Biodiversität und warum Indien ein Hotspot ist
Biodiversität bedeutet die Vielfalt der Lebewesen an einem Ort: Pflanzen, Tiere, Pilze und winzige Mikroben. Etwa 1.7 bis 2 Millionen Arten hat man bisher benannt. Viele weitere sind noch unbekannt.
Eine Art ist eine Gruppe von Lebewesen, die sich ähnlich sehen und miteinander Nachkommen haben können, die selbst wieder Nachkommen haben können.
Indien ist ein megadiverses Land. Es hat nur etwa 2.4% der Landfläche der Erde, aber etwa 7–8% der bekannten Arten. Warum? Es hat jede Art von Lebensraum: heiße Wüsten, verschneite Berge, Regenwälder, Grasland, Mangroven, Korallenriffe und lange Küsten.
Ein Hotspot der Biodiversität ist eine Region, die (1) sehr viele Arten hat, die sonst nirgendwo vorkommen, und (2) schon den größten Teil ihrer natürlichen Pflanzendecke verloren hat und deshalb bedroht ist. Vier Hotspots berühren Indien: der Himalaya, die Westghats und Sri Lanka, Indo-Burma (der Nordosten) und Sundaland (die Nikobaren). Beispiele, die es fast nur hier gibt: der Bartaffe (Lion-tailed macaque) der Westghats sowie viele Frösche und Orchideen des Nordostens.
Warum teilen wir Lebewesen ein?
Klassifikation heißt, Lebewesen nach gemeinsamen Merkmalen in Gruppen zu ordnen. Das hilft uns dabei:
- Millionen Lebewesen zu verstehen, indem wir nur einige Gruppen lernen;
- viel über ein Lebewesen zu wissen, nur weil wir seine Gruppe kennen (alle Säugetiere säugen ihre Jungen mit Milch);
- zu sehen, wie Gruppen verwandt sind und wie sie sich aus gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben könnten.
Grundlage der Einteilung
Wir benutzen Merkmale des Körpers. Die einfachsten Fragen kommen zuerst, weil sie viele weitere Merkmale festlegen:
- Zelltyp: Gibt es einen echten Zellkern mit Membran? Nein = Prokaryot. Ja = Eukaryot.
- Körper: eine Zelle (einzellig) oder viele Zellen (vielzellig)?
- Zellwand: vorhanden oder nicht? Woraus besteht sie?
- Ernährung: stellt es Nahrung selbst her (autotroph) oder frisst es andere (heterotroph)?
- Körperbau: Wie gut ist der Körper bei Pflanzen und Tieren gegliedert?
Merkmale, die früh in der Geschichte des Lebens auftauchten, heißen ursprünglich (primitiv). Merkmale, die später kamen, heißen fortgeschritten.
Die fünf Reiche
Robert Whittaker (1959) ordnete alle Lebewesen aus Zellen in fünf Reiche:
- Monera: Prokaryoten, kein echter Zellkern, eine Zelle. Manche stellen Nahrung her, manche fressen. Beispiele: Bakterien, Blaualgen (Cyanobakterien).
- Protista: Eukaryoten, eine Zelle. Viele bewegen sich mit haarfeinen Wimpern (Cilien) oder peitschenartigen Geißeln (Flagellen). Beispiele: Amöbe, Pantoffeltierchen (Paramecium), Euglena, Kieselalgen.
- Pilze (Fungi): Eukaryoten, die keine Nahrung herstellen können. Sie nehmen Nahrung aus toter, verfaulender Materie auf (Saprophyten). Zellwand aus Chitin. Beispiele: Hefe, Champignon, Brotschimmel (Rhizopus). Manche leben mit Algen zusammen als Flechten.
- Pflanzen (Plantae): viele Zellen mit einer Wand aus Zellulose; sie stellen ihre Nahrung durch Fotosynthese selbst her. Beispiele: Algen wie Spirogyra, Moose, Farne, Kiefer, Mango.
- Tiere (Animalia): viele Zellen, keine Zellwand, sie fressen andere Lebewesen. Die meisten können sich bewegen. Beispiele: Schwamm, Regenwurm, Frosch, Tiger.
Das Pflanzenreich in Kürze
Pflanzen teilen wir mit drei Fragen: Ist der Körper in Wurzel, Spross und Blatt gegliedert? Gibt es Leitungsbahnen (Gefäßgewebe), die Wasser transportieren? Bildet die Pflanze Samen, und sind die Samen von einer Frucht umschlossen?
- Thallophyta (Algen): Körper nicht gegliedert; Spirogyra, Ulva.
- Bryophyta (Moose): gegliederter Körper, aber keine Wasserleitung; die "Amphibien der Pflanzenwelt".
- Pteridophyta (Farne): Wurzel, Spross, Blatt und Wasserleitung, aber keine Samen.
- Gymnospermen (Nacktsamer): nackte Samen, z. B. Kiefer, Deodar-Zeder.
- Angiospermen (Bedecktsamer): Samen in Früchten; Blütenpflanzen. Einkeimblättrige (ein Keimblatt, z. B. Mais) und Zweikeimblättrige (zwei Keimblätter, z. B. Erbse).
Die großen Tiergruppen
Die erste große Frage lautet: Gibt es eine Wirbelsäule?
Wirbellose (keine Wirbelsäule)
- Porifera (Schwämme): Körper voller Löcher; an einem Ort festgewachsen.
- Cnidaria (Hydra, Qualle, Seeanemone): ein hohler Körper mit Nesseltentakeln.
- Platyhelminthes (Plattwürmer, z. B. Bandwurm, Planarie) und Nematoda (Fadenwürmer, z. B. Spulwurm Ascaris).
- Annelida (Regenwurm, Egel): Körper aus ringförmigen Segmenten.
- Arthropoda (Insekten, Spinnen, Krebse, Garnelen): gegliederte Beine und eine harte Außenhülle. Die größte Gruppe aller Tiere.
- Mollusca (Schnecke, Krake): weicher Körper, oft in einer Schale.
- Echinodermata (Seestern, Seeigel): stachelige Haut; leben nur im Meer.
Wirbeltiere (mit Wirbelsäule)
Sie gehören zum Stamm Chordata (Chordatiere). Fünf Klassen:
- Pisces (Fische): Kiemen, Flossen, Schuppen; wechselwarm.
- Amphibia (Frosch, Kröte): feuchte Haut, leben im Wasser und an Land; wechselwarm.
- Reptilia (Eidechse, Schlange, Schildkröte): trockene Schuppenhaut, legen Eier mit Schale; wechselwarm.
- Aves (Vögel): Federn, Schnabel, legen Eier; gleichwarm.
- Mammalia (Kuh, Fledermaus, Wal, Mensch): Haare, säugen ihre Jungen mit Milch; gleichwarm.
Wechselwarm heißt: Die Körpertemperatur ändert sich mit der Umgebung. Gleichwarm heißt: Sie bleibt ungefähr gleich.
Rangstufen und binäre Nomenklatur
Gruppen stecken in größeren Gruppen. Diese Reihenfolge heißt Hierarchie der Klassifikation: Reich → Stamm (bei Pflanzen: Abteilung) → Klasse → Ordnung → Familie → Gattung → Art. Je weiter wir nach unten gehen, desto weniger Lebewesen gehören zur Gruppe, und desto mehr Merkmale teilen sie.
Volksnamen ändern sich von Ort zu Ort: Dieselbe Pflanze heißt aam, mamidi und Mango. Deshalb benutzen Wissenschaftler überall einen Namen. Carl von Linné erfand die binäre Nomenklatur (Zwei-Namen-System):
- Das erste Wort = Gattung, beginnt mit einem Großbuchstaben.
- Das zweite Wort = Art, beginnt mit einem Kleinbuchstaben.
- Gedruckt in Kursivschrift; handgeschriebene Namen werden einzeln unterstrichen.
Beispiele: Tiger Panthera tigris, Löwe Panthera leo (gleiche Gattung, also nahe Verwandte), Mensch Homo sapiens, Mango Mangifera indica, Pfau Pavo cristatus.
Viren: keine Zelle
Ein Virus ist viel kleiner als ein Bakterium. Es hat keine Zelle: keine Zellmembran, kein Zytoplasma, keine Ribosomen. Es besteht nur aus Erbmaterial (DNA oder RNA), das in einer Eiweißhülle steckt. Weil es azellulär ist (nicht aus Zellen aufgebaut), passt es in keines der fünf Reiche.
Außerhalb einer lebenden Zelle tut ein Virus nichts; es kann sogar Kristalle bilden, wie Salz. In einer Wirtszelle übernimmt es die Maschinerie der Zelle und stellt Hunderte Kopien von sich her. Deshalb stehen Viren an der Grenze zwischen lebendig und nicht lebendig.
Krankheiten durch Viren: Erkältung, Grippe, Masern, Windpocken, Kinderlähmung (Polio), Dengue, COVID-19, HIV/AIDS. Antibiotika wirken nicht gegen Viren; Impfungen helfen, viele Viruskrankheiten zu verhindern.
Probier es aus: Sortiere deine Küche
Sammle 8 Dinge aus Küche oder Garten: ein Blatt, einen Pilz (oder Trockenhefe), Joghurt (er enthält Bakterien), ein Stück Moos von einer Mauer, eine Ameise, ein Reiskorn, eine Feder, eine Fischschuppe. Stelle dieselben Fragen wie im 3D: Zellen mit Zellkern? Stellt es Nahrung selbst her? Wirbelsäule? Lege jedes Ding auf das richtige Papier-"Regal". Öffne dann Schritt 6 im 3D und prüfe deine Antworten.
Wichtige Formeln und Definitionen
- Fünf Reiche: Monera → Protista → Pilze → Pflanzen → Tiere
- Hierarchie: Reich → Stamm → Klasse → Ordnung → Familie → Gattung → Art
- Wissenschaftlicher Name = Gattung (groß) + Art (klein), kursiv
- Prokaryot = kein Zellkern mit Membran; Eukaryot = echter Zellkern
- Virus = DNA oder RNA + Eiweißhülle, keine Zelle
Gelöste Beispiele
1. Ein Lebewesen hat eine Zelle mit echtem Zellkern und bewegt sich mit einer peitschenartigen Geißel. Zu welchem Reich gehört es?
Schritt 1: echter Zellkern → Eukaryot, also nicht Monera. Schritt 2: eine Zelle → Protista (Pilze, Pflanzen und Tiere sind meist vielzellig). Antwort: Protista (z. B. Euglena).
2. Warum stellt man Pilze nicht zu den Pflanzen, obwohl beide eine Zellwand haben?
Pflanzen stellen ihre Nahrung durch Fotosynthese selbst her und haben eine Zellwand aus Zellulose. Pilze können keine Nahrung herstellen; sie nehmen sie aus toter Materie auf, und ihre Wand besteht aus Chitin. Andere Ernährung und andere Wand → eigenes Reich, Fungi.
3. Schreibe den wissenschaftlichen Namen des Löwen richtig und erkläre, was jeder Teil bedeutet.
Panthera leo (kursiv). 'Panthera' ist die Gattung (großes P); 'leo' ist die Art (kleines l). Der Tiger, Panthera tigris, hat dieselbe Gattung, also sind beide nahe Verwandte.
4. Eine Fledermaus fliegt und eine Taube fliegt. Gehören sie zur selben Klasse?
Nein. Stelle die wichtigen Fragen: Die Fledermaus hat Haare und säugt ihre Jungen mit Milch → Mammalia. Die Taube hat Federn und legt Eier → Aves. Fliegen ist kein Maßstab; die Körpermerkmale zählen.
5. Ordne von der größten zur kleinsten Gruppe: Gattung, Reich, Familie, Art, Klasse.
Reich → Klasse → Familie → Gattung → Art. Größere Gruppen enthalten mehr Lebewesen, die weniger Merkmale teilen.
Häufige Fehler
- Blaualgen 'Pflanzen' nennen. Sie haben keinen echten Zellkern, also gehören sie zu Monera (Cyanobakterien).
- Den Artnamen groß schreiben, etwa 'Homo Sapiens'. Richtig: Homo sapiens, Gattung groß, Art klein, kursiv.
- Wale zu den Fischen und Fledermäuse zu den Vögeln stellen. Man ordnet nach Körpermerkmalen: Beide haben Haare und geben Milch, also sind beide Säugetiere.
- Glauben, Antibiotika heilen Viruserkrankungen. Antibiotika wirken nur auf Bakterien; ein Virus hat keine Zellteile, die sie angreifen könnten.