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Mit dem Lotka Volterra Modell werden mathematische Gesetze in der Biologie dargestellt – aber muss das sein?
Wir erklären dir, ohne großes Zahlenwirrwarr, was du zu den Lotka Volterra Regeln wissen musst und geben dir anschauliche Beispiele.
Lass uns gleich damit anfangen, wozu die Regeln eigentlich gut sind.
Die Lotka Volterra Regeln sind ein wichtiges Element, um Räuber-Beute-Beziehungen genauer zu beschreiben.
Es geht um zwei Arten, die in Wechselwirkung stehen, das heißt die Räuber und die Beute beeinflussen sich gegenseitig.
Als Bedingung gilt: Nur diese zwei Arten von Lebewesen stehen in einer solchen Beziehung. Sie dürfen keine anderen Räuber-Beute-Beziehungen haben.
Das Lotka Volterra Modell wird in einem Koordinatensystem veranschaulicht. Man kann auf einen Blick die Populationsdynamik, also wie die Individuenzahl der Räuber und die der Beute zusammenhängen, erkennen.
Die 1. Lotka Volterra Regel
Periodische Populationsschwankungen (Periodizität)
Lotka Volterra Regel #1
Wenn die Bedingungen konstant sind, schwanken die Populationsgrößen von Räuber und Beute periodisch. Das heißt, es herrscht ein regelmäßiges Auf und Ab, wenn es um die Anzahl der Lebewesen geht.
Wenn du dich fragst, was eine Population ist, dann klicke am Besten hier.
Besonders ist, dass eine Phasenverschiebung vorliegt. Die Beutepopulation erreicht zuerst ihr Maximum, erst danach kann die Räuberpopulation ihr Maximum erreichen.
Die Zeitverzögerung entsteht dadurch, dass es etwas länger dauert, bis die Räuber ihren Nachwuchs bekommen und aufziehen.
- Gibt es viel Beute, haben die Räuber viel Nahrung. Dann können sie sich auch besser vermehren.
- Gibt es viele Räuber, fressen sie viele der Beutetiere. Ihre Anzahl wird verringert.
- Jetzt gibt es weniger Beute, also weniger Nahrung. Darunter leidet der Bestand der Räuber.
- Dann können sich die Beutetiere wieder vermehren und ausbreiten. Der Kreislauf kann von Neuem beginnen.
Beispiel: Wir nehmen Füchse als Räuber und Hasen als Beute. Die Füchse fressen nur die Hasen und diese werden nur von den Füchsen gejagt, sie haben also keine anderen Fressfeinde.
Man könnte auch jedes andere Beispiel nutzen, solange nur zwischen diesen zwei Arten eine Räuber-Beute-Beziehung besteht. Zum Beispiel Adler als Räuber und Mäuse als Beute.
Der Ausgangspunkt ist eine hohe Hasenpopulation
↓
Das Nahrungsangebot für die Füchse ist hoch
↓
Die Füchse können sich gut vermehren und fressen immer mehr Hasen
↓
Der Hasenbestand sinkt
↓
Die Füchse haben weniger Futter, auch ihr Bestand sinkt
↓
Es gibt weniger Füchse, die Hasenpopulation kann sich erholen
Die 2. Lotka Volterra Regel
Konstante Mittelwerte
Lotka Volterra Regel #2
Über einen längeren Zeitraum wird erkennbar, dass die Durchschnittsgröße einer Population, also die durchschnittliche Anzahl der Lebewesen, konstant bleibt. Die Hoch- und Tiefpunkte gleichen einander aus.
Begründen lässt sich dies mit dem relativ gleichbleibenden Ablauf des Zyklus, den wir in Regel 1 beschrieben haben.
Der Mittelwert der Beutetiere ist dabei immer höher als der Mittelwert der Räuber. Wäre es andersherum, würde das bedeuten, die Räuber könnten alle Beutetiere auffressen, bis keins mehr übrig wäre.
Beispiel: Jahr für Jahr wiederholen sich die Zyklen in der Räuber-Beute-Beziehung der Füchse und Hasen. Mal gibt es viele Füchse und kaum Hasen, mal wenige Füchse und dafür viele Hasen.
Am Ende eines Zyklus gibt es in etwa genauso viele Tiere wie am Anfang. Die relativ konstant bleibenden Minima und Maxima der Populationen gleichen sich aus, wodurch auch der Mittelwert konstant bleibt.
Insgesamt gibt es mehr Hasen als Füchse, denn ein Fuchs frisst während eines solchen Zyklus natürlich mehr als nur einen Hasen.
Die 3. Lotka Volterra Regel
Störung der Mittelwerte bzw. schnellere Erholung der Beutepopulation
Lotka Volterra Regel #3
Manchmal gibt es äußere Einflüsse, durch die Räuber und Beute gleichermaßen gestört werden bzw. ihre Populationen dezimiert (verringert) werden (z.B. Waldbrand oder Gifteinsatz).
- In so einer Extremsituation bricht die Räuberpopulation noch weiter ein, weil es einfach zu wenig Nahrung (Beute) gibt.
- Das ist ideal für die Beutetiere, die sich ohne viele Fressfeinde optimal vermehren können. Die Anzahl der Beutetiere schießt also schnell in die Höhe.
- Der Mittelwert der Räuber ist kurzfristig niedriger. Der Mittelwert der Beute ist dagegen kurzfristig höher.
Deshalb kann sich die Beutepopulation viel schneller erholen, als die Population der Räuber.
Beispiel: Der Mensch verursacht durch ein Umweltgift, dass ein Großteil der Hasen und Füchse stirbt.
Weil es so wenige Hasen gibt, verhungern noch mehr Füchse
↓
Mit so wenigen Fressfeinden können sich die Hasen hervorragend vermehren
(Die Hasen ernähren sich von Gräsern und sind, was Nahrung angeht, nicht von anderen Tieren abhängig)
↓
Es werden schneller mehr Hasen als Füchse geboren
↓
Erst wenn sich die Hasenpopulation vermehrt hat, können das auch die Füchse tun
Das Wichtigste zusammengefasst
Regeln: | Annahmen: |
1. Die Individuenzahl der Arten schwankt periodisch | Ein längerer Zeitraum wird betrachtet |
2. Die Populationsgröße bewegt sich um einen konstanten Mittelwert | Die Arten haben keine anderen Räuber-Beute-Beziehungen |
3. Werden die Arten in gleichem Maße dezimiert, erholt sich die Beutepopulation schneller | Andere Umweltfaktoren werden vernachlässigt |
FAQ – Lotka Volterra Regeln
Unter welchen Bedingungen gelten die Lotka Volterra Regeln?
Die Regeln gelten in einem idealisierten Szenario. Es gibt nur den einen Räuber und die eine Beute, deren Populationen voneinander abhängig sind.
Nur zwischen diesen zwei Arten besteht eine Räuber-Beute-Beziehung. Andere Umwelteinflüsse werden vernachlässigt.
Warum erholt sich die Beute schneller als der Räuber?
Wenig Beute heißt Nahrungsmangel für den Räuber. Die Räuberpopulation bricht weiter ein.
Ohne viele Fressfeinde kann sich die Beutepopulation schnell erholen. Erst wenn es wieder viele Beutetiere gibt, können sich auch die Räuber richtig erholen.
Was wird an den Lotka Volterra Regeln kritisiert?
Das Modell ist stark vereinfacht. In der Realität haben Räuber meist mehr als ein Beutetier und die Beutetiere mehr als einen Fressfeind.
Es gibt noch andere Natureinflüsse, von denen die Tiere abhängig sind. Schau dir dazu unsere Beiträge zu abiotischen und biotischen Umweltfaktoren an.
Wir hoffen, unser Beitrag konnte dir weiterhelfen und du fühlst dich nun gut auf die nächste Bio-Stunde vorbereitet.
Wenn dich interessiert, wie sich eine Art ohne Fressfeinde entwickeln kann, dann schaue dir unseren Artikel zur adaptiven Radiation an.
Hast du noch offene Fragen? Wir beantworten sie gerne in den Kommentaren!
