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Population in der Biologie: einfach erklärt
Eine Population umfasst in der Biologie in der Regel Individuen derselben Art, die zur selben Zeit in einem abgegrenzten Gebiet leben. Je nach Fragestellung gehört auch dazu, dass zwischen ihnen Fortpflanzung und damit ein Austausch von Erbgut möglich ist.
Du lernst hier, Populationen abzugrenzen, ihre Struktur zu beschreiben und Veränderungen nicht vorschnell auf eine einzige Ursache zurückzuführen.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Woran erkennst du eine Population?
Stell dir mehrere Grasfrösche vor, die in demselben Teich leben. Sie gehören derselben Art an, begegnen sich und können sich unter natürlichen Bedingungen miteinander fortpflanzen. Zusammen bilden sie eine Population.
Population
Eine Population ist eine Gruppe von Individuen derselben Art, die zur selben Zeit in einem bestimmten Gebiet lebt. In genetischen Betrachtungen ist außerdem entscheidend, dass natürliche Fortpflanzung und damit ein Austausch von Erbgut tatsächlich möglich sind.
Eine Art kann aus mehreren Populationen bestehen. Grasfrösche in zwei weit voneinander entfernten und nicht verbundenen Teichen können zur selben Art, aber zu verschiedenen Populationen gehören.
Auf einer Insel leben Eidechsen derselben Art. Sie können sich dort begegnen und miteinander fortpflanzen. Diese Tiere bilden eine Population.
Eine zweite Gruppe derselben Art lebt auf einer weit entfernten Insel. Zwischen beiden Inseln findet kein Austausch statt. Beide Gruppen gehören zur selben Art, bilden aber zwei Populationen.
In der Statistik bezeichnet „Population“ eine festgelegte Gesamtheit, über die man mithilfe von Stichproben Aussagen treffen möchte. Diese Gesamtheit muss keine biologische Fortpflanzungsgemeinschaft sein. Die Bedeutung ergibt sich deshalb immer aus der Fragestellung.
Warum sind Populationsgrenzen oft unscharf?
Ein Teich, eine Insel oder ein Waldstück kann eine Population räumlich deutlich begrenzen. In vielen Fällen wandern jedoch einzelne Tiere zwischen benachbarten Gebieten. Bei Pflanzen können sich bewegliche Fortpflanzungseinheiten über Gebietsgrenzen hinweg ausbreiten. Deshalb sind Populationsgrenzen häufig durchlässig.
Eine offene Population tauscht Individuen mit anderen Populationen aus. Einwanderung kann ihre Größe erhöhen; Auswanderung kann sie verkleinern. Dabei kann auch Erbgut zwischen Populationen ausgetauscht werden.
Eine abgeschlossene Population tauscht keine Individuen mit anderen Populationen aus. Eine solche Trennung kann geografisch entstehen, etwa durch große Entfernungen oder unüberwindbare Hindernisse.
Die passende Populationsgrenze hängt von der Forschungsfrage ab. Für die Untersuchung eines örtlichen Bestands kann eine andere Abgrenzung sinnvoll sein als für die Untersuchung des genetischen Austauschs.
In genetischen Modellen wird manchmal Panmixie angenommen. Das bedeutet: Innerhalb der Population bestehen keine Paarungsschranken, und die Paarungen erfolgen statistisch zufällig. Reale Populationen erfüllen diese vereinfachende Annahme nicht immer.
Zwei Insektengruppen leben auf derselben Wiese und könnten sich körperlich miteinander fortpflanzen. Wenn sie sich unter natürlichen Bedingungen tatsächlich nie paaren, bilden sie keine gemeinsame genetische Population. Das bloße Zusammenleben am selben Ort reicht für diese genetische Abgrenzung nicht aus.
Wie beschreibst und misst du eine Population?
Die bloße Individuenzahl sagt noch wenig über den Aufbau einer Population aus. Zur Populationsstruktur gehören vor allem Dichte, räumliche Verteilung, Altersaufbau und Geschlechterstruktur.
Populationsdichte
Die Populationsdichte oder Abundanz gibt an, wie viele Individuen einer Art auf eine bestimmte Flächen- oder Raumeinheit kommen, zum Beispiel Tiere je Hektar.
Auf einer untersuchten Fläche von 3 Hektar werden 120 Frösche erfasst. Teilt man 120 Individuen durch 3 Hektar, erhält man eine erfasste Dichte von 40 Fröschen je Hektar.
Das Ergebnis beschreibt zunächst nur die mit der gewählten Methode sichtbare Dichte. Übersehene Tiere können dazu führen, dass die tatsächliche Dichte höher ist.
Die reale Abundanz ist die tatsächlich vorhandene Dichte. Die apparente Abundanz ist die Dichte, die eine Erhebungsmethode sichtbar macht. Im Freiland lässt sich die reale Abundanz meistens nicht exakt bestimmen. Forschende zählen deshalb Stichproben an mehreren Stellen und schätzen daraus den Bestand.
Die räumliche Verteilung beschreibt, wie die Individuen innerhalb des Lebensraums angeordnet sind. Sie können beispielsweise gehäuft in einem Schwarm oder auf getrennte Bereiche verteilt auftreten. Davon zu unterscheiden ist die großräumige Verbreitung einer ganzen Art.
Der Altersaufbau ordnet Individuen nach Lebensabschnitten vor, während und nach der Fortpflanzungsperiode. Die Geschlechterstruktur beschreibt bei getrenntgeschlechtlichen Arten das Zahlenverhältnis der Geschlechter. Aus diesem Verhältnis allein lässt sich der spätere Nachwuchs nicht sicher vorhersagen.
Wodurch verändert sich eine Population?
Die zeitliche Veränderung einer Population heißt Populationsdynamik. Vier Vorgänge verändern unmittelbar ihre Größe:
- Geburten erhöhen die Individuenzahl.
- Einwanderung erhöht die Individuenzahl.
- Todesfälle verringern die Individuenzahl.
- Auswanderung verringert die Individuenzahl.
Ob eine Population wächst oder schrumpft, hängt davon ab, welche dieser Vorgänge zusammen stärker wirken.
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Geburten und vergrößern eine Population. Todesfälle und verkleinern sie. Eine Population mit Austausch zu anderen Populationen heißt . Die zeitliche Veränderung der Populationsgröße nennt man .
Ein begrenzter Lebensraum kann nur eine begrenzte Zahl von Individuen versorgen. Wenn Nahrung, Platz oder andere lebenswichtige Ressourcen knapp werden, verlangsamt sich das Wachstum. Übersteigt die Sterberate die Geburtenrate, schrumpft der Bestand.
Eine gleichbleibende Populationsgröße bedeutet nicht, dass nichts geschieht. Geburten und Einwanderung können gleichzeitig durch Todesfälle und Auswanderung ausgeglichen werden.
Wie deutest du Ursachen und Modelle richtig?
Ein dichteabhängiger Faktor wirkt unterschiedlich stark, je nachdem, wie dicht die Population ist. Bei hoher Dichte nehmen häufig Begegnungen und Konkurrenz zu. Ansteckende Krankheiten und Parasiten können sich leichter ausbreiten. Auch sozialer Stress oder der Einfluss von Fressfeinden kann von der Dichte abhängen.
Ein dichteunabhängiger Faktor wirkt unabhängig davon, ob zunächst viele oder wenige Individuen vorhanden sind. Dazu gehören etwa Temperatur, Niederschlag, Bodenbedingungen, Umweltkatastrophen oder Pestizide.
Dichteabhängig bedeutet nicht automatisch „belebt“, und dichteunabhängig bedeutet nicht automatisch „unbelebt“. Entscheidend ist, ob die Stärke der Wirkung von der Populationsdichte abhängt.
In einem See sinkt die Zahl der Fische. Gleichzeitig ist wenig Wasser vorhanden, eine ansteckende Krankheit breitet sich aus und viele Fische konkurrieren um knappe Nahrung.
Eine gute Deutung nennt mehrere mögliche Ursachen: Der geringe Wasserstand wirkt unabhängig von der ursprünglichen Fischdichte. Krankheitsübertragung und Nahrungskonkurrenz werden dagegen bei hoher Dichte wahrscheinlicher oder stärker. Erst weitere Beobachtungen könnten zeigen, welcher Faktor welchen Anteil hatte.
Modelle vereinfachen die Wirklichkeit. Ein idealisiertes Ein-Spezies-Modell kann ein anfängliches Wachstum, eine schnelle Zunahme, eine durch knappe Ressourcen gebremste Phase und bei ungünstigen Bedingungen einen Rückgang darstellen. Reale Populationen müssen diese Phasen nicht vollständig oder in genau dieser Reihenfolge durchlaufen.
Auch Räuber und Beute können zeitversetzt schwanken: Viel Beute verbessert zunächst die Bedingungen der Räuber. Deren Bestand steigt verzögert, wodurch die Beute abnimmt. Danach kann wegen Nahrungsmangels auch der Räuberbestand sinken. Dieses Modell erklärt ein mögliches Muster, beweist aber nicht, dass jede beobachtete Schwankung allein durch Räuber verursacht wurde.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Population
- Abgrenzung: gleiche Art, gemeinsamer Raum und möglicher Austausch
- Struktur: Dichte, Verteilung, Alter und Geschlechterverhältnis
- Zunahme: Geburten und Einwanderung
- Abnahme: Todesfälle und Auswanderung
- Einflüsse: dichteabhängig oder dichteunabhängig
- Untersuchung: Stichproben, Schätzungen und vereinfachende Modelle