Um das Gleichgewicht in Ökosystemen aufrecht zu erhalten, gibt es in jedem System bestimmte Abhängigkeits- und Beziehungsgefüge zwischen den dort vorkommenden Lebewesen. Tiere sind von Pflanzen und anderen Tierarten abhängig, da sie als Nahrungsgrundlage dienen. So entstehen Nahrungsbeziehungen untereinander. Die Nahrungspyramide ist eine Möglichkeit, wie das Gefüge hierarchisch geordnet dargestellt werden kann.
Nahrungspyramide – Definition
Die Nahrungspyramide ist eine grafische Darstellung einer Aufeinanderfolge von Organismen, die in einem Ökosystem auf verschiedenen Trophieebenen stehen. Durch sie werden die Nahrungsbeziehungen untereinander verdeutlicht. Bei einer Nahrungspyramide sind immer Produzenten und Konsumenten vorhanden. Zu den Produzenten zählen alle Pflanzen und Algen und zu den Konsumenten alle Tiere, die sich von Pflanzen und/oder anderen Tieren ernähren.
Destruenten werden in einer Nahrungspyramide nicht berücksichtigt, da sie keinen Einfluss auf die gegebene Menge der Nahrung haben. Sie zersetzen lediglich das übrig bleibende tote organische Material in anorganische Bestandteile. Außerdem können sie ihre Beute nicht jagen, weshalb sie auch nicht beeinflussen können, wie viel Nahrung ihnen letztlich zur Verfügung steht.
Nahrungspyramide Biologie
In der Biologie stellt die Nahrungspyramide die Nahrungskette der Lebewesen hierarchisch geordnet dar. Hierzu ist die Pyramide in mehrere horizontale Ebenen aufgeteilt. Diese Ebenen werden als Trophieebenen bezeichnet und beschreiben die Stellung der verschiedenen Lebewesen in der Nahrungskette. Die Nahrungspyramide verdeutlicht das Prinzip "Fressen und gefressen werden".
Eine Nahrungskette ist eine Darstellung in linearer Form, welche die Nahrungsbeziehungen und die damit einhergehende energetische sowie stoffliche Weitergabe innerhalb eines Ökosystems verdeutlicht. In einer Nahrungskette werden Produzenten, Konsumenten und Destruenten berücksichtig.
Nahrungspyramide Ökologie
Eine Nahrungspyramide ist innerhalb der Ökologie eine mengenmäßige Darstellung der Trophieebenen einer Biozönose. Da in jedem Ökosystem verschiedene Tiere und Pflanzen leben, besitzen die Nahrungspyramiden auch abhängig davon eine unterschiedliche Anzahl an Trophieebenen.
Die Biozönose ist eine Lebensgemeinschaft von Tieren und Pflanzen, die zusammen mit ihrem Biotop (Lebensraum) ein Ökosystem bilden.
Nahrungspyramide – Aufbau und Beispiel
Eine Nahrungspyramide hat einen spezifischen Aufbau, bei dem Tiere in die Trophieebenen eingeteilt werden. Sie stellt dabei ein Ausschnitt aus einem Nahrungsnetz dar. Die Pyramide wird von unten nach oben gelesen: unten befinden sich die Produzenten, anschließend werden die Konsumenten verschiedener Ordnungen aufgelistet bis schließlich die Stufe der Endkonsumenten erreicht wird. Dabei ernährt sich jede Trophieebene von der Ebene, die sich direkt unter ihr befindet.
Da sich die Nahrungskette auch komplexer gestalten kann, wenn Tiere beispielsweise nicht nur Pflanzen, sondern auch andere Tiere fressen, kann ein Nahrungsnetz entstehen. Ein Nahrungsnetz stellt im Prinzip eine Erweiterung der Nahrungskette dar, die nicht nur den linearen Verlauf, sondern alle Nahrungsbeziehungen untereinander verdeutlicht.
Nahrungspyramide – Tiere eingeteilt in Trophieebenen
Du bekommst nun aufgezeigt, welche Tiere sich warum in welcher Trophieebene befinden und was die jeweiligen Trophieebenen ausmacht:
Nahrungspyramide: Produzenten
Produzenten können aus anorganischen Substanzen über Photosynthese Biomasse in Form von Blättern, Wurzeln und Grashalmen herstellen. Deshalb zählen zu ihnen Pflanzen und Algen. Wegen dieser Fähigkeit werden sie auch als autotrophe Lebewesen bezeichnet. Autotroph bedeutet, dass Pflanzen und Algen durch die Photosynthese Traubenzucker herstellen können. Mit dem Traubenzucker gewinnen sie dann genügend Energie, um Vorgänge wie das Wachstum durchführen zu können. Zum Existieren sind sie deshalb auf keine anderen Lebewesen angewiesen.
Primärkonsumenten (Pflanzenfresser) ernähren sich von der Biomasse der Produzenten. Deshalb dienen Produzenten als Nahrungsgrundlage für viele Tiere.
Zu den Produzenten zählen beispielsweise Bäume.
Nahrungspyramide: Primärkonsumenten (1. Ordnung)
Primärkonsumenten, zu denen nur Pflanzenfresser zählen, ernähren sich nur von den Produzenten, also beispielsweise von Pflanzen und Algen. Die Primärkonsumenten können auch als Konsumenten 1. Ordnung bezeichnet werden.
Primärkonsumenten sind beispielsweise pflanzenfressende Tiere wie Raupen, Eichhörnchen, Schnecken und Hasen.
Nahrungspyramide: Sekundärkonsumenten (2. Ordnung)
Die Primärkonsumenten werden wiederum von Sekundärkonsumenten gefressen. Sekundärkonsumenten sind also Fleischfresser. Sie können auch Konsumenten 2. Ordnung genannt werden.
Zu den Sekundärkonsumenten zählen beispielsweise Füchse, Eidechsen und die Kohlmeise.
Je nach Größe des Ökosystems können die Konsumenten 2. Ordnung von den Konsumenten 3. Ordnung gefressen werden. Diese werden wiederum von den Konsumenten 4. Ordnung gefressen usw. Die Trophieebenen können sich je nach Ökosystem in den Ordnungen weiter fortsetzen.
Nahrungspyramide: Endkonsumenten (3. Ordnung)
Tiere, die in einem Ökosystem die Endkonsumenten darstellen, besitzen keine Fressfeinde mehr. Sie werden also von niemandem mehr gefressen. Endkonsumenten können auch als Spitzenprädator bezeichnet werden, da sie sich an der Spitze der Nahrungspyramide befinden.
Endkonsumenten sind beispielsweise Wölfe, Tiger oder Greifvögel.
Folgende Abbildung ist ein Beispiel für den möglichen Aufbau und Darstellung einer Nahrungspyramide:
Endkonsument in der Nahrungspyramide: Mensch
Da der Mensch keine Fressfeinde besitzt, steht er in der höchsten Trophieebene einer Nahrungspyramide und ist somit Endkonsument. Es gibt kein Lebewesen, dass sich regelmäßig von Menschen ernährt. Das Besondere an den Menschen ist außerdem, dass sie sowohl pflanzliche als auch tierische Nahrung konsumieren können. Das heißt sie ernähren sich sowohl von Produzenten als auch weiteren Konsumenten.
Nahrungspyramide: Beispiele von spezifischen Ökosystemen
Da Du nun gelernt hast, wie eine Nahrungspyramide aufgebaut sein kann, bekommst du zur Veranschaulichung noch konkrete Beispiele der beiden Ökosysteme See und Wald aufgezeigt.
Nahrungspyramide im See
Das Ökosystem See zählt zu den aquatischen Ökosystemen. Aquatische Ökosysteme bestehen zum größten Teil aus Wasser. Aber auch hier dienen Pflanzen und Tiere gegenseitig als Nahrung.
Im Ökosystem zählen Wasserpflanzen, Algen, Phytoplankton sowie sämtliche Pflanzen im Uferbereich zu den Produzenten. Am meisten Biomasse ist an der Seeoberfläche vorhanden, da hier genügend Sonnenlicht für die Photosynthese zur Verfügung steht.
Zu den pflanzenfressenden Primärkonsumenten zählen im Ökosystem See Fische wie Karpfen und Wasservögel wie Enten. Fleischfressende Sekundärkonsumenten sind hier beispielsweise Raubfische wie der Hecht. Fischotter und Fischreiher gelten als Endkonsumenten, da sie sich zwar von den Wasservögeln und Fischen ernähren, aber selbst von niemandem mehr gefressen werden.
Nahrungspyramide im Wald
Das Ökosystem Wald zählt zu den terrestrischen Ökosystemen, da sie sich auf einer festen Landoberfläche befinden. Da in Wäldern viele Bäume und auch größere Sträucher vorhanden sind, kommt hier von Natur aus viel Biomasse und entsprechend eine breit gefächerte Artenvielfalt vor.
In Wäldern zählen zu den Produzenten alle dort vorkommenden Bäume, Sträucher, Büsche und Gräser. Zu den pflanzenfressenden Primärkonsumenten zählen hier beispielsweise Rehe, Raupen und Hasen.
Dadurch, dass sich die Primärkonsumenten nur von den Blättern und nicht vom Stamm ernähren, geht bereits hier viel Biomasse verloren.
Zu den fleischfressenden Sekundärkonsumenten zählen im Ökosystem Wald beispielsweise Füchse und Wildschweine. Wölfe und Greifvögel sind hier Endkonsumenten, da sie von niemandem mehr gefressen werden.
Nahrungspyramide – Quantitative Angaben
Nun bekommst Du noch genauer aufgezeigt, welche mengenmäßigen Entwicklungen über die Nahrungspyramide dargestellt werden können. Hierzu zählen:
- die Biomasse
- der Energiefluss
- die Anzahl der Individuen
- die Reproduktionsrate
- die Reviergröße
- die Größe der Individuen.
Nahrungspyramide: Biomasse
Biomasse ist die gesamte Masse aller Lebewesen, die in einem Ökosystem leben. Sie nimmt in der Nahrungspyramide von unten nach oben hin ab. Die Konsumenten der jeweiligen Ordnungen ernähren sich immer von der darunter liegenden. Die aufgenommene Nahrung wird dabei jedoch nicht vollständig in Körpermasse umgewandelt, weshalb sie von Stufe zu Stufe abnimmt.
Wenn sich die Konsumenten von den Produzenten ernähren, wird pflanzliche Biomasse in tierische Biomasse umgewandelt. Dabei wird allerdings nur ein kleiner Teil der aufgenommenen Biomasse in körpereigene Biomasse umgewandelt. Das liegt daran, dass die meiste Masse zur Energiebereitstellung aufgebraucht wird.
Die Energie kann beispielsweise für den Stoffwechsel der Produzenten verwendet werden.
Die Biomasse kann auch in Masse pro Lebensraum dargestellt und deshalb mit der Einheit kg/m2 bezogen auf Flächen sowie kg/m3 bei Gewässern angegeben werden. Sie setzt sich aus lebenden und toten Lebewesen mit ihren verschiedenen Verbindungen zusammen. Zu den Verbindungen zählen beispielsweise Kohlenhydrate, Fette und Proteine.
Über die Biomasse wird Energie in Form von Kohlenhydraten von Ebene zu Ebene übertragen.
Nahrungspyramide: Energiefluss
Auch die Energie geht in einem Ökosystem von Ebene zu Ebene, von unten nach oben hin, verloren. Dabei lässt sich sagen, dass in jeder Ebene 90% der Energie verloren gehen. Der Prozess beginnt bei den Produzenten, welche nur rund 5% der Sonnenenergie nutzen. Im nächsten Schritt wird rund 10% der Energie, die im Produzenten vorkommt, an den Primärkonsumenten weitergegeben. Das geschieht, indem der Primärkonsument den Produzenten frisst.
Je nachdem wie viele Trophieebenen in einem Ökosystem vorkommen, besitzt der Endkonsument in der Regel nur noch ganz wenig der ursprünglich vorhandenen Energie.
Da immer wieder neue Energie von außen in ein Ökosystem zugeführt werden muss, handelt es sich nicht um einen Kreislauf, sondern um einen Fluss. Daher sprichst du in dem Kontext von einem Energiefluss.
Wenn du mehr über den Energiefluss erfahren möchtest, dann lies dir doch gerne den Artikel zum Thema Energiekreislauf durch!
Nahrungspyramide: Individuenzahl
Auch die Individuenanzahl nimmt bis zur Spitze der Pyramide hin ab. Ein Konsument muss viele Tiere fressen, um genügend Biomasse und damit Energie zu erhalten und überleben zu können. So wird das Gleichgewicht im Ökosystem aufrecht erhalten.
Wären mehr Eidechsen als Insekten vorhanden, die als Nahrungsgrundlage der Eidechsen dienen, hätten die Eidechsen irgendwann keine Nahrung mehr und würden sterben. Insekten sind dabei Konsumenten 1. Ordnung und Eidechsen Konsumenten 2. Ordnung.
Nahrungspyramide: Reproduktionsrate
Durch die Abnahme der Reproduktionsrate nimmt auch die Anzahl der Nachkommen nach oben hin ab. Da die Lebewesen, die weit unten in der Nahrungspyramide stehen, noch viele Fressfeinde haben, müssen sie entsprechend viele Nachkommen zeugen. Die Endkonsumenten dagegen haben keine Fressfeinde mehr und müssen deshalb nicht darauf achten, viele Nachkommen zu zeugen, um die Art am Leben zu erhalten.
Nahrungspyramide: Reviergröße
Aufgrund der Abnahme der Biomasse nach oben hin, müssen die Konsumenten aufwärts entsprechend mehr fressen, um die körpereigene Biomasse aufrechtzuerhalten. Um den Bedarf ihrer Nahrungsmenge zu decken, benötigen sie auch nach oben hin ein entsprechend größeres Revier zum Einfangen der Beute.
Nahrungspyramide: Größe der Individuen
Hier ist es der umgekehrte Fall: die Individuengröße nimmt nach oben hin tendenziell zu. Das liegt daran, dass ein Tier meist größer sein muss als jenes, welches es für seine Nahrung jagen und fangen möchte.
Nahrungspyramide – Das Wichtigste
- Eine Nahrungspyramide ist eine grafische Darstellung einer Aufeinanderfolge von Lebewesen.
- Die Lebewesen werden dabei in verschiedene Trophieebenen eingeteilt.
- Durch die Nahrungspyramide werden die Nahrungsbeziehungen untereinander verdeutlicht.
- In einer Nahrungspyramide sind immer Produzenten und Konsumenten vorhanden.
- Die Pyramide wird von unten nach oben gelesen.
- Unten befinden sich die Produzenten.
- Anschließend werden die Konsumenten verschiedener Ordnungen aufgelistet.
- Bis schließlich die Stufe der Endkonsumenten erreicht wird.
- Der Mensch steht in der höchsten Trophieebene der Nahrungspyramide und ist somit Endkonsument.
- Über eine Nahrungspyramide können außerdem mengenmäßige Entwicklungen aufgezeigt werden, wie:
- Biomasse
- Energiefluss
- Anzahl der Individuen
- Reproduktionsrate
- Reviergröße
- Größe der Individuen.
Nachweise
- Wolfgang Nentwig, Sven Bacher, Roland Brandl (2017). Ökologie kompakt. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.
- JV Chamary (2016). 50 Schlüsselideen Biologie. Springer, Berlin, Heidelberg.
- Christina Mihajlovic-Wachter (2008). Ökologie, Ethik: zwei wichtige Aspekte im Unterricht. Verlag Fuchs AG.
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