Was die Größenverteilung der Organismen über die energetische Effizienz eines Sees verrät

Neues aus der Forschung

Meldung vom 05.06.2018

Die Größenverteilung der Organismen in einem See lässt zuverlässige Rückschlüsse auf die energetische Effizienz im Nahrungsnetz zu, wie Forschende des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und internationale KollegInnen empirisch zeigen konnten. Dieser Zusammenhang erlaubt ein besseres und schnelleres Verständnis von biologischen Vorgängen und Störungen, die auf aquatische Ökosysteme einwirken.


180606-0538_medium.jpg
 
Was die Größenverteilung der Organismen über die energetische Effizienz eines Sees verrät
Mehner, T. , Lischke, B. , Scharnweber, K. , Attermeyer, K. , Brothers, S. , Gaedke, U. , Hilt, S. and Brucet, S
Empirical correspondence between trophic transfer efficiency in freshwater food webs and the slope of their size spectra
Ecology, 99: 1463-1472
DOI: 10.1002/ecy.2347


In jedem Lebensraum kann nur eine bestimmte Anzahl großer Organismen existieren, weil sich diese von kleineren Organismen ernähren. In der Ökologie wird dieser Zusammenhang mit der Trophischen Transfereffizienz (TTE) beschrieben: Von Nahrungsebene zu Nahrungsebene gehen etwa 90 Prozent der Energie verloren bzw. nur 10 Prozent bleiben erhalten. Frisst beispielsweise ein Raubvogel ein Kaninchen, kann er nur 10 Prozent der Energie, die das Kaninchen zum Wachsen und Leben benötigte, in eigenes Wachstum umsetzen – die allermeiste Energie geht also verloren. Forschende des IGB haben nun untersucht, wie groß diese wichtige Modellgröße in natürlichen Seeökosystemen tatsächlich ist und wie sie mit der Populationsdichte von Organismen verschiedener Größengruppen zusammenhängt. „Natürlich gibt es schon Untersuchungen zur Trophischen Transfereffizienz und Größenverteilung, aber bislang nicht in dem Umfang, den unsere Studie hatte: Wir haben alle trophischen Ebenen analysiert, vom Bakterium bis zum großen Fisch“, erklärt Dr. Thomas Mehner, Hauptautor der Studie und Leiter der Arbeitsgruppe Nahrungsnetze und Fischgemeinschaften am IGB.

Vorhandene Nahrung wird schlechter verwertet als erwartet

Für ihre Untersuchung nahmen die Forschenden die Nahrungsnetze in zwei kleinen, flachen und nährstoffreichen Seen in Norddeutschland unter die Lupe, die sie für einen Zeitraum von einem Jahr mithilfe einer Folie in zwei abgeschlossene Systeme teilten. Durch die lange Phase der Teilung entwickelten sich in beiden Hälften die wichtigsten Organismengruppen jeweils unterschiedlich, sodass Daten für insgesamt vier verschiedene Seeökosysteme erhoben werden konnten. Die Forschenden ermittelten die Biomasse und Größe aller in den Seen lebenden Organismen. Außerdem berechnete das Team die Trophische Transfereffizienz für alle Nahrungsebenen im See. Dafür verglichen sie die Primär- und bakterielle Produktion mit der Sekundärproduktion bzw. dem Gewinn an Biomasse auf der Stufe der Konsumenten.

„Wir konnten feststellen, dass die Energieeffizienz geringer ist als allgemein angenommen: Sie liegt deutlich unter zehn Prozent. Die vorhandene Nahrung wird also schlechter verwertet als erwartet“, berichtet Thomas Mehner. Die ermittelten TTEs waren in allen vier Seen etwa gleich niedrig. Eine Bestätigung für die Voraussagen der ökologischen Theorien gab es allerdings beim Zusammenhang von TTE und Größenverteilung: Wenn die Trophische Transfereffizienz unter zehn Prozent sinkt, entspricht dies im Modell einer immer steiler abfallenden Kurve. In den vier Seehälften sank damit auch die Biomasse der größeren Organismen stärker ab als erwartet. So zählten die Forschenden deutlich weniger Konsumenten im Wasser, als bei einer höheren TTE zu erwarten wären.



Die Größenverteilung in Seen als „Werkzeug“ nutzen

Dass der Zusammenhang zwischen Trophischer Transfereffizienz und Größenverteilung stabil ist, eröffnet der Untersuchung aquatischer Ökosysteme neue Möglichkeiten. Anstatt die TTE aufwändig zu ermitteln, reicht es vermutlich aus, Populationsdichten und Größenverteilungen zu messen. „Die Trophische Transfereffizienz ist eine wichtige Größe, wir wissen aber oft nicht, wie hoch sie ist. Wir konnten zeigen, dass die leichter bestimmbare und häufiger anwendbare Größenverteilung ausreicht, um etwas über den energetischen Zustand und die Effizienz eines Ökosystems zu erfahren“, fasst Mehner die Bedeutung der Ergebnisse zusammen. Damit lässt sich die Größenverteilung als „Werkzeug“ nutzen, um zum Beispiel Informationen über die Auswirkungen globaler Erwärmung, die Invasion fremder Arten, Veränderungen der Lebensräume oder menschliche Ausbeutung von Ökosystemfunktionen zu erhalten.


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 7 Tage

www.biologie-seite.de 14 Meldungen

Meldung vom 26.06.2019

Kein Platz für Wölfe

Wölfe lösen beim Menschen gleichermaßen Angst und Faszination aus. Das Raubtier wird bei Nutztierhaltern, J ...

Meldung vom 25.06.2019

Studie: Spinat-Extrakt führt zu Leistungssteigerungen im Sport

Ein Extrakt aus Spinat kann einer internationalen Studie unter Beteiligung der Freien Universität Berlin zufo ...

Meldung vom 25.06.2019

Forscher der Humboldt-Universität entschlüsseln, wie Blütenpflanzen ihren Stoffwechsel drosseln

Artikel im Wissenschaftsjournal eLife erschienen.

Meldung vom 25.06.2019

Upcycling in Symbiose: Von „minderwertigen“ Substanzen zu Biomasse

Forschende entdecken den ersten bekannten schwefeloxidierenden Symbionten, der rein heterotroph lebt.

Meldung vom 25.06.2019

Nicht nur der Wind zeigt den Weg

Wenn der südafrikanische Dungkäfer seine Dungkugel vor sich her rollt, muss er den Weg möglichst präzise k ...

Meldung vom 25.06.2019

Rätsel um Ursprung der europäischen Kartoffel gelöst

Woher stammt die europäische Kartoffel? Pflanzen, die im 19. Jahrhundert auf einer Expedition des britischen ...

Meldung vom 24.06.2019

Molekulare Schere stabilisiert das Zell-Zytoskelett

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI in Villigen haben erstmals die Struktur wichtiger Enzyme in menschl ...

Meldung vom 24.06.2019

Solarium für Hühner - Wie sich der Vitamin-D-Gehalt von Eiern erhöhen lässt

Viele Menschen leiden unter einem Vitamin-D-Mangel. Das kann brüchige Knochen und ein erhöhtes Risiko für A ...

Meldung vom 21.06.2019

Genom der Weisstanne entschlüsselt: Baumart für den Wald der Zukunft

Die Weisstanne ist eine wichtige Baumart im Hinblick auf den Klimawandel. Um sie besser erforschen zu können, ...

Meldung vom 21.06.2019

Künstliche Intelligenz lernt Nervenzellen am Aussehen zu erkennen

st es möglich, das Gehirn zu verstehen? Noch ist die Wissenschaft weit von einer Antwort auf diese Frage entf ...

Meldung vom 21.06.2019

Pilz produziert hochwirksames Tensid

Forschungsteam der Friedrich-Schiller-Universität Jena entdeckt im Bodenpilz Mortierella alpina eine bisher u ...

Meldung vom 20.06.2019

Zufall oder Masterplan

Gemeinsame Pressemitteilung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und des Max-Planck-Instituts für Ev ...

Meldung vom 20.06.2019

Systeme stabil halten

Sowohl die Natur als auch die Technik sind auf integrierende Feedback-Mechanismen angewiesen. Sie sorgen dafü ...

Meldung vom 19.06.2019

Wie sich Bakterien gegen Plasmabehandlung schützen

Angesichts von immer mehr Bakterien, die gegen Antibiotika resistent werden, setzt die Medizin unter anderem a ...


21.05.2019
Namenlose Fliegen
03.05.2019
Eine Frage der Zeit
24.04.2019
Kraftwerk ohne DNA

06.03.2019
Bindung mit Folgen
16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind
06.06.2018
Kenne Deinen Fisch!
06.06.2018
Leben ohne Altern
06.06.2018
Lebensraum Käse
06.06.2018
Domino im Urwald
06.06.2018
Trend-Hobby Imker
06.06.2018
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung