Ökosysteme und Ihre Entwicklung

Übersicht

Organismen (Pflanzen, Tiere, Zersetzer) können nie isoliert, sondern nur eingebettet in ein Ökosystem funktionieren, aus dem sie Nährstoffe und Energie beziehen, und in das sie ihren Bestandsabfall abgeben. Dieses Zusammenspiel muß daher immer in seinem systemaren Zusammenhang betrachtet werden. Ein Ökosystem besteht daher grundsätzlich aus zwei Komponenten: der Lebensgemeinschaft der Organismen (Biozönose) und der abiotischen physischen Umwelt (Biotop), die die Lebensmöglichkeiten der Biozönose abgrenzt und andererseits auch durch sie gestaltet wird.

Die Entwicklungsmöglichkeiten von Ökosystemen sind wesentlich durch Himafaktoren bestimmt. Den verschiedenen Kombinationen von Jahresniederschlag und mittlerer Jahrestemperatur lassen sich bestimmte Gruppen von Ökosystemen zuordnen (Biome). Auch die Entwicklung der Böden ist durch klimatische Faktoren wesentlich mitbestimmt. Bei ihrer Entwicklung spielen Mikroorganismen eme wesentliche Rolle. Die abiotische Seite der Ökosphäre (vor allem die Atmosphäre) ist selbst im Zusammenspiel mit den biotischen Komponenten so verändert worden, daß Leben in der heutigen Form erst möglich wurde.

Für Ökosysteme gelten die Gesetze der Systemtheorie. Die Dynamik ihrer Zustandsveränderungen ist nur teilweise durch exogene Einflüsse bestimmt (jahreszeitliche Veränderungen, Einstrahlimg, Temperatm und Niederschläge); ein wesentlicher Teil der Dynamik ergibt sich aus den System elementen und ihren Wirkimgsbeziehungen in einer rückgekoppelten, sich selbst regelnden und organisierenden Systemstruktur.

Durch ihre ständigen Fließvorgänge des Werdens und Vergehens sind Ökosysteme immer dynamisch. Bestenfalls (im Klimax- oder Reifestadium) beiden sie sich m einem Fließgleichgewicht, in dem die Konstanz der Bestände durch gleiche Zu- und Abgänge aufrechterhalten wird. Oftmals verändern sie sich jedoch laufend, bewegen sich auf einen neuen Gleichgewichtszustand zu, oder schwingen um einen solchen herum. Die Dynamik kann dazu führen, daß ein Ökosystem sowohl durch Akkumulation von Nährstoffen emen Gleichgewichtspunkt bei einer höheren Nettoproduktion erreicht (Sukzession) oder daß es, etwa durch Zerstörung seiner Vegetation, Desertiflkation oder Erosion in ein Gleichgewicht mit nur medriger Produktivität gerät. Die Nettoproduktivität von Ökosystemen ist am größten, wenn sie sich noch im Wachstumsstadium befinden und auf einen Gleichgewichtspunkt höherer Bruttoproduktivität zubewegen (Sukzession). Um hohe Erträge zu erzielen, muß der Mensch sie in diesem Wachstumsstadium nutzen. Um sie in diesem Stadium zu halten, muß er regelnd eingreifen (Unkraut- und Schädlingsbekämpfung, Bodenbearbeitung usw.).

Ökologische Gleichgewichte, ob von niedriger oder hoher Produktivität, sind immer dadurch gekennzeichnet, daß die Bruttoprimärproduktion genau der Respiration der Lebensgemeinschaft entspricht. Den Ökosystemen im Wachstumsstadium und denen im Reifestadium lassen sich jeweils charakteristische Eigenschaften zuordnen, die besonders die Struktur- und Stabilitätseigenschaften und die Effizienz der Energie- und Stoffiiutzung betreffen.

Längerfristig gesehen, verändern sich auch die Lebewesen in einem Ökosystem ständig im Laufe der durch Selektionsprozesse vorangetriebenen Evolution, was zu Veränderungen der Gestalt des Ökosystems, seiner Komponenten und seiner Gleichgewichtsbedingungen führt. Da die Evolution eines Organismus durch seme jeweilige Umwelt gestaltet wird, zu der auch andere evolvierende Organismen gehören, so handelt es sich meist um eine gemeinsame Ko-Evolution der verschiedenen Lebewesen in einem Ökosystem. Die Evolutionsgeschwindigkeit wird wesentlich von der Generationsdauer bestimmt, die wiederum von dem Körpervolumen der Organismen abhängt: Große Organismen evolvieren langsam, kleinere passen sich schneller an.