Wiederholung: El Nino Wie verändern sich die Wassertemperaturen vom Äquator zum Pol und von oben nach unten warum? Wieso befindet sich im Bereich um Indonesien ein Pool warmen Oberflächenwassers? Was hat der Südäquatorialstrom mit Passatwinden zu tun? Was passiert im Falle eines El Ninos mit den Wassermassen? Was bedeutet upwelling und was hat dies mit dem Fischvorkommen zu tun?
Was bedeutet der physikalische Parameter Temperatur für Lebewesen in und um das Meer?
Klimaregeln 1. RGT-Regel: Die Geschwindigkeit der Lebensprozesse verdoppelt sich, wenn die Temperatur um ca. 10 C steigt. 2. Allensche Regel: Abstehende Körperteile, wie Ohren, Schwänze und die Gliedmassen, bei verwandten gleichwarmen Tieren, sind bei den Formen, die in kalten Gebieten leben kleiner. 3. Bergmannsche Regel: Die Grösse gleichwarmer, verwandter Tiere nimmt vom Äquator zu den Polen zu, da mit der Grösse die Oberfläche im Vergleich zum Volumen weniger stark zunimmt. Auch gleichwarme Lebewesen im Wasser haben eher eine kleine Oberfläche im Vergleich zu ihrem Volumen.
Bedeutung der Temperatur für die Meereslebewesen Gleichwarme (homoiotherme) Tiere haben das Problem der schnellen Wärmeableitung: polare Gebiete; grosse, runde Tiere; Isolation: Fell, Speck, Blubber; Jungtiere in warmen Gebieten (Wale) oder an Land Wechselwarme (poikilotherme) Tiere passen sich der Umgebungstemperatur an. Temperatur bestimmt deren Vorkommen (Supralitoral in grossen Breiten). Spezielle Einrichtungen zur Wärmerückgewinnung (rete mirabile) und zum Gefrierschutz.
Rete mirabile Hautarterien und Hautvenen liegen dicht beieinander. Rückgewinnung endogen in den Muskeln erzeugter Wärme über Kapillarnetz. Vermeidung des Wärmeverlustes über die Kiemen.
Dichte Die Dichte von Meerwasser wird bestimmt von Temperatur und Salzgehalt (Zusammenhang?). Dichteunterschiede sind verantwortlich für die thermohaline Zirkulation (Strömungen). Meereslebewesen haben sehr häufig grössere Dichten als das Wasser --> sie sinken ab. Sie haben Mechanismen zur Dichtereduktion entwickelt.
Mechanismen zur Dichtereduktion Hoher Wassergehalt (Meduse; 98% Wassergehalt; Mesogloea) Ionenaustausch (schwere Ionen durch leichte ersetzen; z.b. Cephalopode Heliocranchia: NH4+ statt Na+)
Mechanismen zur Dichtereduktion Einsparung von Hartteilen (Schnecken und Krebstiere ohne Gehäuse oder Reduktion) Fetteinlagerung (geringere Dichte; Öltropfen im Cytoplasma; überdimensionierte Leber --> Lebertran; Blubber) Gaseinschlüsse: Gasvakuolen, Gaskammern (Nautilus), Schwimmblasen (Achtung: druckabhängig)
Druck Der Druck auf Meereshöhe steigt alle 10m um ca. 1atm (1bar). Die Erforschung der Tiefseelebewesen ist sehr schwierig (warum?). Verhältnisse in Gegenden hohen Druckes: aphotisch; so gut wie keine T Schwankung (keine Taktgeber); geringes Nahrungsangebot (Ausnahmen!) Experimente mit künstlich erzeugten hohen Drucken kommen zu dem Schluss, dass Leben über 500atm eigentlich unmöglich ist (Stabilität von Biomolekülen und einfachen biochemischen Vorgängen: Replikation, Transkription, Proteinbiosynthese)
Gelöste Gase Gase werden über die Oberfläche mit der Atmosphäre ausgetauscht. Die Löslichkeit ist sehr gering (und sinkt mit der Temperatur und dem Salzgehalt von 10ml/l Wasser ab). Die Diffussionsgeschwindigkeit ist sehr gering. Tiefere Wasserschichten werden durch Strömungen versorgt. Sauerstoff wird in der PS erzeugt und bei der Zellatmung verbraucht (nur im euphotischen Teil Produktion). Zur Sauerstoffaufnahme sind spezialisierte Organe notwendig. CO 2 wird bei der Zellatmung erzeugt. Es steht im GG mit Kohlensäure und den Karbonaten.
Licht Je nach Wetter und Ort auf der Erde erreicht das Sonnenlicht die Meeresoberfläche unterschiedlich lange und stark. Licht wird an der Oberfläche reflektiert. An Partikeln/ Schwebteilchen wird das Wasser gestreut. Licht wird (vor allem von Primärproduzenten) absorbiert. Reines Wasser (nährstoffarm) erscheint blau (kleine Wellenlänge; grosse Energie; wird am spätesten absorbiert und gestreut). Chlorophyllreiches Wasser ist grün. Andere photosynthetische Farbstoffe verändern die Farbe.
Aufgabe Licht im Meer Lies den Infotext zum Licht im Meer. Zusatzinformationen findest du in den kleinen Kästen auf dem Extrablatt. Versuche die Fragen zu beantworten.
Akkustik Das Meer ist nicht so leise, wie man denken könnte. Die Ausbreitung von Schall verläuft schneller und die Reichweite ist grösser als in der Luft. Lebewesen die Geräusche erzeugen: verschiedene Krebstiere, Knochenfische, Säugetiere (Robben, Wale (Kommunikation))
Was lebt denn da? Einige Fakten: Man nimmt an, das Leben auf der Erde sei vor ca. 4 Milliarden Jahren im Meer entstanden. Leben auf dem Land gibt es erst seit ca. 400 Millionen Jahren. Auf Grund der relativ stabilen Verhältnisse (abiotische Faktoren) im Meer im Vergleich zum Land, kommen auch heute noch Formen vor, die sich kaum verändert haben. Allerdings ist die Vielfalt der Baupläne von Lebewesen im Meer sehr gross.
Zeitliche Entwicklung
Prokaryonten (Archaebakterien und Eubakterien) Bakterien kommen überall vor, auch im Meer. Sie spielen eine wichtige Rolle als Destruenten, welche abgestorbenes Material abbauen. Es kommen sowohl anaerobe, als auch aerobe Bakterien vor und sowohl heterotrophe, als auch chemoautotrophe. Für einige Lebewesen bilden Bakterienmatten eine Nahrungsgrundlage. Einige Tiefseeformen leben symbiontisch mit Bakterien zusammen, die bei der Biolumineszenz eine Rolle spielen.
Die marine Flora Kommt nur im euphotischen Raum vor. Biomasse Phytoplankton >> Biomasse Algen des Litoral. Primärproduzenten Sehr wenige Angiospermen (Posidonia...). Algen: keine Gliederung in Wurzel, Spross und Blätter.
Die marine Fauna Von allen bekannten Arten sind nur ca. 1/6 marin. Nach Abzug der Insekten und Betrachtung der Zahl der Stämme anderes Bild. Vergleichsweise viele sessile Lebewesen (Wasser). Primärproduzenten sind meist kleine Strudler. Einteilung in Zooplankton, Nekton und Zoobenthos.
Lebensgemeinschaften Pelagial: schwebende Lebewesen = Plankton; aktiv schwimmende Lebewesen = Nekton Benthal: sessile und mobile Lebewesen = Benthos
Das Plankton Schwebende Lebensweise Grob einteilbar in Phytoplankton (Pflanzen; euphotisch; autotroph) und Zooplankton (Tiere; überall; heterotroph). Holoplankter - Meroplankter Vertikale Gliederung: Pleuston (an Wasseroberfläche; wenige); Neuston (bis 1cm Tiefe; 100-1000x reicher an Mikroorganismen als in tieferen Regionen); epipelagische Plankton (euphotisch) Gefahr des Absinkens
Das Phytoplankton Primärproduktion; euphotische Zone Kieselalgen: Gehäuse aus Kieselsäure (SiO 2 ); Hauptnahrung für Strudler Flagellaten: Sammelbegriff; Flagellen zur Fortbewegung; z.b. einige Grünalgen, Dinoflagellaten (Panzerflagellaten) und Kalkflagellaten
Auftrag Phytoplankton Lies das Infoblatt. Beantworte folgende Fragen: In welchen Bereichen des Meeres kommt Phytoplankton vor? Wie gross dürfen die Maschen eines Planktonnetzes nur sein, damit Kieselalgen gefangen werden? Welche Strategien nutzen planktische Lebewesen, um nicht abzusinken und wie werden sie dabei unterstützt? Was bedeutet Phytoplanktonblüte? Wie bewegen sich Dinoflagellaten fort? Welche abiotischen Faktoren beeinflussen das Wachstum des Phytoplanktons? Wer kontrolliert die Masse des Phytoplanktons (top down). Was hat das Phytoplankton mit der Klimaerwärmung zu tun?