4. Individuen und Populationen - Jentzsch

Eine Population ist eine Gruppe von Individuen der gleichen Art, die aufgrund ihrer Entstehungsprozesse miteinander verbunden sind, eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und zur gleichen Zeit in einem einheitlichen Areal zu finden sind.

Wilhelm Johannsen (1903)

Beispiele:

• Stichlinge eines Teiches

• Margariten einer Wiese

Je eine Population pro Wiese

Aber auch: Population aller drei Wiesen, da sexueller Austausch denkbar

Es kommt auf den Untersuchungsansatz an!

Population ist durch Anzahl von Individuen charakterisiert

Unitare Organismen:

• Verändern Körperform kaum Aussehen vorhersehbar:

  • Kohlmeise behält im Laufe ihres Lebens immer zwei Flügel, zwei Beine usw.

  • Spinne hat acht Beine

  • Mensch

Modulare Organismen:

• Verändern Körperform unvorhersehbar:

  • Wachsen durch ständige Bildung von Modulen

  • Entwicklungsprogramm nicht vorhersehbar z. B.

  • Äste und Zweige eines Baumes

  • Korallen

  • Häufig verzweigt und mit dem Boden verhaftet

Abundanz – Anzahl der Individuen

Individuendichte (= Populationsdichte) – Anzahl der Individuen pro Fläche / Volumen

Vergleiche Dichten in Quadraten 1, 2, 3 und 4

Jede Population hat 16 Individuen

• Würden wir von nur je einem Quadrat der drei Beispiele auf die gesamt Population hochrechnen, sind die Ergebnisse unterschiedlich.

• Das heißt: Nur eine ausreichend große Stichprobe liefert annähernd richtige Ergebnisse!

M = Anzahl der markierten Individuen

n = Anzahl der Individuen der Stichprobe des Wiederfangs

m = Anzahl der markierten Individuen im Wiederfang

Beispiele:

Markierung genehmigungspflichtig!!!

Eine Generation im Jahr: Univoltin

Zwei und mehrere Generationen im Jahr: bi-, trivoltin, polivoltin

Mehr als ein Jahr andauernde Entwicklung bis zur Fortpflanzung: mehrjährig, z. B. Hirschkäfer

Zyklen der Organismen:

• Eine Generation im Jahr, überdauern als Samen: Anuelle = Einjährige, z. B. Ringelblume, oder als Ei: z. B. die meisten Fliegen

• Lebenszyklus geht über mehr als ein Jahr hinaus und endet nach der Fortpflanzung: Bienne = Zweijährige (z. B. Wiesenbärenklau, 1. Jahr Rosette, 2. Jahr Spross und Blüte)

• Pro Jahr eine Generation, aber der Organismus pflanzt sich über mehrere Jahre hin fort: Perennierende oder Ausdauernde (Mehrjährige), z. B. Gänseblümchen

Sowohl Wachstum als auch Fortpflanzung erfordern Ressourcen → Konflik

-> Wachstum verlangsamt sich oder hört auf, wenn die Fortpflanzung beginnt

Verwenden Teil ihrer Ressourcen für das eigene Überleben und die nächste Fortpflanzungsphase (→ Mensch)

Verwenden alle körpereigenen Ressourcen für die Fortpflanzung, sterben danach ab

(→ bienne Pflanzen, Ibisfliege Atherix ibis, Pazifischen Lachse Oncorhynchus)

Beispiele:

• Säugetier-Art (Gelbfuß-Beutelmaus) mit semelparen Männchen!

  • Testosteron extrem hoch Cortisol extrem hoch → Herzinfarkt

• Extremfall: Bambus

  • Gartenbambus Fargesia murielae blüht nur einmal in etwa 90 bis 120 Jahren

  • alle Pflanzen dieser Sorte tun dies fast gleichzeitig, weil sie alle von einem einzigen Bambus abstammen

  • Der englische Pflanzensammler ERNEST H. WILSON hatte diese Bambusart 1907 in der chinesischen Provinz Hupeh ausgegraben

  • In Boston (USA) kultiviert

  • 1913 in Londoner Botanischen Garten

  • Von dort aus weiter verbreitet

  • in deutschen Gärten gibt es rund fünf Millionen Bambuspflanzen dieser Sorte

  • Weltweit über 30 Millionen

  • Und für alle tickte dieselbe "genetische Uhr“! → 1996+Tod!

a) Truthuhn Meleagris galloparvo

b) Virginiawachtel Colinus virginianus

c) Grauhörnchen Sciuruscarolinenensis Adulte Farbiger Streifen

d) Fingerknochen von Fledermäusen

Keimzellen bei allen Arten 1 :1, aber:

Abwanderung = Emigration

Zuwanderung = Immigration

Viele Pflanzen und einige Tiere breiten sich passiv aus mit Hilfe der

• Schleudermechanik (Ballochorie)

• Wind (Anemochorie)

• Wasser (Hydrochorie)

• Durch andere Tiere (Zoochorie) aus

  • Geschieht die Ausbreitung z. B. von Samen über den Darmtrakt, heißt dies Endozoochorie, über Backentaschen z. B. bei Hörnchen Synzoochorie)

Abwanderung von Tieren wegen

• Überbevölkerung

• Nahrungsknappheit

• Revierkämpfen

• Erreichen des Erwachsenenstadiums (adultus)

Bsp. für Ballochorie

• Saftdruckstreuer

  • Großes Springkraut (Impatiens noli-tangere)

• Austrocknungsstreuer (Xeroballochoren)

  • Platterbse, Ginster, Akelei

Bsp. für Anemochorie

• Löwenzahn (Taraxacum officinale)

• Bergulme (Ulmus glabra)

• Spiderling

Bsp. für Anemochorie

• Linien = Bereiche gleicher Samendichte

Bsp. für Hydrochorie

• Ibisfliege (Atherix ibis)

• Kokospalme (Cocos nucifera)

  • Die Steinfrucht ist durch ihren Aufbau auch für längere Reisen gerüstet

  • Das faserige Mesokarp dient als Stoßdämpfer und das Exokarp als Ionenbarriere gegen das Salzwasser

  • Keimungsfähigkeit nach 100 Tagen Meerwasserkontakt ist belegt

Bsp. für Zoochorie:

• Gemeine Klette (Arctium lappa)

• Pseudoscorpion

Mistel kann ohne Verdauungstrakt-Passage nicht keimen

Viele andere Pflanzen z. B. Walderdbeeren, Maiglöckchen, keimen auch ohne Zoochorie

Blattnasen-Fledermäuse

• Mit als Früchten getarnten Ködern haben Forscher Blattnasen-Fledermäuse in Rodungsflächen gelockt.

• Die Tiere sollten dort verdaute Samen ausscheiden und so die Wiederbesiedlung durch heimische Regenwaldpflanzen fördern.

Die Diasporen von myrmekochoren Pflanzen haben ein nährstoffreiches Anhängsel, ein Elaiosom, als Lock- und Nährkörper

Einige Pflanzenarten bleiben im Nest, andere werden nach Verzehr des Elaiosoms als Abfall abtransportiert

Viele Frühjahrsblüher Bsp. Leberblümchen Hepatica nobilis

Einige Gespenstschrecken legen Eier, die in auffallender Weise Pflanzensamen mit Elaiosomen ähneln uns ebenfalls einen Nährkörper besitzen (Cipitulum adaequat zum Elaiosom)

Ameisen tragen Samen und Eier in gleicher Weise in ihre Nester, ohne die Eier zu beschädigen

Beispiele:

Im 19. Jahrhundert wurden 24 Kaninchen in Australien (1859) ausgesetzt

In nur 50 Jahren nahmen sie ein Gebiet ein, das größer ist als halb Europa

In knapp 100 Jahren gab es mehrere Milliarden Kaninchen

Die Folgen für die einheimische Flora und Fauna waren erheblich

Verbreitung von Oryctolagus cuniculus in Australien

• Rot Gebiete mit häufigem Vorkommen

• gelb Gebiete mit verstreuten Vorkommen

Veränderung der Individuenzahl einer Population im Laufe der Zeit

Populationswachstum Durch Kapazität K begrenzt

N: Anzahl der Tiere

R: Wachstumsrate

K: Kapazität (abhängig von Nahrungsangebot, Niststätten etc.)

Nur kurzfristig möglich, wird rasch revidiert

Z. B. Massenwechsel der Feldmaus

Welche vereinfachten Annahmen wurden gemacht?

• alle Tiere gleich

• nur Weibchen werden betrachtet

• Wachstumsrate ist konstant

• keinerlei Wachstumsbegrenzung → unbegrenzt Platz und Nahrung!

R: Wachstumsrate war bisher konstant über Raum und Zeit

ABER:

zufallsbedingte Schwankungen in den Geburten- und Sterberaten

→ demographische Stochastizität

es gibt „gute“ und „schlechte“ Jahre: Witterungsschwankungen, Unwetter, Katastrophen

→ Umweltstochastizität

beide stochastischen Prozesse wirken auf die Populationsdynamik

Begrenzung der Ressourcen wie z.B. Nahrung, Nistplätze etc.

D.h., die Individuen einer Population konkurrieren miteinander!

→ intraspezifische Konkurrenz ist das Ergebnis limitierter Ressourcen

Krankheiten, Feinde