Interspezifische Beziehungen von Bodenorganismen in Wald

Reichenbach-Gymnasium
Interspezifische Beziehungen von
Bodenorganismen in Wald- und Wiesenboden
Facharbeit im Leistungskurs
Biologie
von
Linda Nowack
Schuljahr 2004/05
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Der Boden
1.1 Allgemeines über den Boden
1.2 Die Entstehung
1.4 Die Bodenhorizonte
Die zu untersuchenden Böden
2.1 Wiesenboden
2.2 Waldboden
2.3 Die Schlämmprobe
Das Leben im Boden
3.1 Organismen allgemein
3.2 Die Bedeutung der Organismen
3.3 Lebensgemeinschaften
3.4 Interaktion
3.4.1 Beziehung zwischen Tieren
3.4.2 Beziehung zwischen Tieren und Pflanzen
3.4.3 Beziehung zwischen Tieren und Mikroorganismen
3.5 Artenreichtum und Formenvielfalt der Bodenorganismen
Untersuchung der Bodenorganismen
4.1 Vorgehensweise der Untersuchungen
4.2 Die Beschreibung der gefundenen Tiere und ihr Räuber-Beute
Verhalten
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Einleitung
Das Thema meiner Facharbeit behandelt die interspezifischen Beziehungen von
Bodenorganismen in Wald und Wiesenböden, das heißt verschiedene symbiotische
Verhältnisse zwischen Tieren, Tieren und Pflanzen sowie auch zwischen Tieren und
Mikroorganismen.
Die Einzelthemen der Facharbeit will ich in vier Teile gliedern.
Zunächst werde ich wichtige, allgemeine Informationen über den Lebensraum Boden
herausstellen, wozu die Entstehung, die Zusammensetzung, verschiedene Bodenarten
und die Bodenhorizonte gehören.
Als zweiten Teil will ich genauer auf die Böden, nämlich Wald- und Wiesenboden,
eingehen, die ich mir genauer angeschaut habe und die ebenfalls ein Teil meiner
praktischen Arbeit sind. Dieser praktische Teil greift Aspekte aus dem ersten Teil
natürlich wieder auf.
Im dritten Teil der Facharbeit wird genauer auf die Bodenorganismen eingegangen.
Hier hab ich mich mit ihren Aufgaben und ihrer Bedeutung für den Boden beschäftigt.
Dieser Teil ist ähnlich wie der erste Teil Allgemein und geht nicht auf die Organismen
in den spezifischen Böden, die ich untersucht habe ein. Dies jedoch macht der letzte und
damit vierte Teil der Facharbeit. Hier handelt es sich wiederum um eine praktische
Arbeit, bei der ich Organismen in Wald- und Wiesenboden herausgearbeitet, habe sie
bestimmt und mich mit deren Ernährungsverhalten und den Räuber- Beute
Beziehungen, die sie mit anderen Lebewesen eingehen beschäftigt. Hier ging es also nur
um die Arte, die auch wirklich in einer vorher bestimmten Menge Boden zu finden
waren.
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1. Der Boden
1.1 Allgemeines über den Boden
Als Boden bezeichnet man den obersten Bereich der Erdkruste bis hinunter zum
angrenzenden Gesteinsuntergrund.
Der Boden erfüllt mehrere Aufgaben, wodurch man von einer Multifunktionalität
sprechen kann. Die einzelnen Funktionen, die der Boden übernimmt, können in drei
verschiedene Gruppen unterteilt werden.
1. Die ökologische Form. Der Boden ist der Lebensraum für eine Vielzahl von
Organismen und bietet die Lebensgrundlage für Pflanzen und Tiere und
ebenfalls dem Menschen. Weiterhin ist er ein effizientes Filter- Puffer- und
Speichersystem. Ebenso ist er für den Abbau von Streu- und Abfallprodukten,
sowie für die Freisetzung und Bindung von Nährstoffen und Bioelementen
zuständig.
2. Die sozioökonomische Form. In diesem Sinn steht der Boden dem Menschen
als Produktionsgrundlage für Nahrungs- und Futtermittel zur Verfügung. Im
weiteren ist er eine Fläche für Siedlung, Produktion, Verkehr, wie auch eine
Lagerstätte für Bodenschätze und Energiequellen.
3. Die immaterielle Form. Als prägendes Landschaftselement trägt der Boden zum
Erlebnis- und Erholungswert der Landschaft bei.
1.2 Entstehung des Bodens
Unsere Böden entstehen aus Gesteinen. Als Gesteine werden Gemische von Mineralien
gleicher, oder verschiedener Art bezeichnet. Hierzu gehört zum Beispiel Granit, das aus
Feldspat, Quarz und Glimmer zusammengesetzt ist. Andere wichtige Minerale, die für
die Bodenbildung von Bedeutung sind, sind Silikate, Karbonate, Oxide, sowie
Hydroxide. Diese Gesteine, die sich an der Erdoberfläche befinden, sind den vielen
unterschiedlichen Natureinwirkungen ausgesetzt, was zur Folge hat, dass das Gestein
langsam abgebaut wird. Diesen Prozess bezeichnet man als Verwitterung. Hierbei
differenziert man zwischen physikalischer und chemischer Verwitterung.
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Die physikalische Verwitterung bewirkt eine mechanische Zerkleinerung des Gesteins
und der darin befindlichen Minerale. Bei dieser Art von Verwitterung spielt die
Temperatur eine große Rolle, da durch den Wechsel von Erwärmung und Abkühlung
der Gesteinsmasse Spannungen im Inneren und der obersten Schicht entstehen, die den
Zerfall bewirken. Andere Faktoren neben der Temperatur, die die Zerkleinerung des
Gesteins in Gang bringen, sind Wind, Wasser und Eis.
Durch diese erstmalige Zerkleinerung des Gesteins mit Hilfe der physikalischen
Verwitterung in kleinere Partikel wurde eine größere Oberfläche erzeugt, was die
Vorraussetzung für die chemische Verwitterung ist. Bei dieser Art der Verwitterung
werden die Minerale abgebaut oder sogar vollständig in ionare und kolloide
Zerfallsprodukte aufgelöst. Dieser Vorgang wird zum Einen durch Säureeinwirkung
begünstigt, die zum Beispiel durch Regenwasser, das natürlicherweise einen pH-Wert
von 6,2 hat, gegeben ist. Zum Anderen werden die Minerale durch Oxidationsvorgänge
und durch Hydrolyse abgebaut. Hierbei können die Abbaustufen so stark verändert sein,
dass neue, sekundäre Minerale entstehen, oder sich aus den Zerfallsprodukten bilden.
Das Tonmineral ist eines der wichtigsten sekundären Mineralen, da dieses pflanzliche
Nährstoffe und Wasser in austauschbarer Form absorbieren kann.
Die oben beschriebenen chemischen Zersetzungsprozesse sind die ausschlaggebenden
Bedingungen für die Bodenbildung. Die Geschwindigkeit, in der diese Prozesse
ablaufen, ist von verschiedenen Faktoren abhängig.
Zunächst spielt das Klima eine Rolle, wobei feuchtes und heißes Klima die chemische
Verwitterung begünstigt. Ein weiterer Faktor ist die Gesteinshärte und der im Gestein
befindliche Anteil basisch wirksamer Kationen der Minerale. So brauchen Böden, de
einen hohen Anteil eben dieser Kationen besitzen länger, um zersetzt werden zu
können, da diese der Säureeinwirkung, die die chemischen Verwitterung unterstützt,
entgegenwirken.
So ist der Entwicklungsprozess vom Gestein bis hin zum spezifischen Bodentyp sehr
langwierig; die Bodenbildung unserer heutigen Böden begann schon nach der letzten
Eiszeit vor ca. 10.000 Jahren.
Die heutigen Bodentypen sind keine Klimaxstadien, sondern entwickeln sich aufgrund
der fortschreitenden Verwitterung ständig weiter. Die am häufigsten anzutreffenden
Bodentypen sind Braunerde, Parabraunerde, Podsol, Rendzina und wasserbeeinflusste
Arten, wie Gley oder Pseudogley. Ihre Entstehung ist in der Regel abhängig vom
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Ausgangsgestein. So entsteht zum Beispiel aus Kalkstein eine Rendzina oder aus
Sandstein ein Podsol.
1.3 Bodenhorizonte
Die bei der Bodenbildung wirkenden Prozesse, wie zum Beispiel Zersetzung
Mineralenbildung oder Kalkverlagerung, führen dazu, dass die Böden in ihrer Tiefe
nicht einheitlich strukturiert werden, sondern sich in waagerecht verlaufende Schichten
unterteilen, die parallel zueinander liegen.
Diese Schichten besitzen jeweils unterschiedliche Eigenschaften und werden
Bodenhorizonte genannt.
Das allgemeine Bodenprofil, eben diese Horizonte, besteht zunächst aus drei Schichten.
Die unterste Schicht wird als C-Horizont bezeichnet. In diesem Horizont befindet sich
das mehr oder weniger veränderte Ausgangsgestein. Darüber findet man den BHorizont oder auch Anreicherungshorizont genannt. Diese Schicht beinhaltet den
mineralischen Unterboden. Auf diesen Unterboden folgt der mineralische Oberboden.
Diese Schicht trägt den Namen A-Horizont oder auch Auswaschungshorizont.
Bei Waldböden, oder anderen, vom Menschen weniger beeinflussten Standorten sind
jedoch auch noch weitere Horizonte zu erwarten. So kann hier auf den A-Horizont ein
organischer Auflagehorizont, der H-, L-, oder O-Horizont folgen, der aus organischen
Materialien wie Humus oder Streu besteht. Weitere Horizonte, die durchaus
vorkommen können sind der G-Horizont, der E-Horizont oder der Y-Horizont. Dies
sind Horizonte, die aus aufgetragenem Plaggenmaterial oder aus menschlicher Herkunft
Aufschüttungen bestehen.
Bei anderen Böden jedoch, die nicht naturnah sind, sondern zum Beispiel
landwirtschaftlich genutzte Böden, kann ein solch ausgedehntes Bodenprofil nicht
erstellt werden. Diese landwirtschaftliche Nutzung kann sogar dazu führen, dass
überhaupt keine eindeutig voneinander getrennten Bodenhorizonte festgestellt werden
können, da Ober- und Unterbodenhorizonte durch Pflegemaßnahmen wie Pflügen
vermischt wurden.
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Die zu untersuchenden Böden
2.1 Der Wiesenboden
Der Bereich in dem die Proben des Wiesenbodens genommen wurden, war durch ein
paar kleinere Bäume beschattet, ansonsten aber weitgehend frei. Außerdem der
untersuchte Wiesenboden nah an einer Wasserquelle, da sich angrenzend an die Wiese
ein Bach befand. Eine Schichtung des Bodens war nicht deutlich genug zu erkennen, da
er feucht und sehr fest aneinanderhängend war.
Der Zersetzungsgrad war weit fortgeschritten, wodurch so gut wie keine unzersetzten
organische Substanzen zu finden waren.
2.2 Der Waldboden
Der Waldboden war weitaus mehr von Bäumen bewachsen und somit auch mehr
beschattet und von den Wurzeln der Bäume durchzogen.
Im Gegensatz zum Wiesenboden konnte man hier die Humusschicht von der
darüberliegenden Auflageschicht klar trennen. Der Feuchtigkeitsgrad des Bodens war
hier geringer und der Zersetzungsgrad nicht so weit fortgeschritten, da noch viel
unzersetztes Material zu finden war. Weiterhin war der Boden lockerer als der
Wiesenboden und nicht so zusammenhängend.
2.3 Die Schlämmprobe
Um verschiedene Fraktionen im Boden genauer erkennen zu können wurden die
Bodenproben einer Schlämmprobe unterzogen die erste Aufschlüsse über diese
Fraktionen geben kann. Hierbei wird in einem hohen Glaszylinder oder ähnlichem
Gefäß
eine
Frischbodenprobe
mit
Wasser
geschüttelt
und
aufgeschwämmt.
Entsprechend ihrer Korngröße bzw. ihres spezifischen Gewichtes sedimentieren die
Bodenpartikel unterschiedlich schnell aus und lagern sich schichtweise am Grund des
Gefäßes ab. Bei den sehr feinen Tonpartikeln kann das unter Umständen. mehrere
Stunden dauern.
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Für den Versuch benötigt man ein hohes Gefäß, eine frische Bodenprobe, Wasser und
einen Teelöffel Kochsalz, durch das die feineren Erd- und Tonpartikel länger im Wasser
schweben.
Um den Versuch durchzuführen befüllt man das Glas zu ca. einem Viertel mit der
Bodenprobe. Dazu kommt ein Esslöffel Salz. Zum Schluss befüllt man das Glas mit
Wasser und schüttelt die Probe.
Die Ergebnisse der Schlämmprobe sind auf den Bildern zu sehen. Den Unterschied den
man deutlich sehen kann, kommt durch den Zeitabstand, der zwischen den beiden
Aufnahmen liegt. So ist das rechte Bild zwei Stunden später entstanden und man kann
sehen, dass sich weitere Partikel, die sich vorher noch im Wasser befanden abgesetzt
haben.
Bei genauerer Beobachtung kann man genauer die Fraktionen der Böden erkenne.
Bei der Bodenprobe, die vom Waldboden (hier das linke Glas) genommen wurde, sind
die leichten, unzersetzten Materialien die an der Oberfläche schwimmen, besonders
auffällig, da diese Fraktion bei der Probe des Wiesenbodens(hier das rechte Glas) völlig
wegfällt.
Auch die Trübheit des Wassers war sehr unterschiedlich. So war bei der
Waldbodenprobe fast klares Wasser geblieben, bei der Wiesenprobe jedoch war das
Wasser weiterhin trüb geblieben, was auf einen höheren Tongehalt des Bodens
schließen lässt. Die Schicht, die sich auf dem Grund des Glases gebildet hat weißt
ebenso Unterschiede auf. Größtenteils besteht die Schicht die sich bei der Wiesenprobe
gebildet hat aus Ton die Unterschicht in dem Glas mit der Waldbodenprobe hingegen
kann noch mal in zwei Schichten unterscheiden werden: Und zwar in eine Steinschicht
und in eine darauf folgende Tonschicht.
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3. Leben im Boden
3.1 Bodenorganismen
Lebewesen, die dauerhaft im Boden leben, werden als Bodenorganismen bezeichnet.
Die Gruppe der Bodenorganismen zeichnet sich durch eine große Arten- und
Formenvielfalt aus. So gehören zum Beispiel Bakterien, Einzeller, Pilze, Algen,
Würmer, Krebstiere, Spinnentiere, Tausendfüßer und zahlreiche Insektenordnungen in
diese Kategorie. In einer handvoll Erde können zahlenmäßig gesehen mehr
Bodenorganismen vorkommen, als es Menschen auf der Erde gibt. Bis zu 10 Milliarden
Organismen können in einem Bodenwürfel mit einer Kantenlänge von 10cm
vorkommen. Trotzdem beträgt das Gesamtgewicht der Organismen weniger als 1% von
der gesamten Bodensubstanz, wie die Abbildung zeigt.
Weiterhin kann man die Organismen in Bodenflora und Bodenfauna unterteilen, wobei
überwiegend pflanzliche und nicht tierische Organismen, wie Bakterien, Pilze, Algen
und Flechten zu der erstgenannten Gruppe, nämlich der Bodenflora gehören. Ihre Größe
liegt bei weniger als 0,2 mm. Ihr Anteil beträgt je nach Bodenart 60-90%, womit sie die
Hauptmasse des Edaphons bilden, das wiederum nur 5% des gesamten Bodensubstanz
ausmacht, wie auch hier auf einer Graphik zu sehen ist. Andere Pflanzenteile, die
sogenannten Organe höherer Pflanzen gehören allerdings nicht mit zur Bodenflora.
Aber auch sie sind bedeutsam und machen, wie auf der Graphik ebenfalls zu sehen ist,
10% der organischen Substanzen aus.
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Die zweite Gruppe, die Bodenfauna, besteht natürlich aus ein- und vielzelligen,
tierischen Organismen. Sie machen bloß 20% des Endaphons aus ebenfalls am rechten
Teil der Graphik zu sehen. Bei der Gruppe der Bodentiere wird jedoch nach der Größe
der Lebewesen noch einmal differenziert und zwischen Mikro-, Meso-, Makro- und
Megafauna unterschieden. So beinhaltet die Mikrofauna zum Beispiel Geißel- oder
Rädertierchen und andere Arten dessen Größe nicht 0,2 mm überschreiten. Zu der
Mesofauna werden all die Tiere gezählt, die noch kleiner als 2 mm sind wie
Springschwänze und andere. Die Lebewesen in der Makrofauna überschreiten die
Größe von 2mm, hierzu gehören zum Beispiel Asseln und Insekten. Tiere, die 20 mm
überschreiten gehören zur Megafauna. Zu dieser Gruppe zählen auch kleine Wirbeltiere,
wie Wühlmäuse und Maulwürfe.
3.2 Bedeutung der Bodenorganismen
Viele Vorgänge, die in der Bodenbildung und Bodenentwicklung ablaufen, sind von den
Bodenorganismen
und
ihren
zahlreichen
Aktivitäten
abhängig.
Obwohl das
Gesamtgewicht der Bodenlebewesen in der Bodensubstanz sehr gering ist, (s. oben)
deuten Formenreichtum, Artenvielfalt und Individuenhäufigkeit darauf hin, dass die
Organismen viele Aufgabenbereiche haben müssen.
Je nachdem, welchen Bereich das jeweilige Tier abdeckt, besitzt es eine
dementsprechende Körperform, die ebenfalls auf die Art der Nahrungssuche oder
-beschaffung abgestimmt ist. Auch sind die Fortbewegungsweise, sowie die
verschiedenen Formen der Zerkleinerung, Aufnahme, Verdauung und Ausscheidung
von Nahrungspartikeln von Bedeutung. Die drei primären Bereiche, in denen die
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Bodentiere Funktionen übernehmen, sind zum Ersten die strukturprägende Funktion, die
Steuerungsfunktion und zuletzt die Indikatorfunktion.
Bei der strukturbildenden Funktion übernehmen die Bodenorganismen Lockerung,
Umlagerung und Mischung des Bodens. Dies führen meistens die Organismen durch,
die durch ihre Anatomie dafür ausgelegt sind, und sich grabend und wühlend
fortbewegen. Die positiven Folgen für den Boden sind eine bessere Durchlüftung, und
eine höhere Kapazität Wasser zu speichern. Weiterhin wird der Mineralboden mit
Ausscheidungen von Regenwürmern, einem Ton-Humus-Komplex, angereichert, die
dem Boden eine braun-schwarze Farbe verleihen.
Bei der Steuerungsfunktion sind Bodentiere nur als „Helfer“ zu bezeichnen, da sie für
die Zersetzung und die Humifizierung nicht unbedingt ausschlaggebend sind. Sie
arbeiten als Primärzersetzer und fördern somit den mikrobiellen Abbau organischer
Substanzen. Dies ist nötig, da sonst der Prozess langsamer von statten gehen würde und
ungünstigerer Humus produziert würde. In diesem Funktionsfeld unterscheidet man
weiter zwischen verschiedenen Steuerungsleistungen:
-
„Nussknacker-Effekt“: verschiedene Arten der Meso- und Makrofauna fressen
an den organischen Materialien und brechen dadurch die Hüllschichten auf, so
dass Mikroorganismen leichter an die Zellinhaltsstoffe gelangen. Solche
Primärzersetzer sind Zum Beispiel Zweiflüglerlarven, Springschwänze, Milben,
Asseln oder Schnecken.
-
„Pelletierungseffekt“: durch Fraß- und Verdauungstätigkeit werden kompakte
Pflanzenreste zerlegt und in Kotballen ausgeschieden. Dadurch erfolgt eine
Oberflächenvergrößerung und Optimierung der Zugriffsmöglichkeiten für die
„Konsumenten“ dieser Pellets, z.B. Vertreter der Mikroflora und Mikrofauna
sowie Kleinarthropoden.
-
„Selektive Beweidung“: Vertreter der Mikro- und Mesofauna weiden
Mikroorganismenbeläge ab, die sich auf organischen Substanzen im Boden, u.a.
auch auf Kotballen entwickeln. Dadurch erhöht sich in vielen Fällen die
Stoffwechselaktivität der Mikroben.
-
„Außenmagen-Effekt“: verschiedene Arten der Meso- und Makrofauna nehmen
häufig ihre eigene Kotballen oder die anderer Arten auf, die inzwischen von
Mikroorganismen (wieder-)besiedelt worden sind, und verbessern so den
weiteren Aufschluss.
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In der Indikatorfunktion kann man die Organismen als Zeigeorganismen betrachten,
das heißt, dass die Zusammensetzung der Lebewesen die in dem Boden zu finden ist,
Aufschluss über die Art von Boden und die spezifischen Standortqualitäten gibt, da
Umwelteinflüsse, abiotischen, biotischen und anthropogenen Ursprungs auch Einfluss
auf die Lebensgemeinschaften der Organismen und ihre Aktivitäten nehmen. So gibt es
bestimmte Bodentiere, die bestimmte Böden besonders schätzen bzw. meiden.
3.3 Lebensgemeinschaften
Als Lebensgemeinschaft, auch Biozönose genannt, bezeichnet man alle Organismen ,
die innerhalb eines bestimmten Lebensraum vorkommen. Diesen Lebensraum nennt
man auch Biotop. Die in diesem Biotop vorkommende Lebensgemeinschaft ist
bestimmten abiotischen Faktoren, das heißt, nicht lebenden Faktoren, wie zum Beispiel
Licht, Feuchtigkeit und Temperatur ausgesetzt. Außerdem entsteht zwischen den
Organismen dieses Biotops eine wechselseitige Abhängigkeit, die auf vielfältigen
Wirkzusammenhängen basiert. Die Zusammensetzung und das Vorkommen der
verschiedenen Arten, ist abhängig von der Qualität des Lebensraums, also der
Beschaffenheit des Bodens. So spielen für die Erstbesiedelung die oben genannten
abiotischen Faktoren eine wichtige Rolle.
Grundsätzlich
ist
die
Verfügbarkeit
an
Nährstoffen
und
die
Qualität
der
Nahrungsgrundlage jedoch der bestimmende Faktor, der über die Zusammensetzung
einer Lebensgemeinschaft bestimmt.
Zwar gibt es auch hier eine Ausnahme bei den sich autotroph ernährenden Organismen,
wozu grüne Pflanzen, Algen und Bakterien gehören. Dies sind Organismen, die
körpereigene Substanzen aus einfachen anorganischen Stoffen, wie Kohlenstoffdioxid,
Ammonium, Nitrat und Sulfat aufbauen. Die Energie für die Aufbauprozesse gewinnen
autotrophe Lebewesen aus Sonnenlicht, mit dem sie Photosynthese betreiben.
Alle restlichen Lebewesen gehören jedoch zu den heterotrophen Organismen und sind
von der Aufnahme organischer Substanzen abhängig. Diese organischen Substanzen
beziehen sie von lebenden oder abgestorbenen Organismen. Ausgehend von der
Ernährung kann man die Organismen einer solchen Biozönose in drei Gruppen gliedern.
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1. Zum einen sind da die Produzenten, welche als Ausgangspunkt gesehen werden.
Hierzu gehören alle autotrophen Organismen.
2. In die zweiten Gruppe, der Konsumenten, gehören alle heterotrophen
Lebewesen, die entweder als Pflanzen- oder Fleischfresser von den
Erzeugnissen der Produzenten abhängig sind.
3. Die dritte Gruppe wird von den Destruenten beziehungsweise Reduzenten
gebildet. In dieser Gruppe sind weitgehend Bakterien und Pilze vertreten. Sie
ernähren sich von Pflanzenresten, Aas und tierischen Ausscheidungen. Diese
organischen Substanzen werden von ihnen abgebaut, wobei Kohlenstoffdioxid,
Wasser, Ammonium und Nitrat entstehen, welche anschließend wiederum den
Pflanzen zur Verfügung steht.
Diese Lebensgemeinschaft, die zwischen den Bodenorganismen besteht, wird als
Edaphon bezeichnet. Ein Edaphon ist hinsichtlich der Verbreitung der Arten und der
Individuenhäufigkeit
jedoch
nicht
ständig
gleich.
So
verändert
sich
die
Zusammensetzung der Organismen abhängig von der Bodentiefe und der Jahreszeit, da
hier die abiotischen Bedingungen ebenfalls verändert sind. Das Edaphon ist in seiner
Gesamtheit maßgeblich für die verschiedenen Prozesse und Entwicklungen im Boden
verantwortlich.
Auch hier lassen sich in Bezug auf die räumliche Verteilung im Bodenkörper und in
Bezug auf die Art der Organismen, die dort zusammen leben, drei Gruppen der
Lebensgemeinschaftsform erstellen.
Bezeichnung des Edaphon
Epedaphon
Merkmale
- Bewohner
der
Bodenoberfläche
und Streuschicht
-
Abiotische Verhältnisse: partieller
Licht- und Wassermangel
-
Vorkommende Arten sind größer,
differenzierter
und
stärker
pigmentiert als tiefer vorkommende
Artverwandte
Hemidaphon
-
Bewohner der Streu- und obersten
Bodenschichten
-
Abiotische
Verhältnisse:
starker
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Licht- und Sauerstoffmangel; hohe
Euedaphon
-
Feuchtigkeit
Bewohner
der
unteren
Bodenschichten; Besiedlung des
Porensystems
-
Abiotische
starker
Verhältnisse:
Licht-
und
Sauerstoffmangel;
Bodenfeuchtigkeit;
sehr
hohe
ausgeglichene
Temperatur
-
Vorkommende Arten sind kleiner
nicht sehr differenziert und weniger
pigmentiert als weiter oben lebende
Artverwandte;
oft
kugel-
oder
wurmförmig
3.4 Interaktion
Besonders hinsichtlich der Ernährung, finden zwischen den einzelnen Organismen
Beziehungen statt, die ihnen zur Nahrungsbeschaffung etc. dienlich sind. Diese
Beziehungen sind nötig, da fast alle Lebewesen eine heterotrophe Lebensweise führen
und auf die Aufnahme von organischen Substanzen angewiesen sind. Zwischen den
Mitgliedern einer Lebensgemeinschaft finden also unterschiedliche Interaktionsprozesse
statt. So gibt es zum einen Beziehungen zwischen Individuen einer Art, die so
genannten intraspezifischen Beziehungen. Eine andere Form vom Miteinander ist die
interspezifische Interaktion, das heißt eine Beziehung verscheidener Arten zueinander.
Bei einem begrenzten Angebot an Nahrung können diese Interaktionen also von Nutzen
sein, da Nahrungskonkurrenz herrscht und schwächeren Individuen, sei es nun aus intraoder interspezifischer Sicht, den Kampf unterliegen und entweder sterben oder
abwandern.
Auch in dieser Hinsicht gibt es verschiedene Organismengruppen, die sich
zusammenschließen und eine wechselseitige Beziehung eingehen. Hierbei möchte ich
besonders interspezifische Beziehungsmöglichkeiten, die sich auf Bodentiere beziehen,
herausstellen.
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3.4.1 Beziehung zwischen Tieren
Diese Beziehungen werden auch als Räuber-Beute Beziehungen bezeichnet. Sie ergeben
sich aus den unterschiedlichen Nahrungsquellen und Ernährungsweisen, die jede Art
aufweißt. Dieses Räuber-Beute Verhältnis reguliert sich von selbst, so dass keine
Überbevölkerung satt finden kann. Die Gruppe der Beutetiere umfasst in der Regel die
Pflanzenfresser unter den Bodentieren und kleinere Fleisch fressende Lebewesen. Die
Qualität und das Vorkommen dieser Beute lenkt gleichzeitig die Entwicklung der
Räuber und somit der Fleischfresser der Bodenorganismen. Je geringer die Anzahl der
phytophagen Konsumenten ist, desto geringer wird auch die Anzahl der Räuber, da für
eine große Menge nicht mehr genügend Nahrung zu Verfügung steht.
3.4.2 Beziehungen zwischen Tieren und Pflanzen
Auch hier herrscht eine wechselseitige Beziehung. So ziehen die Pflanzen fressenden
Tiere ihren Nutzen aus den Pflanzen, da sie sich von ihnen ernähren. Als Nahrung
dienen hier meist große Teile der Pflanzen, sodass sie meist sehr stark, oder sogar völlig
vernichtet werden. In dieser Beziehung zieht die Pflanze jedoch keinen Nutzen aus einer
Interaktion zu einem Tier. Andere phytophage Konsumenten ernähren sich jedoch von
abgestorbenen Pflanzenteilen, wodurch sie zur Zersetzung und zum Stoffkreislauf
beitragen. Die Pflanze selbst zieht ihren Nutzen aus den grabenden Tieren, die den
Boden lockern und der Pflanze somit verhelfen in tiefere Bodenschichten vorzudringen.
So ist die Versorgung der Pflanze mit Nährstoffen und –salzen wesentlich verbessert.
3.4.3 Beziehungen zwischen Tieren und Mikroorganismen
In dieser Beziehung sind unterschiedliche Arten des Zusammenlebens möglich. So
bilden zunächst die Mikroorganismen, insbesondere Pilze und Bakterien, die
Nahrungsgrundlage vieler Bodentiere. Da diese Tiere zum Beispiel den Pilzrasen, der
sich auf abgestorbener Pflanzenstreu bildet, abfressen, fördern sie gleichzeitig das
Wachstum des selbigen. Die Bildung solcher Pilze trägt wiederum zur Mineralisierung
und Humifizierung bei.
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Andererseits tragen Bodentiere sehr passiv zur räumlichen Verteilung
Mikroorganismen
bei. Diese Beziehung
ist zeitlich
begrenzt,
der
da sich die
Mikroorganismen nur kurzweilig an das andere Lebewesen heften und dieses als Wirt
gebraucht. Der Wirt wird jedoch nicht weiter beeinträchtigt. Durch Wanderung und
Ausscheidung des Wirts, gelangen die Mikroorganismen an neue Standorte.
Eine weitere Form der Symbiose, zwischen Tieren und Mikroorganismen ist die, wobei
Pilze und Bakterien sich im Darm des Tieres einnisten. Hier helfen sie, schwer
abbaubare Substanzen, wie zum Beispiel Cellulose, zu zersetzen. Außerdem
produzieren sie weiterhin Ergänzungsstoffe, wie Vitamine und Aminosäuren.
3.5 Artenreichtum und Formenvielfalt der Bodenorganismen
Die zahlreichen verschiedenen Bodenorganismen siedeln auch in den
Kleinstlebensräumen des Bodens. Je nach dem, wo sie ihren Lebensraum haben, sind
sie auch dem entsprechend spezialisiert.
Die Anzahl der Arten und ebenfalls der Individuen ist abhängig von der Art und des
Entwicklungstyp des Bodens. So kann es große Unterschiede geben, auch in der
Zusammensetzung der Arten, was sich ebenfalls auf den Artenreichtum bezieht. In
einem Bodenwürfel von 1m Länge und 30cm Tiefe (Graphik links), können mehr als
1,6 Billionen Bodenorganismen vorkommen. Ihr Gesamtgewicht beträgt jedoch nicht
einmal mehr als 300g. Die beiden folgenden Graphiken sollen diese Verhältnisse
verdeutlichen und die Anzahl der Organismen genauer darlegen.
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Besonders auffällig ist, dass der Unterschied zwischen der Anzahl von
Mikroorganismen, sei es tierischer oder pflanzlicher Herkunft im Gegensatz zu der
Anzahl der Kleintiere sehr viel höher liegt.
So beträgt die Grammzahl (Graphik rechts) der Mikroorganismen 211g hinsichtlich
dagegen beträgt das Gesamtgewicht der Kleintiere jedoch nur 54,31, was weniger als
ein Viertel ist.
Untersuchung der Bodenorganismen
4.1 Vorgehensweise der Untersuchungen
Die praktische Arbeit beschäftigt sich mit der Bestimmung von Bodelebewesen, die in
einer bestimmten Menge von Erdmaterial vorkommen. Den Versuch führte ich an der
Beienburg in Schwelm durch. Außerdem beinhaltet er zwei Teile: Erstens die Suche der
Bodentiere und zweitens ihre Bestimmung
Um sicher zu gehen, dass auch nur ein bestimmter
Bereich des Bodens auf Bodenorganismen untersucht wurde, habe ich zunächst ein
Stück von 1m mal 1m abgesteckt und mit einem Paketband markiert.
Die Tiefe des abgegrenzten Bereichs betrug 30cm. Aus diesem Bereich wurden alle
Bodentiere, die darin zu finden waren in einem Behältnis gesammelt. Diese
Vorgehensweise war bei beiden Böden identisch.
Anschließend wurden die gefundenen Organismen
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mit Hilfe eines Mikroskops vergrößert und mit einem Bestimmungsschlüssel genauer
bestimmt. Auch hier wurde bei den Organismen aus dem Wiesenboden sowie bei den
Organismen aus dem Waldboden das gleiche Verfahren angewandt.
4.2.2 Die Beschreibung der gefundenen Tiere und ihr Räuber-Beute Verhalten
Die sowohl im Wiesenboden als auch in Waldboden lebenden Tiere, haben sich
teilweise überschnitten, so waren gleiche Arten in den Böden zu finden.
Größte Gruppe der gefundenen Tiere bildeten die Regenwürmer. Jedoch gab es hier
hinsichtlich der Anzahl kleinere Abweichungen, da im feuchten Wiesenboden 20
Regenwürmer zu finden waren, dagegen in dem etwas trockeneren Waldboden jedoch
nur 14.
Weitere Übereinstimmungen der Arten waren bei den Hundertfüßern, wobei sich hier
keine zahlenmäßige Differenzierung vornehmen ließ.
Weiterhin war ein Unterscheid, das an der Bodenoberfläche des Wiesenbodens Larven
zu finden waren, die im Waldboden jedoch ausblieben. So waren dort Fliegenlarven
vorhanden.
Andere Tiere, die nur ausschließlich im Wiesenboden vorkamen, waren
Springschwänze, Ameisen, und die Arion hortensis, eine 3-4 cm lange Nacktschnecke.
Die Tiere, die nur im Waldboden zu finden waren, waren Ohrwürmer, Asseln, sowohl
die Keller- als auch die Mauerassel, die Webespinne, der Doppelschwanz, sowie der
Saftkugler.
Im Folgenden befinden sich kurze Beschreibungen von den wichtigsten und
zahlenmäßig häufigsten Tieren und ihre Nahrungsgewohnheiten.
Der Regenwurm ist ausgewachsen 5-18 cm lang und in der Regel weniger als 1cm
Durchmesser. Im vorderen Bereich besitzt der Wurm einen etwas dickeren Gürtel. Zu
finden ist der Regenwurm in feuchten Böden oder Komposthaufen. Seine Ernährung
besteht hauptsächlich aus abgestorbenen Pflanzenresten, wodurch er nur eine
Interaktion mit Pflanzen eingeht und somit in die Gruppe der Beutetiere gehört
Weiterhin ist die Aufgabe des Regenwurms die Auflockerung des Bodens und die
Zersetzung organischer Substanzen.
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Die Kellerassel hat eine Größe von 16-18 mm und besitzt eine ovale- längliche Form.
Weiterhin ist sie schwarz grau gefärbt und hat 7 Laufbeinpaare. Ihr Lebensraum ist
unter Laubschichten unter Steinen und an anderen feuchten und dunklen Orten. Auch
sie gehört ebenso wie der Regenwurm zu den Pflanzenfressern und somit auch zu den
Beutetieren anderer Fleisch fressender Tiere. Kellerasseln sind überwiegend nachtaktiv.
Außerdem sind sie Krebse und atmen mit Hilfe von Kiemen, wodurch sie an
Feuchtigkeit gebunden sind. Bei der Mauerassel sind keine auffälligen unterschiede
herauszustellen, hinsichtlich des Lebensraums oder der Nahrungsaufnahme.
Der Ohrwurm weißt ausgewachsen eine von 1,5 cm auf. Er hat einen lang gestreckten
und etwas abgeplatteten Körper, der schwarz-braun bis hellbraun gefärbt ist. Das
auffällige an dem Ohrwurm ist seine Zange, die er am Hinterleib trägt. Sein
Lebensraum ist die Bodenoberfläche. Hier lebt er besonders in Baumrinden, unter
Steinen und zwischen Falllaub. Vorwiegen ernährt er sich von Obst, Aas Fliegen und
Kleintieren wie zum Beispiel Blattläusen. Somit gehört er nicht wie die Assel in die
Gruppe der Pflanzenfresser sondern in die Gruppe der Fleisch fressenden
Bodenorganismen, wodurch er als Räuber angesehen werden kann. Jedoch kann er
ebenfalls die Rolle der Beute übernehmen, da sich größere Tiere ebenfalls von ihm
ernähren.
Die Webespinne wird ungefähr 5-20 mm groß. Sie hat einen ovalen Vorder-, wie auch
einen ovalen Hinterleib. Wie jede Spinne besitzt auch die Webespinne 4 Beinpaare, die
zum teil behaart sind. Ihr Vorkommen ist besonders an der Bodenoberfläche zwischen
Laub in Waldböden. Jedoch ist sie ebenfalls in Wiesenböden zu finden. Sie ernährt sich
ausschließlich von Insekten, Hundert- und Tausendfüßern, wodurch sie konkret der
Gruppe der Räuber zugeordnet werden kann. Ihre Beute tötet die Spinne mit Gift und
zersetzt sie außerhalb des Magens mit Hilfe von Verdauungssäften.
Die Fliegenlarven werden je nach Art zwischen 12 und 20 cm groß. Sie besitzen einen
wurmförmigen Körper dessen vorderes Ende sich zuspitzt. Das hintere Ende ist
hingegen breiter. Ihre Farbe ist sehr hell und ihre haut meistens nur sehr dünn. Die
Fliegenlarve kommt besonders unter der Bodenoberfläche vor und an anderen Orten,
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wo es feucht und schattig ist. Außerdem lebt sie ebenso in Kotresten von Tieren. Da die
Larve ein Allesfresser ist ernährt sie sich von vielerlei wie tierischen und pflanzlichen
Substanzen, Kotresten Käferbruten und sogar anderen Allesfressern. So gehören auch
die Fliegenlarven ähnlich wie der Ohrwurm in eine Art zwischen Gruppe und
übernehmen die Rolle der Beute ebenso wie die Rolle des Räubers.
Der Boden-Springschwanz kann einige Arten aufweisen, die bis zu 3 cm groß werden.
Seine Form ist lang gestreckt und leicht rundlich. Er ist überwiegend weiß gefärbt.
Auffällig sind seine gekürzten Beine und Fühler. Sein typischer Lebensraum, wie der
Name schon sagt, ist im Boden aber auch in morschem Holz oder im Moos sind
Springschwänze zu finden. Diese Lebewesen kann man der Gruppe der Beutetiere
eingliedern, da sie sich nur von abgestorbenen Substanzen ernährt. Auch wenn es sich
hierbei um pflanzliche als auch tierische Substanzen handelt jagt der Springschwanz
nicht selber.
Auffällig bei dieser Beschreibung und genaueren Untersuchung der Bodenorganismen
in beiden Böden ist, dass kaum Tiere, die nur Räuber sind, gefunden wurden. So ist das
einzige Lebewesen, dass in diese Gruppe gehört die Weberspinne, die im Waldboden
vorkam. In der Gruppe der Beutetiere kann man mehrere Tiere verzeichnen, so sind der
Regenwurm, der in beiden Böden lebt, sowie der Springschwanz aus dem Wiesenboden
als ausschließliche Beutetier zu bezeichnen. Die anderen beschriebenen Tiere jedoch
gehören ebenfalls zum Teil in diese Gruppe. Hier ist der Übergang von Beute zu Räuber
nicht klar auszumachen, da sie nicht nur von tierischen Substanzen leben , dienen sie
größeren Tieren ebenfalls als Beute. So kann man sagen, das ein Verhältnis zwischen
Räubern und Beute ausgeglichen ist und die Regulation, von der zuvor die Rede war,
durchaus gegeben ist, da nicht überwiegend nur Fleisch- oder nur Pflanzenfresser in den
beiden Böden leben.
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