Biologie · Klasse 9–13 · aktualisiert
Toleranzkurve einfach erklärt und sicher deuten
Lies die Achsen einer Toleranzkurve und deute Optimum, Grenzwerte und den Einfluss von Konkurrenz.
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Kurz gesagt
Eine Toleranzkurve zeigt, wie die gemessene Reaktion einer Art von einem Umweltfaktor abhängt. Zwischen Minimum und Maximum ist Überleben möglich; am Optimum ist die gemessene Reaktion am größten. Konkurrenz kann den nutzbaren Bereich verändern.
Eine Toleranzkurve zeigt, wie eine Population auf unterschiedliche Werte eines Umweltfaktors reagiert. An ihr erkennst du, wo Überleben möglich ist, bei welchem Wert die Reaktion am stärksten ist und wie Konkurrenz den nutzbaren Bereich verändern kann.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
In einem Versuch zur Bodenfeuchte veränderst du nur die Feuchte. Licht, Temperatur und andere Bedingungen hältst du möglichst konstant. Der veränderte Umweltfaktor steht als unabhängige Variable auf der x-Achse. Die gemessene Reaktion steht als abhängige Variable auf der y-Achse.
Die Beschriftung der y-Achse entscheidet über die Deutung. Hohe Aktivität bedeutet nicht zwangsläufig starkes Wachstum oder erfolgreiche Fortpflanzung. Eine idealisierte Kurve steigt vom unteren Grenzwert zu einem günstigen Bereich und fällt dann bis zum oberen Grenzwert.
Der Toleranzbereich reicht vom Minimum, dem niedrigsten gerade noch ertragbaren Wert, bis zum Maximum, dem höchsten gerade noch ertragbaren Wert. Im vereinfachten Modell liegen an den Rändern die Pessima: Überleben ist möglich, aktive Reaktionen sind aber kaum möglich. Im Präferenzbereich um das Optimum ist die gemessene Reaktion stark. Das Optimum ist der einzelne Faktorwert mit der größten gemessenen Reaktion. Aus einer Aktivitätskurve allein lässt sich kein Fortpflanzungsoptimum ableiten.
Manche Untersuchungen legen Grenzen bei 10 oder 80 % der maximalen Reaktion fest. Diese Schwellen sind nicht allgemein gültig. Nutze die Definitionen und Markierungen der jeweiligen Untersuchung.
Definition
Vitalität
Vitalität bezeichnet hier die gemessene Leistungs- oder Lebensfähigkeit. Als Messgröße können beispielsweise Aktivität, Wachstum, Fortpflanzung, Ertrag oder die Zahl überlebender Individuen dienen.
Beispiel
- 1Welche Aussage erlaubt eine Temperaturorgel mit 100 Käfern? Die Tiere können sich zwischen Bereichen verschiedener Temperatur bewegen.
- 2Auf der x-Achse steht die Temperatur in °C; auf der y-Achse steht die Zahl der Käfer je Bereich.
- 3Die Kurve zeigt die Verteilung der Käfer unter diesen Bedingungen.
- 4Über Wachstum oder Fortpflanzung sagt diese Messung nichts Sicheres, weil beides nicht erhoben wurde.
Merke: Das Optimum ist ein Wert; der Präferenzbereich umfasst günstige Werte um ihn. Der Toleranzbereich schließt auch die Pessima ein.
Teste dich
Die beiden Potenzbegriffe beantworten unterschiedliche Fragen: Was wäre ohne Konkurrenz möglich, und welcher Bereich bleibt unter natürlichen Konkurrenzbedingungen tatsächlich nutzbar? Konkurrenz kann eine Art aus einem günstigen Bereich verdrängen. Die ökologische Potenz kann deshalb gegenüber der physiologischen Potenz kleiner oder verschoben sein. Das im Freiland beobachtete Vorkommen beweist also nicht, dass dort auch das physiologische Optimum liegt.
Definition
Physiologische Potenz
Die physiologische Potenz ist der Bereich eines Umweltfaktors, in dem eine Art ohne Konkurrenz überleben und sich fortpflanzen beziehungsweise eine aktive Reaktion zeigen kann. Bei einem Versuch werden andere Faktoren möglichst konstant gehalten.
Definition
Ökologische Potenz
Die ökologische Potenz ist der Bereich, den eine Art unter natürlichen Bedingungen einschließlich der Konkurrenz durch andere Arten dauerhaft nutzen kann.
Beispiel
- 1Der Wiesenfuchsschwanz kann ohne konkurrierende Arten auch trockenere Standorte besiedeln. Treten konkurrenzstärkere Pflanzen hinzu, kann er in feuchtere Bereiche verdrängt werden.
- 2Beobachtung: Die Art kommt im Freiland vor allem in feuchteren Bereichen vor.
- 3Begründete Deutung: Konkurrenz kann ihre tatsächlich genutzte Verbreitung eingeschränkt haben. Aus dem Vorkommen allein lässt sich ihre konkurrenzfreie Toleranz nicht sicher bestimmen.
Teste dich
Ein breiter Potenzbereich bedeutet, dass eine Art starke Schwankungen des betrachteten Umweltfaktors ertragen kann. Ein schmaler Bereich zeigt eine stärkere Spezialisierung gegenüber diesem Faktor. Eine Art kann gegenüber Temperatur eurypotent, gegenüber dem pH-Wert aber stenopotent sein. Die Bezeichnung muss deshalb immer auf den untersuchten Faktor bezogen werden. In einem Ein-Faktor-Modell werden Arten mit breiter Potenz oft als Generalisten, solche mit enger Potenz als Spezialisten bezeichnet. Eine einzelne Kurve belegt jedoch keine große oder kleine Nischenbreite insgesamt. Stenopotente Arten können als Zeigerarten dienen: Schon kleine Änderungen des betreffenden Faktors können ihr Vorkommen deutlich beeinflussen.
Definition
Eurypotent und stenopotent
Eurypotent bedeutet: gegenüber einem bestimmten Umweltfaktor besteht ein weiter Potenzbereich. Stenopotent bedeutet: Gegenüber diesem Faktor besteht nur ein enger Potenzbereich.
Merke: Breite Kurve bedeutet nicht automatisch „überall lebensfähig“. Die Kurve beschreibt nur die Toleranz gegenüber dem Umweltfaktor auf der x-Achse. Andere Umweltfaktoren und biotische Einflüsse wirken weiterhin.
Teste dich
Ein Schulmodell für die Schwarzerle verwendet eine einheitslose Bodenfeuchteskala von 1 bis 11. Darin sind folgende Werte angegeben:
| Größe | Bodenfeuchtewert |
|---|---|
| Toleranzbereich | 1 bis 9,7 |
| Physiologische Potenz | 2 bis 9,3 |
| Präferenzbereich | 4,8 bis 8,5 |
| Optimum | 6 |
Beispiel: So deutest du den Bodenfeuchtewert 6:
- 1Der Wert liegt zwischen Minimum 1 und Maximum 9,7. Überleben ist daher möglich.
- 2Er liegt innerhalb der physiologischen Potenz von 2 bis 9,3. Eine aktive Reaktion und Fortpflanzung sind unter den beschriebenen konkurrenzfreien Bedingungen möglich.
- 3Er liegt im Präferenzbereich von 4,8 bis 8,5.
- 4Er entspricht genau dem Optimum. Dort ist die gemessene Vitalität am größten.
- 5Antwort: Der Bodenfeuchtewert 6 entspricht unter den Versuchsbedingungen dem Optimum der gemessenen Vitalität der Schwarzerle.
Beispiel: So gehst du bei neuen Daten vor
- 1Lies Umweltfaktor, Einheit oder Skala und Messgröße ab.
- 2Bestimme Minimum und Maximum.
- 3Markiere den Toleranzbereich.
- 4Suche den höchsten y-Wert und lies das Optimum auf der x-Achse ab.
- 5Bestimme den Präferenzbereich und gegebenenfalls die Potenzgrenzen nach den angegebenen Kriterien.
- 6Prüfe, ob Konkurrenz ausgeschlossen oder einbezogen wurde.
- 7Formuliere deine Aussage nur für den untersuchten Faktor und die gemessene Reaktion.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Toleranzkurve
Versuchsaufbau
x-Achse: Umweltfaktor; y-Achse: gemessene Reaktion
Kurvenbereiche
Minimum und Maximum; Pessima; Präferenzbereich und Optimum
Potenz
physiologisch: ohne Konkurrenz; ökologisch: mit Konkurrenz
Breite
eurypotent: weiter Bereich; stenopotent: enger Bereich
Sichere Deutung
Messgröße beachten; Konkurrenzbedingungen prüfen
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Bodenfeuchtewert 5 bei der Schwarzerle
- 1Aufgabe: Ordne den Bodenfeuchtewert 5 mithilfe der Tabelle für die Schwarzerle ein.
- 2Der Wert 5 liegt zwischen Minimum 1 und Maximum 9,7; Überleben ist damit möglich.
- 3Er liegt innerhalb der physiologischen Potenz von 2 bis 9,3 und des Präferenzbereichs von 4,8 bis 8,5.
- 4Das Optimum liegt bei 6. Wert 5 ist also günstig, aber nicht der Wert der größten gemessenen Reaktion.
Fehler finden
Eine Aktivitätskurve deuten In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 5Richtig: Am höchsten Punkt ist nur die gemessene Aktivität am größten. Für das Fortpflanzungsoptimum müsste die Fortpflanzung selbst gemessen werden.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Auf der steht der untersuchte Umweltfaktor. Die gemessene Reaktion steht auf der . Für eine eindeutige Deutung muss die genannt werden.
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback