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Toleranzkurve einfach erklärt und sicher deuten
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.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Wie entsteht eine Toleranzkurve?
Stell dir vor, du untersuchst, wie Bodenfeuchte das Wachstum einer Pflanzenart beeinflusst. Du veränderst nur die Bodenfeuchte. Licht, Temperatur und andere Bedingungen hältst du möglichst konstant.
Der veränderte Umweltfaktor ist die unabhängige Variable. Er steht auf der x-Achse. Die gemessene Reaktion ist die abhängige Variable und steht auf der y-Achse.
Vitalität
Vitalität bezeichnet hier die gemessene Leistungs- oder Lebensfähigkeit. Als Messgröße können beispielsweise Aktivität, Wachstum, Fortpflanzung, Ertrag oder die Zahl überlebender Individuen dienen.
Die Beschriftung der y-Achse ist entscheidend: Eine hohe Aktivität ist nicht automatisch dasselbe wie starkes Wachstum oder erfolgreiche Fortpflanzung. Deshalb musst du vor jeder Deutung prüfen, was tatsächlich gemessen wurde.
In einer Temperaturorgel können sich 100 Käfer zwischen Bereichen mit verschiedenen Temperaturen bewegen. Auf der x-Achse steht die Temperatur in °C. Auf der y-Achse könnte die Zahl der Käfer in jedem Bereich stehen.
Die Kurve zeigt dann ihre Verteilung. Sie beweist jedoch nicht automatisch, bei welcher Temperatur Wachstum oder Fortpflanzung am größten sind, denn diese Größen wurden nicht gemessen.
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Auf der steht der untersuchte Umweltfaktor. Die gemessene Reaktion steht auf der . Für eine eindeutige Deutung muss die genannt werden.
Welche Bereiche zeigt die Kurve?
Eine idealisierte Toleranzkurve steigt von einem unteren Grenzwert zu einem günstigen mittleren Bereich an und fällt anschließend bis zu einem oberen Grenzwert ab.
Toleranzbereich
Der Toleranzbereich reicht vom Minimum bis zum Maximum. Nur innerhalb dieses Bereichs ist Überleben möglich.
- Minimum: niedrigster gerade noch ertragbarer Wert
- Maximum: höchster gerade noch ertragbarer Wert
- Pessima: ungünstige Randbereiche; Überleben ist noch möglich, Fortpflanzung oder andere aktive Reaktionen sind jedoch kaum oder nicht möglich
- Präferenzbereich oder Präferendum: günstiger Bereich, in dem die Organismen eine starke Reaktion zeigen
- Optimum: einzelner Wert mit der größten gemessenen Reaktion
Das Optimum ist ein Wert. Der Präferenzbereich ist ein Bereich um diesen Wert. Der gesamte Toleranzbereich ist noch weiter, weil er auch die ungünstigen Pessima umfasst.
Manche Darstellungen setzen Grenzen bei bestimmten Prozentwerten der maximalen Reaktion, etwa 10 oder 80 Prozent. Solche Schwellen sind Festlegungen und nicht allgemein gültig. Verwende immer die Definitionen oder Markierungen der vorliegenden Untersuchung.
Was bedeuten physiologische und ökologische Potenz?
Die beiden Potenzbegriffe beantworten unterschiedliche Fragen: Was wäre ohne Konkurrenz möglich, und welcher Bereich bleibt unter natürlichen Konkurrenzbedingungen tatsächlich nutzbar?
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.
Ökologische Potenz
Die ökologische Potenz ist der Bereich, den eine Art unter natürlichen Bedingungen einschließlich der Konkurrenz durch andere Arten dauerhaft nutzen kann.
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.
Der Wiesenfuchsschwanz kann ohne konkurrierende Arten auch trockenere Standorte besiedeln. Treten konkurrenzstärkere Pflanzen hinzu, kann er in feuchtere Bereiche verdrängt werden.
Beobachtung: Die Art kommt im Freiland vor allem in feuchteren Bereichen vor.
Begründete Deutung: Konkurrenz kann ihre tatsächlich genutzte Verbreitung eingeschränkt haben. Aus dem Vorkommen allein lässt sich ihre konkurrenzfreie Toleranz nicht sicher bestimmen.
Was verrät die Breite der Kurve?
Ein breiter Potenzbereich bedeutet, dass eine Art starke Schwankungen des betrachteten Umweltfaktors ertragen kann. Ein schmaler Bereich zeigt eine stärkere Spezialisierung.
Eurypotent und stenopotent
Eurypotent bedeutet: gegenüber einem bestimmten Umweltfaktor besteht ein weiter Potenzbereich. Stenopotent bedeutet: Gegenüber diesem Faktor besteht nur ein enger Potenzbereich.
Eine Art kann gegenüber Temperatur eurypotent, gegenüber dem pH-Wert aber stenopotent sein. Die Bezeichnung muss deshalb immer auf den untersuchten Faktor bezogen werden.
Arten mit breiter Potenz werden häufig als Generalisten, Arten mit enger Potenz als Spezialisten bezeichnet. Stenopotente Arten können als Zeigerarten dienen: Schon kleine Änderungen des betreffenden Faktors können ihr Vorkommen deutlich beeinflussen.
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.
Wie wertest du konkrete Toleranzdaten aus?
Für die Schwarzerle wurden auf einer Bodenfeuchteskala von 1 bis 11 folgende Werte angegeben:
| Größe | Bodenfeuchtewert |
|---|---|
| Toleranzbereich | 1 bis 9,7 |
| Physiologische Potenz | 2 bis 9,3 |
| Präferenzbereich | 4,8 bis 8,5 |
| Optimum | 6 |
So deutest du den Bodenfeuchtewert 6:
- Der Wert liegt zwischen Minimum 1 und Maximum 9,7. Überleben ist daher möglich.
- Er liegt innerhalb der physiologischen Potenz von 2 bis 9,3. Eine aktive Reaktion und Fortpflanzung sind unter den beschriebenen konkurrenzfreien Bedingungen möglich.
- Er liegt im Präferenzbereich von 4,8 bis 8,5.
- Er entspricht genau dem Optimum. Dort ist die gemessene Vitalität am größten.
Antwort: Der Bodenfeuchtewert 6 bietet der Schwarzerle unter den Versuchsbedingungen die günstigsten Bedingungen.
So gehst du bei neuen Daten vor:
- Lies Umweltfaktor, Einheit oder Skala und Messgröße ab.
- Bestimme Minimum und Maximum.
- Markiere den Toleranzbereich.
- Suche den höchsten y-Wert und lies das Optimum auf der x-Achse ab.
- Bestimme den Präferenzbereich und gegebenenfalls die Potenzgrenzen nach den angegebenen Kriterien.
- Prüfe, ob Konkurrenz ausgeschlossen oder einbezogen wurde.
- Formuliere deine Aussage nur für den untersuchten Faktor und die gemessene Reaktion.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
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
- Versuchsaufbau
Abschluss-Check
Prüfe bei jeder Toleranzkurve drei Dinge: Was steht auf den Achsen? Was wurde gemessen? Unter welchen Konkurrenzbedingungen entstanden die Daten? Erst danach kannst du die Bereiche der Kurve zuverlässig biologisch deuten.