Biologie · Verstehen und üben

Nahrungsketten und Nahrungsnetze

Lies Nahrungspfeile sicher, unterscheide Produzenten und Konsumenten und erkunde ein Nahrungsnetz. Begründe mögliche Folgen einer Veränderung, ohne mehr zu behaupten, als das Modell zeigt.

Das kannst du danach

Pfeilrichtung sicher erklärenNahrungswege und Rollen bestimmenVeränderungen im Netz beurteilen

Die wichtigste Regel: Der Pfeil folgt der Nahrung

Eine Nahrungskette zeigt eine ausgewählte Folge von Nahrungsbeziehungen. In einem üblichen Nahrungsnetz zeigt der Pfeil vom gefressenen Organismus zum Verbraucher. Er bedeutet: „dient als Nahrung für“ – nicht „frisst“.

Mit der Nahrung werden organische Stoffe und darin gespeicherte chemische Energie weitergegeben. Die Pfeilrichtung ist deshalb dieselbe wie die Richtung dieses Transfers.

PflanzeBlätter werden gefressen

Raupefrisst Pflanzenmaterial

Kohlmeisefrisst unter anderem Raupen

Waldkauzkann kleine Vögel erbeuten

So liest du die erste Verbindung

Pflanze → Raupe: Die Pflanze dient der Raupe als Nahrung. In Alltagssprache lautet dieselbe Beziehung: „Die Raupe frisst an der Pflanze.“

Die Kette ist ein Ausschnitt möglicher Beziehungen am Waldrand. Sie behauptet nicht, dass Kohlmeisen nur Raupen fressen oder Waldkäuze nur Kohlmeisen. Welche Nahrung tatsächlich genutzt wird, hängt unter anderem von Jahreszeit, Entwicklungsstadium und Angebot ab.

Produzenten, Konsumenten und Zersetzer

Produzenten · organische Stoffe aufbauen

Grüne Pflanzen und Algen stellen mithilfe der Fotosynthese aus CO₂ und Wasser organische Stoffe her. Sie nutzen dafür Lichtenergie. „Produzent“ bedeutet nicht, dass sie Energie aus dem Nichts erzeugen.

Konsumenten · organische Nahrung aufnehmen

Tiere beziehen organische Stoffe, indem sie andere Organismen oder deren Teile fressen. Pflanzenfresser, Räuber und Allesfresser gehören dazu. Auch Samen und Früchte sind pflanzliche Nahrung.

Detritusfresser · totes Material nutzen

Abgestorbenes organisches Material und Ausscheidungen heißen zusammen Detritus. Viele Bodentiere fressen oder zerkleinern dieses Material und unterstützen damit den Abbau.

Zersetzer · Stoffe wieder verfügbar machen

Viele Pilze und Bakterien bauen organisches Material enzymatisch ab. Bei der Mineralisierung entstehen anorganische Stoffe, die Produzenten wieder aufnehmen können. Nicht alle Pilze oder Bakterien ernähren sich auf diese Weise.

In Schulbüchern wird Destruenten teils als Sammelbegriff für am Abbau beteiligte Organismen verwendet. Hier unterscheiden wir Detritusfresser und mikrobiellen Abbau, damit die jeweiligen Aufgaben deutlich bleiben. Beide gehören in die Betrachtung eines Ökosystems.

Trophiestufen: Die Rolle hängt vom Nahrungsweg ab

Produzent

Pflanze: baut organische Stoffe auf. Erste Trophiestufe.

Primärkonsument

Raupe: frisst Pflanzenmaterial. Zweite Trophiestufe.

Sekundärkonsument

Kohlmeise: frisst in dieser Kette die Raupe. Dritte Trophiestufe.

Tertiärkonsument

Waldkauz: frisst hier die Kohlmeise. Vierte Trophiestufe.

Ein Allesfresser hat nicht immer genau eine Stufe

Frisst eine Kohlmeise Samen, wirkt sie in diesem Nahrungsweg als Primärkonsument. Frisst sie eine pflanzenfressende Raupe, wirkt sie als Sekundärkonsument. Die Stufe beschreibt den betrachteten Nahrungsweg, nicht einen festen Rang der Tierart.

Auch der Waldkauz kann auf unterschiedlichen Stufen stehen: Im Weg Pflanze → samenfressende Waldmaus → Waldkauz ist er Sekundärkonsument. „Konsument 1. Ordnung“ bedeutet Primärkonsument; die Zahl der Trophiestufe liegt jeweils um eins höher, weil der Produzent mitgezählt wird.

Aus mehreren Nahrungsketten wird ein Nahrungsnetz

Ein Nahrungsnetz verbindet mehrere Nahrungsketten. Ein Organismus kann mehrere Nahrungsquellen und mehrere Fressfeinde haben. Dadurch entstehen Verzweigungen. Das folgende Netz ist bewusst klein: Es zeigt mögliche Nahrungswege am Waldrand, keine vollständige Artenliste.

Netz-Explorer

Wähle eine Gruppe. Blau markierte eingehende Pfeile zeigen ihre Nahrung, braun markierte ausgehende Pfeile ihre Verbraucher. Die Textauswertung nennt dieselben Beziehungen.

Wähle eine Gruppe, um ihre direkten Nahrungsbeziehungen hervorzuheben.

*Waldmäuse sind hier auf dem Nahrungsweg über Samen dargestellt. Tatsächlich können sie auch tierische Nahrung nutzen. „Pflanzen“ fasst mehrere Arten zusammen; die Nahrungspfeile können verschiedene Pflanzenteile betreffen.

Alle dargestellten Beziehungen als Text

Pflanzen → Raupen: Blätter dienen als Nahrung.
Pflanzen → Waldmäuse: Samen dienen als Nahrung.
Pflanzen → Kohlmeisen: Samen dienen als Nahrung.
Raupen → Kohlmeisen: Raupen werden gefressen.
Waldmäuse → Waldkäuze: Mäuse können Beute sein.
Kohlmeisen → Waldkäuze: kleine Vögel können Beute sein.

Was passiert, wenn eine Gruppe wegfällt?

Verändere das Netz gedanklich. Zuerst betrachten wir die sichere Änderung im Diagramm, danach mögliche Folgen für die Natur. Das ist keine Populationssimulation.

Modellsituation wählen

Sicher im dargestellten Netz

Alle sechs eingezeichneten Nahrungsbeziehungen sind vorhanden.

Mögliche Folgen und Grenzen

Das Diagramm zeigt Möglichkeiten, aber weder die Häufigkeit der Fraßereignisse noch die Anzahl der Tiere.

Totes Material gehört ebenfalls zum Netz

Blätter, tote Tiere und Ausscheidungen können von jeder Trophiestufe in das Detritusnetz gelangen. Der Abbau beginnt deshalb nicht erst beim letzten Räuber einer Nahrungskette. Detritusfresser und Mikroorganismen nutzen einen Teil der organischen Stoffe für ihren eigenen Stoffwechsel.

Pflanzen und Konsumentenliefern abgestorbenes Material und Ausscheidungen

Detrituswird zerkleinert und abgebaut

Freigesetzte Mineralstoffeentstehen bei mikrobieller Mineralisierung

Aufnahme durch PflanzenStoffe werden erneut in Biomasse eingebaut

Die Darstellung verfolgt vereinfacht den Weg von Mineralstoffen. Für einen vollständigen Stoffkreislauf muss man angeben, welches Element betrachtet wird. Kohlenstoff wird beispielsweise auch als CO₂ freigesetzt und bei der Fotosynthese aufgenommen.

Energie verhält sich anders: Bei Stoffwechselvorgängen wird chemische Energie umgewandelt und schließlich als Wärme an die Umgebung abgegeben. Diese Wärme wird von Pflanzen nicht als Lichtenergie recycelt. Ökosysteme benötigen eine fortlaufende Energiezufuhr; am Waldrand kommt sie überwiegend von der Sonne.

Stoffkreislauf und Energiefluss unterscheiden

Stoffe können wiederholt genutzt werden. Energie durchläuft das System und wird zunehmend als Wärme verteilt. Die bekannte „10-%-Regel“ ist eine grobe Modellannahme, kein für alle Nahrungsbeziehungen gültiger Naturwert.

Ein Nahrungsnetz in fünf Schritten auswerten

1. Legende prüfen: Welche Bedeutung haben Pfeile und Symbole? In unseren Netzen gilt Nahrung → Verbraucher.

2. Produzenten finden: Welche Organismen stellen organische Stoffe selbst her?

3. Einen Weg verfolgen: Beginne beim Produzenten und folge verbundenen Pfeilen. Bestimme die Rolle jeder Station in genau diesem Weg.

4. Verzweigungen beachten: Suche alternative Nahrung und gemeinsame Verbraucher.

5. Grenzen benennen: Das Netz allein verrät keine Populationsgrößen und keine exakten Folgen einer Störung.

Beispiel für eine vollständige Begründung

„Kohlmeisen sind in diesem Netz sowohl Primär- als auch Sekundärkonsumenten: Sie können Pflanzensamen direkt fressen oder Raupen nutzen, die zuvor Pflanzen gefressen haben.“

12 Aufgaben: verstehen, anwenden und begründen

Löse zuerst selbst. Ein Tipp hilft beim Einstieg; die Lösung zeigt die fachliche Begründung.

1 · Wie liest du Pflanze → Raupe richtig?

Tipp anzeigen

Der Pfeil folgt der Nahrung.

Lösung anzeigen

Die Pflanze dient der Raupe als Nahrung; die Raupe frisst Pflanzenmaterial. Der Pfeil bedeutet hier nicht „frisst“.

2 · Zeichne eine Kette mit vier Stationen aus dem Netz.

Tipp anzeigen

Bei einer Pflanze beginnen.

Lösung anzeigen

Pflanze → Raupe → Kohlmeise → Waldkauz. Jeder aufeinanderfolgende Schritt ist im Netz eingezeichnet.

3 · Warum ist die Pflanze ein Produzent?

Tipp anzeigen

Ausgangsstoffe und Energiequelle nennen.

Lösung anzeigen

Sie stellt durch Fotosynthese aus CO₂ und Wasser organische Stoffe her. Dafür nutzt sie Lichtenergie und erzeugt keine Energie aus dem Nichts.

4 · Welche Rolle hat eine Kohlmeise, die Samen frisst?

Tipp anzeigen

Wie viele Fraßschritte liegen nach der Pflanze?

Lösung anzeigen

Sie ist in diesem Weg Primärkonsument beziehungsweise Konsument 1. Ordnung und steht auf der zweiten Trophiestufe.

5 · Welche Rolle hat dieselbe Kohlmeise beim Fressen einer pflanzenfressenden Raupe?

Tipp anzeigen

Die Raupe ist bereits Konsument.

Lösung anzeigen

Sie wirkt als Sekundärkonsument und steht in diesem Weg auf der dritten Trophiestufe.

6 · Nenne zwei Nahrungsketten, die beim Waldkauz enden.

Tipp anzeigen

Die Wege über Waldmaus und Raupe vergleichen.

Lösung anzeigen

Pflanze → Waldmaus → Waldkauz; Pflanze → Raupe → Kohlmeise → Waldkauz. Auch Pflanze → Kohlmeise → Waldkauz ist im Modell möglich.

7 · Die Raupen fehlen. Sterben deshalb sofort alle Kohlmeisen?

Tipp anzeigen

Alternative Nahrung und weitere Bedingungen.

Lösung anzeigen

Das folgt nicht aus dem Netz. Samen bleiben als Nahrung dargestellt, sind aber nicht in jeder Situation ein vollwertiger Ersatz. Bestandsfolgen brauchen zusätzliche Informationen.

8 · Sind Waldmäuse in der Natur reine Samenfresser?

Tipp anzeigen

Eine dargestellte Beziehung ist kein vollständiger Speiseplan.

Lösung anzeigen

Nein. Sie können auch tierische Nahrung nutzen. Das vereinfachte Netz zeigt nur den Weg über Samen.

9 · Warum gehören Zersetzer nicht nur hinter den letzten Räuber?

Tipp anzeigen

Wo entstehen tote Reste?

Lösung anzeigen

Totes Material und Ausscheidungen entstehen auf allen Trophiestufen. Der Abbau ist mit dem gesamten Netz verknüpft.

10 · Was unterscheidet Detritusfresser und mikrobielle Zersetzer?

Tipp anzeigen

Zerkleinern und Mineralisieren unterscheiden.

Lösung anzeigen

Detritusfresser nehmen abgestorbenes Material auf und zerkleinern es. Viele Bakterien und Pilze bauen organische Stoffe enzymatisch ab und setzen bei der Mineralisierung anorganische Stoffe frei. Die Prozesse ergänzen sich.

11 · Warum kreisen Stoffe, während Energie fließt?

Tipp anzeigen

Wärme und erneute Aufnahme betrachten.

Lösung anzeigen

Freigesetzte Stoffe können von Produzenten erneut aufgenommen werden. Energie wird bei Stoffwechselprozessen umgewandelt und als Wärme verteilt; neue nutzbare Energie muss zugeführt werden.

12 · Kannst du aus sechs Pfeilen die Zahl der Tiere berechnen?

Tipp anzeigen

Was kodiert ein Pfeil?

Lösung anzeigen

Nein. Die Pfeile zeigen ausgewählte Nahrungsbeziehungen. Es fehlen Bestandszahlen, Häufigkeiten, Nahrungsmengen und weitere Prozesse.

Kurzer Begriffscheck

Was zeigt ein Pfeil von einer Raupe zur Kohlmeise?

Wähle eine Antwort.

Für den Unterricht

Einstieg: Den Alltagssatz „Die Kohlmeise frisst eine Raupe“ in einen Nahrungspfeil übersetzen.

Partnerarbeit: Eine Person verfolgt einen Nahrungsweg, die andere begründet die Konsumentenordnungen. Danach Rollen tauschen.

Transfer: Im Veränderungsmodell direkte Änderungen und nur mögliche Folgen farblich oder sprachlich trennen.

Vertiefung: Ein eigenes kleines Netz aus überprüften Nahrungsbeziehungen erstellen und erläutern, was bewusst weggelassen wurde.

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Kostenlos · PDF mit Lösungen