Planktologie

1 Einleitung.- 1.1 Einige Definitionen zum Plankton und seiner Umwelt.- 1.2 Die Quantifizierung des Planktons.- 1.2.1 Abundanz.- 1.2.2 Biomasse.- 1.2.3 Surrogatparameter der Biomasse.- 1.3 Die Struktur des Buches.- 2 Übersicht über die Organismen des Planktons.- 2.1 Größenklassen.- 2.2 Phytoplankton.- 2.2.1 Die wichtigsten Taxa des Phytoplanktons.- 2.2.2 Blaualgen.- 2.2.3 Phytoflagellaten.- 2.2.4 Unbegeißelte Einzeller.- 2.2.5 Kolonien und Zönobien.- 2.2.6 Fadenalgen.- 2.3 Zooplankton.- 2.3.1 Die wichtigsten Taxa des Zooplanktons.- 2.3.2 Meroplanktische Larven.- 2.3.3 Planktische Protozoen.- 2.3.4 Mehrzelliges Mikrozooplankton.- 2.3.5 Mesozooplankton.- 2.3.6 Makro- und Megazooplankton.- 2.4 Bakterioplankton.- 2.4.1 Photolithoautotrophe Bakterien.- 2.4.2 Chemolithoautotrophe Bakterien.- 2.4.3 Chemoorganoheterotrophe Bakterien.- 2.5 Mykoplankton.- 3 Voraussetzungen der planktischen Lebensweise.- 3.1 Sinken und Schweben.- 3.1.1 Die Dichte der Plankter.- 3.1.2 Die Viskosität des Wassers.- 3.1.3 Die Sedimentation der Plankter.- 3.2 Schwimmen.- 3.3 Körpergröße und Stoffwechsel.- 3.3.1 Größenabhängigkeit im großskaligen Vergleich.- 3.3.2 Veränderungen von Größenbeziehungen als physiologische Indikatoren.- 4 Die physikalische Umwelt.- 4.1 Thermische und mechanische Eigenschaften der Wassers.- 4.2 Das Strahlungsklima der Gewässer.- 4.3 Die Schichtung der Gewässer.- 4.3.1 Thermische Schichtung.- 4.3.2 Chemische Schichtung.- 4.3.3 Schichtungstypen.- 4.4 Strömungen.- 5 Die chemische Umwelt.- 5.1 Gelöste Gase.- 5.1.1 Löslichkeit im Wasser.- 5.1.2 Biologische Umsetzungen.- 5.2 Gelöste Salze.- 5.2.1 Salinität.- 5.2.2 Biogene Elemente.- 5.3 Gelöste organische Substanzen.- 5.4 pH-Wert und Puffersysteme.- 5.5 Redox-Reaktionen.- 5.6 Die raum-zeitliche Verteilung gelöster Substanzen.- 6 Die Ernährung der Plankter.- 6.1 Allgemeine Merkmale der Beziehung Nahrung-Konsument.- 6.1.1 Produktion, Nahrung und Ressourcen.- 6.1.2 Substituierbarkeit.- 6.1.3 Funktionelle Reaktion.- 6.1.4 Numerische Reaktion.- 6.1.5 Interaktionen zwischen verschiedenen Ressourcen.- 6.1.6 Optimierung der Nahrungswahl.- 6.2 Die Ernährung des Phytoplanktons.- 6.2.1 Photosynthese.- 6.2.2 Messung der Photosynthese.- 6.2.3 Lichtabhängigkeit der Photosynthese.- 6.2.4 Vertikalprofile der Photosynthese.- 6.2.5 Energienutzung der Photosynthese.- 6.2.6 Mineralische Nährstoffe.- 6.2.7 Modellierung der Nährstofflimitation.- 6.2.8 Nährstofflimitation in situ.- 6.3 Die Ernährung des Zooplanktons.- 6.3.1 Ernährungsweise und Nahrungswahl.- 6.3.2 Funktionelle Reaktion.- 6.3.3 Assimilation und Produktion.- 6.3.4 Numerische Reaktion.- 6.4 Die Ernährung des Bakterioplanktons.- 6.4.1 Photosynthese.- 6.4.2 Chemosynthese.- 6.4.3 Heterotrophie.- 7 Populationen.- 7.1 Die Populationsgröße und ihre Variabilität.- 7.2 Die mathematische Beschreibung des Populationswachstums.- 7.2.1 Populationswachstum mit konstanter Rate.- 7.2.2 Begrenzung des Wachstums.- 7.3 Schätzung der Parameter der Populationdynamik.- 7.3.1 Nettowachstumsrate.- 7.3.2 Bruttowachstumsrate und Geburtenrate.- 7.3.3 Verlust- und Todesraten.- 7.4. Die Bilanz von Reproduktion und Verlusten.- 7.4.1 Ein Beispiel für eine Populationsbilanz von Phytoplanktern.- 7.4.2 Chemostat und Batch-Kultur als Modelle.- 7.5 Überwinterung, Ruhe- und Dauerstadien.- 7.6 Verbreitung und Kolonisierung.- 8 Interaktionen zwischen Populationenen.- 8.1 Konkurrenz.- 8.1.1 Die phänomenologische Analyse der Konkurrenz.- 8.1.2 Interferenzkonkurrenz.- 8.1.3 Allgemeine Aspekte der exploitativen Konkurrenz.- 8.1.4 Tilmans Gleichgewichtstheorie der Ressourcenkonkurrenz.- 8.1.5 Exploitative Konkurrenz unter variablen Bedingungen.- 8.2 Räuber-Beute-Beziehungen.- 8.2.1 Allgemeine Merkmale von Räuber-Beute-Beziehungen.- 8.2.2 Herbivorie (,,Grazing“).- 8.2.3 Carnivorie.- 8.2.4 Bakterivorie.- 8.2.5 Parasitismus.- 8.3 Positive Interaktionen.- 8.3.1 Facilitation.- 8.3.2 Symbiose.- 8.4 Komplexe Interaktionen.- 9 Pelagische Nahrungsketten und Nahrungsnetze.- 9.1 Grundbegriffe.- 9.2 Allgemeine Merkmale pelagischer Nahrungnetze.- 9.2.1 Größenkontinuum.- 9.2.2 Die Länge von Nahrungsketten.- 9.2.3 Circuläre Komponenten in Nahrungsnetzen.- 9.3 Energiefluß durch Nahrungsnetze.- 9.3.1 Grundzüge des Energieflusses.- 9.3.2 Verteilung von Energieflüssen in Nahrungsnetzen.- 9.4 Der Fluß von Kontrolle in Nahrungsnetzen.- 9.4.1 Die „bottom-up“ — „top-down“ Kontroverse.- 9.4.2 Syntheseversuche in der „bottom-up“ — „top-down“-Kontroverse.- 9.5 Rückkopplungen, Regulation, Chaos und Extremereignisse.- 9.5.1 Negative Rückkopplung.- 9.5.2 Positive Rückkopplung.- 9.6. Saisonalität von Nahrungsnetzen.- 9.6.1 Sukzession des Planktons.- 9.6.2 Zeitgeber der Saisonalität.- 9.6.3 Regelmäßige und unregelmäßige Komponenten der saisonalen Veränderung.- 9.6.4 Grundmuster der Saisonalität des Planktons.- 10 Die Rolle des Planktons in den Kreisläufen biogener Elemente.- 10.1 Allgemeine Merkmale biogeochemischer Kreisläufe.- 10.1.1 Verteilung der Stoffpools.- 10.1.2 Die Formierung partikulärer Substanz.- 10.1.3 Regeneration gelöster Substanzen.- 10.1.4 Partikelexport durch Sedimentation.- 10.1.5 Allochthoner Eintrag.- 10.1.6 Verschachtelung der Kreisläufe.- 10.2 Globale Trends in der Produktion des Planktons.- 10.2.1 Planktonproduktion in Seen.- 10.2.2 Planktonproduktion im Meer.- 10.3 Die geochemische Rolle des Planktons.- 10.3.1 Bildung biogener Tiefseesedimente.- 10.3.2 Biologische Kontrolle der Meereschemie.- 10.3.3 Biologische Kontrolle der Atmosphäre.- 10.4. Ausblick.