A4 – Alpenschneehase und Feldhase
Der Alpenschneehase (Lepus timidus varronis) kommt in hochgelegenen Gebieten der europäischen Alpen vor. Die Population des Alpenschneehasen ist aus einer Population von Feldhasen (Lepus europaeus) nach der letzten Eiszeit entstanden.
Beschreibe anhand von zwei Aspekten die interspezifische Konkurrenz zwischen den beiden Hasenarten (Material 1).
Erläutere anhand der jeweiligen Eigenschaften der Haare die Angepasstheit der jeweiligen Hasenarten an ihren Lebensraum (Material 1, Material 2).
Fasse die in Abbildung 2 dargestellten Untersuchungsergebnisse zusammen (Material 3).
Leite eine mögliche Folge für den Alpenschneehasen ab (Material 1, Material 3).
Werte Abbildung 3 aus (Material 4).
Stelle unter Berücksichtigung von Abbildung 3 zwei Hypothesen zur Entwicklung der Population des Alpenschneehasen in den nächsten Jahrzehnten auf (Material 1 bis Material 4).
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monatlich kündbarSchulLV Plus-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?Material 1: Alpenschneehase und Feldhase
Aufgrund ihrer stammesgeschichtlichen Verwandtschaft haben Alpenschneehase und Feldhase einige Gemeinsamkeiten, unterscheiden sich aber auch in ihren Ansprüchen an ihre Umwelt. In Tabelle 1 sind ausgewählte Informationen dazu angegeben.
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Alpenschneehase |
Feldhase |
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|---|---|---|
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Verbreitung |
in Alpenregionen in Europa, in halboffenen Bereichen an der Baumgrenze mit niedrigem Strauchbewuchs |
in ganz Europa, auf offenen und halboffenen Flächen |
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Klima im Lebensraum |
vorwiegend in alpinem Gebirgsklima mit einer Jahresmitteltemperatur von ca. |
vorwiegend in gemäßigtem Klima mit einer Jahresmitteltemperatur von ca. |
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Schnee im Lebensraum |
schneebedeckte Flächen in der Regel von Oktober bis Mai |
schneebedeckte Flächen nur an wenigen Tagen im Jahr |
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Nahrung |
Gräser, Rinde, Kräuter, Knospen, Blätter |
Gräser, Rinde, Kräuter, Knospen, Blätter, Feldfrüchte |
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Fell |
von Oktober bis April weiß und von Mai bis September grau-braun (vgl. Abb. 1), Zeitpunkt des Fellwechsels richtet sich nach der Tageslänge |
über das gesamte Jahr braun oder grau-braun (vgl. Abb. 1), kein Fellwechsel |
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Lebensweise |
vorwiegend dämmerungs- und nachtaktiv |
vorwiegend nachtaktiv |
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Fortpflanzung |
zwei bis drei Würfe mit zwei bis drei Junghasen pro Jahr, in Höhlenbauten in Pulverschneebereichen und Felsspalten |
drei bis vier Würfe mit einem bis fünf Junghasen pro Jahr, in flachen Erdmulden |
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natürliche Feinde |
Fuchs, Greifvögel, Rabenvögel |
Fuchs, Greifvögel, Rabenvögel |
Tab 1: ausgewählte Informationen zum Alpenschneehasen und Feldhasen
Material 2: Struktur von Hasenhaaren
Die Temperaturregulation erfolgt bei Lebewesen unter anderem über die Wärmeabgabe an die Umgebung. Diese wird bei Hasen durch die Beschaffenheit des Fells beeinflusst. In Abbildung 1 ist die typische Haarstruktur des weißen und braunen Fells schematisch dargestellt. Die Isolierfähigkeit eines luftgefüllten, weißen Haares ist dabei besser als die eines mit braunem Farbstoff gefüllten Haares.
Abbildung 1: Haarstrukturen bei weißem und braunem Fell
Material 3: Temperaturverlauf und Schneeaufkommen in San Bernardino
San Bernardino ist ein Ort in der Region Graubünden in der Schweiz. Hier befindet sich ein Verbreitungsgebiet des Alpenschneehasen. In den letzten 30 Jahren wurden Klimadaten zur Jahresmitteltemperatur und dem Auftreten von Frosttagen erfasst (Abb. 2). San Bernadino ist eine sehr niederschlagsreiche Region. Es kann davon ausgegangen werden, dass es nach Schneefall an den Frosttagen eine geschlossene Schneedecke gibt.
Abbildung 2: Jahresmitteltemperatur und Anzahl an Tagen mit Frost in San Bernardino, Schweiz
Material 4: Untersuchungen zum gemeinsamen Vorkommen
Die Region Graubünden in der Schweiz hat ihre höchste Erhebung bei über 
und ihr tiefstes Tal bei ca. 
über dem Meeresspiegel. Die Analyse von Jagddaten aus dieser Region lässt Rückschlüsse auf das Vorkommen von Alpenschneehase und Feldhase in der Region Graubünden zu (Abb. 3). Im Vergleich der letzten drei Jahrzehnte wurden Alpenschneehasen im Schnitt jeweils 28 Meter höher angetroffen als im Jahrzehnt zuvor, bei den Feldhasen waren es etwa 31 Meter.
Untersuchungen haben des Weiteren gezeigt. dass die beiden Hasenarten nicht vollständig reproduktiv voneinander isoliert sind.
Abbildung 3: vereinfachte Darstellung des Vorkommens von Alpenschneehase und Feldhase in einem Teil von Graubünden in Metern über dem Meeresspiegel
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Zwischen dem Alpenschneehasen und dem Feldhasen besteht aufgrund stark überschneidender Nahrungsansprüche eine interspezifische Konkurrenz. Da sich beide Arten von Gräsern, Kräutern, Rinde sowie Knospen ernähren, stehen sie im direkten Wettbewerb um dieselben Nahrungsressourcen.
Darüber hinaus begründet ihr gemeinsames bzw. räumlich überlappendes Verbreitungsgebiet eine interspezifische Konkurrenz. Da beide Spezies halboffene Landschaftsräume in Europa besiedeln, konkurrieren sie zudem um den Lebensraum und dortige Ressourcen (wie etwa geeignete Ruhe- und Schlafplätze).
Erläutern
Das Habitat des Alpenschneehasen liegt in Hochgebirgsregionen der Alpen, die üblicherweise von Oktober bis Mai schneebedeckt sind. Das dortige alpine Klima ist durch eine niedrige Jahresmitteltemperatur und winterliche Frostperioden geprägt. Als morphologische Anpassung an diese Umweltbedingungen besitzt der Alpenschneehase von Oktober bis April ein Winterfell mit luftgefüllten, weißen Haaren. Dieses bietet zum einen Schutz vor Fressfeinden, da das Tier auf verschneiten Flächen optimal getarnt ist. Zum anderen sorgt die Struktur des weißen Fells für eine erhöhte thermische Isolation; sie minimiert den Wärmeverlust an die Umgebung und stabilisiert die Körpertemperatur, was in kalten Gebirgslagen einen klaren Selektionsvorteil darstellt.
Das braune oder graubraune Haarkleid des Feldhasen (wie auch das Sommerfell des Alpenschneehasen von Mai bis September) dient in schneefreier Vegetation der visuellen Tarnung gegenüber Beutegreifern. Durch das Leben in gemäßigten Breiten ist der Feldhase nicht auf ein Fell mit derart extremen Dämmeigenschaften angewiesen.
Zusammenfassen
Die Abbildung umfasst zwei Liniendiagramme.
Das erste Diagramm veranschaulicht den Verlauf der Jahresmitteltemperatur in °C im Zeitraum von 1990 bis 2020. In dieser Zeitspanne stieg die mittlere Jahrestemperatur von rund 3,5 °C auf etwa 5 °C an. Zwar sind Schwankungen zwischen den einzelnen Jahren erkennbar, der übergeordnete Trend weist jedoch eine kontinuierliche Zunahme auf.
Das zweite Diagramm stellt die jährliche Anzahl der Frosttage zwischen 1990 und 2020 dar. Die Zahl der Tage mit Frost ging in diesem Intervall von etwa 220 auf circa 190 Tage zurück. Abgesehen von zwischenzeitlichen Schwankungen ist über den gesamten Betrachtungszeitraum hinweg eine stetige Abnahme zu verzeichnen.
Ableiten
Die Auslösung des Fellwechsels beim Alpenschneehasen erfolgt nicht temperaturabhängig, sondern wird über die Tageslänge gesteuert. Da die Anzahl der Frosttage sinkt, verringert sich zugleich die Zeitspanne mit einer geschlossenen Schneedecke. Dies führt dazu, dass sich der Schneehase mit seinem weißen Winterkleid vermehrt auf schneefreiem, braunem oder grünem Untergrund aufhält. Infolgedessen büßt er seine Tarnung ein und kann von Fressfeinden deutlich leichter erbeutet werden. Als Konsequenz ist ein Rückgang der Schneehasenpopulation denkbar.
Auswerten
Das Diagramm stellt die vertikale Verbreitung von Alpenschneehase und Feldhase in Abhängigkeit von der Meereshöhe (in Metern) in einem Teilgebiet Graubündens dar. Der Alpenschneehase besiedelt Lagen zwischen rund 1900 und 2400 m Höhe. Der Feldhase kommt in Höhen von etwa 1400 bis 1950 m vor. Infolgedessen gibt es eine Überlappungszone beider Verbreitungsgebiete. Laut Text ist in diesem Kontaktbereich eine Hybridisierung beider Hasenarten möglich, da sie reproduktiv nicht vollständig voneinander isoliert sind.
Hypothesen aufstellen
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Hypothese 1: Die Bestände des Alpenschneehasen werden sich in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich rückläufig entwickeln. Durch die Erwärmung und die abnehmende Zahl an Frosttagen dringt der Feldhase in größere Höhenlagen vor. Das Vorkommen des Alpenschneehasen verlagert sich zwar ebenfalls hangaufwärts, vollzieht diesen Wechsel jedoch langsamer als das des Feldhasen. Die Zone des gemeinsamen Vorkommens vergrößert sich dadurch, wodurch die interspezifische Konkurrenz zunimmt. An die vorherrschenden abiotischen Bedingungen (steigende Temperaturen, weniger Schnee) ist der Feldhase besser angepasst. Folglich droht eine Verdrängung des Alpenschneehasen, da dessen Ausweichraum in die Höhe begrenzt ist und geeignete Habitate in Gipfellagen stark schrumpfen oder gänzlich entfallen.
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Hypothese 2: Da keine vollständige reproduktive Barriere zwischen den beiden Arten vorliegt, können die durch den Klimawandel und den Höhenaufstieg des Feldhasen häufigeren Begegnungen zu Fehlpaarungen bzw. Bastardierungen (Hybridisierung) führen. Die Artgrenze zwischen Feld- und Alpenschneehase könnte dabei so weit verschwimmen, dass sie zu einer gemeinsamen Art verschmelzen. Ein solches Taxon würde phänotypische Merkmale beider Ursprungsarten aufweisen. Die gesamte genetische Variabilität würde dabei jedoch abnehmen, da ein gemeinsamer Genpool entsteht. Infolgedessen könnten sich die Allelhäufigkeiten verschieben, sodass ursprüngliche Allele des Alpenschneehasen mit der Zeit verdrängt werden oder ganz aus dem Genpool verschwinden.