BIOlogisches Zentrum AAChen

Populationsbiologie
Basisinformation und Lösungen
 

Das Wachstum von Pflanzenpopulationen ist eng an die ökologischen Anpassungen einer Art gebunden. Typische Pionierpflanzen bilden meist zahlreiche Samen bzw. Früchte, die meistens Einrichtungen zur Fernverbreitung besitzen. Nur wenige davon gelangen wirklich zum Keimen und müssen dann in kurzer Zeit zahlreiche Nachkommen produzieren, die wieder einen neuen Wuchsort finden müssen. Nach der Wachstumsrate "r" in der Formel für exponentielles Wachstum einer Population nennt man solche Arten auch "r-Strategen". Bezeichnenderweise sind solche Arten in der Regel kurzlebig. Typische Beispiele sind Ruderalpflanzen wie das Hirten-Täschelkraut (Capsella bursa-pastoris), Einjähriges Rispengras (Poa annua) oder Gänsefuß-Arten (Chenopodium spec.).

Den Gegenpol bilden Arten, die nur wenig Samen oder Früchte bilden, die meistens in der Nähe verbleiben, oder die Pflanzen vermehren sich überhaupt nur vegetativ. Die Pflanzen sind eher langlebig und die Strategie ist auf die Behauptung eines Wuchsortes angelegt. Solche Populationen wachsen kaum, bleiben aber lange an der Kapazitätsgrenze des jeweiligen Biotops. Nach dem Kapazitätsfaktor "K" in der mathematischen Formel für logistisches Wachstum nennt man solche Arten auch "K-Strategen". Ein extremes Beispiel ist die Erdnuss, die ihre fruchtenden Äste aktiv in den umgebenden Sandboden hineinbohrt und sich damit sozusagen selbst aussät, aber eben nur in unmittelbarer Nähe der Mutterpflanze.

So extreme Typen sind in der Natur selten. Die meisten Arten lassen sich nur tendentiell dem einen oder anderen Typ zuordnen. Daneben gibt es aber auch Arten, die eine ausgeprägte Doppelstrategie verfolgen. Dazu gehören z.B. manche Lauch-Arten (Gatt. Allium), die im selben Blütenstand neben Blüten auch Brutzwiebeln entwickeln; die Blüten produzieren Samen, die mehr oder weniger weit verbreitet werden, die Brutzwiebeln fallen direkt neben der Mutterpflanze zu Boden und entwickeln sich dort.  Weitere Beispiele sind die Zwiebeltragende Zahnwurz (Dentaria bulbifera) und der Alpen-Knöterich (Polygum viviparum). Besonders subtil ist dies bei einigen Korbblütern (Fam. Asteraceae) ausgeprägt, die innerhalb eines Körbchens unterschiedliche Früchte hervorbringen.
 
 
 

Lösungen Aufg.1

a) Die ersten Früchte vom Typ A keimen bereits nach 3 Tagen. In den nächsten Tagen steigt die Keimrate rapide an und verlangsamt sich nach 16-20 Tagen. Nach 32 Tagen sind ca. 65% der frisch geernteten Früchte gekeimt. Die zwei Monate gelagerten Früchte keimen noch etwas schneller. Früchte des Typs B keimen frühestens nach 6 Tagen und die Keimungsrate steigt viel langsamer. Nach 32 Tagen sind etwa 50% erreicht. Bei den zwei Monate gelagerten Früchten ist die Keimungsrate noch langsamer; ab etwa 25 Tagen sinkt die Keimungsrate wieder und bleibt bei gut 20% stehen.

b) Die Früchte vom Typ A besitzen ein Flugorgan und eine dünne Fruchtwand. Sie sind also geeignet zur Fernverbreitung, aber nicht sehr widerstandsfähig. Dem entspricht, dass sie sehr schnell keimen - eine dicke Fruchtwand wäre da nur hinderlich. Sie sollen also die Art verbreiten und an einem potentiellen Wuchsort möglichst schnell keimen und den Ort "besetzen".
Die Früchte vom Typ B sind sehr dickwandig und fallen mangels Flugorgan direkt neben der Mutterpflanze zu Boden. Sie keimen sehr langsam. Ihre Aufgabe ist also, lediglich absterbende Mutterpflanzen zu ersetzen und so den Standort zu erhalten.

c) Die Pflanze fährt eine Doppelstrategie. Die A-Früchte dienen der Fernverbreitung (mehr oder weniger r-Strategie), die B-Früchte der Standortsicherung (K-Strategie).