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Biologie ist die Wissenschaft vom Lebendigen, seinen Erscheinungsformen und Gesetzen. Ökologie
Untersucht die Beziehungen zwischen Lebewesen und ihrer abiotischen (In der Biologie und Ökologie sind abiotische Komponenten oder abiotische Faktoren nicht lebende chemische und physikalische Teile der Umwelt, die lebende Organismen und das Funktionieren von Ökosystemen beeinflussen) (unbelebte) Umwelt. Ökosystem (Ein Ökosystem ist eine Gemeinschaft von lebenden Organismen in Verbindung mit den nichtlebenden Komponenten ihrer Umwelt, die als System interagieren)
Die funktionelle Einheit von Biozönose und Biotop.
Biozönose ist die Gesamtheit aller in einem geographisch abgegrenzten Gebiet lebenden Organismen, d.h. Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien , Viren . Ein anderes Wort für Biozönose ist Biozönose. Biotop Ist das geographisch abgrenzbare Lebensgebiet einer Biozönose. Abiotische Faktoren Abiotische Faktoren Faktoren einer unbelebten Umwelt. Dazu gehören: Lichtverhältnisse, Nährstoffgehalt von Boden, Wasser und Atmosphäre sowie Wärme, Feuchtigkeit und Zusammensetzung der Luft biotische Faktoren Faktoren des Wohnumfeldes. Dazu gehören alle Organismen einer Art und anderer Arten, d.h. Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien , Viren und andere Protozoen. (In den biologischen Klassifikationssystemen des 21. Jahrhundert
s werden die Protozoen als eine vielfältige Gruppe von einzelligen eukaryonti
schen Organismen definiert. (Ein Biotop ist ein Gebiet mit einheitlichen Umweltbedingungen, das einen Lebensraum für eine bestimmte Zusammenstellung von Pflanzen und Tieren bietet. Biosphäre die Gesamtheit aller Ökosysteme . Auto-Ökologie betrachtet den einzelnen Organismus und untersucht den Einfluss der ihn beeinflussenden Faktoren. Die Grundeinheit ist das Individuum, der einzelne Organismus. Populationsökologie (Populationsökologie oder Autekologie ist ein Teilgebiet der Ökologie, das sich mit der Dynamik von Artenpopulationen und der Wechselwirkung dieser Populationen mit der Umwelt befasst) Umgang mit den Umweltbeziehungen von Populationen. Synökologie (In der Ökologie ist eine Gemeinschaft oder Biozönose eine Ansammlung oder Vereinigung von Populationen von zwei oder mehr verschiedenen Arten, die das gleiche geographische Gebiet und in einer bestimmten Zeit besetzen) die komplexeste Frage der Ökologie und untersucht die Biozönose. (Eine 1877 von Karl Möbius geprägte Biozönose beschreibt die in einem Lebensraum zusammenlebenden Organismen) Biom Sammelbegriff für Ökosysteme oder Biozönosen, die ähnlich sind, sich aber an geografisch unterschiedlichen Orten befinden. Zum Beispiel die Biom-Wüste : hat charakteristische Merkmale, ist aber sowohl in Afrika als auch in Australien und Asien zu finden. euryök euryök bezieht sich auf Organismen, die einen engen Toleranzbereich für mehrere Umweltfaktoren haben. stenök stenök bezieht sich auf Organismen, die einen großen Toleranzbereich für mehrere Umweltfaktoren haben. Es hat sowohl litorale als auch profunde. Teich Ein Teich ist ein See ohne Tiefe. Durch eine Wassertiefe von oft nur 2m hat der Teich keine Tiefe, das gesamte Wasserbecken ist lichtdurchflutet. Dadurch ist im Gegensatz zum See auch der Grund des Sees mit Pflanzen bedeckt. Der Teich ist das artenreichste Gewässer Deutschlands. Hohe Tiefentemperaturen. Teich Ein Teich ist ein künstliches Wasser , das durch Böschungen usw. entsteht. Wie der Teich hat er wegen seiner geringen Wassertiefe keine Tiefe. Auch hier ist der Wasserboden mit Pflanzen bedeckt. Hydro-Biosphäre Beinhaltet die Wasseroberfläche der Erde . Er macht etwa drei Viertel der gesamten Biosphäre aus. Geo-Biosphäre Umfasst die Erdoberfläche und macht etwa ein Viertel der gesamten Biosphäre aus. Jede Toleranzkurve eines lebenden Organismus verläuft in Form einer umgekehrten Parabel. (Eine Parabel ist eine zweidimensionale, spiegelsymmetrische Kurve, die, wie im folgenden Diagramm dargestellt, ungefähr U-förmig ist, aber in ihrer Ebene beliebig ausgerichtet sein kann) Das heißt, Sie finden ein Optimum, ein Maximum und ein Minimum. Optimal ist der Punkt, an dem sich der jeweilige Organismus voll entfalten kann und seine Vitalfunktionen optimale Werte aufweisen. Der Bereich um das Optimum wird als Vorzugsstimme bezeichnet. Dies ist das bevorzugte Gebiet, d.h. das Gebiet, in dem die Organismen am liebsten leben. Punkte, die stark von der optimalen Liebe im Toleranzbereich abweichen. In diesem Bereich ist der betreffende Organismus nur bedingt lebensfähig. Es ist überlebensfähig, aber die Intensität der Vitalfunktionen ist nicht optimal. Das Maximum und das Minimum liegen im Toleranzbereich. Bezogen auf den Umgebungsfaktor Temperatur die maximale Temperatur, bei der der Hitzetod eintritt (Denaturierung von Proteinen). Das Minimum ist die niedrigste Temperatur, unterhalb derer der kalte Tod eintritt (Wasser gefriert in den Zellen, wodurch sie platzen). RGT-Regel Die RGT-Regel besagt, dass bei einer Temperaturerhöhung um 10°C die Geschwindigkeit der chemischen Reaktionen um das Zwei- bis Dreifache steigt. Dies gilt jedoch nur innerhalb des Toleranzbereichs der Organismen. Arten der Kältebeständigkeit 1. kälteempfindliche Organismen: Diese Organismen haben Schwierigkeiten, den Schwankungen der Außentemperatur standzuhalten. Zu den kälteempfindlichen Organismen gehören auch Insekten. 2. einfrierempfindliche Organismen: Diese Organismen können eine Abkühlung innerhalb bestimmter Grenzen tolerieren, nicht aber die Bildung von Eis im Körper. Diese Organismen bilden oft Stoffe, die die Eisbildung im Körper verzögern (Glycerin) (Glycerin ist eine einfache Polyolverbindung). Dazu gehören Muscheln und Fische aus den nördlichen Meeren. 3. gefriertolerante Organismen: Diese Organismen können sowohl Abkühlung als auch Eisbildung im Körper vertragen. Dazu gehören Süßwasseralgen (Algen sind ein informeller Begriff für eine große, vielfältige Gruppe von photosynthetischen Organismen, die nicht unbedingt eng miteinander verwandt sind und daher polyphyletisch sind) Moose, Koniferen und dergleichen. Struktur eines Sees Der See kann in zwei große Zonen unterteilt werden: Das Benthal und das Pelagial. Das Benthal, die Bodenzone, besteht wiederum aus dem sogenannten Profundal, der lichtlosen Tiefenzone, und dem sogenannten Litoral, der Uferzone. Das Litoral (Die Litoralzone ist der Teil eines Meeres, Sees oder Flusses, der sich in Ufernähe befindet) wird unterteilt: Schilfzone, Schwimmpflanzenzone und Unterwasserpflanzenzone. The pelagial (Pelagial ist das sechste Studioalbum der deutschen Progressive Metal Band The Ocean) ist alles freies Wasser . Dies lässt sich unterteilen in: Epilimnion, das Oberflächenwasser, das Metalimnion, die Thermokline (Eine Thermokline ist eine dünne, aber deutliche Schicht in einem großen Flüssigkeitskörper (z.B.) und das sogenannte Hypolimnion, das tiefe Wasser. Temperaturverhältnisse im See je nach Jahreszeit Im Übergang vom Herbst zum Winter beginnt das Epilimnion immer mehr abzukühlen und bildet schließlich eine Eisschicht. Wenn Wasser gefriert, verändert sich seine Struktur abrupt. Die Wassermoleküle bilden ein Gitter mit niedriger Dichte. Aufgrund der geringen Dichte schwimmt das Eis immer obenauf und da das 4°C kalte/warme Wasser immer unten sinkt, friert ein See immer von oben herüber. Zum einen, weil der Wind das Wasser durch die Eisschicht nicht beeinflussen kann und zum anderen, weil die Clustergröße beim Abkühlen zunimmt und das Mischen erschwert, kommt es zu einer Temperaturschichtung, der sogenannten Winterstagnation. Im Frühjahr beginnt das Eis zu tauen. Durch die steigenden Temperaturen wird die Oberfläche des Sees immer wärmer. Schließlich erhält das Wasser bei 4°C seine höchste Dichte zurück. Das Wasser sinkt und wird gemischt. Diese Vermischung wird durch den Wind erzwungen. Der Zustand des Sees im Frühjahr wird als voller Quellkreislauf bezeichnet, da das gesamte Wasser einmal gemischt wird. Dabei gelangen Nährstoffe, die sich in der Nahrungsschicht angesammelt haben, nach oben und die vom Phytoplankton gebildete Säure in die Nahrungsschicht. Im Übergang zum Sommer steigen die Außentemperaturen. Die oberen Wasserschichten werden erwärmt. Die unteren Wasserschichten nehmen jedoch nur wenig Wärme auf, da Wasser ein schlechter Wärmeleiter ist.
Das Epilimnion erwärmt sich, die Clustergröße nimmt ab und das Gemisch wird vom Wind getrieben. Ein Temperatursprung (Die Temperatursprung-Methode ist eine in der chemischen Kinetik verwendete Technik zur Messung sehr schneller Reaktionsgeschwindigkeiten) tritt im Metallion auf.
Innerhalb von oft nur wenigen Metern sinkt die Temperatur um mehrere Grad. Da die Clustergröße hier noch relativ groß ist, findet keine Vermischung statt.
Im Hypolimnion (Das Hypolimnion oder unter dem See ist die dichte, untere Wasserschicht in einem thermisch geschichteten See) wird das 4°C kalte/warme Wasser wieder gefunden, da es die höchste Dichte hat. Der Zustand des Sees im Sommer wird als Sommerstagnation bezeichnet, d.h. Temperaturschichtung im Sommer. Während die Außentemperaturen im Übergang zum Herbst wieder sinken, kühlt das Oberflächenwasser wieder ab.
Das Gleiche nähert sich der 4°C-Grenze und sinkt, was zu einer vom Wind erzwungenen Durchmischung wie im Frühjahr führt.
Dies wird als Herbst-Vollzirkulation bezeichnet. Es findet ein Austausch von Nährstoffen und Säure zwischen der Nährstoff- und Nährstoffschicht statt.
Physikalische Eigenschaften von Wasser (Wasser ist eine polare anorganische Verbindung, die bei Raumtemperatur eine geschmacks- und geruchlose Flüssigkeit ist, nahezu farblos mit einem Hauch von Blau) (Cluster, Dichteanomalien, Wärmespeicherung, Viskosität, Oberflächenspannung) Bei sinkenden Temperaturen bilden die Wassermoleküle sogenannte Cluster (Assoziation der Wassermoleküle). Je näher die Temperatur am Gefrierpunkt ist, desto größer sind diese Cluster. Wenn Wasser gefriert, kommt es zu einer plötzlichen Veränderung seiner Struktur. Es entsteht ein Low-Density-Rastersystem. Deshalb schwimmt Eis immer auf der Wasseroberfläche. Wasser hat seine größte Dichte bei 4°C und damit sein größtes Gewicht. Deshalb sinkt 4°C warmes/kaltes Wasser nach unten, liegt also immer auf dem Grund eines Sees. Wasser hat eine hohe spezifische Wärme, (Wärmekapazität oder Wärmekapazität ist eine messbare physikalische Größe, die dem Verhältnis der einem Objekt zugeführten Wärme zur resultierenden Temperaturänderung entspricht) ´jedoch nur eine geringe Leitfähigkeit. Dies führt zur Wärmespeicherung. Cluster leisten dem fließenden Wasser Widerstand. Diese innere Reibung wird als Viskosität bezeichnet. (Die Viskosität eines Fluids ist ein Maß für seine Beständigkeit gegen allmähliche Verformung durch Scher- oder Zugspannung). Die Bergmann´sche-Regel besagt, dass Organismen der gleichen Art in kälteren Regionen größer sind als ihre Arten in wärmeren Regionen. Das liegt am physikalischen Prinzip, dass ein großes Volumen eine relativ kleine Oberfläche bietet als ein kleines Körpervolumen. Aufgrund dieser Tatsache geben größere Tiere relativ weniger Wärme ab als ihre kleineren Artgenossen. Beispiel: Pinguine Während der Kaiserpinguin (der Kaiserpinguin ist die höchste und schwerste aller lebenden Pinguinarten und ist endemisch in der Antarktis) der in der Antarktis lebt (die Antarktis ist der südlichste Kontinent der Erde ) 120 cm groß ist und 40 kg wiegt (in der Biologie), biologische Spezifität ist die Tendenz eines Merkmals wie z.B. eines Verhaltens oder einer biochemischen Variation bei einer bestimmten Art) der Galapagospinguin (der Galápagospinguin ist ein auf den Galápagosinseln endemischer Pinguin) ist nur 48 cm groß und wiegt nur 2.2 kg Die Allen´sche-Regel besagt, dass Organismen der gleichen Art oder Verwandtschaft in kälteren Gebieten kleinere Körperanhaftungen (Ohren, Nase, Rumpf, Schwanz) haben als ihre Artgenossen und Verwandten in wärmeren Gebieten. Denn Karosserieanbauteile bieten eine relativ große Oberfläche und kühlen leichter ab. Beispiel: Wüste und Eisfuchs Während der Wüstenfuchs eher große Ohren hat, die er zur Wärmeregulierung nutzt, hat der Eisfuchs nur sehr kleine Ohren. Da der Polarfuchs (der Polarfuchs, auch bekannt als Weißfuchs, Polarfuchs oder Schneefuchs, ist ein kleiner Fuchs, der in den arktischen Regionen der nördlichen Hemisphäre beheimatet und in der arktischen Tundra verbreitet ist) in nördlichen Gebieten lebt, würde er sonst Wärme durch seine Ohren verlieren. Die Gloger´sche-Regel besagt, dass in Organismen, die in sonnigen und warmen Gebieten leben, mehr Farbstoffe in Haut, Fell und Federn gespeichert werden. Diese dient als UV-Schutz. Winterschlaf Tritt bei Tieren gleicher Temperatur auf. Gründe für die Winterschlafbereitschaft von Organismen sind exogene und endogene Faktoren. Aufgrund der abnehmenden Tageslänge und einer jeweils artspezifischen kritischen Außentemperatur (exogen) verändert sich der Hormonhaushalt (endogen). Wenn die betroffenen Organismen in den Winterschlaf fallen, sinkt ihre Körpertemperatur auf 5°c und ihre Körperfunktionen werden auf ein Minimum reduziert. Wenn Sie aufwachen, erleben Sie eine erhöhte Atemfrequenz und intensive Wärmeentwicklung. Dadurch werden die Energiereserven, die meist aus dem verzehrten Fettgewebe stammen, fast vollständig aufgebraucht. Daher ist ein frühes Erwachen des überwinternden Tieres meist tödlich, da die Energiereserven verbraucht werden und durch die Verarmung der Nahrungsversorgung auch keine Möglichkeit für den Organismus besteht, den Energieverlust auszugleichen. Beispiele: Igel, Fledermäuse, Siebenschläfer, Siebenschläfer Überwinterung Keimruhe gleich warmer Tiere. Sinkende Temperaturen und eine abnehmende Nahrungsversorgung führen zu einem Ruhezustand mit reduziertem Energiebedarf. Die Körpertemperatur wird nur um wenige Grad reduziert. Außerdem wachen die Tiere mehrmals zum Fressen auf, entweder durch den Verzehr von gesammelten Lebensmitteln oder durch die Jagd. Beispiel: Dachs, Eichhörnchen Winterschlaf tritt bei Tieren mit wechselnden Temperaturen auf.
Die Körpertemperatur passt sich der Außentemperatur an. Um jedoch nicht zu erfrieren, suchen die betroffenen Organismen nach einem frostgeschützten Ort. Homöothermische Organismen sind Organismen gleicher Temperatur. Sie können ihre Körpertemperatur unabhängig von der Außentemperatur weitgehend konstant halten. Säugetiere und Vögel gehören zu den gleichen warmen Organismen. Um ihre Körpertemperatur konstant zu halten, haben diese Organismen verschiedene Anpassungsmechanismen entwickelt. Einerseits wird die Haut durch in die Unterhaut eingebettetes Fett isoliert (das Unterhautgewebe, auch Hypodermis, Hypoderm, Subcutis oder oberflächliche Faszie genannt, ist die unterste Schicht des integumentären Systems bei Wirbeltieren) d.h. durch Fettschichten. Auf der anderen Seite können Tiere gleicher Temperatur Luft im Fell speichern, indem sie die Körperhaare platzieren. Dies führt auch zu einer Isolierung und einer Reduzierung der Wärmeverluste. Außerdem wird die Temperatur von ungestörten Körperteilen, wie z.B. der Nase, gesenkt. Da dies dann der kalten Außentemperatur entspricht, kann keine Wärme abgeführt werden. Das bedeutet, dass Organismen mit gleicher Temperatur auch in kälteren Gebieten leben können. Beispiel: Eisbär (Der Eisbär ist ein fleischfressender Bär, dessen Heimatgebiet weitgehend innerhalb des Polarkreises liegt, der den Polarkreis, seine umliegenden Meere und die umliegenden Landmassen umfasst) poikilotherm poikilotherm (Ein Poikilotherm ist ein Organismus, dessen Innentemperatur stark schwankt) Organismen sind Organismen mit wechselnden Temperaturen. Ihre Körpertemperatur schwankt mit der Außentemperatur und ist daher von ihr abhängig. Warmverändernde Organismen sind alle Organismen außer Säugetieren und Vögeln, z.B. Reptilien. Damit ihre Körpertemperatur nicht sinkt, verbringen die abwechselnd warmen Tiere, wie z.B. Krokodile, einen Großteil des Tages in der Sonne (heliotherm). Aus diesem Grund können wechselwarme Organismen nicht in kälteren Gebieten leben. Lichtverhältnisse im See Was passiert mit dem Licht, wenn es auf die Wasseroberfläche trifft? Es gibt drei Arten von Einflüssen: Reflexion. Streuung und Absorption. Zunächst wird das Wasser auf der Wasseroberfläche reflektiert. Die Menge des reflektierten Lichts hängt einerseits vom Sonnenstand und andererseits von der Jahreszeit ab: Sommer 3% Winter: 14% Beim Durchgang durch die Wasserschichten wird das Licht selektiv gestreut, d.h. beim Eindringen in die Wasserschichten werden nicht alle Lichtkomponenten gestreut, sondern teilweise auch absorbiert. Das bedeutet, dass Licht von Partikeln, aber auch von Pflanzen absorbiert wird.
Der zurückgehaltene Teil des Lichts, der absorbierte Teil, wird Auslöschung genannt. Der Anteil des Lichts, der als Transmission in die tiefsten Wasserschichten eindringt. Kurzwellige Strahlung wird am stärksten gestreut: das blaue Licht wird am stärksten gestreut (reines Wasser erscheint in einer dickeren blauen Schicht) Die Streuung reduziert nicht die Strahlungsenergie, aber da der Weg des Lichtstrahls dadurch verlängert wird, ist die Absorptionsrate höher. Nur das grün-gelbe Licht erreicht den Boden als Transmission: Es ist energiereich, wird nicht von den Pflanzen aufgenommen (grüne Lücke) und ist wiederum nicht so energiereich, dass es zu stark gestreut wird. Rot-oranges Licht wird am meisten absorbiert (Photosynthese , aber auch blau). Trich-Schicht =trophogene Zone Nährstoffschicht =thropholytische Zone Gemeinschaften im See Das sogenannte Pleuston (Pleuston sind die Organismen, die in der dünnen Oberflächenschicht an der Luft-Wasser-Grenzfläche eines Gewässers als Lebensraum leben) lebt auf der Wasseroberfläche: Bakterien (Bakterien stellen eine große Domäne prokaryontischer Mikroorganismen dar) Pilze (ein Pilz ist jedes Mitglied der Gruppe der eukaryontischen Organismen, die Mikroorganismen wie Hefen und Schimmelpilze sowie die bekannteren Pilze umfasst) Insekten. Diese können die Oberflächenspannung (Oberflächenspannung ist die elastische Tendenz einer flüssigen Oberfläche, die ihr die geringstmögliche Oberfläche verleiht) des Wassers nutzen und somit an der Schnittstelle zwischen Wasser und Luft leben. Plankton und Nekton leben im Epilimnion: Das Plankton kann weiter in Phyto- und Zooplankton unterteilt werden. Das Phytoplankton ist in jedem Fall der Produzent, da es autotroph ist. Das bedeutet, dass es aus anorganischen niederenergetischen Verbindungen mittels Photosynthese organische hochenergetische Verbindungen herstellen kann. (Photosynthese ist ein Prozess, der von Pflanzen und anderen Organismen genutzt wird, um Lichtenergie in chemische Energie umzuwandeln, die später freigesetzt werden kann, um die Aktivitäten der Organismen zu fördern) Sie nutzt sie dann zur Selbstversorgung autotroph = selbstgenährt Das Phytoplankton ist nicht zur aktiven Bewegung fähig. Passives Schwimmen ist durch die Speicherung von Öltröpfchen (Auftrieb) möglich (in der Wissenschaft ist Auftrieb oder Auftrieb eine Auftriebskraft, die von einer Flüssigkeit ausgeübt wird, die dem Gewicht eines eingetauchten Gegenstandes entgegenwirkt) oder durch die Speicherung von Wasser (Sinken). Im Gegensatz dazu kann Zooplankton, das tierische Plankton, durch schwimmende Prozesse teilweise seine eigene geringe Vortriebskraft erzeugen. Zooplankton ernährt sich von Phytoplankton und ist somit der Hauptverbraucher, es ernährt sich direkt von den organischen Verbindungen der Produzenten, d.h. es ist Pflanzenfresser. (Ein Pflanzenfresser ist ein Tier, das anatomisch und physiologisch an den Verzehr von Pflanzenmaterial, z.B. Laub, als Hauptbestandteil seiner Nahrung angepasst ist.) Nekton, die freischwebende Gruppe von Organismen, die auch im Epilimnion lebt, (Das Epilimnion oder die Oberflächenschicht ist die oberste Schicht in einem thermisch geschichteten See, über dem tieferen Hypolimnion) besteht aus Plankton- (Plankton ist die vielfältige Ansammlung von Organismen, die in der Wassersäule großer Gewässer leben und nicht gegen eine Strömung schwimmen können) fressende Organismen (friedliche Fische). Sie sind Konsumenten zweiter Ordnung, da sie sich auch (aber nicht nur) von Zooplankton ernähren. Sie nehmen somit indirekt die organischen Substanzen der Hersteller auf.
Nekton (Nekton oder Nekton bezieht sich auf das Aggregat der aktiv schwimmenden Wasserorganismen in einem Gewässer) gehört zu den Fleischfressern (Fleischfressern). In Profundal herrscht eine artenarme, aber individuell reiche Fauna: Schnecken, kleine Krebse, Krebse, Würmer und anaerobe Bakterien. Speicherung von Kohlendioxid Kohlendioxid wird in Form von Kohlendioxid in Wasser gespeichert. Kohlendioxideintrag durch : Dissimilation, aus der Luft, Zufluss von Wasser allgemeiner Stoffkreislauf im See Phytoplankton (Produzenten) und Zooplankton (Konsumenten) sterben, Autolyse (In der Biologie bezeichnet Autolyse, besser bekannt als Selbstverdauung, die Zerstörung einer Zelle durch die Wirkung ihrer eigenen Enzyme ) (partielle Selbstzersetzung) erzeugt den Detritus, dieser wird durch die destrünten, mit Hilfe der aeroben Bakterien abgebaut: CO2, H2PO4-, H2S, CH4, NH3, diese Stoffe gelangen im Frühjahr in die oberen Schichten da Methan , Schwefelwasserstoff und Ammoniak (Ammoniak oder Azan ist eine Verbindung von Stickstoff und Wasserstoff mit der Formel NH3) giftig sind, kann dies zu Schäden bei Produzenten und Verbrauchern im See führen, Phosphatfallen freigesetzte Stoffe können im Sediment gespeichert werden (Für Sedimente in Getränken, siehe ) des Seebodens, Phosphat- und Eisen(III)-Ionen reagieren unter aeroben Bedingungen (Zellatmung ist eine Reihe von Stoffwechselreaktionen und Prozessen, die in den Zellen von Organismen stattfinden, um biochemische Energie aus Nährstoffen in Adenosintriphosphat umzuwandeln , und dann Abfallprodukte freisetzen) Bedingungen zu schwerlöslichem Eisen(III)phosphat, wenn die Säure verbraucht ist, treten reduzierende Bedingungen auf, Eisen(III)-Ionen werden zu Eisen(II)-Ionen reduziert, lösliches Phosphat (Ein Phosphat ist eine anorganische Chemikalie und ein Salz der Phosphorsäure) Verbindungen werden gebildet Stickstoffkreislauf das Ausgangsmaterial für den Stickstoffkreislauf ist die tote Biomasse, die aus pflanzlichem und tierischem Protein besteht. (Proteine sind große Biomoleküle oder Makromoleküle, die aus einer oder mehreren langen Ketten von Aminosäureresten bestehen) Diese tote Biomasse wird unter anderem durch die Zerstörung zu Ammonium abgebaut. Dieses Ammonium wiederum wird durch Nitritbakterien in Nitrit umgewandelt (Ammonifikation). Im nächsten Schritt wird dieses Nitrit (Das Nitrit-Ion, das die chemische Formel hat, ist ein symmetrisches Anion mit gleichen N-O-Bindungslängen) durch Nitratbakterien in Nitrat umgewandelt. Nun gibt es zwei Möglichkeiten für den weiteren Verlauf des Stickstoffkreislaufs. (Der Stickstoffkreislauf ist der biogeochemische Kreislauf, durch den Stickstoff in verschiedene chemische Formen umgewandelt wird, während er zwischen der Atmosphäre und den terrestrischen und marinen Ökosystemen zirkuliert) Zum einen wird das Nitrat (Nitrat ist ein polyatomares Ion mit der Molekularformel und einer Molmasse von 62,0049 g/mol) durch denitrifizierende Bakterien in elementaren Stickstoff umgewandelt. (Denitrifizierende Bakterien bilden einen notwendigen Teil des als Denitrifikation bezeichneten Prozesses im Stickstoffkreislauf, der aus den laufenden Prozessen besteht, die Stickstoff als größte Gasverbindung in der Atmosphäre durchführen muss) Dieser wird dann von den Knotenbakterien fixiert und durch nitrifizierende Bakterien wieder in Ammonium umgewandelt. (Nitrifizierende Bakterien sind chemolithotrophe Organismen, zu denen Arten der Gattungen Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter und Nitrococcus gehören) Damit schließt sich einerseits der Kreislauf. Andererseits wird das Nitrat im Meeresboden gespeichert. Von dort wird es von den Pflanzen aufgenommen. Das nennt man Stickstoffassimilation. (Stickstoffassimilation ist die Bildung von organischen Stickstoffverbindungen wie Aminosäuren aus in der Umwelt vorhandenen anorganischen Stickstoffverbindungen) Der Stickstoff wird schließlich zu Aminosäuren reduziert, die Bestandteil von Proteinen sind. Diese Proteine werden Teil der Produzenten. Eine anthropogene (Menschliche Einflüsse auf die Umwelt oder anthropogene Einflüsse auf die Umwelt umfassen Einflüsse auf biophysikalische Umgebungen, Biodiversität und andere Ressourcen) (vom Menschen verursachte) Erhöhung des Nährstoffgehalts eines Sees führt zu einem übermäßigen Wachstum von Phytoplankton und damit auch von Zooplankton. Die erhöhte Nährstoffkonzentration ist auf den Eintrag von häuslichem und industriellem Abwasser zurückzuführen.
Aber auch überschüssige Düngemittel gelangen über das Grundwasser in den See (Grundwasser ist das Wasser, das unter der Erdoberfläche in den Porenräumen des Bodens und in den Brüchen von Gesteinsformationen vorhanden ist) und führen dort zu einer erhöhten Produktion, d.h. zu einer Zunahme von Phyto- und Zooplankton. Zunächst erfolgt der erobe Abbau (siehe Materialkreislauf). Ist die Säure aufgebraucht, gehen die anaeroben Bakterien zur Arbeit. Die dabei entstehenden Stoffe, einerseits Phosphat, das auch eine produktionssteigernde Wirkung hat, und andererseits toxische Stoffe wie Methan (Methan ist eine chemische Verbindung mit der chemischen Formel) oder Schwefelwasserstoff (Schwefelwasserstoff ist die chemische Verbindung mit der Formel), führen zu erhöhtem Wachstum und Absterben der Biomasse im Laufe des Frühjahrskreislaufs. Im Extremfall der Eutrophierung kommt es zu einem vollständigen Säureverbrauch, der zum Aussterben von Organismen führt. Upset direkte Folge der Eutrophierung. Extremfall der Eutrophierung. (Eutrophierung), genauer gesagt Hypertrophierung, ist die Anreicherung eines Gewässers mit Nährstoffen, meist mit einem Überschuss an Nährstoffen. Charakteristisch ist der Übergang von einem säurereichen in einen säurearmen Zustand. Seesäure Die Produzenten nehmen Kohlendioxid auf und setzen Säure frei. Einerseits wird diese Säure von den Verbrauchern verbraucht, wobei Kohlendioxid freigesetzt wird (Dissimilation), andererseits wird Säure durch den Abbau der Biomasse verbraucht (Biomasse ist ein Branchenbegriff für die Energiegewinnung durch Verbrennung von Holz und anderen organischen Stoffen) die unter anderem auch Kohlendioxid freisetzt (Kohlendioxid ist ein farbloses und geruchloses Gas, das für das Leben auf der Erde lebenswichtig ist).