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Fortpflanzungsstrategie In den ökologischen Forschungsgebieten Populationsdynamik und Demökologie werden zwei grundlegen

Fortpflanzungsstrategie

In den ökologischen Forschungsgebieten Populationsdynamik und Demökologie werden zwei grundlegende Fortpflanzungsstrategien (oder Reproduktionsstrategien) bei Besiedelung eines Biotops unterschieden, die als r-Strategie und K-Strategie bezeichnet werden. Wichtige Grundlage für diese Einteilung bildeten Arbeiten der Ökologen Robert H. MacArthur und Edward O. Wilson über die (Neu-)Besiedelung von Inseln (vgl. Inselbiogeographie).

Die Überlebenskurve für fünf unterschiedliche Lebewesen mit unterschiedlicher Fortpflanzungsstrategie.

r-Strategen sind Arten, die bei der Fortpflanzung eine hohe Reproduktionsrate (r) aufweisen (z. B. der Grasfrosch mit hunderten sich selbst überlassenen Eiern) und dabei vorhandene Ressourcen über die vorhandene Kapazität hinaus nutzen, während K-Strategen mit der Anzahl ihrer Individuen an ihrer Kapazitätsgrenze (K; carrying capacity) bleiben und so für eine geringere Zahl von Nachkommen mit dafür höheren Überlebenschancen sorgen (z. B. der Mensch mit oft nur einem einzelnen, über viele Jahre betreuten Nachkommen). Dabei geht es um die grundlegende Frage, wie begrenzte Ressourcen an Energie und Stoffen einer Generation für die nächste Generation verfügbar gemacht werden.

Ein absolutes Maß für die Ausprägung der konkreten Strategie einer Art gibt es jedoch nicht, unterschiedliche Arten müssen immer in Relation zueinander betrachtet werden, da die Übergänge fließend sind.

Überblick Bearbeiten

In der r/K Fortpflanzungstheorie wird angenommen, dass der Selektionsdruck die Evolution in eine von zwei allgemeinen Richtungen treibt: r-Selektion und K-Selektion. Die Bezeichnungen r und K für die beiden Richtungen beziehen sich auf einfache mathematische Modelle der Populationsdynamik, wie zum Beispiel

wobei r die maximale Wachstumsrate der Population (N) und K die Kapazitätsgrenze des Ökosystems darstellt. Die Notation dN/dt steht für die zeitliche Veränderung der Population.

r-Strategie Bearbeiten

Ein Wurf Mäuse mit ihrer Mutter. Die Fortpflanzung von Mäusen folgt einer r-Selektionsstrategie, mit vielen Nachkommen, kurzer Trächtigkeit, wenig elterlicher Fürsorge und einer kurzen Zeit bis zur Geschlechtsreife.

Die sogenannte r-Strategie orientiert sich an der Wachstumsrate r einer Population, die im diskreten Fall, gemäß zur Berechnung der Folgegenerationen verwendet wird. Die Wachstumsrate ergibt sich aus der Differenz von Geburtenrate (Natalität) und Sterberate (Mortalität). Die Zahl der Individuen wächst bei einer r-Strategie im Idealfall zunächst exponentiell, bis die Kapazitätsgrenze (K) des Lebensraumes (Habitat bzw. Ökosystem) erreicht ist. Die Kapazitätsgrenze stellt sich durch intraspezifische Konkurrenz ein; oft erfolgt auch durch interspezifische Konkurrenz ein starker Rückgang oder Zusammenbruch der Population.

r-Strategen erzeugen in der Regel sehr viele Nachkommen, investieren jedoch wenig in die Aufzucht, an die jeweils nur geringe Ressourcen weitergegeben werden. Dies hat zur Folge, dass oft nur ein geringer Teil der Nachkommenschaft überlebt. Ein Beispiel dafür ist der Grasfrosch. Jedes Weibchen legt 3000 bis 4000 Eier mit geringem Nahrungsvorrat im Dottersack, eine Brutpflege findet nicht statt. Die meisten Kaulquappen erreichen nicht das Erwachsenenalter. Solche Arten sind in der Lage, neue Lebensräume rasch zu besiedeln. Bei hoher intraspezifischer Konkurrenz und großem Druck an Räubern hat diese Strategie jedoch Nachteile.

Lebewesen mit typischer r-Strategie sind die meisten Mikroorganismen (Bsp. Bakterien) sowie kleine Formen höher entwickelter Organismen (Kleinkrebse, Blattläuse, Blaumeisen, Sperlinge, Mäuse), aber auch „soziale Insekten“ wie Bienen und Ameisen. Zu pflanzlichen r-Strategen zählen insbesondere Pionierpflanzen, die Ruderalstandorte schnell besiedeln können.

Typische Eigenschaften von r-Strategen Bearbeiten

  • Rasche Individualentwicklung und geringe Körpergröße
  • Kurze Lebensspanne mit hoher Vermehrungsrate
  • Früher Fortpflanzungsbeginn, kurze Geburtenabstände, hohe Wurfgröße
  • Geringe elterliche Fürsorge

Bedingungen, die eine r-Selektion begünstigen Bearbeiten

  • Umweltbedingungen (z. B. Klima) hochvariabel
  • Variable Sterblichkeitsverhältnisse, häufig katastrophale Populationsgrößeneinbrüche, häufig extreme Nachkommensterblichkeit
  • Mortalitätsfaktoren weitgehend unabhängig von der Populationsdichte
  • Populationsgröße extrem schwankend, selten die Kapazitätsgrenze des Lebensraumes erreichend
  • Möglichkeit der Neu- oder Wiederbesiedlung von Habitaten durch räumliche Ausbreitung („opportunistische Habitatnutzung“)

K-Strategie Bearbeiten

Ein Atlantischer Nordkaper mit einzelnem Kalb. Die Fortpflanzung von Walen folgt einer K-Selektionsstrategie, mit wenigen Nachkommen, langer Trächtigkeit, viel elterlicher Fürsorge und einer langen Zeit bis zur Geschlechtsreife.

Hat eine Population bereits die Kapazitätsgrenze (K) des Lebensraumes erreicht, ist eine Massenvermehrung kaum lohnend. Vielmehr wird nun die Anzahl der Individuen über einen langen Zeitraum nahezu konstant bleiben und der Schwerpunkt wird bei den Nachkommen auf eine „bessere Qualität“ gelegt. Demzufolge ist die Vermehrungsrate bei K-Strategen relativ gering, dafür haben diese Arten eine hohe Lebenserwartung, unter anderem aufgrund der hohen Investition in den Nachwuchs (zum Beispiel lange Brut- oder Aufzuchtphase). Auch findet sich oft eine Absicherung des Reviers. Diese Verhaltensweise wird auch „Platzhalterstrategie“ genannt.

Darüber hinaus findet sich bei K-Strategen die Fähigkeit, gegebene Ressourcen unter starken Konkurrenzbedingungen besser zu nutzen, als dies bei anderen Strategietypen der Fall ist. So erhalten K-Strategen die Individuenzahl nahe der Umweltkapazität bzw. der ökologischen Kapazität (K).

Zu den Organismen, die man als K-Strategen bezeichnet, gehören viele Säugetiere wie Bären, Biber, Wale, Elefanten, Primaten (auch der Mensch ist ein ausgeprägter K-Stratege) und Vögel.

Typische Eigenschaften von K-Strategen Bearbeiten

  • Langsame Individualentwicklung und hohe Körpergröße
  • Lange Lebensspanne mit geringer Vermehrungsrate
  • Später Fortpflanzungsbeginn, lange Geburtenabstände, geringe Nachkommenanzahl
  • Ausgeprägte elterliche Brutpflege

Bedingungen, die eine K-Selektion begünstigen Bearbeiten

  • Umweltbedingungen (z. B. Klima) relativ konstant
  • Sterblichkeit abhängig von der Populationsdichte
  • Relativ stabile Sterberaten, relativ geringe Kindersterblichkeit
  • Populationsgröße relativ konstant, an der Grenze der Kapazität des Lebensraumes
  • Gesättigte Habitate, keine Erschließung neuer Habitate möglich („konsistente Habitatnutzung“)
  • Kaum räumliche Ausbreitung
  • Eher ältere Habitate

Literatur Bearbeiten

  • Nicholas F. Britton: Essential Mathematical Biology. Springer, Berlin/New York 2003, ISBN 1-85233-536-X
  • Robert H. MacArthur & Edward O. Wilson: The Theory of Island Biogeography. Princeton University Press, Princeton (NJ) 1967; Reprint: 2001, ISBN 0-691-08836-5
  • Gerhard Hornung, Wolfgang Miram & Andreas Paul: Verhaltensbiologie. In: Biologie, Grüne Reihe. Materialien für die Sekundarstufe II. Schroedel, Hannover 1998, ISBN 3-507-10530-6.
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Veröffentlichungsdatum:
In den okologischen Forschungsgebieten Populationsdynamik und Demokologie werden zwei grundlegende Fortpflanzungsstrategien oder Reproduktionsstrategien bei Besiedelung eines Biotops unterschieden die als r Strategie und K Strategie bezeichnet werden Wichtige Grundlage fur diese Einteilung bildeten Arbeiten der Okologen Robert H MacArthur und Edward O Wilson uber die Neu Besiedelung von Inseln vgl Inselbiogeographie Die Uberlebenskurve fur funf unterschiedliche Lebewesen mit unterschiedlicher Fortpflanzungsstrategie r Strategen sind Arten die bei der Fortpflanzung eine hohe Reproduktionsrate r aufweisen z B der Grasfrosch mit hunderten sich selbst uberlassenen Eiern und dabei vorhandene Ressourcen uber die vorhandene Kapazitat hinaus nutzen wahrend K Strategen mit der Anzahl ihrer Individuen an ihrer Kapazitatsgrenze K carrying capacity bleiben und so fur eine geringere Zahl von Nachkommen mit dafur hoheren Uberlebenschancen sorgen z B der Mensch mit oft nur einem einzelnen uber viele Jahre betreuten Nachkommen Dabei geht es um die grundlegende Frage wie begrenzte Ressourcen an Energie und Stoffen einer Generation fur die nachste Generation verfugbar gemacht werden Ein absolutes Mass fur die Auspragung der konkreten Strategie einer Art gibt es jedoch nicht unterschiedliche Arten mussen immer in Relation zueinander betrachtet werden da die Ubergange fliessend sind Inhaltsverzeichnis 1 Uberblick 2 r Strategie 2 1 Typische Eigenschaften von r Strategen 2 2 Bedingungen die eine r Selektion begunstigen 3 K Strategie 3 1 Typische Eigenschaften von K Strategen 3 2 Bedingungen die eine K Selektion begunstigen 4 LiteraturUberblick BearbeitenIn der r K Fortpflanzungstheorie wird angenommen dass der Selektionsdruck die Evolution in eine von zwei allgemeinen Richtungen treibt r Selektion und K Selektion Die Bezeichnungen r und K fur die beiden Richtungen beziehen sich auf einfache mathematische Modelle der Populationsdynamik wie zum Beispiel d N d t r N 1 N K displaystyle frac mathrm d N mathrm d t rN left 1 frac N K right nbsp wobei r die maximale Wachstumsrate der Population N und K die Kapazitatsgrenze des Okosystems darstellt Die Notation dN dt steht fur die zeitliche Veranderung der Population r Strategie Bearbeiten nbsp Ein Wurf Mause mit ihrer Mutter Die Fortpflanzung von Mausen folgt einer r Selektionsstrategie mit vielen Nachkommen kurzer Trachtigkeit wenig elterlicher Fursorge und einer kurzen Zeit bis zur Geschlechtsreife Die sogenannte r Strategie orientiert sich an der Wachstumsrate r einer Population die im diskreten Fall gemass N t 1 N t r N t displaystyle N t 1 N t rN t nbsp zur Berechnung der Folgegenerationen verwendet wird Die Wachstumsrate ergibt sich aus der Differenz von Geburtenrate Natalitat und Sterberate Mortalitat Die Zahl der Individuen wachst bei einer r Strategie im Idealfall zunachst exponentiell bis die Kapazitatsgrenze K des Lebensraumes Habitat bzw Okosystem erreicht ist Die Kapazitatsgrenze stellt sich durch intraspezifische Konkurrenz ein oft erfolgt auch durch interspezifische Konkurrenz ein starker Ruckgang oder Zusammenbruch der Population r Strategen erzeugen in der Regel sehr viele Nachkommen investieren jedoch wenig in die Aufzucht an die jeweils nur geringe Ressourcen weitergegeben werden Dies hat zur Folge dass oft nur ein geringer Teil der Nachkommenschaft uberlebt Ein Beispiel dafur ist der Grasfrosch Jedes Weibchen legt 3000 bis 4000 Eier mit geringem Nahrungsvorrat im Dottersack eine Brutpflege findet nicht statt Die meisten Kaulquappen erreichen nicht das Erwachsenenalter Solche Arten sind in der Lage neue Lebensraume rasch zu besiedeln Bei hoher intraspezifischer Konkurrenz und grossem Druck an Raubern hat diese Strategie jedoch Nachteile Lebewesen mit typischer r Strategie sind die meisten Mikroorganismen Bsp Bakterien sowie kleine Formen hoher entwickelter Organismen Kleinkrebse Blattlause Blaumeisen Sperlinge Mause aber auch soziale Insekten wie Bienen und Ameisen Zu pflanzlichen r Strategen zahlen insbesondere Pionierpflanzen die Ruderalstandorte schnell besiedeln konnen Typische Eigenschaften von r Strategen Bearbeiten Rasche Individualentwicklung und geringe Korpergrosse Kurze Lebensspanne mit hoher Vermehrungsrate Fruher Fortpflanzungsbeginn kurze Geburtenabstande hohe Wurfgrosse Geringe elterliche FursorgeBedingungen die eine r Selektion begunstigen Bearbeiten Umweltbedingungen z B Klima hochvariabel Variable Sterblichkeitsverhaltnisse haufig katastrophale Populationsgrosseneinbruche haufig extreme Nachkommensterblichkeit Mortalitatsfaktoren weitgehend unabhangig von der Populationsdichte Populationsgrosse extrem schwankend selten die Kapazitatsgrenze des Lebensraumes erreichend Moglichkeit der Neu oder Wiederbesiedlung von Habitaten durch raumliche Ausbreitung opportunistische Habitatnutzung K Strategie Bearbeiten nbsp Ein Atlantischer Nordkaper mit einzelnem Kalb Die Fortpflanzung von Walen folgt einer K Selektionsstrategie mit wenigen Nachkommen langer Trachtigkeit viel elterlicher Fursorge und einer langen Zeit bis zur Geschlechtsreife Hat eine Population bereits die Kapazitatsgrenze K des Lebensraumes erreicht ist eine Massenvermehrung kaum lohnend Vielmehr wird nun die Anzahl der Individuen uber einen langen Zeitraum nahezu konstant bleiben und der Schwerpunkt wird bei den Nachkommen auf eine bessere Qualitat gelegt Demzufolge ist die Vermehrungsrate bei K Strategen relativ gering dafur haben diese Arten eine hohe Lebenserwartung unter anderem aufgrund der hohen Investition in den Nachwuchs zum Beispiel lange Brut oder Aufzuchtphase Auch findet sich oft eine Absicherung des Reviers Diese Verhaltensweise wird auch Platzhalterstrategie genannt Daruber hinaus findet sich bei K Strategen die Fahigkeit gegebene Ressourcen unter starken Konkurrenzbedingungen besser zu nutzen als dies bei anderen Strategietypen der Fall ist So erhalten K Strategen die Individuenzahl nahe der Umweltkapazitat bzw der okologischen Kapazitat K Zu den Organismen die man als K Strategen bezeichnet gehoren viele Saugetiere wie Baren Biber Wale Elefanten Primaten auch der Mensch ist ein ausgepragter K Stratege und Vogel Typische Eigenschaften von K Strategen Bearbeiten Langsame Individualentwicklung und hohe Korpergrosse Lange Lebensspanne mit geringer Vermehrungsrate Spater Fortpflanzungsbeginn lange Geburtenabstande geringe Nachkommenanzahl Ausgepragte elterliche BrutpflegeBedingungen die eine K Selektion begunstigen Bearbeiten Umweltbedingungen z B Klima relativ konstant Sterblichkeit abhangig von der Populationsdichte Relativ stabile Sterberaten relativ geringe Kindersterblichkeit Populationsgrosse relativ konstant an der Grenze der Kapazitat des Lebensraumes Gesattigte Habitate keine Erschliessung neuer Habitate moglich konsistente Habitatnutzung Kaum raumliche Ausbreitung Eher altere HabitateLiteratur BearbeitenNicholas F Britton Essential Mathematical Biology Springer Berlin New York 2003 ISBN 1 85233 536 X Robert H MacArthur amp Edward O Wilson The Theory of Island Biogeography Princeton University Press Princeton NJ 1967 Reprint 2001 ISBN 0 691 08836 5 Gerhard Hornung Wolfgang Miram amp Andreas Paul Verhaltensbiologie In Biologie Grune Reihe Materialien fur die Sekundarstufe II Schroedel Hannover 1998 ISBN 3 507 10530 6 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Fortpflanzungsstrategie amp oldid 231143240