Die Ökologie untersucht die Wechselwirkung zwischen einem Organismus und seiner belebten (biotischen) und unbelebten (abiotischen) Umgebung. Dabei werden verschiedenen Untersuchungsebenen betrachtet, beginnend bei einem einzelnen Organismus, über eine Population bis hin zur Betrachtung der kompletten Biosphäre.
Der Begriff der Ökologie stammt bereits aus dem 19. Jahrhundert und wurde dort von dem Wissenschaftler Ernst Haeckel eingeführt. Mittlerweile untergliedert sich der Forschungsbereich der Ökologie in verschiedene Zweige, wie die Öko-Biochemie oder die Verhaltensökologie.
Ursprung und Geschichte der Ökologie
Das Wort Ökologie kommt aus dem Griechischen und setzt sich aus den Wörtern oikos (Haushalt) und logos (Lehre) zusammen. Ökologie bedeutet also ins Deutsche übersetzt, so viel wie "Haushaltslehre".
Der Begriff Ökologie wurde 1866 erstmals verwendet. Ernst Haeckel schrieb damals in seinem Buch „Generelle Morphologie der Organismen“, dass man unter Ökologie die Beziehung von einem Organismus zur umgebenden Außenwelt versteht. Kurze Zeit später differenzierte er seine Aussage weiter und unterschied diese Außenwelt nach organischen und anorganischen Komponenten. Dabei schloss er auch Stoffwechsel und Energiefluss zwischen Pflanzen und Tieren mit ein.
In dieser Zeit fand die Ökologie auch ihren ersten konkreten Nutzen: Sie wurde in der Land- und Forstwirtschaft verwendet, um die Ernte und die Erträge zu verbessern.
Heute findet man unterschiedliche Definitionen für Ökologie in den Lehrbüchern. Eine der gebräuchlichsten Definitionen stammt von dem US-Amerikanische Ökologen Gene E. Likens:
Ökologie ist Wissenschaft vom Studium der Prozesse, die die Verteilung und Häufigkeit von Organismen beeinflussen, von den Interaktionen zwischen den Organismen und den Interaktionen zwischen Organismen und dem Fluss von Energie und Materie.
Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurden viele weitere wichtige Erkenntnisse in der Ökologie gewonnen. Unter anderem wurde entdeckt, dass Organismen in der Natur in einer Wechselwirkung miteinander bestimmte Funktionen erfüllen. So zersetzen Bakterien zum Beispiel den Waldboden, damit die Pflanzen besser Nährstoffe aufnehmen können. Die Organismen sind also ein kleines Element in einem übergeordneten System, dem Ökosystem. Jedes Ökosystem lässt sich außerdem in mehrere Biotope einteilen.
Um die Ökologie besser zu verstehen und die Beziehungen zwischen den Systemelementen zu erklären, haben sich neue Teilbereiche in der Biologie entwickelt, welche die Ökologie mit anderen Wissenschaften verbinden. Hierzu gehören unter anderem die Öko-Biochemie, die ökologische Genetik, die Evolutionsökologie und die Verhaltensökologie.
Vorsicht mit dem Begriff „ökologisch“, denn der Begriff hat im Laufe der Zeit weitere Bedeutungen gewonnen. Egal ob in Zusammenhang mit Strom, Essen, oder Mode, überall wird „Öko“ davor gesetzt. Das hat in diesem Zusammenhang aber nichts mit der wissenschaftlichen Ökologie als Teil der Biologie zu tun. Hiermit ist eher Nachhaltigkeit gemeint. Ökologie als Wissenschaft bezeichnet aber, wie oben erklärt, die Wechselwirkung zwischen Organismus und seiner Umgebung.
Grundbegriffe der Ökologie
Damit du dich tiefer in das Komplexe Thema Ökologie eintauchen kannst, solltest du zunächst die wichtigsten Grundbegriffe der Ökologie kennen. Die wichtigsten Begriffe sind:
Umweltfaktoren Ökologie
Umweltfaktoren können in der Ökologie entweder abiotisch oder biotisch sein. Den Unterschied zwischen diesen beiden sehr ähnlich klingenden Begriffen findest du im folgenden Absatz.
Abiotische Umweltfaktoren
Als abiotische Umweltfaktoren bezeichnet man jene Umweltfaktoren, die "nicht lebend" sind. Das bedeutet, dass an dem Einwirken abiotischer Umweltfaktoren keine Lebewesen beteiligt sind
Abiotische Umweltfaktoren sind zum Beispiel:
- Vegetationszonen
- das Klima,
- die Atmosphäre,
- Wasser,
- Temperatur,
- Licht,
- Strömung,
- oder auch die Konzentration chemischer Stoffe.
Biotische Umweltfaktoren
Im Gegensatz zu den abiotischen Umweltfaktoren versteht man unter dem Begriff Biotische Umweltfaktoren die Interaktionen beziehungsweise Wechselwirkungen zwischen Lebewesen. Biotische Umweltfaktoren sind also dann wirksam, wenn ein Lebewesen auf ein anderes einwirkt und es somit positiv, neutral oder auch negativ beeinflusst.
Dies kann man in der Natur ganz häufig bei der Konkurrenz zwischen Tieren um Nahrung oder auch um Nistplätze beobachten.
Mehr Informationen und konkretere Beispiele zu abiotischen und biotischen Umweltfaktoren findest du in der entsprechenden StudySmarter Originals.
Toleranzbereich und ökologische Potenz
Grundsätzlich wirken Umweltfaktoren nicht immer gleich stark auf einen Organismus. Schwankungen werden z.B. durch die verschiedenen Tages- oder Jahreszeiten ausgelöst. Der Toleranzbereich ist dabei der Bereich, in dem ein Organismus lebensfähig ist. Im Zuge dessen wird häufig auch von der ökologischen Potenz gesprochen. Diese bezeichnet den Bereich, in dem ein Organismus sich fortpflanzen und weiterentwickeln kann.
Den Toleranzbereich kann man in Form einer Toleranzkurve abbilden:
Abbildung 1: Toleranzkurve.Quelle: wikipedia.org
Minimum und Maximum bilden dabei die Grenzen der Lebensfähigkeit. Außerhalb dieser beiden Punkte ist ein Leben für den Organismus nicht mehr möglich. Das Optimum kennzeichnet den bestmöglichen Bereich für die Überlebensfähigkeit eines Organismus. Niedrigere Werte stehen immer für schlechtere Lebensbedingungen. Im Bereich der "Pessimum" ist das Überleben gerade so noch möglich, Fortpflanzung und Entwicklung finden dort allerdings nicht mehr statt.
Man kann für jeden der oben genannten abiotischen und biotischen Umweltfaktoren eine Toleranzkurve für ein Lebewesen erstellen.
Untersuchungsebenen der Ökologie
Die Ökologie ist ein komplexes Gebiet. Um unterschiedliche Aspekte der Ökologie näher betrachten zu können, kannst du die Ökologie in unterschiedliche Teilbereiche zerlegen: die Autökologie, Demökologie, Synökologie und Ökosystemforschung. In Abbildung 2 findest du die einzelnen Aspekte noch einmal in einer grafischen Übersicht zusammengefasst.
Abbildung 2: Ebenen der Ökologieforschung
Autökologie
Die Autökologie untersucht die Wechselbeziehungen einer Art mit ihrem abiotischen und biotischen Umfeld.
Dieser Teilbereich der Ökologie beruht auf der Tatsache, dass Lebewesen immer von ihrer Umwelt abhängig sind. Zum einen wird untersucht, wie sich eine Art angepasst hat, um in einer Umgebung überleben zu können. Zum anderen wird auch die Auswirkung von verschiedenen Arten auf ein Ökosystem beschrieben.
Populationsökologie
Die Populationsökologie, auch Demökologie genannt, untersucht Struktur, Wachstum und Reaktionen von Populationen einer Art, in Abhängigkeit von bestimmten Umweltfaktoren.
Im Gegensatz zur Autökologie werden jedoch eher quantitative Aspekte betrachtet. Es wird also eher Wert auf die Häufigkeit des Auftretens von bestimmten Strukturen oder Abweichungen in einer Art gelegt.
Mehr Informationen zur Demökologie, speziell zu den Themen Populationsstruktur und Populationsdynamik findest du in den entsprechenden StudySmarter Originals.
Synökologie
Die Synökologie untersucht die Beziehung zwischen Lebensgemeinschaften und ihrer Umgebung, aber auch die Beziehung zwischen zwei Lebensgemeinschaften.
Dieser Teilbereich hat seine Berechtigung, da Lebensgemeinschaften sich auch stets gegenseitig beeinflussen und miteinander wechselwirken.
Auch zur Synökologie findest du noch weitere StudySmarter Originals, wie den Parasitismus, die Räuber-Beute-Beziehung und die Symbiose.
Ökosystemforschung
In der Ökosystemforschung werden mithilfe von unterschiedlichen Ansätzen verschiedene Teilaspekte eines Ökosystems und dessen Funktionen untersucht.
Ziel ist es dabei, einen allgemeinen Überblick über die Wirkungen von Organismen untereinander und auf ihre Umwelt zu erlangen. In der Ökosystemforschung wird dafür mit diversen Analysen, Experimenten und mathematischen Modellierungen gearbeitet.
Zum Thema Ökosystem findest du zahlreiche StudySmarter Originals, wie Beispiele für verschiedene Ökosysteme, Stoffkreisläufe, den Energiekreislauf oder was genau ein Biotop ist.
Biosphärenforschung
Als Letztes gibt es noch die Biosphärenforschung.
Die Biosphärenforschung beschäftigt sich mit den Wechselwirkungen zwischen der Biosphäre und unterschiedlichen Ökosystemen.
Weitere ökologische Unterteilungen
Je nach Lebensraum des betrachteten Elements kann auch hier weiter unterteilt werden.
So bezeichnet die terrestrische Ökologie den Bereich des Festlandes, die marine Ökologie bezeichnet die Ökologie in den Meeren und die limnische Ökologie bezeichnet die Ökologie in Binnengewässern.
Die Ökologie kann auch nach Organismengruppen unterschieden werden. Hierbei wird unterteilt in Tierökologie, Pflanzenökologie und Mikrobenökologie.
Ökologie - Das Wichtigste
Die Ökologie untersucht die Wechselwirkung zwischen einem Organismus und seiner biotischen und abiotischen Umgebung.
Sie wurde Mitte des 19. Jahrhundert durch den Wissenschaftler Ernst Haeckel begründet, der erstmals die Beziehungen zwischen Organismen und ihrer Umgebung untersuchte.
Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurde die Ökologie immer relevanter, sodass sich immer mehr Teilbereiche wie Ökobiochemie, Ökologische Genetik und ähnliche entwickelten.
Die Ökologie kann in mehrere Bereiche eingeteilt werden:
- Autökologie = Beziehung des Organismus mit ihrer abiotischen Umgebung untersucht.
- Demökologie = Abhängigkeit der Population einer Art von ihrer Umwelt untersucht.
- Synökologie = Beziehung zwischen einer Lebensgemeinschaft einer Art und ihrer Umgebung, aber auch mit anderen Lebensgemeinschaften
Weitere Unterteilungsebenen der Ökologie sind die Gliederung nach Lebensräumen, die Gliederung nach Organismengruppen, Humanökologie, Sozialökologie und noch viele weitere.
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