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Nahrungsketten und Nahrungsnetze

MittelschuleBiologieLotka-Volterra-Nahrungsnetzmodell für eine Wiese

Über dieses Experiment

Ein Nahrungsnetz auf einer Wiese verbindet Gras, drei Pflanzenfresser, einen Frosch, eine Schlange und zwei Spitzenprädatoren. Zu Beginn befindet sich jede Art im Gleichgewicht. Klicke auf eine beliebige Art, um sie zu entfernen, und beobachte, wie sich die Auswirkungen in den folgenden Jahren durch das Nahrungsnetz fortpflanzen: Manche Populationen wachsen, manche schrumpfen und manche verschwinden vollständig. Ändere den Niederschlag, um zu sehen, wie eine Dürre am unteren Ende des Nahrungsnetzes die Tiere an dessen Spitze erreicht.

Lernziele

  • Bestimme die Produzenten, Primärkonsumenten, Sekundärkonsumenten und Spitzenprädatoren in einem Nahrungsnetz.
  • Erkläre, dass die Pfeile in einem Nahrungsnetz die Richtung des Energieflusses anzeigen.
  • Sage voraus, wie sich das Entfernen einer Art auf ihre Fressfeinde, ihre Beute und ihre Konkurrenten auswirkt.
  • Beschreibe, wie sich eine Veränderung bei den Produzenten im Nahrungsnetz nach oben fortsetzt.

Anleitung

  1. 1Benenne den Produzenten und alle Konsumenten und verfolge jede Nahrungskette vom Gras bis zum Habicht.
  2. 2Sage voraus, was mit den Kaninchen passieren wird. Klicke dann auf den Fuchs, um ihn zu entfernen, und drücke auf „Play“.
  3. 3Setze zurück, entferne die Mäuse und erkläre, warum die Schlangen und Habichte aussterben.
  4. 4Setze zurück und verringere den Niederschlag auf 60 %. Welche Arten sind zuerst betroffen und warum?

Das Modell

Verallgemeinertes Lotka-Volterra-Modell. Nahrungsbeziehungen erhöhen die Population des Räubers und verringern die der Beute.
Gras wächst von selbst. Jedes Tier nimmt ohne Nahrung ab.
Konkurrenz durch zu hohe Populationsdichten begrenzt jede Art, sodass sich die Lebensgemeinschaft in einem stabilen Zustand einpendelt.

Annahmen

  • Dies ist ein qualitatives Lehrmodell. Populationen werden als Prozentsatz ihrer Ausgangswerte dargestellt, nicht als Individuenzahlen.
  • Jede Nahrungsbeziehung überträgt Biomasse mit einer festen Rate, und jede Art ist durch Konkurrenz um Lebensraum und Ressourcen begrenzt.
  • Eine Art, deren Bestand unter 1 % ihres Ausgangswerts fällt, gilt als lokal ausgestorben und kehrt nicht zurück, sofern du sie nicht erneut hinzufügst.
  • Der Niederschlag verändert nur, wie schnell das Gras wächst. Jahreszeiten, Krankheiten und Migration werden nicht berücksichtigt.

Im Unterricht ausprobieren

  1. Q1Wenn der Fuchs entfernt wird, nimmt die Zahl der Kaninchen zu. Warum nimmt die Grasmenge dann ein wenig ab?
  2. Q2Wenn die Mäuse entfernt werden, sterben die Schlangen und Habichte aus. Warum überlebt der Fuchs?
  3. Q3Wenn die Heuschrecken entfernt werden, sterben die Frösche aus, doch die Zahl der Füchse nimmt zu. Erkläre diese Wirkungskette.
  4. Q4Welche einzelne Art führt, wenn sie entfernt wird, dazu, dass die größte Zahl anderer Arten verschwindet? Was sagt dir das über diese Art?

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einer Nahrungskette und einem Nahrungsnetz?

Eine Nahrungskette ist ein einzelner Nahrungspfad von einem Produzenten bis zu einem Spitzenprädator. Ein Nahrungsnetz verknüpft alle Nahrungsketten in einem Lebensraum und zeigt, dass die meisten Tiere mehrere Arten fressen und von mehreren Arten gefressen werden.

Warum zeigen die Pfeile von der Beute zum Raubtier?

Die Pfeile zeigen den Fluss von Energie und Materie. Wenn ein Fuchs ein Kaninchen frisst, gelangt Energie vom Kaninchen zum Fuchs.

Zeigt das Modell die tatsächliche Anzahl der Tiere?

Nein. Es zeigt Trends. Reale Nahrungsnetze umfassen viel mehr Arten, und die Stärke ihrer Wechselwirkungen wird vor Ort gemessen. Die Richtung der Veränderungen sollten die Schülerinnen und Schüler vergleichen.