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Das Plankton ist die am weitesten verbreitete Lebensgemeinschaft der Erde. Seine Bedeutung für die Wasserqualität und als Nahrungsbasis für die Fischerei ist unbestritten. Das vorliegende Lehrbuch stellt erstmals alle Aspekte der Planktologie zusammenfassend dar, von einer taxonomischen Übersicht über die physikalische und chemische Beschreibung des Lebensraums, die Funktionsmorphologie, Ernährungsphysiologie und Populationsökologie bis hin zur Bedeutung des Planktons im aquatischen Ökosystem und in biogeochemischen Kreisl"ufen. Besonderheiten des Buches sind die gemeinsame Behandlung des Süßwasser- und des Meeresplanktons, die Gliederung nach Problemebenen sowie die Betonung vereinheitlichender Konzepte. Exemplarisch werden fast alle großen Fragen der allgemeinen Ökologie abgehandelt. (Verlagsinformation)

 

 

/ AUS DEM INHALT: / / /

1 Einleitung 1 1.1 Einige Definitionen zum Plankton und seiner Umwelt 1 1.2 Die Quantifizierung des Planktons 2 1.2.1 Abundanz 2 1.2.2 Biomasse 3 1.2.3 Surrogatparameter der Biomasse 3 1.3 Die Struktur des Buches 4 2 Übersicht über die Organismen des Planktons 7 2.1 Größenklassen 7 2.2 Phytoplankton 9 2.2.1 Die wichtigsten Taxa des Phytoplanktons 10 2.2.2 Blaualgen 10 2.2.3 Phytoflagellaten 11 2.2.4 Unbegeißelte Einzeller 14 2.2.5 Kolonien und Zönobien 14 2.2.6 Fadenalgen 16 2.3 Zooplankton 16 2.3.1 Die wichtigsten Taxa des Zooplanktons 17 2.3.2 Meroplanktische Larven 18 2.3.3 Planktische Protozoen 19 2.3.4 Mehrzelliges Mikrozooplankton 21 2.3.5 Mesozooplankton 21 2.3.6 Makro- und Megazooplankton 23 2.4 Bakterioplankton 25 2.4.1 Photolithoautotrophe Bakterien 26 2.4.2 Chemolithoautotrophe Bakterien 26 2.4.3 Chemoorganoheterotrophe Bakterien 27 2.5 Mykoplankton 28 3 Voraussetzungen der planktischen Lebensweise 31 3.1 Sinken und Schweben 31 3.1.1 Die Dichte der Plankter 31 3.1.2 Die Viskosität des Wassers 34 3.1.3 Die Sedimentation der Plankter 37 3.2 Schwimmen 40 3.3 Körpergröße und Stoffwechsel 44 3.3.1 Größenabhängigkeit im großskaligen Vergleich 44 3.3.2 Veränderungen von Größenbeziehungen als physiologische Indikatoren 48 4 Die physikalische Umwelt 49 4.1 Thermische und mechanische Eigenschaften der Wassers 49 4.2 Das Strahlungsklima der Gewässer 51 4.3 Die Schichtung der Gewässer 57 4.3.1 Thermische Schichtung 57 4.3.2 Chemische Schichtung 59 4.3.3 Schichtungstypen 60 4.4 Strömungen 61 5 Die chemische Umwelt 63 5.1 Gelöste Gase 63 5.1.1 Löslichkeit im Wasser 63 5.1.2 Biologische Umsetzungen 64 5.2 Gelöste Salze 66 5.2.1 Salinität 66 5.2.2 Biogene Elemente 68 5.3 Gelöste organische Substanzen 69 5.4 pH-Wert und Puffersysteme 70 5.5 Redox-Reaktionen 73 5.6 Die raum-zeitliche Verteilung gelöster Substanzen 75 6 Die Ernährung der Plankter 79 6.1 Allgemeine Merkmale der Beziehung Nahrung-Konsument 79 6.1.1 Produktion, Nahrung und Ressourcen 79 6.1.2 Substituierbarkeit 80 6.1.3 Funktionelle Reaktion 81 6.1.4 Numerische Reaktion 83 6.1.5 Interaktionen zwischen verschiedenen Ressourcen 84 6.1.6 Optimierung der Nahrungswahl 85 6.2 Die Ernährung des Phytoplanktons 87 6.2.1 Photosynthese 87 6.2.2 Messung der Photosynthese 89 6.2.3 Lichtabhängigkeit der Photosynthese 90 6.2.4 Vertikalprofile der Photosynthese 91 6.2.5 Energienutzung der Photosynthese 93 6.2.6 Mineralische Nährstoffe 94 6.2.7 Modellierung der Nährstofflimitation 95 6.2.8 Nährstofflimitation in situ 97 6.3 Die Ernährung des Zooplanktons 100 6.3.1 Ernährungsweise und Nahrungswahl 100 6.3.2 Funktionelle Reaktion .. 104 6.3.3 Assimilation und Produktion .... 105 6.3.4 Numerische Reaktion:.. 109 6.4 Die Ernährung des Bakterioplanktons .... 110 6.4.1 Photosynthese 110 6.4.2 Chemosynthese 113 6.4.3 Heterotrophie 114 7 Populationen 117 7.1 Die Populationsgröße und ihre Variabilität 117 7.2 Die mathematische Beschreibung des Populationswachstums.. 121 7.2.1 Populationswachstum mit konstanter Rate 121 7.2.2 Begrenzung des Wachstums 124 7.3 Schätzung der Parameter der Populationdynamik 128 7.3.1 Nettowachstumsrate 128 7.3.2 Bruttowachstumsrate und Geburtenrate 129 7.3.3 Verlust- und Todesraten 132 7.4. Die Bilanz von Reproduktion und Verlusten 134 7.4.1 Ein Beispiel für eine Populationsbilanz von Phytoplanktern .. 134 7.4.2 Chemostat und Batch-Kultur als Modelle 135 7.5 Überwinterung, Ruhe- und Dauerstadien 138 7.6 Verbreitung und Kolonisierung 142 8 Interaktionen zwischen Populationenen 145 8.1 Konkurrenz 145 8.1.1 Die phänomenologische Analyse der Konkurrenz 146 8.1.2 Interferenzkonkurrenz 148 8.1.3 Allgemeine Aspekte der exploitativen Konkurrenz 149 8.1.4 Tilmans Gleichgewichtstheorie der Ressourcenkonkurrenz 150 8.1.5 Exploitative Konkurrenz unter variablen Bedingungen 157 8.2 Räuber-Beute-Beziehungen 161 8.2.1 Allgemeine Merkmale von Räuber-Beute-Beziehungen 161 8.2.2 Herbivorie ("Grazing") 164 8.2.3 Carnivorie 168 8.2.4 Bakterivorie 176 8.2.5 Parasitismus 178 8.3 Positive Interaktionen 181 8.3.1 Facilitation 181 8.3.2 Symbiose 182 8.4 Komplexe Interaktionen 183 9 Pelagische Nahrungsketten und Nahrungsnetze 187 9.1 Grundbegriffe 187 9.2 Allgemeine Merkmale pelagischer Nahrungnetze 188 9.2.1 Größenkontinuum 188 9.2.2 Die Länge von Nahrungsketten 189 9.2.3 Circuläre Komponenten in Nahrungsnetzen 192 9.3 Energiefluß durch Nahrungsnetze 194 9.3.1 Grundzüge des Energieflusses 194 9.3.2 Verteilung von Energieflüssen in Nahrungsnetzen 198 9.4 Der Fluß von Kontrolle in Nahrungsnetzen 201 9.4.1 Die "bottom-up" - "top-down" Kontroverse 201 9.4.2 Syntheseversuche in der "bottom-up" - "top-down"-Kontroverse 203 9.5 Rückkopplungen, Regulation, Chaos und Extremereignisse 206 9.5.1 Negative Rückkopplung 206 9.5.2 Positive Rückkopplung 207 9.6. Saisonalität von Nahrungsnetzen 210 9.6.1 Sukzession des Planktons 210 9.6.2 Zeitgeber der Saisonalität 211 9.6.3 Regelmäßige und unregelmäßige Komponenten der saisonalen Veränderung 214 9.6.4 Grundmuster der Saisonalität des Planktons 216 10 Die Rolle des Planktons in den Kreisläufen biogener Elemente 223 10.1 Allgemeine Merkmale biogeochemischer Kreisläufe 223 10.1.1 Verteilung der Stoffpools 223 10.1.2 Die Formierung partikulärer Substanz 226 10.1.3 Regeneration gelöster Substanzen 227 10.1.4 Partikelexport durch Sedimentation 228 10.1.5 Allochthoner Eintrag 230 10.1.6 Verschachtelung der Kreisläufe 230 10.2 Globale Trends in der Produktion des Planktons 231 10.2.1 Planktonproduktion in Seen 232 10.2.2 Planktonproduktion im Meer 234 10.3 Die geochemische Rolle des Planktons 239 10.3.1 Bildung biogener Tiefseesedimente 239 10.3.2 Biologische Kontrolle der Meereschemie 242 10.3.3 Biologische Kontrolle der Atmosphäre 245 10.4. Ausblick 248 Glossar 249 Literaturverzeichnis 259 Sachverzeichnis 267