Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 2 · Abitur Hessen Biologie LK 2021

Thema: Umweltfaktoren und ökologische Nische · Aus der Prüfung LK (2021)

Aufgabenstellung

Material 1: Der Europäische Meersenf

Der Europäische Meersenf ( Cakile maritima) ist ein häufiger Vertreter der Pflanzengesellschaften des so genannten Spülsaums an sandigen Meeresküsten Europas, Nordafrikas sowie der Türkei. Durch die winterlichen Sturmfluten wird im Bereich des Spülsaums viel organisches Material pflanzlicher und tierischer Herkunft abgelagert. Der Spülsaum wird häufig durch Meerwasser (Salzgehalt Nordsee und Atlantik: 3,5%; Salzgehalt Mittelmeer: 3,8%; Salzgehalt Ostsee 0,3–1,8%) überflutet, ebenso gelangt regelmäßig salzhaltiges Spritzwasser in diesen Bereich.

Sand ist ein sehr bewegliches Substrat und kann Wasser aufgrund der hohen Durchlässigkeit schlecht speichern, heizt sich aber bei Sonneneinstrahlung enorm auf. Der an der Küste oft starke Wind erhöht nicht nur die Transpiration und Gefahr der Austrocknung, sondern stellt auch eine mechanische Belastung dar. Meersenfpflanzen wachsen ca. 30 cm hoch und bilden häufig Polster. Werden die Pflanzen von Sand überdeckt, wachsen sie schneller. Durch ihre tiefen Pfahlwurzeln befestigen sie die Sanddünen.

Cakile maritima ist eine einjährige Pflanze, jedes Jahr wachsen aus den Samen der letzten Generation neue Pflanzen heran. Die Pflanzen werden durch nektarsaugende Schmetterlinge oder pollenfressende Schwebfliegen bestäubt. Der Meersenf ist eine Futterpflanze für Raupen verschiedener Schmetterlingsarten.

Material 2: Keimungsexperimente mit Samenkörnern des Meersenfs

Tunesische Forscher untersuchten die Bedingungen, unter denen Samenkörner des Meersenfs keimen.

Für das Experiment legten sie Samenkörner in verschlossene Petrischalen, die mit feuchtem Filterpapier mit jeweils unterschiedlichem Salzgehalt ausgelegt waren, und ließen die Samenkörner 9 Tage lang bei 20°C und Dunkelheit keimen. Während dieser 9 Tage wurde für einen jeweils gleichbleibenden Salzgehalt in den Petrischalen gesorgt (Abbildung 2.1).

Samenkörner, die nach den 9 Tagen in Salzlösung nicht gekeimt waren, wurden für weitere 9 Tage in destilliertes Wasser gelegt. Am 9. Tag wurde ausgezählt, wie viele der Samenkörner gekeimt waren (Abbildung 2.2).

2 Stellen Sie die Besonderheiten der abiotischen Faktoren des Biotops Spülsaum für die dort vorkommenden Pflanzen dar. Analysieren Sie die Ergebnisse der Experimente aus Material 2 im Zusammenhang mit Material 1, auch in Bezug zu den Bedingungen an möglichen natürlichen Standorten des Meersenfs. (Material 1 und 2) [13 BE]

a)

b)

c)

Aufgabenstellung: Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 2 · Abitur Hessen Biologie LK 2021

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Darstellung der Besonderheiten der abiotischen Faktoren des Biotops Spülsaum für die dort vorkommenden Pflanzen

Lösung: - Der Boden im Bereich des Spülsaums ist nährstoffreich aufgrund des Eintrags von organischem Material durch die Winterstürme. - Die Bodentemperaturen können kurzfristig stark schwanken, einerseits durch Überflutung mit Meerwasser, andererseits durch Aufheizen des Sandes durch Sonneneinstrahlung. - Starker Wind erhöht die Transpiration. - Der Wassergehalt des Bodens wechselt stark wegen der geringen Fähigkeit des Sandes, Wasser zu speichern. - Der Salzgehalt des Bodens schwankt aufgrund des salzhaltigen Bodenwassers und je nach Häufigkeit und Menge der Überflutung des Spülsaums sowie unterschiedlicher Niederschlagsmengen. - Wind und Sandverfrachtungen stellen zudem eine mechanische Belastung für in diesem Bereich vorkommenden Pflanzen dar.

Analyse der Keimungsexperimente im Zusammenhang mit Material 1, auch in Bezug zu den Bedingungen an möglichen natürlichen Standorten des Meersenfs (Abb. 2.1)

Lösung: Die Samen des Meersenfs keimen am besten ohne Salz. Zunehmender Salzgehalt bewirkt eine Verzögerung der Keimung und eine Verringerung des Anteils gekeimter Samen nach 9 Tagen. Ein Salzgehalt ab ca. 1,8% bewirkt eine fast vollständige Keimungshemmung. Das bedeutet, dass lediglich an der Ostsee eine Keimung möglich ist, da hier der Salzgehalt des Meerwassers entsprechend gering ist. An Stränden des Mittelmeers, der Nordsee oder des Atlantiks können die Samenkörner nur keimen, wenn das Meerwasser im Untergrund ausreichend verdünnt wird, z.B. durch Regen.

Analyse der Keimfähigkeit in destilliertem Wasser von zuvor in NaCl-Lösung nicht gekeimten Samenkörnern (Abb. 2.2)

Lösung: Salzhaltiges Wasser bewirkt aber nur eine Hemmung der Keimung, die Samenkörner sterben nicht ab. Die Ergebnisse zeigen, dass die Samenkörner auch noch keimen können, wenn der Salzgehalt zu einem späteren Zeitpunkt verringert wird, z.B. durch destilliertes Wasser im Versuch bzw. Regen in der Natur.

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