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Populationswachstum

Rentiere auf einer Insel ohne Feinde, Bakterien im Kolben — wie weit trägt das Modell vom exponentiellen und logistischen Wachstum?

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Rentiere auf einer Insel

AFB I–III

Im Jahr 1944 setzte die US-Küstenwache 29 Rentiere auf der unbewohnten Insel St. Matthew Island aus, um eine Nahrungsreserve für die Besatzung einer Funkstation zu schaffen. Die Station wurde bald aufgegeben, die Rentiere blieben sich selbst überlassen (M1, M2).

M1Rentiere auf St. Matthew Island (Zählungen)
JahrRentiereBemerkung
194429Aussetzung durch die US-Küstenwache
19571350Tiere gut genährt, Flechtenteppiche dicht
1963etwa 6000Tiere deutlich leichter als 1957
196642davon 41 Weibchen, kein Jungtier
Nach Klein, D. R. (1968): The introduction, increase, and crash of reindeer on St. Matthew Island.
M2Der Lebensraum

St. Matthew Island ist eine abgelegene Insel von gut 300 km² im Beringmeer. Große Raubtiere wie Wolf oder Bär fehlen, gejagt wurde nicht. Im Winter fressen Rentiere fast nur Flechten, die in diesem Klima nur wenige Millimeter pro Jahr wachsen. 1963 waren die Flechtenteppiche weitgehend abgeweidet. Der Winter 1963/64 war außergewöhnlich schneereich, der Schnee lag lange hoch.

  1. Beschreiben Sie die Entwicklung der Rentierpopulation (M1).
  2. Berechnen Sie die mittlere Zuwachsrate r und die Verdopplungszeit für die Zeiträume 1944–1957 und 1957–1963 unter Annahme exponentiellen Wachstums.
  3. Erklären Sie den Zusammenbruch der Population nach 1963 mithilfe von M2.
  4. Ein Mitschüler meint: „Die Entwicklung der Rentiere folgt dem logistischen Modell.“ Beurteilen Sie diese Aussage.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Gehen Sie auf die Wachstumsphase und auf das Ende getrennt ein.
Hinweis zu Aufgabe b)
Verwenden Sie \(r = \tfrac{\ln(N_2 / N_1)}{\Delta t}\) und \(t_d = \tfrac{\ln 2}{r}\).
Hinweis zu Aufgabe c)
Welche Ressource begrenzt, und wie schnell erneuert sie sich?
Hinweis zu Aufgabe d)
Vergleichen Sie den Verlauf mit der S-Kurve: Wo liegt die Population am Ende?Beurteilen: Zu einem Sachverhalt ein selbstständiges Urteil unter Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden formulieren und begründen.