Ökologie

In diesem Beitrag erklären wir dir die Lotka Volterra Regeln und wie sie die Populationsentwicklung von Räubern und deren Beute vorhersagen. Du willst das Thema noch schneller verstehen? Schau dir unser Video zu den Lotka Volterra Regeln an.

Inhaltsübersicht

Lotka Volterra Regeln einfach erklärt

Die Lotka Volterra Regeln prognostizieren, wie sich die Anzahl eines Räubers (Beispiel: Greifvögel, Fuchs) und die Anzahl der Beute (Beispiel: Hase, Maus) entwickelt, wenn die beiden beteiligten Lebewesen in einer Räuber Beute Beziehung  zueinander stehen (Populationsdynamik). Dabei schaust du dir genau einen Räuber an, der sich von genau einem Beutetier oder von einer Beutepflanze ernährt. Alle anderen möglichen Tiere und Pflanzen (Beispiel: Fressfeinde, Konkurrenten, Nahrung) oder Umwelteinflüsse (Beispiel: Revier, Klima) wird als gleichbleibend angenommen.

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Räuber-Beute-Schema

 

Die drei Lotka Volterra Regeln
  1. Periodische Populationsschwankung: Die Anzahl an Räubern und Beutetieren oder -pflanzen schwankt periodisch und phasenverzögert. 
  2. Konstanz der Mittelwerte: Über einen langen Zeitraum hinweg schwanken die Populationsgrößen um jeweils einen eigenen, festen Mittelwert
  3. Störung der Mittelwerte: Werden Räuber und Beute im gleichen Verhältnis dezimiert, vermehren sich die Beutetiere schneller wieder als die Räuber. 

Populationsdynamik 

Unter einer Population verstehst du die Anzahl an Individuen einer Tier- oder Pflanzenart, die in einem relativ abgeschlossenen Gebiet vorkommen und die sich untereinander vermehren. Die zeitliche Veränderung der Population, also die Schwankungen der Anzahl an Individuen, die zur Population gehören, nennst du Populationsdynamik.

Du könntest zum Beispiel die Population von Hasen auf einer Insel betrachten. Im ersten Jahr zählst du 200 Hasen, im zweiten Jahr 400 und im dritten Jahr 300. Diese Entwicklung des Hasenbestandes nennst du Populationsdynamik. 

Die Lotka-Volterra-Regeln

Die Lotka Volterra Regeln stellen ein vereinfachtes Modell der Natur dar. Du gehst dabei davon aus, dass sich nur die Beziehung zwischen Räuber und Beute verändert und alle anderen biotischen  und abiotischen Umweltfaktoren  konstant bleiben. Außerdem nimmst du in dem Modell an, dass es im Ökosystem nur genau eine Räuberart gibt, die sich von genau einer Beuteart ernährt. Die Beute selbst hat ebenfalls nur diesen einen Fressfeind. In der Realität ernährt sich ein Räuber natürlich von mehreren Beutearten und Beutetiere haben auch mehr als einen Fressfeind. Ein komplexes Nahrungsnetz würde sich aber nicht mehr berechnen lassen. 

Die Regeln wurden in den 20er Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts vom Chemiker Alfred Lotka und vom Mathematiker Vito Volterra formuliert.

Im Folgenden stellen wir dir die Lotka Volterra Regeln genauer vor.

1. Lotka Volterra Regel: Periodische Schwankungen der Populationen

Die Anzahl an Individuen von Räuber und Beute schwanken bei konstanten Umweltbedingungen periodisch und sind zeitlich zueinander verschoben. Zuerst erreicht die Anzahl der Beute ihr Maximum, dann die Räuberpopulation.

Wenn es viel Beute gibt, dann haben die Räuber mehr zu fressen. So können sie sich besser vermehren. Die Zeitverzögerung entsteht dadurch, dass einige Zeit vergeht, bis die Nachkommen der Räuber geboren und herangewachsen sind. Die vielen Räuber vermindern wiederum die Anzahl der Beutetiere oder -pflanzen. Dadurch haben die Räuber auch weniger Nahrung, wodurch auch der Bestand an Räubern wieder sinkt. Das führt schließlich dazu, dass sich die Beute wieder ausbreiten kann und der Kreislauf von vorne beginnt. 

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1. Lotka Volterra Regel

 

Beispiel: Angenommen du betrachtest die Räuber-Beute-Beziehung von Adlern (Räuber) und Mäusen (Beute). Nach dem Modell ernährt sich der Adler ausschließlich von Mäusen und Mäuse werden nur von Adlern gefressen. Gemäß der ersten Lotka Volterra Regel vermehren sich die Adler, wenn es viele Mäuse gibt. Dadurch verringert sich aber die Anzahl der Mäuse. In der Folge nimmt der Bestand an Adlern wieder ab – sie finden nicht genügend zu fressen. Wenige Adler sorgen schließlich dafür, dass sich die Mäuse wieder vermehren können und sich ihr Bestand dadurch erhöht.

2. Lotka Volterra Regel: Konstante Mittelwerte

Die durchschnittliche Größe einer Population, also die durchschnittliche Anzahl an Individuen der Art, bleibt über einen längeren Zeitraum betrachtet konstant. Die Populationsdichte schwankt somit um einen Mittelwert. Die Tiefpunkte und die Hochpunkte gleichen sich dabei gegenseitig aus. Insgesamt ist die durchschnittliche Anzahl an Beutetieren oder -pflanzen größer, als die der Räuber, da sich ein Räuber von mehreren Beutetieren ernährt. 

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2. Lotka Volterra Regel

 

Beispiel: Über mehrere Jahre betrachtet  durchläuft die Beziehung zwischen Adlern und Mäusen mehrere Zyklen, wie sie im ersten Punkt beschrieben wurden. Das bedeutet, dass es mal sehr viele Mäuse und kaum Adler gibt und mal sehr wenige Mäuse und viele Adler. Wenn du nun die durchschnittliche Anzahl von Adlern betrachtest, dann siehst du, dass sich dieser Wert nicht ändert. Nach jedem komplett durchlaufenen Zyklus, gibt es wieder so viele Adler wie zu Beginn. Bei Mäusen verhält es sich genauso. Du kannst außerdem sehen, dass es insgesamt viel mehr Mäuse als Adler gibt. Klar, ein Adler muss ja auch mehr als eine Maus fressen, um überleben zu können.

3. Lotka Volterra Regel: Schnelleres Wachstum der Beutepopulation

Wenn die Anzahl an Räubern und Beute gleichermaßen proportional stark gemindert wird, erholt sich die Beutepopulation schneller als die Räuberpopulation. Beutetiere sind in der Regel kleiner, haben kürzere Tragezeiten und im Durchschnitt mehr Nachkommen als die Räuber. Außerdem hat die Beute zum Anfangszeitpunkt keinen Fressfeind, selbst aber noch ausreichend Nahrung zur Verfügung. Die Räuber haben zu Beginn jedoch nur wenig Nahrung. 

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3. Lotka Volterra Regel

 

Beispiel: Wenn die Populationen der Adler und der Mäuse zum Beispiel durch ein Umweltgift stark verringert werden, dann erholen sich die Mäuse schneller wieder als die Adler. Für Mäuse steht Nahrung im Überfluss zur Verfügung, sie haben pro Wurf bis zu acht Nachkommen und können mehrmals im Jahr Nachkommen zeugen. Außerdem sind die Jungtiere bereits nach ca. 10 Wochen geschlechtsreif und können selbst Nachkommen zeugen. Adler dagegen finden zu Beginn kaum Mäuse, die sie fressen können – sie wurden ja ebenfalls dezimiert. Sie bekommen zudem nur durchschnittlich zwei Junge pro Jahr, die selbst auch erst nach ca. sechs Jahren geschlechtsreif sind. Du siehst, Mäuse erholen sich sehr viel schneller vom Umweltgift und können sich relativ lange ungehindert von den Adlern vermehren.

Räuber Beute Beziehungen

Räuber Beute Beziehungen beschreiben die Wechselwirkung zwischen einem Tier (Räuber), das ein anderes Lebewesen (Beute) frisst. Du schaust dir also einen Ausschnitt aus der Nahrungskette  oder aus dem Nahrungsnetz  an und betrachtest nur einen Räuber der sich nur von einer Beute ernährt. In der ökologischen Realität hat ein Räuber natürlich mehrere Beutetiere oder -pflanzen und das Beutetier oder -pflanze hat mehrere Fressfeinde. 

Die Räuber Beute Beziehung beschreibt, wie die Anzahl an Beutetieren oder -pflanzen den Bestand an Räubern beeinflusst und umgekehrt.

Wenn es viel Beute gibt, dann können sich die Räuber besser vermehren, weil sie mehr Nahrung zur Verfügung haben. Dadurch nimmt aber die Anzahl an Beutetieren oder -pflanzen wieder ab. Folglich haben auch die Räuber weniger zu fressen und die Populationsdichte der Räuber sinkt. Dadurch hat die Beute wieder weniger Feinde und ihr Bestand wird wieder größer. So schließt sich der Kreislauf und beginnt wieder von vorne. 

Wenn du noch genauer wissen willst, was die Räuber Beute Beziehung ist, schau dir unseren Beitrag dazu an!

Zum Video: Räuber Beute Beziehung
Zum Video: Räuber Beute Beziehung

 

Zusammenfassung 

  • Die Lotka Volterra Regeln beschreiben, wie sich die Population der Räuber und der Beute in einer Räuber Beute Beziehung entwickelt (Populationsdynamik).
  • Die erste Lotka Volterra Regel sagt aus, dass die Anzahl an Individuen der beiden Arten immer schwankt.
  • Die zweite Lotka Volterra Regel beinhaltet, dass die durchschnittliche Anzahl an Beutetieren oder -pflanzen bzw. an Räubern im Zeitverlauf immer konstant bleibt. 
  • Die dritte Lotka Volterra Regel stellt dar, dass sich die Beute schneller vermehrt als die Population der Räuber

 

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