischen (lebenden) und abiotischen (nicht lebenden) Komponenten, die miteinander interagieren. Ökosysteme können Süßwasser, Meer oder terrestrisch sein. Biogeochemische Kreisläufe beschreiben die Bewegung chemischer Elemente durch verschiedene Ökosystemkomponenten. Böden sind eine dieser Komponenten, und sie sind entscheidend für die Bestimmung der Pflanzenverteilung und -häufigkeit.
    • 2.4.1: Ökosystemtypen und -dynamiken
    • 2.4.2: Materie
    • 2.4.3: Biogeochemische Kreisläufe
    • 2.4.4: Böden
    • 2.4.5: Bodendegradation
    • 2.4.6: Datentauchgang – Auswirkungen von Bibern auf Feuchtgebiete
    • 2.4.7: Überprüfung
  • 2.5: Biome
    Biome sind große geografische Gebiete, die durch Vegetation und Klima, einschließlich Temperatur und Niederschlag, gekennzeichnet sind. Die Temperatur nimmt mit der Breite und Höhe ab. Die Niederschläge sind am Äquator hoch und bei 30 Grad N und S niedrig. Terrestrische Biome finden sich an Land, während aquatische Biome im Wasser gefunden werden.
    • 2.5.1: Klima und Biome
    • 2.5.2: Terrestrische Biome
    • 2.5.3: Aquatische Biome
    • 2.5.4: Datentauchgang – Biom-Kohlenstoffspeicherung
    • 2.5.5: Überprüfung

Vorschaubild - "Orchid Mantis" ist gemeinfrei


2: Ökologie - Biologie

Ökologie ist das Studium der Wechselwirkungen lebender Organismen mit ihrer Umwelt. Ein Kernziel der Ökologie ist es, die Verteilung und Fülle von Lebewesen in der physischen Umwelt zu verstehen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Integration wissenschaftlicher Disziplinen innerhalb und außerhalb der Biologie wie Biochemie, Physiologie, Evolution, Biodiversität, Molekularbiologie, Geologie und Klimatologie erforderlich. Ein Teil der ökologischen Forschung wendet auch Aspekte der Chemie und Physik an und verwendet häufig mathematische Modelle.

Der Klimawandel kann den Lebensraum von Organismen verändern, was sich manchmal direkt auf die menschliche Gesundheit auswirken kann. Sehen Sie sich das PBS-Video „Feeling the Effects of Climate Change“ an, in dem Forscher einen Krankheitserreger entdecken, der weit außerhalb seiner normalen Reichweite lebt.

Lernziele

  • Definiere die Wissenschaft der Ökologie
  • Definieren Sie Ökologie und die vier Ebenen der ökologischen Forschung
  • Identifizieren Sie gemeinsame Zweige der Ökologie

Top 2 Methoden zur Probenahme von Pflanzengemeinschaften | Ökologie

Wenn die Vegetation entlang eines Umweltgradienten oder Ökotons untersucht werden soll (zB tropische bis gemäßigte Gebiete, Gebiete mit hohem oder niedrigem Niederschlag oder Niederschlagsgefälle, angrenzende Gebiete mit unterschiedlichen Bodenarten usw.), wird eine Linie über einen Bestand gezogen oder mehrere Stände im rechten Winkel. Diese Methode der linearen Abtastung der Vegetation und Bepflanzung wird Transekt genannt.

Je nach Studienobjekt können zwei Arten von Transekten gezeichnet werden:

(a) Linientransekt oder Linienschnittpunkt und

Die Ausdehnung der Fläche bestimmt die Anzahl und Größe der Transekte. Wenn Transekte verwendet werden, um die vertikale Verteilung der Vegetation (d. h. Schichtung) zu erfassen, werden sie als ‘Bisects’ bezeichnet.

(a) Linientransekt:

Bei dieser Art von Transekt wird die Vegetation nur über eine Linie (ohne jegliche Breite) abgetastet. Mit einem metrischen Stahlband oder einer Stahlkette oder einem langen Seil wird eine Leine über die vegeta­tion gelegt und mit Hilfe von Heringen oder Haken fixiert. Diese Linie berührt auf ihrem Weg von einem Punkt zum anderen einige Pflanzen. Der ob­server beginnt mit der Aufnahme dieser Pflanzen von einem Ende und bewegt sich allmählich zum anderen Ende.

Von dieser Art von Transekt könnten folgende Informationen gesammelt werden:

(i) Die Häufigkeit, mit der jede Art entlang der Linie vorkommt,

(ii) Der Trend der Zunahme oder Abnahme der Unruhe zwischen den Individuen einer Spezies,

(iii) Prozentsatz des Vorkommens verschiedener Arten im Verhältnis zur Gesamtart,

Aus den Beobachtungen in einer Reihe solcher Parallellinien-Transekte können Kommentare zum Lebensraum und anderen Umweltbedingungen in verschiedenen Abschnitten des Transekts gemacht werden. Jede Art hat ihre eigene ökologische Amplitude und drückt vorläufig den Zustand des verfügbaren Wassers und anderer edaphischer Bedingungen, der Luftfeuchtigkeit, der Verfügbarkeit von Licht, der Beweidung und anderer biologischer Belastungen aus.

(b) Gürteltransekt:

Der Gürtel ist ein langer, gleichmäßiger Streifen aus Gemüse und Pflanzen. Die Breite des Gürtels wird entsprechend der Vegetationsart bzw. der Vegetationsschicht bestimmt. In dichter krautiger Vegetation beträgt sie normalerweise 10 cm, in Wäldern variiert sie jedoch zwischen 1 und 10 m. Die Vegetationslänge richtet sich nach dem Untersuchungszweck.

Wenn ein Transekt erforderlich ist, sollten die Linien in regelmäßigen Abständen mit tief sitzenden Holzstiften markiert werden. Ein Gürtel konnte isoliert gehalten werden, indem an allen Seiten ein hoher Drahtzaun installiert wurde, der den Sicherheitsabstand zu den Linien hielt.

Ein Gürtel wird im Allgemeinen untersucht, indem er in einige gleich große Segmente unterteilt wird. Die Länge jedes Segments entspricht im Allgemeinen der Breite des Transekts. Diese Segmente werden manchmal als Quadrate bezeichnet. Gürteltransekte werden verwendet, um die allmähliche Veränderung der Abundanzdominanz, Häufigkeit und Verbreitung verschiedener Arten im Übergangsbereich zwischen zwei verschiedenen Vegetationstypen zu bestimmen und aufzuklären.

(c) Halbieren:

Die Vegetationsstruktur mit Rücksicht auf die relative Höhe, Tiefe und seitliche Ausbreitung der Pflanzen sowohl im oberirdischen als auch im unterirdischen Bereich konnte durch die Verwendung von Halbierungen bestimmt werden. Es ist im Wesentlichen ein Linientransekt, entlang dem ein Graben bis zu einer Tiefe gegraben wurde, die größer ist als die der tiefsten Wurzelsysteme. Die Ausdehnung verschiedener oberirdischer und unterirdischer Teile wird sorgfältig vermessen und maßstabsgetreu auf Koordinatenpapier aufgetragen.

Diese Methode offenbart die Form und die Wechselbeziehungen von in der Gemeinschaft wachsenden und scheuenden Bodensystemen unterschiedlicher Arten und auch deren Beziehung zu verschiedenen Bodentypen und / oder Bodenschichten.

Die Bisect-Studien liefern also die folgenden Informationen:

(i) Ein grobes floristisches Bild der Gemeinde,

(ii) Stratigraphische Verteilung verschiedener Arten,

(iii) Raumnutzung durch verschiedene Arten,

(iv) unterirdische Anlagen von Pflanzen,

(v) Anordnung und Umfang des Wurzelsystems und so weiter.

Methode # 2. Quadratische Methode:

Das Quadrat ist eine quadratische Probefläche unterschiedlicher Größe, die in der Pflanzengemeinschaft zum Zwecke der detaillierten Untersuchung abgegrenzt wird. Im Allgemeinen wird eine Anzahl von Quadraten untersucht, um einigermaßen getreue Daten zu erhalten, um unterschiedliche analytische und synthetische Merkmale der Pflanzengemeinschaft zu erkennen.

Es wird auch effektiv verwendet, um den genauen Unterschied oder die Ähnlichkeiten in der Struktur und Zusammensetzung zwischen zwei oder mehr Pflanzengemeinschaften mit verwandter oder nicht verwandter Vegetation zu bestimmen.

Quadrate können von vier Typen sein:

Eintragen der Namen verschiedener Arten, die im Quadrat wachsen.

Zeichnet die Anzahl der Individuen jeder Art in jedem Quadrat auf.

Dieser erfasst die Position und Flächen, die von Ästen, Matten oder Büscheln von Gräsern, Moosen etc. bedeckt sind, auf dem koordinierten oder Millimeterpapier. Diese Grafiken helfen dabei, jede Veränderung der Community-Struktur in fu­ture zu vergleichen.

Es wird für die Untersuchung der Biomasse oder des Gewichts jeder Art verwendet, alle Individuen werden entwurzelt (aber wenn das Gewicht eines par­ticularen Organs, z. und sein Frisch- oder Trockengewicht wird aufgezeichnet.

Die Abgrenzung oder Anordnung verschiedener Arten von Quadraten ist grundsätzlich gleich. In der Regel wird an jedem Arm in regelmäßigen Abständen ein verstellbarer Holzrahmen mit Lochungen vorbereitet. Vier Arme werden mit Hilfe von langen Nägeln oder Vermessungshaken im Feld befestigt und sind bereit, die erforderlichen Daten für Liste, Listenzählung und Clipquadrat bereitzustellen.

Im Diagrammquadrat werden jedoch in regelmäßigen Abständen mehr Nägel oder Haken an den Perforationen der Quadratarme befestigt. Nägel der gegenüberliegenden Arme sind durch Fäden verbunden, um die Parzelle in eine Anzahl kleinerer Quadrate zu unterteilen, um die maßstabsgetreue Erfassung der von einzelnen Pflanzen bedeckten Fläche auf einem Koordinatenpapier zu erleichtern. Wenn solche Holzrahmen nicht leicht erhältlich sind, können sie durch lange Fäden oder Seile ersetzt werden.

Die beste Größe von Quadraten für die Verwendung in einer Gemeinschaft sollte sorgfältig bestimmt werden. Sie sollte groß genug sein und es sollten genügend Quadrate untersucht werden, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen.

Größe der Quadrate:

Die Größe der Quadrate, die in einer gegebenen Gemeinschaft verwendet werden sollen, wird durch die Konstruktion einer Artenflächenkurve bestimmt. Dazu wird die Vegetation mit der Nested-Quadrat-Methode beprobt.

Verschachtelte Quadrate sind eine Reihe von Quadraten, die mit allmählich zunehmender Größe übereinander gelegt werden und wie folgt geübt werden können:

Anforderungen:

(ii) Haken oder lange Nägel des Vermessers,

Verfahren:

Setzen Sie zwei Nägel ‘O’ und 'Y' im Abstand von 5 m ein. Platzieren Sie den Nagel 'X' 5 m vom ‘O’-Nagel im rechten Winkel mit dem OY-Arm. Verbinden Sie YO und OX durch einen langen Faden. Platzieren Sie die Nägel A und B auf OX bzw. OY, 50 cm von ‘O’ entfernt. Mit einem anderen Nagel ein 50 cm x 50 cm großes Quadrat anfertigen (Quadrate Nr. 2) Tragen Sie nur neu beobachtete Arten in die Liste ein.

In ähnlicher Weise grenzen Sie Quadrat Nr. 3, 4, 5 usw. ab und erhöhen die Armlänge bei jedem Schritt um 50 cm. Setzen Sie den Vorgang so lange fort, bis jedes Mal eine erkennbare Anzahl neuer Arten hinzugefügt wird (Abb. 3.4).

Auswahl an Quadraten:

Um eine Pflanzengemeinschaft zu untersuchen, sollte eine Reihe von Quadraten untersucht werden. Da die gesammelten Daten statistisch verarbeitet werden, sollten die Quadrate im Ran­dom abgelegt werden, ohne Voreingenommenheit für eine bestimmte Region innerhalb der Community. Es gibt eine Reihe von Methoden für eine solche zufällige Auswahl von Quadraten.

Im Folgenden sind einige solcher Methoden aufgeführt:

(ich) Sammeln oder bereiten Sie eine Karte des Untersuchungsgebiets vor. Zeichnen Sie eine Reihe von vertikalen oder horizontalen Linien und nummerieren Sie sie separat. Die Anzahl der senkrechten und waagerechten Striche sind separat auf kleine Zettel zu schreiben und diese beiden Papierquadrate in zwei getrennten Bechern aufzubewahren.

Mischen Sie diese Zahlen in jedem Becher. Ziehen Sie aus jedem Becher eine Zahl und markieren Sie die Stelle, an der sich die Linie, die diese beiden Zahlen darstellt, gekreuzt hat. Zeichnen Sie solche Zahlenpaare wiederholt, um die Positionen einer gewünschten Anzahl von Quadraten herauszufinden und die Stellen richtig zu markieren.

(ii) Betreten Sie den Bereich mit verbundenen Augen und einem Stock in der Hand. Werfen Sie den Stock über die Schulter an verschiedene Stellen der Vegetation. Jeder dieser Punkte, an denen der Stock fällt, sollte als Probenbereich ausgewählt werden. Zu Versuchszwecken werden manchmal Quads mit Hilfe von tiefsitzenden Holzpflöcken an vier Ecken dauerhaft markiert und je nach Bedarf des Arbeitsprogramms zu unterschiedlichen Zeiten untersucht.

Um den biotischen Druck auf die Vegetation durch Beweidung zu verstehen oder ihre Entwicklungsgeschichte aufzuzeichnen, müssen einige Probeflächen durch geeignete Umzäunung mit Drahtnetzen isoliert gehalten werden.

Es ist die fotografische Methode, die dynamischen Charaktere von Pflanzengemeinschaften festzuhalten. Bei dieser Technik wird ein bestimmter Vegetationsabschnitt periodisch fotografiert, indem die Kamera in dieselbe Richtung und auf dieselbe Höhe gehalten wird. Dies geschieht, indem drei Holzheringe an einer Stelle in der Vegetation per­manent fixiert werden, so dass auf diesen Heringen die Sockel eines Stativ-Kamerastativs aufgesetzt werden können.

Die Technik wird effektiv bei der Überwachung des Abbaus oder der Erholung von Weideland, der sekundären Abfolge eines entblößten Ortes, der Ausbreitung einer Krankheit oder sogar von neu in das Gebiet eingeführtem Unkraut eingesetzt. Da diese Veränderungen sukzessive und sehr langsam erfolgen, ist eine detaillierte und permanente Aufzeichnung für den Vergleich unabdingbar. Eine Reihe von Fotografien untermauert diese Aufnahme sehr schön.

Das Alter verschiedener Gehölzarten (z.B. Bäume, Sträucher) kann durch Zählen der Jahresringe der oberirdischen oder unterirdischen Stämme bestimmt werden. Jahresringe können auch chronologisch die Klimageschichte eines Ortes aufzeigen, wie z. B. Jahre mit hohen Niederschlägen oder Dürre, Vorhandensein von Chemikalien im Boden oder in der Atmosphäre, Waldbrände, starke Schneefälle und so weiter.

Die Methode ist auch wichtig, um die aufeinanderfolgenden Entwicklungsstadien einer Vegetation und insbesondere die Abfolge von Dominanten und Subdominanten zu bestimmen.


Ökologie: Definition, Umfang und Geschichte | Biologie

Ökologie ist ein griechisches Wort und bedeutet das Studium der Besiedlung lebender Organismen (oikos = Wohnen, logos = Diskurs). Das Wort Ökologie wurde von verschiedenen Autoren unterschiedlich definiert. Einige ziehen es vor, es als „wissenschaftliche Naturgeschichte“ oder „Wissenschaft der Gemeinschaftsbevölkerung“ oder „das Studium der Lebensgemeinschaften“ zu definieren.

Die umfassendste Definition von Ökologie wird „eine Untersuchung von Tieren und Pflanzen in ihrer Beziehung zueinander und zu ihrer Umwelt“ sein.

Das Wort ‘Ökologie’ wurde erstmals im Jahr 1869 von Ernst Haeckel vorgeschlagen, obwohl viele Beiträge zu diesem Thema schon viel früher verfasst wurden. Viel später, in den 1900er Jahren, wurde die Ökologie jedoch als eigenständiges Wissenschaftsgebiet anerkannt.

Anfangs war es eher scharf in Pflanzen- und Tierökologie getrennt, aber später half das Verständnis des biotischen Gemeinschaftskonzepts, der Nahrungskette, des Stoffkreislaufkonzepts usw., die grundlegende Theorie für ein einheitliches Feld der allgemeinen Ökologie zu etablieren.

Ökologie galt bis vor kurzem in akademischen Kreisen als ein Zweig der Biologie, der neben Molekularbiologie, Genetik, Entwicklungsbiologie, Evolution etc. keineswegs immer nur als ein Gegenstand der Biologie betrachtet wurde.

Gegenwärtig hat sich der Schwerpunkt jedoch auf das Studium der Umweltsysteme des gesamten ‘Haushalts’ verlagert, was sich tatsächlich auf seine Kernbedeutung bezieht. So hat sich die Ökologie von einer Unterabteilung der biologischen Wissenschaften zu einer wichtigen interdisziplinären Wissenschaft entwickelt, die die biologischen, physikalischen und sozialen Wissenschaften miteinander verbindet.

Studium der Ökologie:

Ökologie wird mit besonderem Bezug auf Pflanzen oder Tiere studiert, daher die Themen Pflanzenökologie und Tierökologie. Da Pflanzen und Tiere eng miteinander verbunden sind, ist das Studium der Pflanzenökologie oder der Tierökologie allein unvollkommen und unzureichend.

Pflanzen- und Tierökologie sind daher gleichermaßen zu berücksichtigen und besser unter dem Begriff Bioökologie zu studieren. Der Begriff Synökologie bezeichnet ökologische Studien auf Gemeindeebene, während der Begriff Autekologie ökologische Studien auf Artenebene bezeichnet.

Geschichte der Ökologie:

In gewisser Weise ist Ökologie der neue Name von ‘Natural History’. Das Interesse des Menschen an der Naturgeschichte reicht bis in die prähistorische Zeit zurück. Die in Frankreich und Spanien entdeckten Schnitzereien und Bilder sprechen von der Beobachtung der Höhlenbewohner über die sie umgebende Fauna und Flora.

Die Schriften der Römer und Griechen zeugen von ihrem Interesse an der Naturgeschichte. ‘The Histories of Ani­mals’ von Aristoteles (384-322 v. Chr.) ist ein berühmter Beitrag in dieser Zeile.

Der erste Naturforscher, der ein systematisiertes Wissen über die Beziehung zwischen lebenden Organismen und Umwelt vermittelte, war Buffon. In einer Reihe von Arbeiten im Jahr 1749 betonte er Gewohnheiten und Anpassungen. Danach wurden im 18. und 19. Jahrhundert im Studium der Naturgeschichte herausragende Fortschritte erzielt.

Darwins naturistische Reise um die Welt, Wallaces Insel des Lebens und viele andere Arbeiten stimulierten das Wissen der Biologie in hohem Maße. Der Begriff Ökologie wurde jedoch erstmals 1878 vom deutschen Biologen Haeckel geprägt.

Die Wissenschaft der Ökologie hat sich nach einer mehrhundertjährigen Tragzeit heute als ausgereifte, angesehene und wissenschaftliche Disziplin in der biologischen Wissenschaft herauskristallisiert.

Zweige der Ökologie:

Ökologische Studien konzentrieren sich darauf, wie verschiedene Organismen mit ihrer Umwelt interagieren. Es gibt eine Reihe von Bereichen innerhalb der Ökologie, die sich entweder auf bestimmte Interessensgebiete konzentrieren oder bestimmte Ansätze verwenden, um ökologische und ökologische Probleme anzugehen.

Die Teilgebiete oder Zweige der Ökologie sind:

ich. Verhaltensökologie:

Es geht darum, Verhaltensmuster bei Tieren zu erklären.

ii. Physiologische Ökologie oder Öko-Physiologie:

Es befasst sich damit, wie Organismen sich anpassen und scheuen, um auf Temperatur zu reagieren, das richtige Wasser- und Salzgleichgewicht aufrechtzuerhalten, den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt auszugleichen, oder befasst sich mit anderen Faktoren ihrer physischen Umgebung. Studien zur Ökophysiologie spielen in der Landwirtschaft eine wichtige Rolle, da der Ernteertrag stark von der Leistung einzelner Pflanzen abhängt.

Es spielt auch eine wichtige Rolle in Naturschutzstudien. Der Rückgang der Zugvogelarten konzentriert sich beispielsweise darauf, wie sich Umweltveränderungen auf die physiologischen Mechanismen auswirken, die Vögel auf den Fernzug ​​vorbereiten.

iii. Molekulare Ökologie:

Der Einsatz der Molekularbiologie zur direkten Bewältigung ökologischer Probleme steht im Fokus der Molekularbiologie.

NS. Evolutionäre Ökologie:

Evolutio­nary Ökologie betont den Einfluss von Evo­lution auf aktuelle Muster und vom Menschen verursachte Veränderungen. Sie bezieht sich darauf, wie Tiere Partner wählen, das Geschlecht ihrer Nachkommen bestimmen, nach Nahrung suchen und in Gruppen leben oder wie Pflanzen Bestäuber anlocken, Samen verteilen oder Ressourcen zwischen Wachstum und Fortpflanzung aufteilen. Evolutionsökologen interessieren sich besonders dafür, wie Form und Funktion Organismen an ihre Umwelt anpassen.

Organismen gewinnen Energie entweder durch Photosynthese oder durch den Verzehr anderer Organismen. Diese energetischen und hygienischen Transformationen sind mit den Bewegungen von Materialien innerhalb und zwischen Organismen und der physischen Umgebung verbunden.

Somit ist die Interaktion zwischen den biotischen und abiotischen Komponenten, die als Ökosystem bezeichnet werden, das Teilgebiet der Ökologie, das als Ökosystemökologie bezeichnet wird. Von Interesse auf dieser Ebene ist, wie sich menschliche Aktivitäten auf Nahrungsnetze, den Energiefluss und den globalen Nährstoffkreislauf auswirken.

vi. Populationsökologie:

Populationsökologie umfasst Organismen derselben Art, die am selben Ort und zur selben Zeit leben. Es kann die Dynamik einer einzelnen Population eines Lebewesens umfassen (Erde&Scheuwurm, Fuchs, Wal, Kiefer usw.) oder sich darauf konzentrieren, wie zwei Populationen (Räuber und seine Beute oder Parasit und sein Wirt) miteinander interagieren.

Auf Bevölkerungsebene finden evolutionäre Veränderungen statt. Es steht auch in direktem Zusammenhang mit der Bewirtschaftung von Fisch- und Wildbeständen, der Forst- und Landwirtschaft. Die Ökologie der Bevölkerung ist auch grundlegend für unser Verständnis der Dynamik von Krankheiten.

vii. Gemeinschaftsökologie:

Populationen vieler verschiedener Organismen an einem bestimmten Ort sind durch Nahrungsbeziehungen und andere Interaktionen miteinander verbunden. Diese Beziehungen von interagierenden Populationen werden als ökologische Gemeinschaften bezeichnet und ihre Untersuchung fällt in den Zuständigkeitsbereich der Gemeinschaftsökologie.

Gemeinschaftsstudien beschäftigen sich hauptsächlich damit, wie biotische Interaktionen wie Prädation, Herbivorie und Konkurrenz die Anzahl und Verteilung von Organismen beeinflussen. Sie hat eine besondere Bedeutung für unser Verständnis der Natur der biologischen Vielfalt.

viii. Landschaftsökologie:

Dabei handelt es sich um ökologische Gebiete, deren Studium die Synthese mehrerer anderer Teilgebiete der Ökologie erfordert. Landschaftsökologie ist eine, die die Zusammenhänge zwischen den Ökosystemen einer Region betont.

Die Werte der land­scape Ökologie sind:

(a) Es betont größere Landflächen interagierender Ökosysteme, d. h. die nächsthöhere Organisationsebene über dem lokalen Ökosystem, und

(b) Seine Tendenz zur Kompartimentierung. Wir untersuchen ein See- oder Waldökosystem­tem, ​​aber die Landschaftsökologie berücksichtigt die Zusammenhänge zwischen ihnen. Reiher suchen zum Beispiel im See nach Nahrung, nisten im Wald und transportieren so Nährstoffe vom Wasser auf das Land.

ix. Konservierungsbiologie:

Dieses Teilgebiet der Ökologie verbindet die Konzepte der Gen&Shytik mit der Populations- und Gemeinschaftsökologie. Es verfolgt einen landschaftlichen Ansatz und bezieht sich auf die Erhaltung der Biodiversität und den Erhalt gefährdeter Arten.

x. Restaurierungsökologie:

Es bezieht sich auf die Wiederherstellung der Integrität natürlicher Systeme, die durch menschliche Aktivitäten beschädigt wurden.

Es ist die Untersuchung des Schicksals und der Wirkung von vom Menschen hergestellten Substanzen wie Pestiziden und Reinigungsmitteln in der Natur. Die Ökotoxikologie konzentriert sich auf die Art und Weise, wie vom Menschen hergestellte Substanzen die menschliche Gesundheit beeinflussen. Ökotoxikologen verwenden oft andere Tiere, wie Fische oder kleine Wirbellose, als Modelle für die Wirkung der untersuchten bestimmten giftigen Substanz.

Umweltschutz, Naturschutz und Naturschutz sind soziale oder politische Bewegungen und keine Zweige der Ökologie. Müllabfuhr am Straßenrand und Straßenbaumpflanzaktionen sind gut gemeinte öffentliche Verschönerungs- und Säuberungsaktivitäten, aber solche Aktivitäten sind keine Wissenschaft. Obwohl jeder diese bürgerliche Verantwortung begrüßt, erweitern sie unser Verständnis der natürlichen Welt nicht.

Die Teilgebiete der Ökologie bieten Denkansätze über die verschiedenen Ansätze in der Ökologie. In vielen Fällen führen jedoch einzelne Ökologen Arbeiten durch, die die Grenzen dieser Teilbereiche überschreiten. Die natürliche Neugier der meisten Ökologen, zusammen mit der Komplexität der Natur, ermutigt oft zu breiten Ansätzen. Ökologische Studien sind daher eine integrative Wissenschaft, die große Innovation, Breite und Neugier erfordert.

Umfang der Ökologie:

Die Lösung eines bestimmten ökologischen Problems erfordert mehrere Herangehensweisen. Nichts davon ist Selbstzweck, aber jedes einzelne leistet einen wichtigen Beitrag zur Vervollständigung des Bildes.

Diese verschiedenen Herangehensweisen an das ökologische Problem lassen sich wie folgt übersetzen:

(c) Klima (sowohl physikalisch als auch chemisch)

(e) Genetisch und evolutionär.

Biotische Faktoren sind das direkte Ergebnis der verschiedenen Arten von Aktivitäten der Tiere. Unter den Mitgliedern einer Gemeinschaft gibt es immer einen Wettbewerb um Nahrung und Unterkunft. Dieser Wettbewerb de­mandiert verschiedene Arten von Aktivitäten unter den Tieren.

Die quantitative Studie umfasst eine Bewertung der Bevölkerungsdichte in einem bestimmten Gebiet sowie eine Schätzung der Anzahl der Mitglieder in verschiedenen Gemeinden. Informationen dieser Art sind von immensem Wert bei der Lösung vieler Probleme wie Nahrungsverfügbarkeit und Bewegung innerhalb einer bestimmten Kolonie.

Klimatische Faktoren umfassen sowohl physikalische als auch chemische Bedingungen, die in einem Lebensraum vorhanden sind. Diese Faktoren ändern sich ständig in der Natur. Zu den physikalischen Faktoren zählen hauptsächlich Temperatur, Licht und Feuchtigkeit. Chemische Faktoren umfassen Säure oder Salzgehalt, die besonders in aquatischen Lebensräumen vorhanden sind. Manche Tiere sind so empfindlich, dass eine winzige Klimaänderung für sie tödlich wird. Klimatische Faktoren spielen eine wichtige Rolle bei der Verbreitung von Tieren.

Taxonomie bedeutet Klassifizierung, Benennung und Beschreibung von Organismen. Eine bloße Benennung einer großen Zahl von Tieren eines bestimmten Gebietes, wie sie früher in ökologischen Erhebungen vorgenommen wurde, ist ohne Berücksichtigung der Umstände, die ihnen das Leben dort ermöglichen, bedeutungslos. Daher wird in der Ökologie auf eine komplementäre Betrachtung der verschiedenen ökologischen Faktoren zusammen mit der Taxonomie Wert gelegt.

Die genetischen und evolutionären Aspekte haben bei ökologischen Problemen einen rechtmäßigen Platz eingenommen. In den letzten Jahren hat sich das Wissen über die Vererbung und den Mechanismus der Oper­tion der natürlichen Auslese in erheblichem Maße erweitert.

Evolution gilt nicht mehr als eine Sache der Vergangenheit und es ist bewiesen, dass Evolution ein dynamischer Prozess ist, der jedoch sehr langsam voranschreitet. Unter bestimmten Umständen ist es möglich geworden, die Evolutionsrate in Wildpopulationen zu erkennen und zu messen.

Die obigen Untergliederungen bilden das Rückgrat des Studiums der Ökologie. Die Zusammenhänge zwischen diesen Unterabteilungen lassen sich am besten anhand eines Beispiels verstehen. Nehmen wir an, wir wollen die Ökologie einer bestimmten Art von Speisefischen studieren, die einen großen See bewohnen, mit dem Ziel, eine neue Kolonie dieser Fische zu gründen, die an anderer Stelle gegründet werden soll.

Dabei ist die erste Information, die wir benötigen, ob das am neuen Ort verfügbare Futter von diesen Fischen aufgenommen werden soll. Unsere zweite Untersuchung wäre, herauszufinden, ob Raubtiere in der Gegend vor- und zurückschreckend sind.

Diese beiden sind in den biotischen Faktoren enthalten. Wir müssen die Anzahl der Fische bestimmen, die in der neuen Lokalität freigelassen werden sollen, und zwar so, dass sie dort leben können, ohne dass sie überfüllt werden.

Hierin liegt die Einbeziehung des quantitativen Aspekts. Wir müssen das Wasser selbst untersuchen und das Ausmaß der Schwankungen in seiner Zusammensetzung wie Salzgehalt, Säuregehalt oder Alkalinität herausfinden, um die Toleranz der Fische gegenüber den wechselnden Faktoren zu bestimmen.

Wenn der erste See sehr alt ist und der betreffende Fisch dort über einen langen Zeitraum isoliert war, ist es möglich, dass sich dort eine Unterart oder lokale Rasse entwickelt. In solchen Fällen kann sich der Taxonom melden und bei der Identifizierung der Art helfen. Eine solche Situation eröffnet den Genetikern und Evolutionisten die Möglichkeit herauszufinden, wie und mit welcher Geschwindigkeit sich die neuen Formen entwickelt haben.


Historischer Hintergrund

Die Ökologie hatte keine festen Anfänge. Es entwickelte sich aus der Naturgeschichte der alten Griechen, insbesondere Theophrastus, eines Freundes und Mitarbeiters von Aristoteles. Theophrastus beschrieb zuerst die Wechselbeziehungen zwischen Organismen und zwischen Organismen und ihrer unbelebten Umwelt. Spätere Grundlagen für die moderne Ökologie wurden in den frühen Arbeiten der Pflanzen- und Tierphysiologen gelegt.

Anfang und Mitte des 20. Jahrhunderts untersuchten zwei Gruppen von Botanikern, eine in Europa und die andere in den Vereinigten Staaten, Pflanzengemeinschaften aus zwei verschiedenen Blickwinkeln. Die europäischen Botaniker beschäftigten sich mit der Erforschung der Zusammensetzung, Struktur und Verbreitung von Pflanzengemeinschaften. Die amerikanischen Botaniker untersuchten die Entwicklung von Pflanzengemeinschaften oder Sukzession (sehen Gemeinschaftsökologie: Ökologische Sukzession). Sowohl die Pflanzen- als auch die Tierökologie entwickelten sich getrennt, bis amerikanische Biologen die Wechselbeziehung zwischen Pflanzen- und Tiergemeinschaften als biotisches Ganzes betonten.

Im gleichen Zeitraum entwickelte sich das Interesse an der Bevölkerungsdynamik. Einen besonderen Aufschwung erhielt die Erforschung der Bevölkerungsdynamik zu Beginn des 19. Jahrhunderts, nachdem der englische Ökonom Thomas Malthus auf den Konflikt zwischen Bevölkerungswachstum und der Fähigkeit der Erde zur Nahrungsversorgung aufmerksam gemacht hatte. In den 1920er Jahren entwickelten der amerikanische Zoologe Raymond Pearl, der amerikanische Chemiker und Statistiker Alfred J. Lotka und der italienische Mathematiker Vito Volterra mathematische Grundlagen für das Studium von Populationen, und diese Studien führten zu Experimenten über die Interaktion von Räubern und Beute, Konkurrenzbeziehungen zwischen den Arten und die Regulierung der Populationen. Untersuchungen zum Einfluss des Verhaltens auf Populationen wurden durch die 1920 erkannte Territorialität nistender Vögel angeregt. Konzepte für instinktives und aggressives Verhalten wurden von dem österreichischen Zoologen Konrad Lorenz und dem in den Niederlanden geborenen britischen Zoologen Nikolaas Tinbergen entwickelt, und die Rolle des Sozialverhaltens bei der Regulierung von Populationen wurde von dem britischen Zoologen Vero Wynne-Edwards erforscht. (Sehen Populationsökologie.)

Während einige Ökologen die Dynamik von Gemeinschaften und Populationen untersuchten, beschäftigten sich andere mit Energiebudgets. Im Jahr 1920 führte August Thienemann, ein deutscher Süßwasserbiologe, das Konzept der trophischen oder Fütterungsniveaus ein (sehen trophische Ebene), bei der die Energie der Nahrung durch eine Reihe von Organismen übertragen wird, von grünen Pflanzen (die Erzeuger) bis zu mehreren Ebenen von Tieren (die Verbraucher). Der englische Tierökologe Charles Elton (1927) hat diesen Ansatz mit dem Konzept ökologischer Nischen und Zahlenpyramiden weiterentwickelt. In den 1930er Jahren entwickelten die amerikanischen Süßwasserbiologen Edward Birge und Chancey Juday bei der Messung des Energiehaushalts von Seen die Idee der Primärproduktivität, der Rate, mit der Nahrungsenergie durch Photosynthese erzeugt oder fixiert wird. 1942 entwickelte Raymond L. Lindeman aus den Vereinigten Staaten das trophisch-dynamische Konzept der Ökologie, das den Energiefluss durch das Ökosystem detailliert beschreibt. Quantifizierte Feldstudien des Energieflusses durch Ökosysteme wurden von den Brüdern Eugene Odum und Howard Odum aus den Vereinigten Staaten weiterentwickelt, ähnliche frühe Arbeiten zum Nährstoffkreislauf wurden von J.D. Ovington aus England und Australien durchgeführt. (Sehen Gemeinschaftsökologie: Trophische Pyramiden und der Energiefluss Biosphäre: Der Energiefluss und der Nährstoffkreislauf.)

Die Untersuchung des Energieflusses und des Nährstoffkreislaufs wurde durch die Entwicklung neuer Materialien und Techniken angeregt – Radioisotopen-Tracer, Mikrokalorimetrie, Informatik und angewandte Mathematik –, die es Ökologen ermöglichten, die Bewegung bestimmter Nährstoffe und Energie durch Ökosysteme. Diese modernen Methoden (siehe unten Methods in ecology) encouraged a new stage in the development of ecology— systems ecology, which is concerned with the structure and function of ecosystems.


Ecoinformatics Track

Ecoinformatics is an emerging field that prepares graduates to become experts in integrating digital and information technologies, such as GPS (geographic position system), satellite and UAV (unmanned aerial vehicle) imagery, and advanced field sensors with ecological data analysis in complex ecosystems to detect, evaluate, and predict ecological patterns, disturbances, and processes. The Ecoinformatics track provides students with training in theories and applications of ecological data analysis, natural resources and ecological modeling, and spatial information sciences that will prepare them for handling complex and ever-increasing interdisciplinary ecological data and understanding of contemporary environmental challenges. Students successfully completing this track will have the ability to use advanced technologies used to collect data from genomic to landscape levels and beyond. The diversity of courses will give students the ability to use analytical and computer-based methods to perform quantitative data analysis, spatial analysis, and ecological modeling. This track prepares students for careers with natural resource agencies, environmental consulting companies, or for pursuing graduate degrees that require knowledge and ability to transform data into ecological information useful for solving environmental problems and informing policy and decision making.


Chemie

  • CHEM 101DL Core Concepts in Chemistry ODER
  • CHEM 110DL Honors Chemistry: Core Concepts in context ODER
  • CHEM 21 General Chemistry Credit
  • CHEM 101DL Core Concepts in Chemistry ODER
  • CHEM 110DL Honors Chemistry: Core Concepts in context ODER
  • CHEM 21 General Chemistry Credit
  • CHEM201DL Organic Chemistry

HINWEIS: CHEM 210DL and CHEM 202L are also recommended for pre-med, pre-vet, biochem and pharm students.

  • MATH 111L Laboratory Calculus I ODER
  • MATH 121 Introductory Calculus I ODER
  • MATH 21 Introductory Calculus I ODER
  • BEIDE MATH 105L/106L Laboratory Calculus and Functions I and II
  • BEIDE MATH 105L/106L Laboratory Calculus and Functions I and II ODER
  • MATH 111L Laboratory Calculus I (OR Math 21 or 112L or 122) ODER
  • STA 102 Introductory Biostatistics ODER
  • BIOLOGY 304 (204) Biological Data Analysis (cannot be double counted as an elective) ODER
  • STA 101 or above Data Analysis/Statistical Inference
  • MATH 112L Laboratory Calculus II ODER
  • MATH 122 Introductory Calculus II ODER
  • MATH 22 Introductory Calculus II ODER
  • STA 101 or higher ODER
  • BIOLOGY 304 Biological Data Analysis (cannot be double counted as an elective)

Physik

  • PHYSICS 141L General Physics I ODER
  • PHYSICS 151L Introductory Mechanics ODER
  • PHYSICS 161L Introductory Experimental Physics I ODER
  • PHYSICS 25 (AP credit)
  • No physics required.

HINWEIS: PHYSICS 142L is recommended for pre-med, pre-vet, biochem and pharm students.


Program Overview

Understand the complex connection between organisms and the environment.

At Western Colorado University, you can explore vast public and private lands—from the sagebrush and lush riparian “lowlands”—to deep forests and rocky alpine crags surrounding campus. You’ll also have the unique opportunity to conduct original fieldwork at the Rocky Mountain Biological Laboratory, a world-renowned research station just seven miles north of Crested Butte. Between fieldwork in our expansive natural surroundings and research in our state-of-the-art lab facilities, you’ll get a head start on your professional career by applying theory to practice throughout your time at Western.

Before graduating, we’ll offer you a variety of different networking and internship opportunities with natural resources agencies and the chance to collaborate with faculty on original research in the Thornton Biology Research Program. Because of Western’s low student-to-faculty ration, professors will provide you with one-on-one personal career advising, mentorship opportunities and detailed references.

A vast research laboratory

With Western’s intimate educational experience, students conduct original field research and explore the vast learning laboratories of the Gunnison Valley.


Umweltprobleme

Recycle City – web lesson, view EPA’s site on recycling with questions
Smog City – web lesson, use simulator to adjust environmental conditions

Ecology Project – create a powerpoint presentation about an environmental issue
Choosing a Dog – be a responsible pet owner, choose your dog wisely (web lesson)
Designer Dogs – Examines the cost associated with breeding designer dogs (such as Puggles) students to consider alternatives to buying pets.
Exotic Pets – a set of activities over wild and exotic animals and the risks of owning them

Endangered Species Project – create a publication (website or prezi) that explores a species that is threatened

Investigate the Causes Endangered Species – using earthsendangered.com, create a graphic organizer that compares 4 different threatened animals from an area of the planet

Food for Thought – model the amount of food resources each country has using Hershey kisses
Zebra Mussels – read an article about exotic (invasive) species, answer questions
Human Population Graph – use data to graph growth and analyze
Environmental Action – as a group, allocate resources to different “causes”
Ecology Listmania – an introductory discussion where students list ideas or issues related to the environment

Introduction to Ecology – species, communities, ecosystems and the biosphere. Focus on vocabulary and methods of studying ecology.
Biomes – showcases each major biome, its characteristics and species of plants and animals
Populations – discussions population growth curves, population pyramids and limits to growth
Demography – focuses on human population trends


Schau das Video: Prof. Maja Göpel bei Precht. Ökonomie und Ökologie Ein Widerspruch? (Kann 2022).