Population und Populationswachstum

Population und Populationswachstum
Zu einer Population gehören alle artgleichen Individuen eines geografisch definierten Gebiets. Die Anzahl dieser
Organismen ist ständigen Schwankungen unterworfen. Das Wachstum einer Population kann am Beispiel einer
Bakterienkultur verfolgt werden. Dazu bringt man eine kleine Zahl von Bakterien in ein steriles Nährmedium.
Unter günstigen Bedingungen teilt sich jedes von ihnen innerhalb von 20 bis 40 Minuten. Dieser Vorgang setzt
sich fort. In jeder Generation verdoppelt sich die Anzahl der Individuen. Man spricht von exponentiellem
Wachstum. Den explosionsartigen Zuwachs kann man sich an folgendem fiktiven Beispiel klarmachen: Ein
Bakterium hätte bei einer konstanten Verdopplungszeit von 20 min nach 44 h (= 132. Generation) 2132 (= 5·1039)
Nachkommen. 1012 Bakterien wiegen ungefähr 1 g. Demnach brächten jene Bakterien etwa die Masse der
ganzen Erde (= 5,973 · 1027 g) auf die Waage. Das Wachstum einer realen Bakterienpopulation wird allerdings
nur am Anfang durch eine exponentielle Kurve beschrieben. Im weiteren Verlauf des Populationswachstums
teilen sich nicht mehr alle, denn die steigende Zahl der Bakterien hat u. a. einen Nahrungsmangel zur Folge, und
die Wachstumsrate nimmt fortlaufend ab. Schließlich findet keine weitere Zunahme der Individuenzahl statt; es
besteht ein Gleichgewichtszustand, bei dem die Sterberate so groß ist wie die Geburtenrate. Damit ist eine
weitgehend konstante Populationsgröße im betreffenden Lebensraum erreicht. Diese wird auch als Kapazität K
des Lebensraumes bezeichnet. K wird im Beispiel von der Verknappung der Nahrung und der Anhäufung giftiger
Stoffwechselprodukte der Bakterien in der Kulturflüssigkeit bestimmt. Gießt man die Bakteriensuspension in ein
größeres Gefäß und fügt neue Nährlösung hinzu, so wächst die Population weiter, bis sich ein neuer
Gleichgewichtszustand mit einem höheren K-Wert einstellt.
Abb.: Wachstumskurve einer Bakterienpopulation; 1 = Vermehrungsphase, 2 = incl. Sterbephase, 3 = neu
entstehende und absterbende Bakterien halten sich zahlenmäßig die Waage, 4 = es sterben mehr Bakterien ab
als neu gebildet werden;
Abb.: Schema zweier Wachstumskurven
Abb.: schematische Darstellung des Aufbaus von Bevölkerungen: a) Uganda 1990; b) Deutschland um 1910;
c) GB 1968; d) Deutschland ab 1986
Abb.: Wachstum der Weltbevölkerung. Für den Zeitraum 2050 bis 2080 wird mit 8 bis 10 Milliarden Menschen
gerechnet.
Abb.: Altersaufbau der Bevölkerung in Deutschland am 31.12.2002