VL 7 Teil 2 Konkurrenz nach Lottka-Volterra

Question 1

Erkläre die Lotka-Volterra-Modelle der Konkurrenz: Gleichung des logistischen Populationswachstums

Answer 1

beschrieben Konkurrenz als Beziehung zwischen 2 Arten mit gleicher Ressource

• Ausgang ist Gleichung des logistischen Populationswachstums

dN/ dt = rN(K-N)/K
N=Populationsgröße
r= per-capita-Wachstumsrate= b-d= Geburtenrate b – Sterberate d
K=Umweltkapazität: Begrenzung durch limitierende Ressourcen

o Wachstumsrate einer Population = dN/dt
o r*N beschreibt exponentielles Wachstum, r =
o (K-N) /K = Umweltwiderstand -> bewirkt, dass das exponentielle Wachstum in
logistisches übergeht

Question 2

e Lotka-Volterra-Modelle der Konkurrenz: Hemmende Wirkung von Konkurrenz

Answer 2

Hemmende Wirkung von Konkurrenz = Erweiterung der Gleichung um Term αN_2
o Art 2 hemmt Art 1 => αN_2
o N_2 = Individuendichte der Art 2
o α = Konkurrenzkoeffizient
-> Faktor mit negativer Wirkung die Pro-Kopf-Effekt
von Art 2 auf Art 1 beschreibt
o -> negative Wirkung von Art 2 auf Art 1
o analog für Wirkung von Art 1 auf Art 2: βN_2
o Gleichungspaar zum Populationswachstum von zwei konkurrierenden Arten:

Question 3

Lotka-Volterra-Modelle der Konkurrenz: intra-&interspezielle Konkurrenz

Answer 3

o interspezifische Konkurrenz αN_2: Arten konkurrieren um gleiche Ressource ->
Art 2 bestimmt dadurch auch K_1 (Umweltkapazität von Art 1) und umgekehrt

o intraspezifische Konkurrenz (K-N) /K:
§ hier keine interspezifische Konkurrenz, da:
§ α, β =0 -> keine Konkurrenzsituation oder N_2/ N_1 = 0
-> konkurrierende
Art kommt nicht vor

Question 4

Noch mehr grundsätzlicheszu Lottka-Voltera Kurven

Answer 4

PopulaMon einer Art wächst im Sinne des logisMschen Wachstums und streben dem
Gleichgewicht bei der Umweltkapazität K zu

• graphische Darstellung, indem Individuendichte der beiden Arten gegeneinander aufgetragen werden = 2 Arten-Konkurrenzsystem
• Nullwachstums-Isoklinen (Diagonalen)
  o Individuendichten N1 und N2 mit PopulaMonswachstum gleich Null: dN_1 /dt = 0
  bzw. dN_2 /dt = 0
  o links der Nullwachstumsisoklinen steigt die Populationsdichte (dN/dt > 0)
  o rechts davon sinkt sie (dN/dt < 0)
  o Kapazitätsgrenze K ist erreicht: N_1 = K_1 bzw. N_2 = K_2

Question 5

Welche 4 Grundtypen des 2-Arten-Konkurrenzsystems gibt es nach Lotka-Volterra?

Answer 5

-> sind abhängig von Umweltkapazität und Stärken der Konkurrenzkoeffizienten der beiden Arten
1. je eine Art der überlegende Konkurrent (a & b)
2. beidseitige Konkurrenz (c)
3. Koexistenz

Question 6

beidseiMge Konkurrenz nach Lotka-Volterra

Answer 6

instabiles Gleichgewicht
* jede Art behindert Wachstum der anderen Art stärker als ihr eigenes
Wachstum
* interspezifisch > intraspezifisch
* dort wo sich beide Isoklinen treffen, können beide Arten exisMeren
* stabiles Gleichgewicht tri erst ein, wenn eine der Arten wegfällt
* reale Isokline meist nicht linear, sondern Kurve z.B. 2 Drosophila-Arten im
gleichen Habitat, konkurrieren um Nahrung

Question 7

Koexistenz (d) nach Lottka-Voltera

Answer 7

d.h. stabiles Gleichgewicht
* Arten behindern ihr eigenes Wachstum durch intraspezifische Konkurrenz
stärker als Wachstum der anderen Art durch interspezifische Konkurrenz
* erreichen nie hohe Dichte à keine Art kann andere verdrängen

Question 8

Wieso kann Konkurrenz auch nicht nur von Ressourcen beeinflusst sein?

Answer 8

Bsp:
5 Pionierpflanzen mit unterschiedlichen optimalen Temperaturbereichen der Samenkeimung
* Unterschied hat Auswirkungen auf Artzusammensetzung, Konkurrenzsituation und Besiedlungsstruktur des Habitats
* primär: Temperatur wirkt auf Keimung und Etablierung der Pflanzenarten
->dadurch jährlich Schwankungen erzeugt ->
zeitliche Variation wichtig für Konkurrenz
* sekundär: nach Etablierung der Sämlinge dann Konkurrenz von Ressource Licht bestimmt

Question 9

In welche relativen Konkurrenzstärken wird bei wechselnden Umweltbedingungen unterschieden?

Answer 9

fundamentale ökologische Potenz (in Monokultur)
= Beziehungen des Einzelorganismus zu seiner Umwelt ohne den Einfluss der interspezifischen
Konkurrenz
reale ökologische Potenz (in Mischkultur)
= Beziehungen zwischen PopulaMonen einer Lebensgemeinscha) mitsamt interspezifischer
Konkurrenz
à Wechselnde Umweltbedingungen verändern die Konkurrenzkra), d.h. die Umweltkapazität
K der Art

Question 10

Von welchen Faktoren ist die Konkurrenzstärke abhängig?

Answer 10

• Habitatpräferenz + Stresstoleranz + Aggression
• z.B. Streifenhörnchenarten mit verschiedener Aggressivität und Hitzetoleranz
• Die relaMve Konkurrenzstärke ändert sich entlang von Umweltgradienten, wie dem
  Wassergradienten im Hohenheimer Grundwasserversuch oder bei den Streifenhörnchen durch Umwelt (VegetaMonszonen) und Verhalten (Aggression)

Question 11

Zusammenfassung Konkurrenz

Answer 11

• Interspezifische Konkurrenz zweier Arten lässt sich über die Lotka-Volterra-Gleichungen beschreiben
• man unterscheidet hierbei vier Grundtypen der Konkurrenz in Abhängigkeit von der
  Umweltkapazität und den Stärken der Konkurrenzkoeffizienten der beiden Arten
  à eine wechselseiMge Verdrängung der jeweils anderen Art
  à ein instabiles Gleichgewicht mit hoher interspezifischer Konkurrenz
  à eine Koexistenz mit hoher intraspezifischer Konkurrenz
• konkurriert wird meist um mehrere Ressourcen gleichzeiMg
  à Fähigkeit eine Ressource gut zu erschließen bietet dabei o)mals einen besseren Zugang zu weiteren Ressourcen
• die relaMve Konkurrenzstärke ändert sich entlang von Umweltgradienten, wie dem
  Wassergradienten im Hohenheimer Grundwasserversuch oder bei den Streifenhörnchen durch Umwelt (VegetaMonszonen) und Verhalten (Aggression)