Was ist eine Population?

Als Ökologen versuchen wir, die Verbreitung und Abundanz von Organismen zu beschreiben und zu verstehen. Gründe dafür können beispielsweise sein, eine Schädlingsart unter Kontrolle zu bekommen, eine gefährdete Art erhalten zu wollen oder einfach auch nur unsere Faszination von der Welt um uns herum. Daher besteht unsere Aufgabe überwiegend darin, Veränderungen in der Größe von Populationen zu erforschen. Mit dem Begriff Population beschreiben wir eine Gruppe von Individuen einer Art. Wie sich eine Population tatsächlich zusammensetzt, variiert jedoch von Art zu Art und von Untersuchung zu Untersuchung. In manchen Fällen sind die Grenzen einer Population offensichtlich: Die Stichlinge, die einen kleinen See bewohnen, bilden die Stichlingspopulation dieses Sees. In anderen Fällen werden die Grenzen mehr durch das Ziel der Untersuchung oder durch Zweckmäßigkeit bestimmt. So können wir zum Beispiel die Population von Lindenzierläusen untersuchen, die ein einzelnes Blatt, einen Baum, einen Baumbestand oder einen ganzen Wald besiedelt. In allen Fällen ist das grundlegendste Merkmal einer Population jedoch die Zahl ihrer Individuen: Durch Veränderung dieser Zahl wachsen Populationen oder sie schrumpfen.

Durch Geburt, Tod und Wanderbewegungen verändert sich die Größe von Populationen

Die Populationsgröße wird durch verschiedene Vorgänge geregelt: durch Geburt, Tod und Wanderbewegungen (Zu- und Abwanderung). Die Ursachen für die Veränderungen von Populationen zu verstehen, ist sehr wichtig, schließlich geht es in der Ökologie nicht nur darum, die Natur zu begreifen, sondern häufig auch, Vorhersagen zu treffen oder die Natur zu kontrollieren. So könnten wir beispielsweise zum Ziel haben, eine Kaninchenpopulation einzudämmen, weil die Tiere schwere Schäden an Nutzpflanzen verursachen. Dazu gäbe es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise könnte man die Sterberate erhöhen, indem man das Myxomatosevirus in die Population einbringt, oder die Geburtenrate verringern, in dem man den Kaninchen ein Futter mit einem Verhütungsmittel anbietet. Eine Abwanderung ließe sich durch den Einsatz von Hunden beschleunigen, eine Zuwanderung durch das Errichten von Zäunen verhindern.

Auf ähnliche Weise können Naturschützer versuchen, die Population einer gefährdeten, seltenen Art zu vergrößern. In den 1970er Jahren verzeichnete man in den Vereinigten Staaten einen rapiden Rückgang der Zahl von Weißkopfseeadlern und andere Greifvögeln. Als Gründe dafür kamen eine gesunkene Geburtenrate, eine gestiegene Sterberate oder ein verändertes Wanderverhalten in Frage. Man konnte den Rückgang schließlich auf eine verringerte Geburtenrate zurückführen. Zu jener Zeit wurde großflächig das Insektizid DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan) eingesetzt – mittlerweile ist es in den USA wie auch in Deutschland verboten, wird aber in vielen Entwicklungsländern weiterhin verwendet. Viele Beutearten der Greifvögel hatten das DDT aufgenommen, so dass es sich letztlich im Körper der Greifvögel anreicherte, mit der Folge, dass diese so dünnschalige Eier legten, dass die Küken oftmals schon vor dem Schlüpfen starben (in Kap. 14 werden wir darauf noch näher eingehen). Um für eine Bestandserholung der Weißkopfseeadlerpopulationen zu sorgen, mussten die damit beauftragten Naturschützer also eine Lösung dafür finden, die Geburtenrate der Vögel zu erhöhen. Das gelang durch ein Verbot von DDT.

Was ist ein Individuum?

Unitäre und modulare Organismen

Eine Population ist durch die Zahl der Individuen charakterisiert, die sie umfasst. Es gibt allerdings Organismen, bei denen es nicht immer eindeutig ist, was mit einem Individuum gemeint ist. In den meisten Fällen stellt es kein Problem dar, besonders bei unitären (engl. unitary) Organismen, wie es Vögel, Insekten, Reptilien oder Säugetiere sind. Die Gestalt und das Entwicklungsprogramm eines solchen unitären Organismus sind vorhersehbar und festgelegt. Ein Spinnenindividuum besitzt acht Beine. Auch einer besonders langlebigen Spinne wachsen nicht mehr Beine.

Nicht ganz so einfach sieht die Angelegenheit bei modularen (engl. modular) Organismen wie Bäumen, Sträuchern und krautigen Pflanzen, kettenbildenden Bakterien und Algen, Korallen, Schwämmen und vielen anderen marinen Wirbellosen aus. Modulare Organismen wachsen durch fortwährende Produktion von Modulen wie Blätter, einzelne Zellen, Korallenpolypen und so weiter. Die meisten sind verwurzelt oder festsitzend und nicht frei beweglich (Abb. 5.1, in dieser Leseprobe nicht enthalten). Weder ihre Gestalt noch ihr genaues Entwicklungsprogramm ist vorhersehbar, sie sind nicht determiniert. Aus einem keimenden Samen kann nach mehrjährigem Wachstum je nach den vorherrschenden Bedingungen ein verkümmerter Schössling mit einer Hand voll Blätter oder ein vitaler junger Baum mit vielen Ästen und Tausenden von Blättern hervorgehen. Wenn wir also die Zahl der einzelnen Bäume in einem Wald ermitteln, erlangen wir nur eine sehr begrenzte Vorstellung von der Größe der Baumpopulation, sofern wir nicht auch die Zahl der Äste und Blätter an jedem der Bäume feststellen oder zumindest berücksichtigen, ob die Bäume verkümmert sind oder gut gedeihen.

Modulare Organismen sind ihrerseits Populationen aus Modulen

Bei modularen Organismen müssen wir also unterscheiden zwischen dem Modul und dem Geneten, also dem genetischen Individuum. Dieses beginnt sein Leben als einzellige Zygote und kann erst dann als tot betrachtet werden, wenn alle Module, aus denen es besteht, abgestorben sind. Ein einzelnes Modul hingegen beginnt sein Leben als vielzelliger Auswuchs eines anderen Moduls und durchläuft seinen eigenen Lebenszyklus bis zur Reife und zum Tod, wenngleich Gestalt und Entwicklung des gesamten Genets nicht determiniert sind. Wenn wir über Populationen schreiben oder sprechen, dann denken wir dabei gewöhnlich an unitäre Organismen – vielleicht, weil wir selbst unitär sind. Sicherlich gibt es mehr unitäre als modulare Arten. Aber modulare Organismen sind keine seltenen Ausnahmen oder Eigentümlichkeiten. Ein Großteil des lebenden Gewebes (der Biomasse) auf der Erde und weite Teile der Biomasse in den Meeren bestehen aus modularen Organismen: Wälder, Grasländer, Korallenriffe, Algenteppiche und -kolonien sowie Torfmoose.

Das Zählen von Individuen, Geburten und Sterbefällen

Die Schwierigkeiten beim Zählen

Selbst bei unitären Organismen stehen wir vor enormen Problemen, wenn wir zahlenmäßig zu erfassen versuchen, was mit Populationen in der Natur geschieht. Auf Grund dieser Probleme bleiben zahlreiche ökologische Fragen unbeantwortet. Wollen wir wissen, wie viele Fische in einem Weiher leben, dann könnten wir recht einfach ein exaktes Ergebnis erzielen, und zwar indem wir dem Wasser Gift zusetzen und anschließend die Fischkadaver zählen. Ein solches Vorgehen wäre natürlich ethisch fragwürdig, aber abgesehen davon möchten wir in der Regel eine Population weiter erforschen, nachdem wir die Individuen gezählt haben. Die Anzahl großer Säugetiere wie Hirsche auf einer isolierten Insel zu ermitteln, ist nicht allzu schwer. In manchen Fällen ist es vielleicht sogar möglich, alle Individuen einer Population lebend zu fangen, zu zählen und anschließend wieder frei zu lassen. Bei Vögeln kann es beispielsweise realistisch sein, in einem kleinen Waldgebiet sämtliche Nestlinge zu beringen und somit später, abgesehen von Zuwanderern, jedes Tier der Population individuell zu erkennen. Als sehr viel schwieriger erweist es sich hingegen, die Zahl der Lemminge in einem Tundragebiet zu ermitteln oder diese zu fangen, denn sie verbringen einen großen Teil des Jahres unter einer dicken Schneedecke und können sich dort auch fortpflanzen. Und die meisten anderen Arten sind so klein, so gut getarnt, leben so verborgen oder bewegen sich so schnell, dass sie sogar noch schwerer zu zählen sind.