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Biodiversität

Biodiversität ist mehr als nur die Anzahl der Arten auf der Erde – sie umfasst auch die genetische Vielfalt innerhalb einer Art und die Vielfalt ganzer Lebensräume. In dieser Lektion lernst du die drei Ebenen der Biodiversität, warum sie Ökosysteme stabil hält und welche menschlichen Einflüsse sie heute am stärksten bedrohen.

  • Fach: Biologie
  • Klasse 9
  • Thema: Ökologie
  • Dauer: 20 Min
  • Niveau: Mittel
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Was Biodiversität eigentlich bedeutet

Wenn im Alltag von Artenvielfalt die Rede ist, meint man oft nur, wie viele verschiedene Tier- und Pflanzenarten irgendwo vorkommen. Der Fachbegriff Biodiversität, zu Deutsch biologische Vielfalt, reicht aber deutlich weiter. Er beschreibt die gesamte Vielfalt des Lebens auf drei miteinander verbundenen Ebenen: die genetische Vielfalt innerhalb einer Art, die Vielfalt der Arten selbst und die Vielfalt der Ökosysteme und Lebensräume.

Diese Unterscheidung ist keine akademische Spitzfindigkeit, sondern hat handfeste Folgen. Eine Wiese mit nur einer einzigen Grasart ist etwas völlig anderes als eine Bergwiese mit hundert verschiedenen Pflanzenarten, obwohl beide auf den ersten Blick grün und lebendig wirken. Und selbst innerhalb einer einzigen Art, etwa beim Weizen, entscheidet die genetische Vielfalt darüber, ob eine Krankheit die ganze Ernte vernichten kann oder ob resistente Pflanzen überleben.

Der Begriff wurde in den 1980er-Jahren geprägt, seit der Biodiversitätskonvention der Vereinten Nationen von 1992 ist er auch politisch zentral, weil Staaten sich dort verpflichtet haben, die biologische Vielfalt zu schützen. In Klassenarbeiten wird häufig genau nach den drei Ebenen gefragt, deshalb lohnt es sich, sie sauber auseinanderzuhalten.

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Die drei Ebenen im Detail

Die genetische Vielfalt beschreibt die Unterschiede im Erbgut zwischen Individuen einer Art. Sie sorgt dafür, dass sich eine Population an veränderte Bedingungen anpassen kann, weil einzelne Individuen zufällig besser mit Trockenheit, Krankheiten oder Kälte zurechtkommen als andere. Ohne diese Vielfalt könnte eine einzige Krankheitswelle eine ganze Population auslöschen, weil alle Individuen gleich anfällig wären.

Die Artenvielfalt ist die bekannteste Ebene und beschreibt die Anzahl verschiedener Arten in einem Lebensraum sowie deren relative Häufigkeit. Ein Wald mit vielen unterschiedlich häufigen Baum-, Pilz-, Insekten- und Vogelarten hat eine höhere Artenvielfalt als eine Monokultur mit nur einer Baumart. Die dritte Ebene, die Ökosystemvielfalt, betrachtet die Landschaft als Ganzes: Wälder, Moore, Wiesen, Flüsse und Korallenriffe bieten jeweils völlig unterschiedliche Lebensbedingungen, und je mehr verschiedene Ökosysteme in einer Region vorkommen, desto größer ist ihre Ökosystemvielfalt.

Geringe Vielfalt (Beispiel)

Monokulturen oder stark eingegrenzte Populationen mit wenig genetischer Variation.

Beispiele

  • Fichtenmonokultur ohne Unterwuchs
  • eine einzige Getreidesorte auf riesigen Feldern
  • isolierte Population mit wenigen Individuen

Signalwörter

  • wenige Arten, geringe genetische Variation
  • anfällig für Krankheiten und Schädlinge
  • wenig stabil bei Störungen

Hohe Vielfalt (Beispiel)

Naturnahe Wälder, artenreiche Wiesen oder tropische Regenwälder.

Beispiele

  • Mischwald mit vielen Baum- und Pilzarten
  • Bergwiese mit über hundert Pflanzenarten
  • tropischer Regenwald mit tausenden Insektenarten

Signalwörter

  • viele Arten in ausgewogener Häufigkeit
  • hohe genetische Variation innerhalb der Arten
  • widerstandsfähig gegen Störungen
EbeneWas wird betrachtet?Beispiel
Genetische VielfaltUnterschiede im Erbgut innerhalb einer Artverschiedene Kartoffelsorten
ArtenvielfaltAnzahl und Verteilung der Arten in einem LebensraumInsektenarten in einer Wiese
ÖkosystemvielfaltVielfalt der Lebensräume in einer RegionWald, Moor, Fluss, Wiese nebeneinander
Die drei Ebenen der Biodiversität
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Warum Vielfalt Ökosysteme stabil hält

Ein artenreiches Ökosystem funktioniert oft wie ein Netz mit vielen Maschen: Fällt eine Art aus, etwa weil eine Krankheit sie befällt, können andere Arten ähnliche Aufgaben übernehmen, und das gesamte System bleibt weitgehend stabil. In einem artenarmen System dagegen kann der Ausfall einer einzigen Art die gesamte Nahrungskette zum Einsturz bringen, weil es keine Ersatzarten gibt, die einspringen könnten. Ökologen nennen dieses Prinzip die Versicherungsfunktion der Biodiversität.

Auch für Ökosystemleistungen, von denen der Mensch direkt profitiert, ist Vielfalt entscheidend. Bestäubung durch verschiedene Insektenarten, natürliche Schädlingsbekämpfung durch Vögel und Raubinsekten, Bodenbildung durch eine Vielzahl von Bodenorganismen oder Wasserreinigung durch Feuchtgebiete funktionieren umso zuverlässiger, je mehr unterschiedliche Arten daran beteiligt sind. Fällt eine Bestäuberart aus, weil sie auf eine bestimmte Blütenform spezialisiert ist, können andere Bestäuber zumindest teilweise einspringen.

Genetische Vielfalt wiederum ist die Grundlage für Anpassung durch natürliche Selektion. Verändert sich das Klima oder taucht eine neue Krankheit auf, überleben eher jene Individuen, deren genetische Ausstattung zufällig besser passt. Ohne diese Variation stünde einer Population im Ernstfall keine Anpassungsmöglichkeit zur Verfügung, sie könnte komplett aussterben.

Biodiversität besteht aus drei ineinandergreifenden Ebenen, nicht nur aus der Anzahl der Arten.
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Hotspots: wo die meiste Vielfalt konzentriert ist

Biodiversität ist auf der Erde extrem ungleich verteilt. Tropische Regenwälder, obwohl sie nur einen kleinen Teil der Landfläche einnehmen, beherbergen schätzungsweise mehr als die Hälfte aller bekannten Landarten. Warme Temperaturen, hohe Niederschläge und eine lange, ungestörte Entwicklungsgeschichte über Jahrmillionen haben dort eine außergewöhnlich hohe Artenvielfalt entstehen lassen.

Wissenschaftler sprechen von Biodiversitäts-Hotspots, wenn eine Region außergewöhnlich viele einzigartige, nur dort vorkommende Arten beherbergt und gleichzeitig stark durch menschliche Eingriffe bedroht ist. Weltweit wurden über dreißig solcher Hotspots identifiziert, etwa der Regenwald in Madagaskar oder die Anden in Südamerika. Der Schutz dieser Gebiete gilt als besonders wirkungsvoll, weil dort auf kleiner Fläche vergleichsweise viele bedrohte Arten geschützt werden können.

Auch in Deutschland gibt es Unterschiede: Strukturreiche Landschaften mit Hecken, Feldrainen, Mooren und alten Wäldern sind deutlich artenreicher als ausgeräumte, intensiv bewirtschaftete Agrarflächen mit riesigen einheitlichen Feldern.

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Was die Biodiversität heute bedroht

Der Verlust von Lebensräumen gilt als die größte Ursache für den weltweiten Rückgang der Biodiversität. Wenn Wälder gerodet, Feuchtgebiete trockengelegt oder Wiesen in Ackerland umgewandelt werden, verschwindet der Lebensraum vieler spezialisierter Arten unwiederbringlich, selbst wenn andere, anpassungsfähigere Arten davon profitieren können. Die Zerschneidung von Lebensräumen durch Straßen und Siedlungen verschärft das Problem zusätzlich, weil Populationen isoliert werden und sich nicht mehr genetisch austauschen können.

Der Klimawandel verschiebt Temperatur- und Niederschlagsmuster schneller, als sich viele Arten anpassen oder in geeignetere Gebiete ausbreiten können. Die intensive Landwirtschaft mit Monokulturen und dem Einsatz von Pestiziden reduziert zusätzlich die Vielfalt auf riesigen Flächen und hat unter anderem zum starken Rückgang vieler Insektenarten in den letzten Jahrzehnten beigetragen. Eingeschleppte, nicht heimische Arten können einheimische Arten verdrängen, wenn sie keine natürlichen Feinde im neuen Lebensraum haben.

Weil viele dieser Ursachen gleichzeitig wirken, sprechen Wissenschaftler inzwischen vom sechsten großen Massenaussterben der Erdgeschichte, diesmal verursacht durch den Menschen. Schutzmaßnahmen wie Naturschutzgebiete, die Wiederherstellung von Lebensräumen, nachhaltige Landwirtschaft und internationale Abkommen sollen diesen Trend verlangsamen.

Übernutzung durch Jagd, Fischerei und Holzeinschlag sowie Landwirtschaft betreffen die meisten bedrohten Arten weltweit.
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Typische Fehler in Klassenarbeiten

Der häufigste Fehler ist, Biodiversität mit reiner Artenzahl gleichzusetzen. Ein Gebiet mit vielen Arten, aber geringer genetischer Vielfalt innerhalb dieser Arten, ist ökologisch verletzlicher, als es die reine Artenzahl vermuten lässt. Auch die Ökosystemvielfalt wird in Prüfungen oft vergessen, obwohl sie ausdrücklich zu den drei Ebenen zählt.

Ein zweiter Fehler ist die Annahme, mehr Arten seien in jedem Fall gut, egal woher sie stammen. Eingeschleppte, invasive Arten erhöhen zwar zunächst die Artenzahl vor Ort, verdrängen aber oft heimische Arten und verringern dadurch langfristig die eigentliche biologische Vielfalt und Stabilität des Ökosystems.

Drittens wird Biodiversitätsverlust manchmal nur auf eine einzige Ursache zurückgeführt, meist den Klimawandel. Tatsächlich gilt der direkte Verlust von Lebensräumen durch Landnutzung derzeit als die bedeutendere Ursache, auch wenn beide Faktoren zusammenwirken.

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Die Bananenplantage ohne genetische Vielfalt

Weltweit stammt ein Großteil der exportierten Bananen von einer einzigen Sorte namens Cavendish, die sich nur ungeschlechtlich vermehrt und daher genetisch nahezu identisch ist. Ein Pilz namens Panama-Krankheit breitet sich derzeit in vielen Anbaugebieten aus und vernichtet ganze Plantagen. Erkläre den Zusammenhang mit der genetischen Vielfalt.

Gegeben:

  • Cavendish-Bananen sind genetisch nahezu identische Klone
  • die Panama-Krankheit befällt derzeit viele Plantagen weltweit
  • einzelne resistente Bananensorten existieren, werden aber kaum angebaut

Gesucht:

Warum bedroht der Pilz die gesamte Cavendish-Produktion so stark?

Lösung:

  1. Weil sich Cavendish-Bananen ungeschlechtlich vermehren, sind praktisch alle Pflanzen genetisch identisch, es gibt kaum genetische Vielfalt.
  2. Ist eine Pflanze anfällig für den Pilz, sind es alle anderen Cavendish-Pflanzen ebenso, weil ihnen dieselben Abwehrgene fehlen.
  3. Ohne genetische Variation gibt es keine zufällig resistenten Individuen, die den Pilzbefall überstehen und sich weiter vermehren könnten.
  4. Andere Bananensorten mit unterschiedlichem Erbgut könnten resistent sein, werden aber wirtschaftlich kaum genutzt.

Die fehlende genetische Vielfalt macht die gesamte weltweite Cavendish-Produktion gleichermaßen verwundbar. Nur der Anbau genetisch vielfältigerer oder resistenter Sorten könnte die Nahrungssicherheit langfristig sichern.

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Jetzt bist du dran!

Aufgabe 1 von 3

Nenne die Ebene der Biodiversität, die die Unterschiede im Erbgut zwischen Individuen einer Art beschreibt.

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Das Wichtigste in Kürze

  • Biodiversität umfasst drei Ebenen: genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt.
  • Genetische Vielfalt ermöglicht Anpassung an neue Bedingungen durch natürliche Selektion.
  • Artenreiche Ökosysteme sind meist stabiler, weil andere Arten den Ausfall einer Art teilweise ausgleichen können.
  • Tropische Regenwälder und andere Hotspots beherbergen einen überproportional großen Teil der weltweiten Artenvielfalt.
  • Lebensraumverlust, Klimawandel, intensive Landwirtschaft und invasive Arten sind die größten Bedrohungen für die Biodiversität.

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Häufige Fragen zu Biodiversität

Was bedeutet Biodiversität einfach erklärt?
Biodiversität, also biologische Vielfalt, beschreibt die gesamte Vielfalt des Lebens auf drei Ebenen: die genetische Vielfalt innerhalb einer Art, die Vielfalt der Arten selbst und die Vielfalt ganzer Ökosysteme und Lebensräume. Sie ist mehr als nur die Anzahl der Tierarten in einem Gebiet.
Was ist der Unterschied zwischen Artenvielfalt und Biodiversität?
Artenvielfalt ist nur eine von drei Ebenen der Biodiversität und beschreibt die Anzahl und Verteilung der Arten in einem Lebensraum. Biodiversität schließt zusätzlich die genetische Vielfalt innerhalb der Arten und die Vielfalt der Ökosysteme mit ein, ist also der umfassendere Begriff.
Warum ist genetische Vielfalt wichtig?
Genetische Vielfalt sorgt dafür, dass sich eine Population an veränderte Bedingungen wie neue Krankheiten oder Klimaveränderungen anpassen kann, weil einzelne Individuen zufällig besser geeignete Gene besitzen. Ohne diese Vielfalt könnte ein einziges Ereignis eine ganze Population auslöschen, weil alle Individuen gleich anfällig wären.
Was sind Biodiversitäts-Hotspots?
Das sind Regionen, die außergewöhnlich viele einzigartige, nur dort vorkommende Arten beherbergen und gleichzeitig besonders stark durch menschliche Eingriffe bedroht sind. Beispiele sind Madagaskar, die tropischen Anden oder Südostasien. Weltweit gibt es über dreißig solcher Hotspots.
Was bedroht die Biodiversität am meisten?
Der direkte Verlust von Lebensräumen durch Landwirtschaft, Siedlungsbau und Rodung gilt derzeit als größte Ursache. Hinzu kommen der Klimawandel, intensive Landwirtschaft mit Pestizideinsatz sowie eingeschleppte, invasive Arten, die heimische Arten verdrängen können.
Warum sind Monokulturen schlecht für die Biodiversität?
Eine Monokultur besteht aus nur einer einzigen Art oder Sorte auf großer Fläche, wodurch sowohl die Artenvielfalt als auch die genetische Vielfalt vor Ort stark sinken. Das macht den Bestand anfällig für Schädlinge und Krankheiten, weil es keine widerstandsfähigeren Alternativen gibt, die einspringen könnten.
In welcher Klasse wird Biodiversität im Biologieunterricht behandelt?
Meist wird das Thema in Klasse 9 oder 10 im Rahmen der Ökologie unterrichtet, oft im Anschluss an Nahrungsketten und Ökosysteme. In der Oberstufe wird es vertieft, etwa mit Berechnungen zu Artenvielfalt-Indizes und internationalen Schutzabkommen.
Was kann man selbst für die Biodiversität tun?
Ein naturnaher Garten mit heimischen Pflanzen, der Verzicht auf Pestizide, der Kauf regionaler und saisonaler Lebensmittel sowie die Unterstützung von Naturschutzprojekten helfen der biologischen Vielfalt konkret. Auch das Stehenlassen von Wildblumenwiesen statt kurz geschnittenem Rasen fördert Insektenvielfalt.

Wiederhol diese Fragen später mit deinem Lernkarten-Trainer.

Das solltest du vorher können

Das kommt als Nächstes