Individuen und Populationen: Grundkonzepte und Dynamik

Individuen und Populationstypen

  • Definition Population: Nach Wilhelm Johannsen (1903) eine Gruppe von Individuen der gleichen Art, die eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und zeitgleich in einem einheitlichen Areal leben.
  • Unitare Organismen: Besitzen eine vorhersagbare Körperform (z. B. Mensch, Spinne mit acht Beinen, Kohlmeise).
  • Modulare Organismen: Wachsen durch ständige Bildung von Modulen; Körperform ist unvorhersehbar und oft verzweigt (z. B. Äste eines Baumes, Korallen).

Räumliche Verteilung und Populationsgröße

  • Abundanz: Gesamtzahl der Individuen.
  • Individuendichte: Anzahl der Individuen pro Fläche oder Volumen.
  • Verteilungsmuster:
    • Zufällig: Unvorhersehbare Verteilung.
    • Regelmäßig: Häufig durch innerartliche Konkurrenz (z. B. Seevogelbrutplatz).
    • Aggregiert: Gruppenweise Verteilung, oft ressourcenbedingt (z. B. Regenwürmer).
  • Fang-Wiederfang-Methode: Zur Bestimmung der Populationsgröße NN:   N=nMmN = \frac{nM}{m}   (MM = markierte Individuen, nn = Stichprobe des Wiederfangs, mm = markierte Individuen im Wiederfang).

Lebenszyklen und Fortpflanzungsstrategien

  • Phasen: Geburt, Jugendphase, Fortpflanzungsphase, Postreproduktive Phase, Tod durch Seneszenz.
  • Generationsfrequenz: Univoltin (eine Generation/Jahr), bi-, tri- oder polivoltin (mehrere Generationen/Jahr).
  • Pflanzentypen: Anuelle (Einjährige), Bienne (Zweijährige), Perennierende (Mehrjährige).
  • Reproduktionstypen:
    • Iteropar: Mehrmalige Fortpflanzung im Leben (z. B. Kohlmeise, Mensch).
    • Semelpar: Einmalige Fortpflanzung mit anschließendem Tod (z. B. Pazifische Lachse OncorhynchusOncorhynchus, Eintagsfliegen, Gartenbambus Fargesia murielaeFargesia\,murielae).

Populationswachstum und Dynamik

  • Einflussfaktoren: Geburtenrate (Natalität), Sterberate (Mortalität), Einwanderung (Immigration) und Auswanderung (Emigration).
  • Wachstumsmodelle:
    • Exponentielles Wachstum: Tritt bei unbegrenzten Ressourcen auf (r>0r > 0).
    • Logistisches Wachstum: Wachstum wird durch die Kapazität KK (carrying capacity) begrenzt.
  • Stochastizität: Zufallsabhängige Schwankungen durch Demographie oder Umweltbedingungen (Witterung, Katastrophen).

Konzepte der Konkurrenz

  • Intraspezifische Konkurrenz: Wettbewerb innerhalb einer Art um Ressourcen; reguliert die Populationsdichte und führt zum "Survival of the fittest" (z. B. Siblizid).
  • Interspezifische Konkurrenz: Wettbewerb zwischen verschiedenen Arten.
  • Konkurrenztypen (Schoener 1983): Konsumption, rasche Besiedelung, Überwachsen, chemische Interaktion (Allelopathie, z. B. Juglon beim Walnussbaum), Revierverhalten, direkte Begegnung.
  • Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip (Gause-Volterra-Prinzip): Arten mit identischen Ansprüchen an begrenzte Ressourcen können nicht dauerhaft am selben Ort koexistieren.

Ökologische Nische und Strategietypen

  • Fundamentale Nische: Potenzielle Nische ohne interspezifische Konkurrenz.
  • Realisierte Nische: Tatsächlich besetzter Bereich unter Einfluss von Konkurrenz.
  • r-Strategen: Fokus auf Quantität; hohe Vermehrungsrate, kurze Lebensdauer, besiedeln instabile Lebensräume (z. B. Grasfrosch Rana temporariaRana\,temporaria, Löwenzahn).
  • K-Strategen: Fokus auf Qualität; geringe Vermehrungsrate, lange Lebensspanne, intensive Brutpflege, stabile Lebensräume (z. B. Steinadler, Mensch).