Der Begriff Toleranz kommt Dir vermutlich bekannt vor. Toleranz kann in vielen Situationen erforderlich sein – für das friedliche Zusammenleben in sozialen Gruppen ist Toleranz unabdingbar. Doch wusstest Du, dass Toleranz auch in der Biologie eine Rolle spielt?
Die Toleranz von Lebewesen gegenüber äußeren (abiotischen) und inneren (biotischen) Faktoren gibt letzten Endes Ausschluss darüber, wie überlebensfähig eine Art ist. Dafür werden die sogenannten Toleranzkurven verwendet, aus denen sich der Toleranzbereich bestimmen lässt. Dabei gibt es für jeden Umweltfaktor eine eigene Toleranzkurve und somit auch einen eigenen Toleranzbereich.
Brauchst Du eine kleine Auffrischung, was genau noch einmal abiotische und biotische Umweltfaktoren sind? Dann kannst Du das in den entsprechenden Artikeln nachlesen.
Der Toleranzbereich in der Biologie
Du kennst es sicherlich: Im starken Licht der Sonne wird Dir schnell warm und wenn Du nicht aufpasst, bekommst Du einen Sonnenbrand oder manchmal sogar einen Hitzschlag. Für zu hohe Temperaturen ist Dein Körper nicht gemacht, und nach einer Weile spürst Du das dann auch. Zum Glück kannst Du Dich meistens in einen kühleren Bereich zurückziehen und ein wenig regenerieren.
Würdest Du nicht auf Deinen Körper hören, kann dies negative Auswirkungen haben. Funktioniert Dein Körper in dem genannten Szenario nicht mehr richtig, heißt das, dass Dein Toleranzbereich hinsichtlich der Temperatur über- oder unterschritten worden ist. Langfristig hätte das bestimmte Folgen.
Toleranzbereich Definition
Der Toleranzbereich zeigt an, welche Umweltfaktoren in welcher Stärke tolerierbar sind, ohne dabei das Leben von Organismen zu beeinflussen.
Für jeden Umweltfaktor existiert eine eigene Toleranzkurve, welche den Toleranzbereich definiert. Selbstverständlich hat jedes Lebewesen unterschiedlich definierte Toleranzbereiche.
Toleranzbereich – Diagramm und dessen Fachbegriffe
Im Kontext des Toleranzbereichs gibt es einige Fachbegriffe, die Du Dir merken solltest. Sie alle dienen dazu, den Toleranzbereich bzw. die Toleranzkurve und deren Umweltfaktoren möglichst genau beschreiben zu können.
Toleranzkurve
Um Dir zunächst einen visuellen Eindruck über den Toleranzbereich zu geben, siehst Du in Abbildung 1 eine typische Toleranzkurve inklusive der wichtigsten Fachbegriffe, die Dir im Folgenden noch genauer erläutert werden.
Abbildung 1: Beispiel einer ToleranzkurveQuelle: wikipedia.org
Ökologische Potenz
Die ökologische Potenz beschreibt den Teil einer Toleranzkurve, in welchem die Lebewesen potent sind, sich also fortpflanzen können. Sie liegt zwischen dem Pessimum und umfasst den inneren Bereich der Kurve. Manchmal wird sie auch als Synonym für den Toleranzbereich genannt, was jedoch faktisch nicht richtig ist. Im Folgenden wird einfach von Potenz gesprochen, wenn die ökologische Potenz gemeint ist.
Mehr Informationen zur ökologischen Potenz findest Du im gleichnamigen Artikel auf StudySmarter!
Minimum und Maximum
Als Minimum und Maximum werden die Bereiche der Toleranzkurve bezeichnet, die jeweils am äußersten Ende der Kurve liegen. Werden diese Werte unter- oder überschritten, wird das Lebewesen nicht überleben können. Diese Werte begrenzen dadurch auch das Vorkommen einer Art in einem Ökosystem. Hier ist die Potenz nicht gegeben.
Pessimum
Das Pessimum ist der Bereich der Toleranzkurve, in welchem ein Überleben zwar möglich ist, jedoch nur eingeschränkt. Lebewesen, die im Pessimum leben, können sich nicht fortpflanzen, da die Bedingungen dafür zu schlecht sind. Das Pessimum stellt lediglich den Bereich des puren Überlebens dar. Es liegt innerhalb des Minimums und Maximums auf der Kurve. Die Potenz ist hier nicht gegeben.
Optimum
Als Optimum wird der Wert bezeichnet, bei welchem die Lebewesen am besten leben und sich fortpflanzen können. Das Optimum ist immer der Hochpunkt der Toleranzkurve. Denn je besser die Umweltbedingungen an die Arten angepasst sind, desto mehr Tiere können der natürlichen Selektion standhalten. Hier ist die Potenz am höchsten.
Anstatt von Optimum kann auch der Begriff "Präferendum" verwendet werden.
Stenöke und euryöke Toleranz
Die Begriffe stenök und euryök nutzt man, um zu erklären, wie schmal oder breit der Toleranzbereich einer Art gegenüber einem bestimmten Umweltfaktor ist.
Es folgt das Beispiel zweier Lebewesen und deren Toleranzbereiche bezüglich des Umweltfaktors Temperatur:
Bei Art A liegt das Minimum bei 10 Grad und das Maximum bei 15 Grad.
Bei Art B liegt das Minimum bei -15 Grad und das Maximum bei 35 Grad.
Daraus kann abgelesen werden, dass Art A nur eine geringe Toleranzbreite gegenüber dem Umweltfaktor Temperatur hat. Damit ist diese Toleranz stenök. Art B dagegen hat eine sehr weite Toleranz gegenüber dem Umweltfaktor Temperatur, welche als euryök bezeichnet wird.
Umweltfaktoren und deren Suffix
Diese Begriffe benutzt Du, um die Toleranz gegenüber diesem speziellen Umweltfaktor anzugeben. Alle Begriffe, die mit "eury" beginnen, stehen für einen breiten Toleranzbereich, alle Begriffe mit "steno" für einen schmalen. Der Umweltfaktor sagt aus, um welchen Toleranzbereich es sich handelt.
"Eury" stammt aus dem griechischen und heißt so viel wie "breit/weit". "Steno" ist hingegen ein altgriechisches Wort, das als "eng" übersetzt werden kann.
| Umweltfaktor | Bezeichnung |
| Bodenfeuchtigkeit | euryhygr / stenohygr |
| geografische Lage | eurytop / stenotop |
| Nahrung | euryphag / stenophag |
| Salzgehalt | euryhalin / stenohalin |
| Sauerstoffgehalt | euryoxygen / stenooxygen |
| Temperatur | eurytherm / stenotherm |
| Wassertiefe | eurybatisch / stenobatisch |
Toleranzbereich – Rückschlüsse
Je nachdem, wie das Lebewesen auf biotische und abiotische Umweltfaktoren reagiert, sind die Arten an unterschiedlichen Orten der Welt anzutreffen. Im Laufe der Evolution haben sich Lebewesen gemäß der synthetischen Evolutionstheorie weiterentwickelt und sind an ihre eigenen ökologischen Nischen angepasst. Deswegen kann man einen Eisbären nicht einfach in die Wüste setzen, oder eine Robbe in den Dschungel verfrachten. Unterschiedliche Arten haben verschiedenste Ansprüche, die man eben mithilfe einer Toleranzkurve herausfinden kann.
Dennoch kann man erkennen und vermuten, dass bei Lebewesen, die weltweit in verschiedensten Klima- und Vegetationszonen vorkommen, bezüglich eines Umweltfaktors eine euryöke Toleranz vorliegt.
Es kann selbstverständlich auch sein, dass eine Art bezüglich des einen Umweltfaktors (bspw. Licht) euryök, bezüglich eines anderen Faktors (z.B. Wasser) jedoch stenök ist.
Toleranzbereich – Wirkungsgesetz
Das Wirkungsgesetz besagt, dass der Umweltfaktor, der am weitesten vom Optimum entfernt ist, aussagt, ob und wie viele Individuen einer Art überleben. Das Wirkungsgesetz ist ein Gesetz, welches bereits 1862 von Justus Liebig erkannt worden ist. Justus Liebig war ein Chemiker, der den Nährstoffbedarf von Kulturpflanzen auf Ackerland untersuchte.
Wie bereits weiter oben erwähnt gibt der Toleranzbereich an, welche Umweltfaktoren in welcher Stärke von Individuen hinnehmbar sind, ohne negative Auswirkungen auf dessen Leben zu haben. Jeder Umweltfaktor hat dabei eine eigene Toleranzkurve und daher auch einen eigenen Toleranzbereich. Das Wirkungsgesetz sagt jetzt einfach aus, dass der Umweltfaktor, mit dem am wenigsten optimalen Toleranzbereich, bestimmt, ob eine Art überlebt oder nicht.
Um das Beispiel von oben aufzugreifen: Eine Art hat eine sehr geringe Toleranz gegenüber der Temperatur und angenommen, die Toleranz gegenüber z. B. Licht und Wasser liegt in einem breiten Bereich.
Entsprechen dann die Temperaturen nicht dem Toleranzbereich, gilt nach dem Wirkungsgesetz, dass die Art nicht überleben kann, selbst wenn die anderen Umweltfaktoren erfüllt werden.
Toleranzbereich – Pflanzen: Beispiel
Die meisten Pflanzen benötigen eine bestimmte Temperatur und eine bestimmte Sonneneinstrahlung, um überhaupt keimen zu können. Dass Pflanzen Toleranzbereiche haben und nicht jede Pflanzenart überall wachsen kann, wird im Bereich der Biologie noch an einer anderen Stelle ausgenutzt. Bestimmte Pflanzen dienen nämlich als Bioindikator oder konkret als sogenannte Zeigerorganismen/Zeigerpflanzen.
Mehr Informationen zu den Zeigerpflanzen und ausführliche Beispiele findest Du im StudySmarter Artikel zu den Bioindikatoren.
Der Toleranzbereich spielt bei Pflanzen also insofern eine Rolle, als dass nicht jede Pflanzen bei jedem Umweltfaktor überlebensfähig ist.
Rotbuchen bevorzugen mittelfeuchte Böden, das heißt auf nassen oder trockenen Flächen wirst Du die Baumart nicht finden, da sie dort schlichtweg nicht wächst. Die Schwarzerle bevorzugt ebenfalls mittelfeuchte Böden, ihr Toleranzbereich ist jedoch größer als der von Rotbuchen, weshalb diese Baumart auch auf sehr trockenen oder nassen Flächen wachsen kann.
Befinden sich nun beide Baumarten in einem Waldgebiet, würde sich die Rotbuche an den Stellen mit mittelfeuchten Böden ansiedeln. Da die Schwarzerle da nicht zwingend drauf angewiesen ist, kann sie bei Platzmangel auf den mittelfeuchten Böden einfach auf andere Untergründe ausweichen. Beide Baumarten können also prinzipiell gemeinsam in einem Wald vorkommen.
Toleranzbereich – Das Wichtigste
- Der Toleranzbereich zeigt, wie Lebewesen zu einem bestimmten Umweltfaktor stehen
- Toleranz wird grafisch dargestellt in einer Toleranzkurve
- Minimum und Maximum sind Tiefpunkte des Grafen
- Optimum ist Hochpunkt der Toleranzkurve
- Stenök: geringe Toleranz gegenüber einem Umweltfaktor
- Euryök: weite Toleranz gegenüber einem Umweltfaktor
- Wirkungsgesetz: Der Umweltfaktor, der am weitesten vom Optimum entfernt ist, sagt aus, ob und wie viele Individuen einer Art überleben.
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