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Was Populationsdynamik ist und von welchen Faktoren du sie abhängig machst, erfährst du hier% und im Video!

Populationsdynamik einfach erklärt

Populationsdynamik ist die Veränderung einer Population im zeitlichen Verlauf. Denn eine Population kann wachsen, aber auch wieder schrumpfen. Darauf nehmen sowohl dichteabhängige als auch dichteunabhängige Faktoren einen Einfluss.

Unter einer Population verstehst du die Individuen einer Art, die sich im gleichen räumlichen Gebiet befinden und sich deswegen auch fortpflanzen. Individuen können abwandern oder aus anderen Gebieten zuwandern.

Beispielhaft kannst du die Populationsdynamik an einer Fischpopulation beobachten, die du über einen bestimmten Zeitraum hinweg betrachtest:

Die Anzahl der Fische im See schwankt immer wieder. Das liegt daran, dass manche Fische sterben oder gefressen werden. Aber es werden auch Fische geboren. Doch es sterben nicht immer genauso viele Fische, wie neue Fische geboren werden.

Die Faktoren, die darauf Einfluss nehmen, wie viele Fische sterben und wie viele Fische geboren werden, schauen wir uns jetzt genauer an.

Einflussfaktoren

Die Einflussfaktoren unterteilst du in dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren. Sie heißen so, weil die Dichte der Population einen Einfluss oder eben keinen Einfluss auf das Zusammenleben der Spezies hat.

Dichteabhängige Faktoren

Dichteabhängige Faktoren sind von der Dichte der Population abhängig. Dabei handelt es sich meistens um biotische Faktoren , zu denen alle Einflüsse der belebten Umwelt gehören.

Dichteabhängige Faktoren sind:

  • Intraspezifische Konkurrenz : Individuen einer Art konkurrieren um Ressourcen, wie zum Beispiel Nahrung und Lebensraum. 
  • Sozialer Stress: Je nach Begegnungen und Aggression verursacht das Zusammenleben Stress. Mit zunehmender Dichte nimmt der Stress zu. Das kann zu Verhaltensänderungen, Unfruchtbarkeit und Tod führen.
  • Fressfeinde: Die Populationen von Beute und Räuber beeinflussen sich gegenseitig. Wie das genau funktioniert, beschreiben die Lotka-Volterra-Regeln .
  • Ansteckende Krankheiten: Bei dichtem Zusammenleben verbreiten sich ansteckende Krankheiten schneller.
  • Parasiten Ähnlich wie bei ansteckenden Krankheiten verbreiten sich auch Parasiten schneller, wenn Individuen eng zusammenleben.

Dichteunabhängige Faktoren

Dichtunabhängige Faktoren sind nicht von der Populationsdichte abhängig. Zu ihnen gehören meistens abiotische Faktoren . Zu den abiotischen Faktoren zählen die Bedingungen der unbelebten Natur.

Dichteunabhängige Faktoren sind:

  • Wetter: Zum Wetter gehören unter anderem Temperatur, Sonneneinstrahlung und Niederschlag, die die Population beeinflussen können.
  • Boden: Der Boden kann durch seine Eigenschaften, wie zum Beispiel durch die Wasserverfügbarkeit und die enthaltenen Nährstoffe, einen Einfluss auf die Lebensbedingungen von Organismen haben.
  • Umweltkatastrophen: Naturkatastrophen können sie sich verheerend auf die Anzahl einer Spezies auswirken oder sie sogar auslöschen.
  • Unspezifische Fressfeinde: Dabei handelt es sich um Fressfeinde, die normalerweise eine andere Beute haben. Deshalb wirkt sich dieser Faktor im Normalfall nicht auf die zu betrachtende Spezies aus und wird zu den dichteunabhängigen Faktoren gezählt. 
  • Interspezifische Konkurrenz Wenn zwei Populationen ähnliche Ansprüche auf nur einzelne Teilressourcen wie Wasser oder eine bestimmte Algenart haben, dann kann ihr Zusammenleben unabhängig voneinander bleiben. Sie besetzen unterschiedliche ökologische Nische n und konkurrieren nur um einzelne Teilressourcen.
  • Nicht ansteckende Krankheiten:  Es handelt sich dabei nur um Zufallsereignisse, die nicht von der Dichte der Population beeinflusst werden.
  • Pestizide: Die Population kann sich durch den Einsatz von Pestiziden in der Landwirtschaft stark verkleinern oder aussterben.

Phasen der Populationsdynamik

Die Dynamik einer Population kannst du anhand des Ein-Spezies-Modell beobachten. Hier betrachtest du die Entwicklung einer einzelnen Population.

Außerdem kannst du die Dynamik von zwei oder mehreren Populationen mithilfe des Multispeziesmodells beschreiben. Diese Modelle analysieren die Populationen der Spezies in Bezug aufeinander.

Ein-Spezies-Modell

Das Ein-Spezies-Modell unterteilst du in vier verschiedene Phasen.%<img class="alignnone size-medium wp-image-413541" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2022/07/5931160a5ac64_12306e605262eef133ecf94e9f41b7a5e1f84e57-300x206.png" alt="" width="300" height="206" />Beschriftung: . Anmerkung an die Animation: Die vier Phasen und den Graphen gerne so übernehmen, aber statt Logarithmus der Bakterienanzahl an der y-Achse, diese mit "Logarithmus der Marienkäferanzahl" beschriften. Außerdem d die Schrift so setzen, dass es nicht seitlich steht. Alt-Text: Populationsdynamik, dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren, dichteabhängige Faktoren definition biologie, dichteabhängige Faktoren, dynamik von populationen, dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren

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Wachstumsphasen am Beispiel einer Marienkäferpopulation

Latenzphase (lag-Phase):

  • Wachstum läuft an
  • Individuen stellen sich auf die neuen Lebensbedingungen ein
  • Die Fische werden im See ausgesetzt
  • Sie stellen sich auf die dort herrschenden Lebensbedingungen ein

Exponentielle Phase (log-Phase):

  • Wachstum verläuft unter natürlichen und optimalen Bedingungen
  • Anzahl der Individuen nimmt exponentiell zu
  • genug Nahrung und Platz
  • Anzahl der Fische nimmt zu 

Stationäre Phase:

  • Mangel an lebenswichtigen Faktoren wie Nahrung und Lebensraum
  • Wachstum verlangsamt sich und kommt zum Stillstand
  • Unter den optimalen Lebensbedingungen hat sich der Fischschwarm so stark vergrößert
  • nicht alle Individuen haben genug Platz und Nahrung
Absterbephase:
  • Sterberate ist höher als Geburtenrate
  • Anzahl der Individuen sinkt
  • Population befindet sich im Aussterben
  • Wenn sich die Umstände jedoch verbessern, kann sich die Population wieder erholen.
  • Lebensbedingungen für die Fische sind schlechter
  • Es sterben mehr Fische als neue geboren werden

Multispeziesmodell

Ein Beispiel für Multispeziesmodelle ist das Zwei-Spezies-Modell, bei dem das Verhältnis von Räuber und Beute betrachtet wird. Das kannst du mithilfe der Lotka-Volterra-Regeln beschreiben. Das sind drei Regeln, die prognostizieren, wie sich die Anzahl eines Räubers und die Anzahl der Beute entwickeln, wenn sie in einer Räuber-Beute-Beziehung zueinander stehen.%<img class="alignnone size-medium wp-image-413855" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2022/07/Räuber-Beute-Schema-6-1024x576-1-300x169.jpg" alt="" width="300" height="169" />Beschriftung: Räuber-Beute-Schema. Anmerkung an die Animation: Einfach beibehalten wie es ist. Alt-Text: Populationsdynamik, dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren, dichteabhängige Faktoren definition biologie, dichteabhängige Faktoren, dynamik von populationen, dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren

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Räuber-Beute-Schema
1. Lotka-Volterra-Regel:
  • Population von Räuber und Beute schwankt periodisch
  • Die Schwankungen finden zeitversetzt statt
  • Zuerst erreicht die Anzahl der Beute ihr Maximum, dann die Anzahl der Räuber.
  • Überleben der Räuber ist abhängig von der Beute
  • Gibt es genügend Beute, dann steigt die Anzahl der Räuber an. Aufgrund der zunehmenden Jagt  nimmt die Population der Beute ab.
  • Nun reicht das Nahrungsangebot nicht mehr für die große Population der Räuber. Ihre Populationsdichte sinkt ebenfalls, woraufhin sich die Population der Beute langsam wieder erholt.

Unsere Fische werden von Räuberfischen gejagt:

  • zuerst mehr Fische: viel Nahrung für die Räuberfische
  • die Anzahl der Räuberfische stiegt zeitversetzt
  • Viele Räuberfische brauchen auch viel Nahrung: die Anzahl unserer Fische sinkt 
  • Weil die Räuberfische jetzt nicht mehr genug zu fressen haben, sinkt auch ihre Anzahl. Dadurch kann sich die Population der Fische erholen und sie steigt wieder an.
2. Lotka-Volterra-Regel: 
  • Der Mittelwert beider Populationen bleibt konstant
  • Mittelwert der Beute ist immer höher ist als der der Jäger
  • Jäger muss in seiner Lebenszeit mehr Beute fressen, um sich am Leben zu halten
  • Räuberfische fressen in ihrer Lebenszeit mehr als nur einen Fisch: Anzahl der Beute höher
  • Die Population der Fische pflanzt sich schneller fort als die der Räuberfische, so stirbt sie nicht aus.
3. Lotka-Volterra-Regel:
  • Sinkt die Population von Räuber und Beute durch eine unerwartete Veränderung wie eine Umweltkatastrophe stark ab, dann erholt sich die Beutepopulation immer schneller als die Räuberpopulation
  • Anzahl der Räuber kann erst wieder steigen, wenn genug Beute vorhanden ist.
  • Wenn der See im Sommer wegen einer Hitzewelle viel Wasser verliert, dann schaffen es die Fische schneller, sich an die veränderten Bedingungen anzupassen
  • Die Anzahl der Fische steigt wieder, was dafür sorgt, dass die Räuberfische wieder Nahrung haben und sich deshalb auch erholen können.

Nahrungskette

Jetzt bist du mit der Populationsdynamik bestens vertraut! Die Dynamik einer Population ist aber nur eine von vielen Möglichkeiten, unser Ökosystem zu betrachten. Die Nahrungskette verrät dir viel über das Zusammenleben von Tieren und Pflanzen. Neugierig? Dann schau hier vorbei!

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