Die Metapopulationstheorie

[Populationen] - [Metapopulationen] - [Praktische Aspekte]

Populationen
Als Population bezeichnet man eine Gruppe von Lebewesen, die sich untereinander paaren. Diese Tiere oder auch Pflanzen leben gemeinsam in einem bestimmten Areal. Die Grenzen dieses Gebietes sind nicht unbedingt für uns Menschen erkennbar, weil oft Faktoren wie, im Falle von Pflanzen, beispielsweise chemische Konzentrationen im Boden enthaltener Stoffe die Eignung eines Gebietes für diesen Organismus bestimmen. Auch das Vorhandensein anderer Lebewesen, ob als Beute, Futter- oder Nährstoffkonkurrent oder als Fressfeind, bestimmt die Qualität der Umgebung für eine Art. Diese Gesamtheit biotischer, also lebendiger, und abiotischer Faktoren wird als Habitat bezeichnet.
Mit dem Begriff der Population verbindet man also einen begrenzten, insel-ähnlichen Raum, der praktisch eine Welt für sich darstellt, wenn man nur eine bestimmte Art betrachtet. Wäre dies der Fall, so würde mit der Zeit die genetische Variation unweigerlich vermindert; Genvarianten (so genannte Allele), die zu einem bestimmten Zeitpunkt eine im Vergleich zu anderen Allelen weniger vorteilhafte oder auch schädliche Eigenschaften besitzen, würden nicht oder nur in geringerem Maße an die späteren Generationen weitergegeben und mit der Zeit aus dem Genpool (der Gesamtheit der Gene und Genzustände) dieser Population verschwinden. So würde mit der Zeit die Variabilität dieses Genpools abnehmen. Was würde nun passieren, wenn sich die Lebensbedingungen in diesem Habitat ändern? Dies könnte beispielsweise durch klimatische Veränderungen hervorgerufen werden, die die Häufigkeit der Futterpflanze eines Tiers verringern. Als Folge würde die Population schrumpfen, da nicht mehr genügend Nahrung für alle Mitglieder der Population vorhanden ist. Die geringe genetische Variabilität könnte auch die Flexibilität verringern, sich beispielsweise anderen Nahrungsquellen zuzuwenden oder diese zu verarbeiten oder sich Parasiten zu erwehren, die mit ihrem Wirt in einem ständigen Wettrüsten stehen (siehe Koevolution). Eine auf diese Weise dezimierte Population wäre auf Grund ihrer Isolation höchstwahrscheinlich mittelfristig zum Aussterben verurteilt. Die einzige Lösung wäre die Auffrischung ihres Genpools durch neue Allele von außen. Dazu müssten sich also Mitglieder dieser Population mit Vertretern anderer Populationen paaren, indem sie dorthin wandern oder die anderen sich in das Habitat "unserer" Population begeben.

Genau dies wird bei vielen Arten beobachtet; man findet also einen regelmäßigen Austausch von Tieren verschiedener Populationen. Da diese Wanderung (Migration) auch den Austausch von Allelen zwischen den Populationen zur Folge hat, spricht man hier von Genfluss.
Dies bedeutet also, dass man in den meisten Fällen nicht von voneinander isolierten Populationen ausgehen kann. Zwischen benachbarten Populationen finden mehr oder weniger stark ausgeprägte Wanderungen statt. Ob eine Population dabei als benachbart gilt, hängt natürlich von der Bewegungsfähigkeit einer Art ab. Geschieht die Ausbreitung passiv, zum Beispiel über Fließgewässer oder im Gefieder von Vögeln, können auch größere Strecken überwunden werden.

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Metapopulationen
Damit kommen wir zum Kern der Metapopulationstheorie: Unter einer Metapopulation verstehen wir mehrere Populationen einer Art, zwischen denen ein Genfluss stattfindet, so dass diese Populationen genetisch mit einander "verbunden" sind.
Der Genfluss bzw. die Migration von Individuen ist dabei jedoch nicht zwischen allen Subpopulationen als gleichmäßig anzusehen. Zum einen unterscheiden sich die Habitate voneinander in ihrer Eignung für diese Art, so dass die Bewohner eines den Bedürfnissen dieser Art entsprechenden Habitats eher in diesem Gebiet bleiben werden, während Vertreter anderer Populationen, die mit einem weniger gut geeigneten Habitat gesegnet sind, dieses eher verlassen und sich auf die Suche nach einem besseren Lebensraum machen werden. Bestimmte Habitate sind also eher Quellen der Wanderung von Individuen, während andere eher dem Bild einer Senke entsprechen, die Individuen anzieht. Man spricht daher passenderweise auch von "Source"- und "Sink"- Habitaten. Neben der ökologischen Eignung des Habitates spielt auch die relative Lage des Habitats eine Rolle für den Genfluss, der in diese Subpopulation stattfindet oder von ihr ausgeht. So wird man in einer Subpopulation, die sich im Zentrum einer Metapopulation befindet, also von anderen Supopulationen umgeben ist, einen stärkeren Genfluss beobachten als bei Subpopulationen im Randgebiet.
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Praktische Aspekte der Metapopulationstheorie
Die Metapopulationstheorie ist auch im praktischen Natur- und Artenschutz von großer Bedeutung; früher wurden oft bestimmte Gebiete als Schutzgebiete ausgewiesen, von denen bekannt war, dass sie eine oder mehrere Arten beherbergten, die als schutzwürdig erachtet wurden und wo man der Meinung war, dass auf Grund einer noch ausreichend großen Individuenzahl das langfristige Überleben der Population wahrscheinlich war. Diese Gebiete waren jedoch zumeist Enklaven, die von benachbarten Lebensräumen isoliert waren, zumeist durch Verkehrswege oder Siedlungen und andere Strukturen menschlichen Ursprungs. Somit trat oft der oben beschriebene Verlauf ein, dass auf Grund des mangelnden Austausches und der folgenden genetischen Verarmung diese Populationen trotz guten Willens nicht langfristig überlebensfähig waren, zumindest nicht ohne menschliche Eingriffe. (Natürlich hatte dies auch andere Ursachen, wie zum Beispiel die Tatsache, dass es kaum noch unberührte Gebiete gibt, die meisten Lebensgemeinschaften also bereits aus ihrem über lange Zeiträume eingependelten Fließgleichgewicht herausgerissen worden waren.)

In den letzten Jahren hat man jedoch diese Problematik erkannt, was sich zum Teil auch in der Gesetzgebung niedergeschlagen hat. So werden im Naturschutzgesetz "Verbundflächen" favorisiert, bei denen mehrere unter Schutz stehende Flächen durch Korridore miteinander verbunden sind. Auch bei Bauvorhaben von Verkehrswegen wird dies in einem gewissen Rahmen mittlerweile berücksichtigt. Man versucht hierbei die Fragmentierung von Habitaten dadurch zu vermindern, dass auch hier Korridore einen Austausch von Individuen zwischen den künstlich geschaffenen Subpopulationen ermöglichen.

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