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Population (Ökologie)

Population (Ökologie), Gruppe von Individuen einer Spezies, die in einem abgrenzbaren Raum leben und sich untereinander kreuzen können.

Jede Population ist einzigartig, da die Gene aller Individuen einer Population einen gemeinsamen, von Population zu Population verschiedenen Genpool bilden. In der Regel ist jede Population von anderen Populationen derselben Art bis zu einem gewissen Grad isoliert, beispielsweise durch geographische Hindernisse. Die Grenzen sind jedoch unscharf; einzelne Individuen wandern zwischen Populationen oder werden durch Zufall in eine andere Population eingetragen (z. B. vom Wind verdriftete Insekten oder auf Treibholz schwimmende Tiere, die eine Insel erreichen). Bei reproduktiver Isolation wird ein Genaustausch zwischen zwei Populationen jedoch verhindert und eine unabhängige Evolution beider durch die natürliche Selektion möglich. Bleibt die Trennung lange genug bestehen, können zufällige Gendrift und Mutationen zur Bildung einer neuen Art führen, deren Individuen sich nicht mehr mit Individuen der Ausgangsart kreuzen. Obwohl Populationen bei ökologischen Untersuchungen aus praktischen Erwägungen manchmal künstlich abgegrenzt werden, stellen sie für wissenschaftliche Untersuchungen nützliche Einheiten dar.

Populationen bestehen aus Individuen, die sich hinsichtlich ihrer Genotypen unterscheiden; man bezeichnet dies als genetischen Polymorphismus. In der Regel gibt es verschiedene Altersgruppen, die sich auch ökologisch trennen können: Beispielsweise sind bodenlebende Insektenlarven und frei lebende Imagines Angehörige einer gemeinsamen Population. Die Größe einer Population wird laufend durch Geburtenrate, Sterberate und Wachstumsrate beeinflusst. Bringt man eine kleine Population in eine günstige Umgebung mit einem Überfluss an Nahrung, so hat dies in der Regel ein exponentielles Wachstum zur Folge. Dies ist häufig bei Populationen in frühen Stadien der Besiedlung eines Lebensraumes der Fall, wenn sie eine nicht genutzte ökologische Nische übernehmen.

Manche Populationen breiten sich schnell aus und gedeihen besonders gut in Lebensräumen mit sich mehr oder weniger regelmäßig und stark verändernden Bedingungen, etwa auf Ackerflächen, Kahlschlägen oder Schuttplätzen wachsende Pflanzen, die so genannte Ruderalvegetation. Bei den Pflanzen sind dies im Allgemeinen Arten, die eine große Zahl an Samen produzieren (z. B. Brennnesseln), bei Tieren häufig solche, die zahlreiche Junge bekommen und nur wenig Brutpflege betreiben (z. B. Mikroorganismen und viele Wirbellose). Solche Organismen nennt man opportunistische Arten oder r-Strategen (r steht für Reproduktion). Exponentiell wachsende Populationen erreichen jedoch rasch die Grenze der Nahrungsverfügbarkeit. Dann gehen sie in eine statische Phase über, in der die Populationsgröße gleich bleibt. Nach Ende dieser Phase nimmt sie schließlich wieder ab, vor allem durch Konkurrenz mit anderen Arten, die besser an stabile Umweltbedingungen angepasst sind.

Andere Populationen erreichen nach anfänglich exponentiellem Wachstum ein Gleichgewicht zwischen der Anzahl der Individuen und den verfügbaren Ressourcen, woraufhin sich die Populationsgröße auf diesen Wert einpendelt. Man bezeichnet ihn als die Umweltkapazität und die betreffenden Organismen demnach auch als K-Strategen (K steht für Kapazität). Tiere, die ein solches logistisches Populationswachstum zeigen, haben in der Regel wenige Junge und betreiben eine intensive Brutpflege, entsprechende Pflanzen bilden größere Samen mit Nährstoffreserven für den sich entwickelnden Embryo. Diese Organismen sind langlebig, haben aber eine geringe Ausbreitungstendenz und können einen neu entstandenen Lebensraum nur relativ langsam besiedeln. Gelangt die Population an die Grenzen der Nahrungsressourcen, reagiert sie im Allgemeinen nicht mit der Besiedlung neuer Lebensräume, sondern mit einer Senkung der Geburtenrate und einer Steigerung der Sterberate. Diese Ereignisse sind Konsequenzen des so genannten Dichtestresses (durch innerartliche Konkurrenz), der auf alle im Wachstum begriffenen Populationen ab einer bestimmten Individuendichte einwirkt.

Eine charakteristische Eigenschaft von Populationen ist somit die maximale Populationsdichte (höchstmögliche Anzahl an Individuen oder Biomasse pro Flächeneinheit), die unter den gegebenen Umweltbedingungen dauerhaft möglich ist. Sie stellt einen Grenzwert für das Populationswachstum dar, jenseits dessen die Populationsgröße infolge der zunehmenden Konkurrenz der Individuen um Ressourcen und der damit verbundenen erhöhten Sterblichkeit (Mortalität) bzw. Abwanderung (Migration) wieder auf den Grenzwert reduziert würde. Rasche oder anhaltende Veränderungen der Umweltbedingungen können dazu führen, dass die Populationsgröße deutlich abnimmt. Sinkt die Anzahl der Individuen unter einen bestimmten Schwellenwert, dann erhöht sich das Risiko des Aussterbens der Population, weil durch Inzucht und Gendrift nachteilige Mutationen innerhalb der Gruppe angehäuft werden können. Als Faustregel für diesen Minimalwert gilt die Zahl 50 (bzw. 500 auf längere Sicht), wobei eine „ideale Population” mit einem Geschlechterverhältnis von 50:50 und freier Paarung aller Individuen untereinander zugrunde gelegt wird. Da dies in der Natur jedoch kaum zutrifft, erhöhen sich die Minimalwerte je nach Art auf bis zu 1 000 bzw. 10 000. Diese Größen sind für den angewandten Naturschutz von entscheidender Bedeutung.

Siehe auch Populationsökologie