Abiotische Faktoren

Abiotische Faktoren – Einfluss der unbelebten Umwelt

Lebewesen sind in ihrer Umwelt den verschiedensten Einflüssen ausgesetzt. Gehen diese Einflüsse nicht von anderen Lebewesen, sondern von der unbelebten Natur aus, sprechen wir von abiotischen Faktoren. In diesem Text erfährst du, welche abiotischen Faktoren es gibt und welchen Einfluss sie auf Lebewesen haben.

Abiotische Faktoren – Definition und Kontext

Die wichtigsten abiotischen Faktoren sind Licht, Temperatur, Wasser, Bodenbeschaffenheit und pH-Wert. Auch Luftfeuchtigkeit, Wind oder der Salzgehalt können beispielsweise wichtige Umweltfaktoren sein. Diese physikalischen und chemischen Faktoren können besonderen Einfluss auf ein Lebewesen nehmen.

Lebewesen passen sich im Laufe der Evolution an ihre Umwelt an, um ihr Überleben und ihre Fortpflanzung zu sichern. Dabei besetzt jede Art ihre eigene ökologische Nische – das ist die Gesamtheit aller biotischen und abiotischen Umweltfaktoren , die auf sie einwirken. Da Umweltbedingungen schwanken, besitzen Organismen einen Toleranzbereich. Die Toleranzbreite eines Organismus gegenüber einem bestimmten Umweltfaktor nennt man ökologische Potenz. Sie beschreibt den Bereich zwischen Minimum und Maximum, innerhalb dessen das Überleben für diesen Organismus möglich ist. Am erfolgreichsten ist eine Art im Bereich ihres Optimums.

Betrachten wir nun noch einmal einige wichtige abiotische Faktoren im Detail.

Licht als abiotischer Faktor

Mithilfe der Lichtenergie betreiben Pflanzen Fotosynthese: Aus Kohlenstoffdioxid und Wasser entsteht Traubenzucker als Energieträger. Je nach Anpassung unterscheidet man Schattenpflanzen und Sonnenpflanzen. Das Optimum der Schattenpflanzen liegt bei deutlich geringerer Lichtintensität als das der Sonnenpflanzen.

Auch Tiere reagieren auf Lichtverhältnisse. Ob ein Tier tag-, dämmerungs- oder nachtaktiv ist, wird durch seine innere biologische Uhr gesteuert. Diese wird über Hormone und Nervenreize an den Tag-Nacht-Rhythmus (circadianer Rhythmus) angepasst. Ein Beispiel: Die Amsel ist tagaktiv und beginnt ihre Nahrungssuche schon in der Morgendämmerung. Auch die Tageslänge hat einen Einfluss auf die Lebewesen z. B. auf die Entwicklung und Fortpflanzung.

Temperatur als abiotischer Faktor

Die Temperatur hat einen entscheidenden Einfluss auf Lebensprozesse. Sie wirkt auf chemische Reaktionen in Zellen und beeinflusst den Stoffwechsel. Mit steigender Temperatur laufen Reaktionen schneller ab – bis ein Temperaturoptimum erreicht ist. Wird es zu heiß, denaturieren Enzyme und Proteine. Unterhalb von 0 °C gefriert das Zellwasser, Eiskristalle zerstören Zellwände, wenn es keine besonderen Anpassungen gibt. Organismen entwickeln verschiedene Strategien, um Temperaturgrenzen standzuhalten. Beispiele:

• Pflanzen wie Nadelbäume besitzen Zellinhaltsstoffe, die wie ein Frostschutzmittel wirken.
• Wechselwarme Tiere (z. B. Eidechsen) passen ihre Körpertemperatur der Umgebung an und wärmen sich aktiv durch Sonnenbaden auf.
• Gleichwarme Tiere (z. B. Säugetiere, Vögel) halten ihre Körpertemperatur konstant. Das erfordert Energie – diese wird beispielsweise beim Schwitzen oder Zittern bei Temperaturabweichungen verbraucht.

Zudem beschreiben ökologische Regeln Anpassungen an Temperaturzonen:

Die Bergmannsche Regel beschreibt den Zusammenhang zwischen Körpergröße und Temperatur: Individuen einer Tierart (oder nahe verwandter Arten), die in kälteren Regionen leben, sind häufig größer als jene in wärmeren Regionen.

Die Allensche Regel sagt aus, dass Tiere kalter Gebiete kürzere Körperanhänge (z. B. Ohren oder Schwänze) haben, um Wärmeverluste zu reduzieren.

Wasser als abiotischer Faktor

Wasser ist grundlegend für alles Leben. Es dient als Lösungs- und Transportmittel, ist an chemischen Reaktionen beteiligt und bestimmt das Vorkommen von Arten in einem Lebensraum.

Pflanzen

Pflanzen haben besondere Anpassungen vorzuweisen und steuern ihren Wasserhaushalt aktiv:

• Vakuolen speichern Wasser,
• Über Spaltöffnungen (Stomata) regulieren sie die Verdunstung (Transpiration),
• Durch Laubabwurf im Winter verringern sie den Wasserverlust und
• Sukkulenten (z. B. Kakteen) speichern Wasser in speziellen Geweben.

Tiere

Tiere regulieren ihren Wasserhaushalt und passen sich an ihre Umweltbedingungen an. Hier einige Beispiele:

• Wüstenbewohner (z. B. Kamele) vermeiden Wasserverlust durch konzentrierten Urin und speziellen Stoffwechsel. Funfact: Sie speichern kein Wasser in den Höckern, sondern Fett, das Energie liefert.
• Fische im Süß- und Salzwasser regulieren aktiv den Salzgehalt ihres Körpers, um den osmotischen Druck auszugleichen und das Austrocknen zu verhindern.
• Andere Tiere in trockenen Lebensräumen besitzen oft Haut- oder Verhaltensanpassungen, die Wasserverlust minimieren (z. B. Nachtaktivität oder Aufhalten im Schatten).
• Kleinlebewesen wie Insekten besitzen oft Wachsüberzüge oder andere Mechanismen, um Verdunstung zu reduzieren.

Boden und pH-Wert als abiotische Faktoren

Der Boden stellt für Pflanzen den Lebensraum und die Nährstoffquelle dar. Seine Struktur, sein pH-Wert, Nährstoffgehalt und seine Feuchtigkeit bestimmen, welche Arten dort leben und wachsen können. Der pH-Wert zeigt an, wie sauer oder basisch ein Boden ist:

• Bei zu sauren Böden wie z. B. Moorböden (niedriger pH-Wert) werden wichtige Nährstoffe wie Kalzium, Magnesium und Kalium stärker ausgewaschen, weil sie löslich werden. Gleichzeitig können manche giftige Ionen (z. B. Aluminium) freigesetzt werden, die Pflanzen schädigen.
• Bei zu basischen Böden wie beispielsweise Kalkböden sind manche Nährstoffe chemisch gebunden und für Pflanzen schwer verfügbar.

Einige Pflanzen, wie Torfmoose, sind an saure Böden angepasst, andere, wie Kalkpflanzen, an basische Standorte. Der Boden beeinflusst nicht nur Pflanzen, sondern indirekt auch Tiere, indem er Nahrung, Lebensraum und Wasserverfügbarkeit bereitstellt. Veränderungen des pH-Wertes – etwa durch Umweltverschmutzung oder Düngung – können ganze Ökosysteme beeinflussen.

Ausblick – Das lernst du nach Abiotische Faktoren

Aufbauend auf diesen Grundlagen kannst du dein Wissen vertiefen, indem du dich mit biotischen Faktoren und weiteren Themen innerhalb der Ökologie auseinandersetzt.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Abiotische Faktoren