Ökologie

Die Ökologie ist ein Teilgebiet der Biologie, welches sich mit den Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer natürlichen Umwelt beschäftigt. Weniger gebräuchlich ist der Begriff Bioökologie.

Der Begriff Ökologie leitet sich ab aus den griechischen Worten oikos (Haus) und logos (Lehre). Dem entsprechend ist Ökologie die Wissenschaft vom Haus im Sinne vom "Haushalt der Natur".

Geschichte des Begriffs und Definitionen

Zu den Begründern der Ökologie werden unter anderem Ernst Haeckel, Justus von Liebig, Charles Darwin, Karl August Möbius, Aldo Leopold, Ellen Swallow Richards, Arthur George Tansley und August Thienemann gezählt.

Der Fachbereich Ökologie ist im Vergleich zu anderen klassischen Fachdisziplinen der Biologie noch relativ jung. Die erste Definition des Begriffes stammt aus dem Jahr 1866 von Ernst Haeckel, einem deutschen Biologen und Anhänger des Darwinismus. Haeckel verstand unter Ökologie die Lehre von den Bedingungen der Lebewesen im Kampf ums Dasein und vom Haushalt der Natur:

"Unter Oecologie verstehen wir die gesamte Wissenschaft von den Beziehungen des Organismus zur umgebenden Außenwelt, wohin wir im weiteren Sinne alle 'Existenz-Bedingungen' rechnen können."

Diese sehr weit greifende Definition wurde innerhalb der Geschichte der ökologischen Forschung unter verschiedenen Blickrichtungen modifiziert. Heute findet man in Lehrbüchern unterschiedliche Definitionen, die häufig nur eine Konkretisierung der ursprünglichen Definition darstellen. So schreibt etwa Bick (1998):

"Ökologie ist die Wissenschaft vom Stoff- und Energiehaushalt der Biosphäre und ihrer Untereinheiten (zum Beispiel Ökosysteme) sowie von den Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Organismen, zwischen Organismen und den auf sie wirkenden Umweltfaktoren sowie zwischen den einzelnen unbelebten Umweltfaktoren."

Im Rahmen der evolutionsbiologischen Forschung wurden die Erkenntnisse der Verbreitungsfaktoren und der Artbildung ergänzt, sodass etwa bei Krebs (1985) zu lesen ist:

"Ökologie ist die Wissenschaft, die sich mit den Wechselbeziehungen befasst, die die Verbreitung und das Vorkommen der Organismen bestimmen."

Umgangssprachlich Bedeutung

Umgangssprachlich und in der Politik wird der Begriff häufig gleichbedeutend mit Umweltschutz und auch zum Themenkreis Nachhaltige Entwicklung verwendet. Seit den 70er Jahren entstanden in vielen Staaten des westlichen Kulturkreises starke Ökologiebewegungen.

Weitere Bedeutungszusammenhänge

Die Ökologische Entwicklungstheorie ist eine Schule der Psychologie, die unter anderem von Urie Bronfenbrenner entwickelt wurde.
Die Ökolinguistik verbindet Ökologie mit Sprachwissenschaft.

Forschungsgegenstand

Die Ökologie beschreibt Lebewesen in ihrer Umwelt sowie die Beziehung von Lebewesen untereinander. Die ökologische Forschung versucht komplexe ökologische Wirkungsgefüge auf beschreibbare naturwissenschaftliche Grundaussagen zu reduzieren sowie eigene, für diese ökologischen Systeme typische Gesetze zu formulieren. Eine Schwierigkeit des Untersuchungsgegenstandes besteht in der hohen Komplexität biologischer Systeme, die es zu berücksichtigen gilt. Artbezogene Einzelheiten stehen weniger im Vordergrund als verbindende, generalisierende Aussagen, die man mit beschreibenden, mathematisch-statistischen und experimentellen Verfahren zu gewinnen versucht.

Ihrem Grundverständnis nach ist die Ökologie höchst interdisziplinär organisiert. Verschiedene biologische Disziplinen wie beispielsweise die Geoökologie oder die Landschaftsökologie beteiligen sich zentral an der fachübergreifenden Aufgabe. Je nach Problemstellung werden Erkenntnisse weiterer Wissenschaften wie Klimatologie, Ökonomie, Geologie, Ethnologie, Psychologie u.a. genutzt.

Bei der Betrachtung der Umwelt spielen sowohl die belebten (biotischen) Faktoren, als auch die unbelebten (abiotischen) Faktoren eine Rolle. Die ökologische Forschung kann auf sehr unterschiedlichen Ebenen stattfinden, etwa großräumig auf der Basis von Ökosystemen, die sich aus Biotopen und Biozönosen (Lebensgemeinschaften) aufbauen, oder auf der Basis von Individuen oder Populationen einzelner Arten. Als eine multidisziplinäre Forschungsrichtung interagiert die Ökologie dabei mit einer Reihe anderer biologischer Disziplinen, vor allem der Evolutionsbiologie und Genetik.

Die chemische Ökologie erforscht beispielsweise die Rolle chemischer Signale in den Wechselbeziehungen von Organismen. Hieraus ergeben sich Erkenntnisse zur Entwicklung neuer Methoden der biologischen Schädlingsbekämpfung.

Neben der Grundlagenforschung spielt vor allem die Angewandte Ökologie eine zentrale Rolle der ökologischen Forschung. Dabei wird versucht, durch das Verständnis der ökologischen Zusammenhänge Modelle zu entwickeln, die real existierende Probleme lösen können. Es handelt sich unter anderem um Fragestellungen aus dem Natur- und Artenschutz, der ökonomischen Bedeutung von Ökosystemen sowie der Land- und Forstwirtschaft.

Fachgebiete der Ökologie

Ökologische Fragestellungen ergeben sich auf drei Ebenen:

Autökologie

Die Autökologie befasst sich mit den Wechselwirkungen zwischen Organismus und Umwelt. Hierbei werden die Auswirkungen einzelner Umweltfaktoren wie Nahrung, Licht, Feuchtigkeit, Druck, Salzgehalt, Sauerstoff usw. auf das Individuum ebenso untersucht wie die kombinierten Wirkungen der einzelnen Faktoren auf das Lebewesen. Hierdurch lässt sich die Anpassung einer Art an die Umwelt erkennen und beschreiben und verschiedene Typen von Anpassung können voneinander abgegrenzt werden.

Lebewesen sind nur innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches des jeweiligen Umweltfaktors lebensfähig. Die spezifische Anpassung einer Art wird mit dem Konzept der ökologischen Nische beschrieben.

Methoden der Autoökologie sind u.a. Freiland- und Laboruntersuchungen.

Demökologie

Die Demökologie oder Populationsökologie beschäftigt sich mit den Beziehungen von Organismen einer Population untereinander sowie mit den Wechselwirkungen zwischen Populationen und ihrer Umwelt. Hierzu werden die qualitativen und quantitativen Aspekte der Entwicklung von Organismen innerhalb einer Population untersucht.

Populationen bestehen aus verschiedenen Individuen unterschiedlichen Alters, unterschiedlicher Größe, unterschiedlicher Gesundheit, unterschiedlicher genetischer Ausstattung usw. Die Analyse einer Populationsstruktur gibt ein Bild von der Zusammensetzung einer Population zu einem bestimmten Zeitpunkt. Populationen sind jedoch dynamisch. Die Populationsdynamik beschäftigt sich daher auch mit der Veränderung von Populationen über einen gewissen Zeitraum bezüglich Wachstum und Struktur.

Vermehrung und Fortpflanzung sind Faktoren die zu einer Veränderung der Population und damit zu einer Anpassung der Art an die Umwelt führen. Die Populationsgenetik befasst sich mit den auf eine Population wirkenden Evolutionsfaktoren und den sich daraus ergebenden Veränderungen im Laufe von Generationen.

Im Gegensatz zur eher physiologisch ausgerichteten Autoökologie verwendet die Demökologie mathematische und statistische Methoden zur Gewinnung und Beschreibung ihrer Erkenntnisse.

Synökologie

Die Synökologie untersucht biologische Systeme. Einerseits werden die Wechselwirkungen innerhalb einer Biozönose untersucht, andererseits die Abhängigkeiten vom Biotop. Biotop und Biozönose bilden in modellhafter Einheit das Ökosystem.

An einfachen Systemen die nur aus zwei Arten bestehen (Bisystemen), wird versucht durch Beobachtung und Experiment (z. B. durch Langzeituntersuchungen mit Hilfe von Computersimulationen) die Dynamik in Biozönosen besser zu verstehen und mittels mathematischer Modellen abzubilden. Komplexe Artgemeinschaften werden durch Reduzierung auf Teilaspekte überschaubar.

Ein Beispiel hierfür ist eine Beschränkung auf die Untersuchung von Nahrungsbeziehungen, die zu einer Zusammenfassung von Artengruppen nach Ernährungsstufen führt. Durch die Reduzierung auf bestimmte Aspekte gewinnt die Synökologie Erkenntnisse über den Energiefluss im Nahrungsnetz. Arten werden dabei in Produzenten, Konsumenten und Destruenten eingeteilt. Dadurch kann beschrieben werden, wie neue Biomasse produziert wird und abgestorbene, organische Substanz wieder in ihre anorganischen Bestandteile zerlegt und von den Lebewesen erneut aufgenommen wird, also ein Kreislauf, den von wenigen Ausnahmen abgesehen, letztlich von der Sonne angetrieben wird.

Weitere Teilgebiete der Ökologie sind:

Literatur

Fachbücher

Wolfgang Nentwig, Sven Bacher, Carl Beierkuhnlein, Roland Brandl, Georg Grabherr: Ökologie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2003, ISBN 3-82740172-0
Bernhard Verbeek: Ökologie. Aloys Henn Verlag, Kastellaun 1976, ISBN 3-450-04904-6
Collin R. Townsend, John L. Harper, Michael E. Begon: Ökologie. Spektrum Akademischer Verlag GmbH, Heidelberg 1998, ISBN 3-8274-0226-3 und ISBN 3-8274-0226-1

Neuere Auflage beim: Springer-Verlag, Berlin 2003, ISBN 3-5400-0674-5

Eugene P. Odum: Ökologie. Grundlagen - Standorte - Anwendungen. Thieme-Verlag Stuttgart, 1999 ISBN 3-1338-2303-5
Hrsg.: Munk, Dr. Katharina: Grundstudium Biologie, Spektrum Akad, Verl. Heidelberg 2000; ISBN 3827409101
Dtv-Atlas Biologie Bd. 2, 10. Aufl. 2002, ISBN 3423032227
Rüdiger Wittig, Bruno Streit: Ökologie. Uni-Taschenbücher GmbH, Stuttgart 2004, ISBN 3-82522542-9
Eugene P. Odum: Ökologie. Thieme, Stuttgart 1998, ISBN 3-13382303-5
Matthias Schäfer: Wörterbuch der Ökologie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2003, ISBN 3-82740167-4
Fritz Schwerdtfeger: Ökologie der Tiere. Ein Lehr- und Handbuch in 3 Teilen. Parey, Hamburg und Berlin
- Band 1: Autökologie. Die Beziehungen zwischen Tier und Umwelt. 2., neubearbeitete Auflage 1977, ISBN 3-490-07418-1
- Band 2: Demökologie. Struktur und Dynamik tierischer Populationen. 2., neubearbeitete Auflage 1979, ISBN 3-490-07518-8)
- Band 3: Synökologie. Struktur, Funktion und Produktivität mehrartiger Tiergemeinschaften. 1975, ISBN 3-490-07318-5

Aufsätze

Frank Bardelle: Ansätze zu einer historisch-ökologischen Betrachtung der Frühgeschichte und der Antike. Prokla, Heft 72, S. 137 - 159 (1988)
Klaus Rohde: Eine neue Ökologie. Aktuelle Entwicklungen der evolutionären Ökologie. Naturwissenschaftliche Rundschau 58(8), S. 420 - 426 (2005), ISSN 0028-1050
Dietrich Uhlmann, Wolfgang Horn: Ökologie von Stauseen. Biologie in unserer Zeit 36(2), S. 92 - 101 (2006), ISSN 0045-205X

Weblinks

www.biologie.uni-osnabrueck.de - Arbeitsgruppe "Ökologie" der Uni Osnabrück
www.biologie-lk.de - Abiturvorbereitung für den Leistungskurs Biologie

Siehe auch

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