Vorschlag D: 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 Hasenart an ihren Lebensraum. (Material 1 und 2)
Fasse die in Abbildung 2 dargestellten Untersuchungsergebnisse zusammen. (Material 3)
Leite eine mögliche Folge für den Alpenschneehasen ab. (Material 1 und 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, 2, 3 und 4)
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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.
Tabelle 1: Ausgewählte Informationen zum Alpenschneehasen und Feldhasen
|
Aspekt |
Alpenschneehase |
Feldhase |
|---|---|---|
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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 |
|
Klima im Lebensraum |
vorwiegend in alpinem Gebirgsklima mit einer Jahresmitteltemperatur von ca. 4 °C |
vorwiegend in gemäßigtem Klima mit einer Jahresmitteltemperatur von ca. 10 °C |
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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, schlafen tagsüber in flachen Mulden |
vorwiegend nachtaktiv, schlafen tagsüber in flachen Mulden |
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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 |
(verändert nach: Deutsche Wildtierstiftung, o. D.)
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
(verändert nach: @NatGeoDeutschland 2023)
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
(verändert nach: Schai-Braun 2021, S. 6606, Abb. 1)
Material 4: Untersuchungen zum gemeinsamen Vorkommen
Die Region Graubünden in der Schweiz hat ihre höchste Erhebung bei über 4000 m und ihr tiefstes Tal bei ca. 250 m 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. Feldhasen und Alpenschneehasen können fruchtbare Nachkommen hervorbringen, wenn sie im gleichen Gebiet vorkommen.
Abbildung 3: Vereinfachte Darstellung des Vorkommens von Alpenschneehase und Feldhase in einem Teil von Graubünden in Metern über dem Meeresspiegel
(verändert nach: Schai-Braun 2021, S. 6609, Abb. 4a)
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Beschreiben:
interspezifische Konkurrenz durch
-
gemeinsame Nahrungspräferenzen wie z. B. Gräser, Rinde oder Kräuter
-
Vorkommen an gleichen Orten wie z. B. auf halboffenen Flächen und dadurch Konkurrenz um Schlafplätze
Erläutern:
weißes Haar des Alpenschneehasen ist von Oktober bis April luftgefüllt
-
Tarnung: Schutz vor Fressfeinden im Schnee
-
Aufrechterhaltung der Körpertemperatur: Verhinderung der Unterkühlung durch Minimierung von Wärmeverlusten durch gute Isolierfähigkeit der Haare in alpiner Zone bei Kälte
grau-braunes Haar des Feldhasen ist farbstoffgefüllt
-
Tarnung: Schutz vor Fressfeinden auf erdbraunen Flächen
Zusammenfassen:
-
Jahresmitteltemperatur stieg im angegebenen Zeitraum von 30 Jahren um etwa 1 °C im Jahr 2020 an, Zunahme der Jahresmitteltemperaturen erkennbar
-
Anzahl an Tagen mit Frost ist im selben Zeitraum im Mittel von 230 auf ca. 190 Tage im Jahr zurückgegangen
Ableiten:
Fellwechsel findet in Abhängigkeit der Tageslänge und nicht in Abhängigkeit der Temperatur statt → Abnahme der mit Schnee bedeckten Tage im Jahr → Wegfall der Tarnung → weißer Hase auf braunem oder grünem Untergrund leichter für Fressfeinde zu entdecken
Auswerten:
Vorkommen zweier Hasenarten in Bezug auf die Höhe
-
Alpenschneehase kommt in höheren Lagen vor als der Feldhase
-
nur geringe Überschneidung der beiden Arten im Bereich von ca. 1850 m
Schlussfolgerung: Nur sehr kleiner Bereich, in dem Hybridisierungen stattfinden könnten
Hypothesen aufstellen:
Hypothese 1: Alpenschneehase verschwindet aus Habitat
-
Feldhasen dringen aufgrund zu erwartender weiterer Veränderung abiotischer Faktoren, wie z. B. steigenden Temperaturen und weniger Schnee, in die Höhenlage des Alpenschneehasen vor, schneller als die Population des Alpenschneehasen ausweichen kann, und sind mit Fellfarbe besser an veränderte Umweltbedingungen angepasst → Vorkommen von Alpenschneehasen verschiebt sich in immer höher gelegene Gebiete, bis Habitat zu klein ist
Hypothese 2: Hybridisierung, Auflösung der Artgrenze des Alpenschneehasen zum Feldhasen
-
Alpenschneehase und Feldhase sind nicht vollständig reproduktiv voneinander isoliert → durch vermehrte Begegnungen wegen des Vorkommens in gleichen Höhenregionen → Hybridbildung wahrscheinlicher
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