Gib je eine Definition für zwei interspezifische Beziehungen an.

Erkläre die interspezifischen Beziehungen zwischen allen in M 1 genannten Organismen.

Gib die wesentlichen Tendenzen der in M 2 gezeigten Untersuchungsergebnisse an.

Erläutere auf dieser Grundlage das gemeinsame Vorkommen der beiden Blattlausarten auf Walnussbäumen (M 1 und M 2).

Fasse die in Abbildung 2 dargestellten Ergebnisse zusammen (M 3).

Erläutere auf Basis aller Materialien, welche Faktoren für die Habitatwahl der Blattlausarten auf Walnussbaumblättern verantwortlich sein können (M 1 bis M 3).

Interspezifische Beziehungen

• Räuber-Beute-Beziehung: Dynamische Wechselbeziehung zwischen zwei Arten, bei der die eine Art (Räuber) sich von Individuen der anderen Art (Beute) ernährt und diese dabei in der Regel tötet.

• Parasitismus: Wechselbeziehung zwischen Organismen verschiedener Arten, bei der ein Partner (Parasit) auf Kosten des anderen (Wirt) lebt, diesen schädigt, jedoch meist nicht unmittelbar tötet.

Erklärung der Beziehungen auf dem Walnussbaum

• Konkurrenz zwischen Panaphis juglandis und Chromaphis juglandicola: Interspezifische Konkurrenz um die Ressource Pflanzensaft der Walnussbaumblätter. Durch die Ausweichreaktion auf unterschiedliche Mikrohabitate und Blattadern (große versus kleine Adern) kommt es zu einer ökologischen Nischendifferenzierung, wodurch eine Koexistenz ermöglicht wird.

• Räuber-Beute-Beziehung zwischen Marienkäfern und den beiden Blattlausarten: Marienkäfer agieren als Räuber und fressen Individuen beider Blattlausarten (Beute).

• Parasitismus / Parasitoidismus zwischen Schlupfwespen und den beiden Blattlausarten: Schlupfwespen wirken als Parasitoide auf die Blattläuse. Die Weibchen legen ihre Eier in den Blattläusen ab; die heranwachsenden Larven ernähren sich vom Wirt und töten diesen im Laufe ihrer Entwicklung.

• Parasitismus zwischen den beiden Blattlausarten und dem Walnussbaum: Beide Blattlausarten agieren als Ektoparasiten des Walnussbaums, indem sie mit ihren Stechrüsseln Leitbündel anstechen und dem Baum Nährstoffe in Form von Pflanzensaft entziehen.

Wesentliche Tendenzen der Ergebnisse aus M 2

• P. juglandis bevorzugt unabhängig vom ursprünglichen Ort der Platzierung nach 48 Stunden weitgehend die Blattoberseite (ca. 95 % aller Individuen).

• C. juglandicola wandert unabhängig vom Ort der Platzierung auf die Blattunterseite ab und befindet sich nach 24 bis 48 Stunden zu 100 % dort.

• C. juglandicola erreicht mit durchschnittlich ca. 370 Individuen pro Blatt eine deutlich höhere Siedlungsdichte als P. juglandis mit durchschnittlich ca. 115 Individuen.

• Die Individuenzahlen beider Arten verändern sich durch das gemeinsame Vorkommen auf demselben Blatt nicht im Vergleich zum alleinigen Vorkommen.

Erklärung des gemeinsamen Vorkommens auf Walnussbäumen

• Die beiden Arten nutzen zwar dieselbe primäre Nahrungsressource (Pflanzensaft) und weisen eine synchrone Entwicklung auf, vermeiden aber direkte Konkurrenz durch ökologische Sonderung.

• Räumliche Einnischung: P. juglandis besiedelt gezielt die Blattoberseite, während C. juglandicola ausschließlich die Blattunterseite als Mikrohabitat nutzt.

• Morphologische Anpassung an den Nahrungserwerb: P. juglandis sticht mit ihrem langen Stechrüssel die Leitbündel der großen Blattadern an, wogegen C. juglandicola mit ihrem sehr kurzen Stechrüssel auf die kleinen Blattadern angewiesen ist.

• Aufhebung der interspezifischen Konkurrenz: Durch die differentielle Nutzung von Habitat und Nahrungsquelle besetzen beide Arten unterschiedliche ökologische Nischen.

• Die Unverändertheit der Populationsdichten bei gemeinsamem Vorkommen belegt, dass gemäß dem Konkurrenzausschlussprinzip eine dauerhafte Koexistenz auf demselben Blatt ohne gegenseitige Beeinträchtigung möglich ist.

Ergebnisse für Panaphis juglandis (Abbildung 2 A)

• Bei natürlicher Ausrichtung der Blätter (Oberseite dem Licht zugewandt) erzeugt P. juglandis auf der Blattoberseite mit durchschnittlich etwa 23 Nachkommen die höchste Anzahl an Nachkommen.

• Auf der Blattunterseite sinkt die Anzahl der Nachkommen bei natürlicher Blattausrichtung deutlich auf etwa 13 Individuen.

• Bei künstlich gedrehter Blattausrichtung (Unterseite dem Licht zugewandt) liegt die Reproduktionsrate unabhängig davon, ob das Weibchen auf der Blattoberseite oder der Blattunterseite platziert wurde, konstant bei ca. 13 bis 14 Nachkommen.

Ergebnisse für Chromaphis juglandicola (Abbildung 2 B)

• Bei natürlicher Ausrichtung der Blätter bildet C. juglandicola auf der dem Licht zugewandten Blattoberseite keine einzigen Nachkommen aus (0 Nachkommen).

• Auf der schattigen Blattunterseite erreicht C. juglandicola bei natürlicher Blattausrichtung das Maximum ihrer Nachkommenzahl mit ca. 12 Individuen.

• Bei umgekehrter Blattausrichtung (Unterseite dem Licht zugewandt) erzeugt C. juglandicola auf der nun im Schatten liegenden Blattoberseite etwa 5 Nachkommen.

• Auf der belichteten Blattunterseite bei umgekehrter Blattausrichtung werden durchschnittlich etwa 10 Nachkommen gezählt.

Vergleichende Tendenz beider Arten

• P. juglandis ist unter allen vier Versuchsbedingungen reproduktionsfähig und erzielt ihren höchsten Fortpflanzungserfolg auf der belichteten Blattoberseite.

• C. juglandicola reagiert auf die Kombination aus Blattoberseite und direkter Belichtung mit einem vollständigen Ausbleiben von Nachkommen und erzielt den höchsten Fortpflanzungserfolg auf der schattigen Blattunterseite bei natürlicher Blattausrichtung.

Faktoren für die Habitatwahl von Panaphis juglandis

• Morphologische Merkmale der Pflanze: Die Große Walnussblattlaus besitzt einen sehr langen Stechrüssel, der an die Rinden- und Gewebedicke der großen Blattadern angepasst ist.

• Anatomie des Walnussblattes: Die großen Leitbündel verlaufen an der Blattoberseite und sind dort von einem mehrschichtigen Festigungsgewebe umgeben. Der lange Stechrüssel ermöglicht das Durchdringen dieses Gewebes.

• Umweltfaktor Licht: P. juglandis zeigt eine hohe Toleranz gegenüber starker Einstrahlung. Unter direkter Lichteinstrahlung auf der Blattoberseite erzielt die Art ihre höchste Reproduktionsrate.

• Fehlen negativer Verhaltensänderungen: Bei Bestrahlung im Labor zeigt die Art kein Fluchtverhalten, was die Präferenz für die exponierte Blattoberseite unterstützt.

Faktoren für die Habitatwahl von Chromaphis juglandicola

• Morphologische Begrenzung: Die Kleine Walnussblattlaus verfügt über einen sehr kurzen Stechrüssel. Sie kann das dicke Festigungsgewebe an der Blattoberseite nicht durchdringen.

• Zugänglichkeit der Nahrung: Die kleineren Blattadern an der Blattunterseite sind nur geringfügig von Schutzgewebe bedeckt, was die Nahrungsaufnahme mit dem kurzen Rüssel ermöglicht.

• Umweltfaktor Licht und Temperatur: C. juglandicola reagiert empfindlich auf hohe Lichtintensitäten. Bei Bestrahlung zeigt sie im Labor ein Abwanderungsverhalten hin zur schattigen Seite.

• Reproduktionserfolg: Direkt belichtete Blattoberseiten führen zu einem vollständigen Ausbleiben von Nachkommen. Die schattige Blattunterseite bietet optimale Bedingungen für den Fortpflanzungserfolg.

Ökologische Wechselwirkungen und Ausweichverhalten

• Vermeidung interspezifischer Konkurrenz: Durch die gegenseitige morphologische und physiologische Spezialisierung nutzen beide Arten unterschiedliche Mikrohabitate. Dies führt zu einer ökologischen Nischendifferenzierung und verhindert Konkurrenzausschluss.

• Feinddruck: Fressfeinde wie Marienkäfer und Schlupfwespen befressen oder befallen beide Arten. Das Ausweichen auf unterschiedliche Blattseiten und Adergrößen verteilt den Feinddruck.