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28.5: Bevölkerungswachstum 431 103755
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Bevölkerungswachstum 431 103755
 

PROTOKOLLE

28.5: Bevölkerungswachstum 431 103755

Bevölkerungszahlen sind dynamisch und nehmen mit den Geburtenraten und der Einwanderung zu, während sie mit den Sterberaten und der Auswanderung abnehmen. Unter idealen Bedingungen mit unbegrenzten Ressourcen kann die Bevölkerung exponentiell zunehmen, was sich als J-förmige Wachstumsratenkurve der Bevölkerungsgröße über die Zeit darstellt. Diese Art von Kurve ist charakteristisch für neu eingewanderte invasive Arten oder für Populationen, die einen katastrophalen Bevölkerungsrückgang erlitten haben und sich wieder erholen.

Realistische Umweltbedingungen begrenzen jedoch die Anzahl der Individuen, die einen Lebensraum bewohnen können. Diese Grenze wird als die Tragfähigkeit des Habitatss bezeichnet. Aufgrund der Tragfähigkeiten wird das Bevölkerungswachstum im Allgemeinen besser durch S-förmige (logistische) Wachstumskurven dargestellt. Die Population nimmt zunächst exponentiell zu, bis die Tragfähigkeit erreicht ist. An diesem Punkt führen Ressourcenbeschränkungen dazu, dass sich das Wachstum abflacht oder um die Tragfähigkeit herum schwankt, wodurch eine S-förmige Kurve entsteht.

Exponentielles Wachstum

Die Pro-Kopf-Zuwachsrate der Bevölkerung, r, ist die Veränderung der Bevölkerungsgröße (berechnet als die gegenwärtige Bevölkerungsgröße abzüglich der ursprünglichen Bevölkerungsgröße) geteilt durch die ursprüngliche Bevölkerungsgröße. Wenn es keine Umweltgrenzen gibt und man davon ausgeht, dass Ein -und Auswanderungszahlen gleich groß sind, kann die Bevölkerung mit ihrer maximalen Rate wachsen. Man bezeichnet diese als biotisches Potential oder Rmax bezeichnet wird. Daher beträgt die Pro-Kopf-Wachstumsrate unter unbegrenzten Bedingungen Rmax * N (Bevölkerungsgröße). Wenn die Bevölkerungsgröße über die Zeit dargestellt wird, ergibt dies eine J-förmige Wachstumsratenkurve, die eine unkontrollierte Bevölkerungsexplosion darstellt. Beispielsweise vermehren sich Bakterien wie E. coli durch Zellteilung und verdoppeln ihre Populationsgröße jede Generation, nachdem sie in ein neues Medium gesetzt wurden. Das exponentielle Wachstum wird so lange anhalten, bis die Zellen nicht mehr überleben können.

Logistisches Wachstum

In der Natur sind reale Populationen durch verschiedene Umweltfaktoren wie Raubtiere, Beute, Raum, Wasser und andere Ressourcen begrenzt. Daher kann das exponentielle Wachstum nicht unbegrenzt anhalten. Die Anzahl der Individuen einer Population, die ein Lebensraum tragen kann, wird als Tragfähigkeit oder K bezeichnet. Die potenzielle Wachstumsrate einer Population ist proportional zu (K-N)/K. K-N ist hier die Anzahl der Individuen, die den Populationen hinzugefügt werden können, bevor sie ihre Kapazitätsgrenze erreicht haben. Somit stellt (K-N)/K den Bruchteil der verfügbaren Tragfähigkeit dar. Wenn sich also die Anzahl der Individuen in der Bevölkerung der Tragfähigkeit annähert, nimmt die Wachstumsrate der Bevölkerung ab. Dies stellt eine S-förmige logistische Wachstumskurve dar, die durch ein anfängliches exponentielles Wachstum (aufgrund der geringen Bevölkerungszahl und der reichlichen Ressourcen) gekennzeichnet ist, worauf ein Rückgang des Wachstums folgt, wenn die Ressourcen begrenzter werden. Beispielsweise haben die Populationen von Anolis Eidechsen auf Inseln geringere Wachstumsraten als ihre Nachbarn auf dem Festland, da der Zugang zu den Ressourcen und dem Raum geringer ist, was die Tragekapazität auf den Inseln verringert.

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