Grundlagen der Populationsökologie
Die Populationsökologie befasst sich mit der Entwicklung der Individuenanzahl einer Art in einem abgegrenzten Lebensraum. Dabei werden die Wechselwirkungen mit biotischen und abiotischen Umweltfaktoren berücksichtigt.
Ein anschauliches Beispiel für Populationswachstum ist die Vermehrung von Bakterien durch Zweiteilung. Hierbei verdoppelt sich die Anzahl der Bakterien in regelmäßigen Zeitabständen, was zu einem exponentiellen Wachstum führt.
Das Wachstum von Populationen lässt sich durch verschiedene Kurvenverläufe beschreiben:
Definition: Eine Population ist eine Gruppe von Individuen einer Art, die zur gleichen Zeit am gleichen Ort leben und sich untereinander fortpflanzen können.
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Exponentielles Wachstum: Die Population wächst unbegrenzt mit einer konstanten Rate.
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Logistisches Wachstum: Das Wachstum wird durch die begrenzte Umweltkapazität eingeschränkt und nähert sich einem Grenzwert an.
Highlight: Das logistische Wachstum besteht aus drei Phasen: Anlaufphase, Exponentialphase und stationäre Phase.
Die Regulation der Populationsdichte erfolgt durch verschiedene Faktoren:
Definition: Dichteabhängige Faktoren sind Einflüsse, deren Wirkung von der Populationsdichte abhängt, wie z.B. die Zunahme von Fressfeinden oder infektiösen Krankheiten bei hoher Populationsdichte.
Definition: Dichteunabhängige Faktoren wirken unabhängig von der Populationsdichte auf die Population ein, wie beispielsweise klimatische Bedingungen oder die Wasserverfügbarkeit.
Ein klassisches Beispiel für Räuber-Beute-Beziehungen ist die Populationsdynamik von Schneeschuhhase und Kanadaluchs. Die Populationsschwankungen dieser Arten zeigen charakteristische, phasenverschobene Muster.
Example: Die Populationen von Schneeschuhhase und Kanadaluchs schwanken in einem Zyklus von etwa 10 Jahren, wobei die Luchspopulation der Hasenpopulation mit einer Verzögerung folgt.
Der Biomathematiker Volterra entwickelte ein mathematisches Modell zur Erklärung solcher Räuber-Beute-Beziehungen, das als Lotka-Volterra-Regeln bekannt wurde. Diese Regeln beschreiben die grundlegenden Prinzipien der Interaktion zwischen Räuber- und Beutepopulationen.