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Stoffkreislauf

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Stoffkreislauf

Ein Stoffkreislauf ist ein abstrakter Begriff für Vorgänge des Aufbaus, des Umbaus und des Abbaus, die jeder Mensch in seiner Umwelt bewusst oder unbewusst wahrnimmt. In der Biologie gibt es vielfältige Stoffkreisläufe, die von der globalen Ebene des Planeten (z.B. der globale Wasserkreislauf) bis auf die zelluläre Ebene (z.B. der Citratzyklus) reichen.

Der Stoffkreislauf: eine kurze Definition

Ein Stoffkreislauf beschreibt die Umwandlung einer Substanz über beliebig viele Zwischenstufen, bis die Ausgangssubstanz erneut vorliegt.

In diesem Artikel lernst du den allgemeinen Stoffkreislauf in Ökosystemen und einige beispielhafte Stoffkreisläufe kennen. Um zu verstehen, wie ein Stoffkreislauf funktioniert, muss die treibende Kraft hinter der Umwandlung von Stoffen und die sie beeinflussenden Faktoren ermittelt werden. Im folgenden Kapitel lernst Du, warum ein Stoffkreislauf entsteht und welche Faktoren ihn beeinflussen.

Stoffkreislauf und Energiefluss

Alles Leben auf unserem Planeten benötigt Energie. Dabei kann Energie kann in Form von Licht, Wärme, oder in Molekülen gespeichert sein. Einige Organismen sind in der Lage die Energie des Sonnenlichts in Molekülen zu speichern (Produzenten), allerdings ist das für die meisten Organismen nicht möglich. Sie beziehen Energie aus der Umwandlung oder dem Abbau energiereicher Moleküle von anderen Organismen (Konsumenten & Destruenten).

Der Energiebedarf der Organismen sorgt also für einen ständigen Aufbau, Umwandlung und Abbau von Stoffen in einem Stoffkreislauf. Die Aktivitäten der Organismen sind neben dem Zusammenspiel von Wasser, Sonne und der Erdkruste ein treibender Faktor für Stoffkreisläufe auf unserem Planeten. Man spricht deswegen von biogeochemischen Stoffkreisläufen.

Ohne Organismen gibt es ebenfalls Stoffkreisläufe (z.B. der Gesteinskreislauf), diese sind aber bedeutend langsamer in ihrer Stoffumsatzrate.

Der Energiebedarf aller Organismen ist also der bestimmende Faktor hinter der Ausbildung von Stoffkreisläufen in Ökosystemen. Organismen können in Ökosystemen einer bestimmten Funktion zugeordnet werden. Diese Funktion ist stark mit ihrer Ernährungsweise verknüpft. Die Organismen werden deshalb in Ernährungsstufen (Trophieebenen) eingeteilt.

Die Trophieebenen im Ökosystem

Die funktionellen Einheiten eines Ökosystems werden entsprechend ihrer Funktion im Bezug auf biologische Substanz (Biomasse) eingeteilt. Produzenten sind hierbei die Erzeuger, Konsumenten die Verbraucher und Destruenten die Zersetzter. Einen groben ersten Überblick über einen Stoffkreislauf findest du in Abbildung 1. In den folgenden Kapiteln lernst du die einzelnen Trophieebenen genauer kennen.

Stoffkreislauf Stoffkreislauf StudySmarterAbbildung 1: Vereinfachte Kurzfassung des generellen Stoffkreislaufs

Produzenten

Produzenten sind autotrophe Organismen. Das bedeutet, dass sie eigene Biomasse alleine durch anorganische Substanzen (Nährmineralien, Wasser & Kohlenstoffdioxid) und einer Energiequelle wie z.B. Sonnenlicht herstellen können.

Den Großteil der Produzenten bilden grüne Pflanzen und Algen. Produzenten können über bestimmte Pigmente in ihren Zellen Sonnenlicht absorbieren. Diese Pigmente werden Chlorophylle genannt. Zusammen mit Wasser und Kohlenstoffdioxid stellen Produzenten energiereiche Einfachzucker (Glukose) und Sauerstoff her. Diese Reaktion ist allgemein als Photosynthese bekannt. Sie ist charakteristisch für alle grünen Pflanzen und Algen.

Aus Glukose können über verschiedene Stoffwechselwege andere energiereiche Stoffe wie Aminosäuren, Fette und Mehrfachzucker gebildet werden.

Die Farben der Blätter einer Pflanze oder einer Alge können eine Auskunft über ihr Chlorophyll geben. Wir empfinden den Großteil der Blätter aller Pflanzen als grün, weil grünes Licht von ihrem Chlorophyll nicht absorbiert wird. Man spricht hier von einer Grünlücke.

Bestimmte Algen machen sich die Grünlücke zu Nutze. Mit abnehmender Lichtintensität, nimmt die Anzahl grüner Algen ab, während die Anzahl an Braunalgen zunimmt. Ein Großteil des verfügbaren Lichts wird von Phytoplankton und grünen Algen in den oberen Wasserschichten absorbiert. Braunalgen können also das nicht absorbierte grüne Licht in tieferem Wasser für die Photosynthese nutzen.

Stoffkreislauf Produzenten StudySmarterAbbildung 2: Beispielhafte Bilder von Produzenten. (A) Grüne Pflanzen (B) Grüne Algen Quelle: pixabay.com

Konsumenten

Konsumenten sind heterotrophe Organismen. Heterotrophe Organismen müssen fremde Biomasse aufnehmen und in eigene Biomasse umwandeln um ihren Stoffwechsel zu betreiben.

Konsumenten sind eine weitere funktionelle Einheit in einem Ökosystem. Auch wenn die Beziehung zwischen einem Konsumenten und einem Produzenten zuerst sehr einseitig wirkt, profitieren auch die Produzenten von der Existenz der Konsumenten im Ökosystem.

Indem sie stetig Biomasse umwandeln und organische Reste in Form von Kot und Urin ausscheiden, beschleunigen sie die Umsatzrate von Stoffen innerhalb des Stoffkreislaufs. Dazu ernähren sie sich von Produzenten, anderen Konsumenten und Destruenten.

Aufgrund ihrer abweichenden Ernährungsweisen, werden Konsumenten in 4 Kategorien eingeordnet:

  • Konsumenten 1. Ordnung (Pflanzenfresser, Primärkonsument)
  • Konsumenten 2. Ordnung (Fleischfresser, Sekundärkonsument)
  • Konsumenten 3. Ordnung (Fleischfresser, Tertiärkonsument)
  • Konsumenten 4. Ordnung (Fleischfresser, Endkonsument)

Die Ordnung eines Konsumenten gibt dabei die Stellung in der Nahrungskette an.

Ein Konsument 2. Ordnung (z.B. Marder) frisst Konsumenten 1. Ordnung (z.B. Mäuse) und wird seinerseits von einem Konsumenten 3. Ordnung (z.B. Adler oder Fuchs) gefressen.

Höhere Ordnungen an Konsumenten sind durchaus möglich, allerdings kommen sie in der Natur weniger häufig vor. Sie benötigen eine hohe Produktivität des Ökosystems, komplexe Räuber-Beute-Beziehungen und starke ökologische Nischen.

Ein Beispiel für ein solches Ökosystem wäre der tropische Regenwald. Die Ureinwohner der tropischen Regenwälder Südamerikas können als Konsumenten einer hohen Ordnung angesehen werden.

Stoffkreislauf Konsumenten StudySmarterAbbildung 3: Beispiele für Konsumenten in einem mitteleuropäischen Wald. (A) Primärkonsument (Maus) (B) Sekundärkonsument (Fuchs) (C) Endkonsument (Wolf) Quelle: pixabay.com

Destruenten

Destruenten sind heterotrophe Organismen, die sich von toter Biomasse (Tierkadaver, abgestorbene Pflanzenteile, Kot, Urin) ernähren.

Die Destruenten können in zwei Gruppen eingeteilt werden. Die Zersetzer und die Mineralisierer. Die Gruppe der Zersetzer besteht aus größeren Destruenten, wie z.B. Schnecken, Würmern und Insekten. Sie zerkleinern organisches Material und scheiden dabei einen organischen Rest aus.

Der organische Rest wird wiederum von Mineralisierern in anorganischen Stoffe zerlegt. Diesen Prozess bezeichnet man als Remineralisierung. Zu den Mineralisierern zählen hauptsächlich Pilze und Mikroorganismen (Bakterien & Archaeen).

Innerhalb der Destruenten gibt es also eine Zersetzungskette, an deren Ende Mikroorganismen stehen.

Durch den ständigen Abbau von biologischen Abfallstoffen im Ökosystem, stellen die Destruenten den Produzenten regelmäßig neue anorganische Substanzen zur Verfügung. Aus anorganischen Substanzen (Nährmineralien, Wasser & Kohlenstoffdioxid) und Sonnenlicht können Produzenten wieder eigene Biomasse aufbauen. Destruenten schließen somit den Stoffkreislauf ab. Eine ausführlichere Übersicht zum Stoffkreislauf in einem Ökosystem findest Du in Abbildung 4.

Stoffkreislauf Stoffkreislauf StudySmarterAbbildung 4: Abbildung des ausführlichen Stoffkreislaufs in einem Ökosystem

In Abbildung 5 sind einige Beispiele für Destruenten aus terrestrischen und aquatischen Ökosystemen dargestellt.

Stoffkreislauf Destruenten Beispiele StudySmarterAbbildung 5: Beispiele für Destruenten. (A) Flohkrebs aus einem aquatischen Ökosystem(B) Regenwurm (C) Nacktschnecke Quelle: biopix.dk; pixabay.com

Nahrungsbeziehungen

Wie Du bereits gelernt hast, stehen die Organismen der Trophieebenen in Nahrungsbeziehungen zueinander, die mit anderen Faktoren (Sonnenlicht, Wasser, Erdkruste) zu der Ausbildung von Stoffkreisläufen führen. Um die Nahrungsbeziehungen abbilden zu können, werden in der Praxis drei Modelle angewandt. Es handelt sich um die Nahrungskette, das Nahrungsnetz und die Nahrungspyramide. Jedes der Modelle hat Vor- und Nachteile, die in den folgenden Kapiteln näher erläutert werden.

Nahrungskette

Die Nahrungskette ist die einfachste Darstellung von Nahrungsbeziehungen zwischen Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Dabei stehen am Anfang einer jeden Nahrungskette Produzenten, gefolgt von Konsumenten verschiedener Ordnungen. Nach dem Endkonsument, folgen die Organismen der Zersetzungskette der Destruenten. Ein Beispiel für eine Nahrungskette in einem See findest du in Abbildung 6.

Stoffkreislauf Nahrungskette StudySmarterAbbildung 6: Beispielhafte Nahrungskette in einem See. Destruenten sind in diesem Beispiel nicht berücksichtigt.

Der Vorteil einer Nahrungskette liegt in ihrer Einfachheit. Die Nahrungsbeziehungen können leicht abgeleitet werden und Rückschlüsse auf die Ernährungsebene eines Organismus gezogen werden. Der Nachteil der Darstellung wird bei einer genaueren Betrachtung ermöglicht.

Ein Fuchs ernährt sich nicht ausschließlich von Kaninchen, sondern frisst ebenfalls kleine Vögel, Amphibien, Reptilien und andere kleine Säugetiere. Dieser Aspekt wird in einer Nahrungskette jedoch nicht ersichtlich. Um einen besseren Überblick über Nahrungsbeziehungen zu erhalten, werden viele Nahrungsketten zu Nahrungsnetzen verbunden.

Nahrungsnetz

Ein Nahrungsnetz umfasst viele verschiedene Nahrungsketten. Der Vorteil ist die Genauigkeit der Darstellung der betrachteten Beziehungen. Allerdings wird ein Nahrungsnetz durch seine Komplexität in der Praxis schnell unübersichtlich. Ein Beispiel für einen kleinen Ausschnitt aus einem Nahrungsnetz findest du in Abbildung 7.

Stoffkreislauf Nahrungsnetz StudySmarterAbbildung 7: Ausschnitt aus einem Nahrungsnetz in einem mitteleuropäischen Wald

In Nahrungsnetzen und Nahrungsketten werden die Nahrungsbeziehungen zwischen Produzenten, Konsumenten und Destruenten dargestellt. Allerdings geben beide Modelle keine Auskunft über das Zahlenverhältnis der Organismen in einem Ökosystem. Aus Abbildung 7 könnte also abgeleitet werden, dass es genau so viele Hasen wie Eulen oder Füchse gibt.

Die Nahrungspyramide

Der Vorteil einer Nahrungspyramide ist, dass sie zusätzliche Informationen über das zahlenmäßige Verhältnis der Individuen zwischen den Trophieebenen angibt. Aus der Pyramide geht hervor, dass Produzenten den Großteil der Biomasse und der Individuenzahl in einem Ökosystem darstellen.

Destruenten werden in einer Nahrungspyramide nicht berücksichtigt.

Die Anzahl der Individuen, der Energiegehalt und die Individuenanzahl nimmt zur Spitze der Pyramide hin ab, weil auf jeder Trophieebene Energie in Form von Wärme verloren geht. Diese Energie steht den folgenden Trophieeben nicht mehr zur Verfügung. Konsumenten lösen dieses Problem, indem sie viele Produzenten, oder andere Konsumenten fressen.

Der Ablauf von biochemischen Reaktionen führt zu einem Wärmeverlust für den Organismus. Wärmeenergie kann von Organismen nur bedingt gespeichert werden und wird an die Umgebung abgegeben.

Ein Beispiel für eine Nahrungspyramide findest du in Abbildung 8.

Stoffkreislauf Nahrungspyramide StudySmarterAbbildung 8: Beispiel einer Nahrungspyramide. Mit dem Menschen als Endkonsumenten kann diese Form der Nahrungspyramide z.B. auf Ureinwohner im Regenwald angewendet werden.

Anhand der Nahrungskette, dem Nahrungsnetz und der Nahrungspyramide kannst Du nun einordnen, warum es zu so einem regen Stoffkreislauf in einem Ökosystem kommt.

Beispiele für Stoffkreisläufe

In diesem Abschnitt lernst Du einige der wichtigsten biogeochemischen Stoffkreisläufe kennen. Dazu gehören der:

  • globale Wasserkreislauf
  • Kohlenstoff-Sauerstoff-Kreislauf
  • Stickstoffkreislauf
  • Schwefelkreislauf
  • Phosphorkreislauf

Der globale Wasserkreislauf nimmt eine gesonderte Stellung ein, da er in einem geringeren Ausmaß von Organismen beeinflusst wird, als die restlichen Stoffkreisläufe.

Der globale Wasserkreislauf

Wasser ist ein elementarer Bestandteil des Lebens auf unserem Planeten. Es bedeckt ca. 70 % der Planetenoberfläche, wobei der Großteil in den salzigen Ozeanen vorliegt. Wasser ist jedoch für viele Pflanzen und Tiere nur in Form von Süßwasser verwertbar.

Jetzt stellt sich die Frage, warum es sich bei dem Wasser auf dem Festland hauptsächlich um Süßwasserreserven wie z.B. Seen und Gletscher handelt, während die Ozeane salzig sind?

Die Antwort liegt im globalen Wasserkreislauf. Wie in den anderen Stoffkreisläufen liefert die Sonne die Aktivierungsenergie. Durch die energiereiche Sonnenstrahlung wird das Wasser der Ozeane erwärmt und verdunstet in die Atmosphäre.

Durch die Verdunstung von Wasser entstehen Wolken in der Atmosphäre.

Ein Teil des Wassers regnet über den Ozeanen ab, während der Rest über den Kontinenten verteilt wird. In hohen Lagen bilden sich Gletscher, während sich in tiefer liegenden Gebieten Seen ausbilden. Über Flüsse und den Grundwasserstrom gelangt das Wasser der Seen und Gletscher zurück ins Meer.

Stoffkreislauf globaler Wasserkreislauf StudySmarterAbbildung 9: Der globale Wasserkreislauf

Der Kohlenstoff-Sauerstoff-Kreislauf

Kohlenstoff und Sauerstoff sind durch den Stoffwechsel von Organismen unweigerlich miteinander verknüpft. Während Produzenten über die Photosynthese-Reaktion kontinuierlich Sauerstoff produzieren, wird Sauerstoff von Konsumenten und Destruenten durch Respiration (Zellatmung) verbraucht. .

Auch Produzenten verbrauchen Sauerstoff. Wenn grüne Pflanzen keine Sonnenenergie für die Photosynthese zur Verfügung haben, können sie Zellatmung betreiben.

Das Produkt der Zellatmung ist dabei Kohlenstoffdioxid, welches wiederum ein Edukt für die Photosynthese darstellt

Unter Edukte versteht man die Ausgangsstoffe einer (bio)chemischen Reaktion.

Stoffkreislauf Kohlenstoff-Sauerstoff-Kreislauf StudySmarterAbbildung 10: Darstellung des Kohlenstoff-Sauerstoffkreislaufs. Kohlenstoff und Sauerstoff sind durch die Trophieebenen miteinander verbunden.

Der Stickstoffkreislauf

Stickstoff ist das Basiselement für Eiweiße (Proteine), die wiederum aus Aminosäuren bestehen. In Biomasse ist Stickstoff hauptsächlich in der Aminogruppe (R-NH2) der Aminosäuren gebunden. In der Atmosphäre bildet Stickstoff den Großteil des Gasanteils (ca. 78%) aus.

Allerdings ist Stickstoff in seiner elementaren Form (N2) reaktionsträge (chemisch inert). Die Assimilation von Stickstoff aus der Luft ist deshalb nur spezialisierten Mikroorganismen vorbehalten.

Für den Stickstoffkreislauf sind neben den Produzenten, Konsumenten und Destruenten vor allem Mikroorganismen von Bedeutung. Im allgemeinen Stickstoffkreislauf laufen vier mikrobielle Reaktionen im Boden ab. Dazu zählen die:

  • Ammonifikation
  • Nitrifikation
  • Denitrifikation
  • Stickstoff-Fixierung

Die Ammonifikation umfasst die mikrobielle Umwandlung von in Biomasse gebundenem Stickstoff zu Ammoniak (NH3) bzw. zu Ammonium-Ionen (NH4+). Ammoniak und Ammonium werden zuerst zu Nitrit-Ionen (NO2-) und schlussendlich zu Nitrat-Ionen (NO3-) oxidiert. Dieser Prozess wird Nitrifikation genannt. Nitrat ist wiederum für Produzenten als Pflanzennährstoff verfügbar.

Die Denitrifikation ist die Umwandlung von Nitrat-Ionen in gasförmigen elementaren Stickstoff. Elementarer Stickstoff wird wiederum in mikrobieller Biomasse durch die Stickstoff-Fixierung gebunden.

Stoffkreislauf Stickstoffkreislauf StudySmarterAbbildung 11: Schematische Darstellung des Stoffkreislaufs des Stickstoffs in einem Ökosystem

Der Schwefelkreislauf

Schwefel ist wie Stickstoff ein wichtiger Bestandteil von Proteinen. Auch im Schwefelkreislauf sind hauptsächlich Mikroorganismen im Boden für den Großteil der Stoffumwandlungen verantwortlich. Dabei wird Schwefel wird hauptsächlich in Form von Sulfat von Produzenten aufgenommen. Einen groben Überblick über den allgemeinen Schwefelkreislauf erhältst du in Abbildung 12.

Sulfat gelangt auch aus der Verwitterung von Gestein in den Schwefelkreislauf.

Es verbleibt in Biomasse gebunden und durchläuft die Nahrungsketten, bis schwefelhaltige Materie von Destruenten unter anaeroben Bedingungen zu Schwefelwasserstoff (H2S) abgebaut wird. Ein Teil des produzierten Schwefelwasserstoffs entweicht zurück in die Atmosphäre, wo es mit Wasser zu schwefeliger Säure (H2SO3) und Schwefelsäure (H2SO4) reagiert.

Schwefelwasserstoff ist ein flüchtiges Gas und ein natürliches Zellgift.

Neben diversen Stickstoffoxiden und deren Säureprodukten sind beide Substanzen für natürlichen sauren Regen verantwortlich. Mit dem sauren Regen gelangt Schwefel schlussendlich aus der Atmosphäre zurück in den terrestrischen Schwefelkreislauf.

Der Schwefelwasserstoff im Sediment wird durch chemoautotrophe Mikroorganismen über die Sulfurikation in Sulfat oder elementaren Schwefel umgewandelt. Die Desulfurikation beschreibt dabei die umgekehrte Reaktion, die ebenfalls durch Mikroorganismen stattfindet.

Neben der mikrobiellen Umsetzung von Schwefelwasserstoff zu Sulfat führt auch eine rein chemische Oxidation mit Sauerstoff zur Bildung von Sulfat.

Die Bildung von Sulfdiden (S2-) aus Schwefelwasserstoff ist eine rein chemische Reaktion. Werden Sulfide gebildet, kommt es im Boden zur Bildung von schwer löslichen Metallsulfiden (z.B. Eisensulfid (FeS)). Diese Metallsulfide lagern sich zu Teilen ab und scheiden damit aus dem allgemeinen Schwefelkreislauf aus.

Stoffkreislauf Schwefelkreislauf StudySmarterAbbildung 12: Stoffkreislauf des Schwefels in einem terrestrischen Ökosystem.

Der Phosphorkreislauf

Phosphor ist in den meisten Ökosystemen der limitierende Faktor für das Pflanzenwachstum. Er ist z.B. Bestandteil von Zellmembranen (Phospholipide), Erbinformation (Phosphat-Rückgrat der DNA) und nucleotid-gebunden die Energiewährung von Zellen (z.B. Adenosintriphosphat (ATP)).

Im Gegensatz zu den anderen Stoffkreisläufen die Du bisher kennengelernt hast, sind im Phosphor-Stoffkreislauf kaum Mikroorganismen beteiligt. Auf natürlichem Wege gelangt Phosphor in Form von Phosphaten (PO43-) durch die Verwitterung von Gestein in den Stoffkreislauf.

Es wird von Produzenten aufgenommen und durchläuft in Biomasse gebunden die Trophieebenen, bis die phosphorhaltige Biomasse durch Destruenten abgebaut wird. Die freigesetzten Phosphate stehen Produzenten erneut zur Verfügung.

Stoffkreislauf - Das Wichtigste

  • Ein Stoffkreislauf beschreibt die Umwandlung eines Stoffes über beliebig viele Zwischenstufen, bis der Ausgangsstoff erneut vorliegt.
  • Biogeochemische Stoffkreisläufe werden von der Energie der Sonne und dem Energiebedarf der Organismen für ihre Stoffwechselaktivitäten angetrieben.
  • Produzenten (Erzeuger), Konsumenten (Verbraucher) und Destruenten (Zersetzer) bilden die Trophieebenen (Ernährungsbenen) in Ökosystemen aus und sind durch Nahrungsbeziehungen miteinander verknüpft.
  • Nahrungsbeziehungen in Ökosystemen können anhand Nahrungsketten, Nahrungsnetzen oder einer Nahrungspyramide dargestellt werden.
  • Die wichtigsten Stoffkreisläufe sind der globale Wasserkreislauf, der Kohlenstoff-Sauerstoffkreislauf, der Stickstoffkreislauf, der Schwefelkreislauf und der Phosphorkreislauf.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Stoffkreislauf

Der allgemeine Stoffkreislauf in Ökosystemen wird durch die Energie der Sonne angetrieben. Produzenten können Sonnenenergie in Molekülen binden und eigene Biomasse aus anorganischen Substanzen erzeugen. Konsumenten gewinnen durch die Umwandlung der erzeugten Biomasse Energie und liefern Destruenten abbaubare Biomasse. Destruenten liefern durch Abbauprozesse erneut anorganische Substanzen für Produzenten und der Stoffkreislauf schließt sich. 

Ein Stoffkreislauf im See ist die Umwandlung von anorganischen Substanzen in Biomasse durch Produzenten (Photosynthese), der Umwandlung der produzierten Biomasse durch Konsumenten und abschließend der Abbau der Biomasse in anorgansiche Substanzen durch Destruenten.

Ein geschlossener Stoffkreislauf bedeutet, dass in diesem Kreislauf die Menge eines jeden Elements konstant bleibt. Elemente werden in Stoffen gebunden und umgewandelt aber die Gesamtmenge aller Elemente ändert sich dabei nicht. 

Ohne Stoffkreisläufe würde das Leben auf unserem Planeten stagnieren. Ohne Destruenten würden Produzenten die Ausgangsstoffe für die Photosynthese ausgehen, da abgestorbene organische Materie nicht abgebaut werden könnte. Ohne Produzenten gäbe es erst gar keine Produktion von Biomasse und ohne Konsumenten wäre die durchschnittliche Stoffumsatzrate stark verringert, sodass das Produzentenwachstum stark verzögert wäre. 

Finales Stoffkreislauf Quiz

Frage

Was ist ein Stoffkreislauf?

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Antwort

  • Umwandlung eines Stoffes über beliebig viele Zwischenstufen, bis der Ausgangstoff erneut vorliegt.
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Frage

Was ist die treibende Kraft hinter den Stoffkreisläufen auf unserem Planeten?

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Antwort

  • Die Energie der Sonne im Zusammenspiel mit Erde, Wasser, Atmosphäre und Organismen.
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Frage

Warum entsteht ein Stoffkreislauf?

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Antwort

  • Der Energiebedarf aller Organismen führt zu einem stetigen Aufbau, Umbau und Abbau von Biomasse.
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Frage

Welche Trophieebene ernährt sich autotroph?

Antwort anzeigen

Antwort

Produzenten

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Frage


Welche Trophieebene ernährt sich heterotroph?

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Antwort

Konsumenten

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Frage

Nenne die fünf wichtigsten Stoffkreisläufe.

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Antwort

  • globaler Wasserkreislauf
  • Kohlenstoff-Sauerstoff-Kreislauf
  • Stickstoffkreislauf
  • Schwefelkreislauf
  • Phosphorkreislauf
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Frage

In welchen Stoffkreisläufen sind Mikroorganismen essenziell für den Großteil der Stoffumwandlungen?

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Antwort

globaler Wasserkreislauf

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Frage

Warum sind Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff eng miteinander verknüpft?

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Antwort

  • Beide Gase sind über die Photosynthese der Produzenten und die Zellatmung aller Organismen miteinander verknüpft.
  • Bei der Photosynthese wird Kohlenstoffdioxid und Wasser in Glukose und Sauerstoff umgewandelt.
  • Während der Zellatmung wird Glukose und Sauerstoff zu Wasser und Kohlenstoffdioxid abgebaut. 
Frage anzeigen

Frage

Wie bilden sich Süßwasserreserven auf den Kontinenten aus?

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Antwort

  • Wasser aus den Ozeanen verdunstet und geht als Regen über den Kontinenten nieder.
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Frage

In welcher Form kommt Süßwasser auf dem Festland vor?

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Antwort

  • Seen
  • Gletscher
  • Flüsse
  • Grundwasser
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Frage

Für welche Stoffgruppe wird immer Stickstoff benötigt?

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Antwort

Fette

Frage anzeigen

Frage

Nenne die vier mikrobiellen Reaktionen des Stickstoffkreislaufs.

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Antwort

  • Ammonifikation
  • Nitrifikation
  • Denitrifikation
  • Stickstoff-Fixierung
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Frage

Wie unterscheidet sich die Ammonifikation von der Nitrifikation?

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Antwort

  • Ammonifikation ist die Umwandlung von stickstoffhaltiger Biomasse in NH3 bzw. NH4+
  • Die Nitrifikation umfasst die Umwandlung von NH3  oder NH4zu Nitrit (NO2-) bis zu Nitrat (NO3-)
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Frage

Welche Eigenschaften besitzt Schwefelwasserstoff (H2S)?

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Antwort

  • flüchtiges Gas
  • Zellgift
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Frage

Auf welchem natürlichen Weg gelangen Phosphat und Sulfat in den Stoffkreislauf?

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Antwort

  • Verwitterung von Gestein
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