Ökologie der Biozönosen

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Gabriel Geier
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1 Konrad Martin Ökologie der Biozönosen Zeichnungen von Christoph Allgaier Mit 135 Abbildungen Springer

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung,' Arten, Umwelt und Biozönosen Definitionen der Interaktionen Phytophagie und Herbivorie Prädation Konkurrenz Mutualismus 7 2 Phytophagie Wirkungen von Phytophagen auf die Pflanzenfitness Fitnessverluste Kompensation von Fraßschäden Überkompensation Granivorie und Zoochorie Effekte von Pathogenen auf Pflanzenpopulationen 21 Zusammenfassung von Kapitel Wechselbeziehungen zwischen Pflanzen und Phytophagen Mechanischer Schutz der Pflanzenoberfläche Sekundäre Pflanzenstoffe und ihre negativen Wirkungen auf Phytophagen Welche Funktionen haben sekundäre Pflanzenstoffe? Wirkungen auf Phytophagen Anpassungen an sekundäre Pflanzenstoffe bei Insekten Wie können sekundäre Pflanzenstoffe unschädlich gemacht werden? Nutzung von sekundären Pflanzenstoffen durch Insekten Warum sind so viele phytophage Insekten Nahrungsspezialisten? Durch Phytophagen induzierte Abwehr bei Pflanzen 46

3 VIII Inhaltsverzeichnis Anstieg der Konzentrationen sekundärer Pflanzenstoffe Induzierte Bildung von Protease-Inhibitoren Weitere induzierte Reaktionen Koevolution von Pflanzen und Phytophagen Gibt es Beweise für das Koevolutionsmodell? 57 Zusammenfassung von Kapitel Prädation Einflussfaktoren auf die Prädationsrate Verteidigungsmechanismen von Beutetieren Einfluss der Habitatstruktur Verfügbarkeit alternativer Beutearten Körpergrößenspezifische Beutepräferenz Können Prädatoren ihre Beutepopulationen regulieren? Biologische Schädlingsbekämpfung Klassische biologische Schädlingsbekämpfung Konservative biologische Schädlingsbekämpfung: Fallbeispiel Getreideblattläuse 83 Blattläuse als Getreideschädlinge 84 Natürliche Antagonisten der Getreideblattläuse 85 Polyphage prädatorische Arthropoden 85 Blattlausspezifische prädatorische Arthropoden 90 Parasitoide 93 Pathogene Diskussion: Welche Faktoren bestimmen die Beziehung zwischen Getreideblattläusen und ihren Antagonisten? 94 Zusammenfassung von Kapitel Interspezifische Konkurrenz Bedingungen für das Auftreten von interspezifischer Konkurrenz Formen und Wirkungen von interspezifischer Konkurrenz Interferenz Direkte Ausbeutungskonkurrenz Zeitlich verzögerte Konkurrenz Bedingungsabhängige Konkurrenz Konkurrenzausschluss Gibt es Beispiele für Konkurrenzausschluss in der Natur? 120 Zusammenfassung von Kapitel Mutualismus Wasserpflanzen, Aufwuchs und Schnecken Pflanzen, Pflanzenläuse und Ameisen 131

4 Inhaltsverzeichnis IX 6.3 Röhrenblüten und Schwärmer Pflanzen und Parasitoide Kommunikation zwischen Pflanzen Prokaryoten und Pflanzen Knöllchenbakterien und Leguminosen Die Azolla-Anabaena -Assoziation 146 Zusammenfassung von Kapitel Intraspezifische Interaktionen Kannibalismus Intraspezifische Konkurrenz Haben Populationen die Fähigkeit zur Selbstregulation? Kooperation und Altruismus 160 Zusammenfassung von Kapitel Die Struktur von Biozönosen Der räumliche Aspekt: Arten-Areal-Beziehungen Habitat-Heterogenität und Fläche per se Die Gleichgewichts-Theorie und weitere Insel-Modelle Die Rolle von ökologischen Prozessen bei Arten-Areal- Beziehungen Funktionale Verbindungen: Trophische Ebenen und Nahrungsnetze Nahrungsnetzmuster Prädator/Beute-Verhältnisse Verknüpfungsgrad Diskussion: Welche ökologische Relevanz haben Nahrungsnetz- Parameter? 194 Zusammenfassung von Kapitel Interaktionen in Biozönosen Prädator-Beute-Beziehungen im Nahrungsnetz Effekte mehrerer Prädatorenarten auf die gemeinsame Beutepopulation Effekte von Prädatoren auf die Biozönosestruktur Ökologische Schlüsselarten 214 Zusammenfassung von Kapitel Kontrolle der trophischen Ebenen: Modelle und die Wirklichkeit Bottom-up-Kontrolle: Das Modell von White Herbivoren im bottom-up-modell 225

5 X Inhaltsverzeichnis Prädatoren im bottom-up-modell Alternierende bottom-up- und top-down-kontrolle Die HSS-Hypothese für terrestrische Systeme Die Hypothese von Wiegert u. Owen für pelagische Systeme Das Fretwell-Oksanen-Modell 235 Terrestrische Gemeinschaften 239 Nahrungskettenlänge Nahrungskettenlänge Nahrungskettenlänge Nahrungskettenlänge Pelagische Gemeinschaften 256 Meere 256 * Seen 259 Benthische Gemeinschaften Diskussion: Welche Faktoren beeinflussen die kontrollierenden Mechanismen in Biozönosen? Die Struktur der trophischen Ebenen Produktivität und Ressourcenverfügbarkeit Abiotische Faktoren Zeitliche Dynamik 280 Zusammenfassung von Kapitel Resümee Bestimmende Faktoren für Abundanz und Artenvielfalt Einzelne Interaktionen Kombinierte Interaktionen Wirkungen der abiotischen Umwelt Grenzen und Perspektiven in der Biozönoseforschung 288 Glossar 291 Literatur 301 Verzeichnis der Gattungen und Arten 319 Sachverzeichnis 323

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