Limitierender Faktor Definition
Ein limitierender Faktor ist eine Ressourcen-oder Umweltbedingung, die das Wachstum, die Verteilung oder die Häufigkeit eines Organismus oder einer Population innerhalb eines Ökosystems begrenzt. Dies können entweder physische oder biologische Faktoren sein, die durch eine Reaktion von erhöhtem oder vermindertem Wachstum, Überfluss oder Verteilung einer Population identifiziert werden können, wenn der Faktor geändert wird und wenn die anderen für das Leben notwendigen Faktoren nicht vorhanden sind.,
Limitierende Faktoren werden nach Liebigs Gesetz des Minimums theoretisiert, das besagt, dass“Wachstum nicht durch die Gesamtmenge der verfügbaren Ressourcen, sondern durch die knappste Ressource gesteuert wird“.
Ein limitierender Faktor hindert Organismen daran, ihre fundamentale Nische einzunehmen, und führt stattdessen zur Erfüllung ihrer tatsächlichen oder realisierten Nische.
Typen von Grenzfaktoren
Dichteabhängige Faktoren
Dichteabhängige Faktoren sind diejenigen Faktoren, deren Wirkung auf eine Population durch die Gesamtgröße der Population bestimmt wird., Prädation und Krankheit sowie Ressourcenverfügbarkeit sind Beispiele für dichteabhängige Faktoren. Als ein Beispiel, Krankheit wird wahrscheinlich schneller durch eine größere ausbreiten, dichtere Bevölkerung, Auswirkungen auf die Anzahl der Personen innerhalb der Bevölkerung mehr als in einer kleineren, weiter verstreuten Bevölkerung.
Dichteunabhängige Faktoren
Ein dichteunabhängiger Grenzfaktor ist einer, der die Größe einer Population begrenzt, dessen Wirkung jedoch nicht von der Größe der Population (der Anzahl der Individuen) abhängt., Beispiele für dichteunabhängige Faktoren sind umweltbelastende Ereignisse wie Erdbeben, Tsunamis und Vulkanausbrüche sowie plötzliche Klimaveränderungen wie Dürre oder Überschwemmungen und zerstörerische Ereignisse wie die Eingabe extremer Umweltschadstoffe. Dichteunabhängige Faktoren töten normalerweise alle Mitglieder einer Bevölkerung, unabhängig von der Bevölkerungsgröße.
Physikalische und biologische Grenzfaktoren
Grenzfaktoren können ebenfalls in weitere Kategorien eingeteilt werden., Physikalische Faktoren oder abiotische Faktoren umfassen Temperatur, Wasserverfügbarkeit, Sauerstoff, Salzgehalt, Licht, Nahrung und Nährstoffe; Biologische Faktoren oder biotische Faktoren beinhalten Wechselwirkungen zwischen Organismen wie Raubtieren, Konkurrenz, Parasitismus und Pflanzenfresser.
Beispiele für limitierende Faktoren
Ressourcen
Ressourcen wie Nahrung, Wasser, Licht, Raum, Schutz und Zugang zu Partnern sind alles limitierende Faktoren., Wenn ein Organismus, eine Gruppe oder eine Population nicht über genügend Ressourcen verfügt, um ihn aufrechtzuerhalten, sterben Individuen durch Hunger, Austrocknung und Stress oder sie produzieren keine Nachkommen.
Bei photosynthetisierenden Organismen wie Pflanzen ist Licht ein lebenswichtiger begrenzender Faktor, der für ihr Wachstum unerlässlich ist. Dies ist am deutlichsten in Unterholzpflanzen eines Waldes, wo Photonenenergie aus Licht weniger verfügbar gemacht wird, da es nicht in der Lage ist, durch höhere Baldachinebenen zu durchdringen., Viele verschiedene Pflanzen sind jedoch so angepasst, dass sie unterschiedlichen Lichtverhältnissen standhalten und mit weniger Lichtenergieeintrag überleben können.
Neben dem Licht ist das Pflanzenwachstum durch die Verfügbarkeit der Nährstoffe Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K) und Schwefel (S) begrenzt. Jede Pflanze benötigt ein speziell ausgewogenes Verhältnis dieser Nährstoffe, um zu überleben. Wenn einer der Nährstoffe nicht in ausreichenden Mengen vorhanden ist, wird dies als limitierender Wachstumsfaktor angesehen.,
Die limitierende Ressource innerhalb eines Ökosystems bestimmt die Tragfähigkeit (in der Ökologie durch den Buchstaben“ K “ angegeben), dh die maximale Anzahl von Individuen in einer Population, die ein Lebensraum ohne Umweltzerstörung unterstützen kann.
In einem Ökosystem mit unbegrenzten Ressourcen, ohne Raubtiere und keine Krankheit, Populationen können exponentielles Wachstum erleben., Die Tragfähigkeit fungiert daher als Moderator der Bevölkerungsgröße; Sobald die Ressourcen durch eine zunehmende Anzahl von Individuen erschöpft sind, tritt ein intraspezifischer Wettbewerb auf und die Wachstumsrate der Bevölkerung beginnt sich zu verlangsamen, wenn Individuen sterben oder sich nicht vermehren. Schließlich nivelliert sich die Wachstumsrate auf einem Plateau-dieses Plateau ist die Tragfähigkeit. Sobald die Tragfähigkeit einer Umgebung erreicht ist, können Einzelpersonen beginnen, an anderer Stelle nach Ressourcen zu suchen, sich von der ursprünglichen Bevölkerung zu entfernen und neue Populationen zu schaffen., Wenn die Populationen auf unbestimmte Zeit getrennt werden, kann dies zur Speziation führen.
Umweltbedingungen
Limitierende Faktoren sind auch als Umweltbedingungen vorhanden. Zwei der prominentesten Beispiele sind Temperatur und Niederschlag; Diese sind stark vom Klima und saisonalen Veränderungen innerhalb des Klimas betroffen. Die Wirkung, die jeder Faktor auf einen bestimmten Organismus hat, wird durch die lebensgeschichtlichen Merkmale jeder einzelnen Spezies bestimmt.
Die Aufrechterhaltung einer korrekten Körpertemperatur ist für fast alle Organismen von entscheidender Bedeutung, um Stoffwechselfunktionen effektiv auszuführen., Bei vielen Organismen bedeutet dies, dass sie nur bestimmte Tiefen bewohnen können, wie bei Meeresorganismen, bestimmte Höhen, wie bei bergbewohnenden Tieren und Pflanzen, und bestimmte Breiten der Erde, d. H. Die Tropen oder die nördliche Hemisphäre.
Obwohl Sonnenlicht dazu neigt, ein Faktor zu sein, der die Temperatur eines Lebensraums steuert und somit die Photosynthese in Bezug auf die Photonenenergie beeinflusst, ist die richtige Temperatur auch wichtig, um Enzyme in photosynthetischen Reaktionen zu katalysieren. Oberhalb der optimalen Temperatur werden Enzyme mit erhöhter Geschwindigkeit katalysiert, was zur Denaturierung der Enzyme führen kann., Dies wird als lichtunabhängige Reaktion bezeichnet. Eine erhöhte Temperatur führt auch zum Austrocknen der Blätter, da sie eine erhöhte Evapotranspiration verursacht und zu viel Wasser aus der Pflanze entfernt. Umgekehrt kann sich bei zu niedrigen Temperaturen Frost auf den Blättern bilden, der die Zellwände und den Zellinhalt schädigt.
Die Niederschlagsmenge in einer Umgebung ist auch für Pflanzen wichtig. Die Aufnahme von Wasser als Ressource ist wichtig für das Pflanzenwachstum und andere Funktionen, so dass ein Mangel an Niederschlag zu welken, sengenden und beschädigten Zellen führen kann., Niederschlag ist auch wichtig, weil viele Pflanzen entwickelt werden, um unterschiedlichen Mengen an Luftfeuchtigkeit standzuhalten. Da die dünnen, zähen Blätter von Kakteen sie speziell an das Überleben unter heißen und trockenen Bedingungen anpassen, kann zu viel Niederschlag ihre Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen, was wiederum das Bevölkerungswachstum einschränkt. Zu viel Niederschlag kann auch den Boden überfluten, wodurch die Menge an Sauerstoff, die den Wurzeln zur Verfügung steht, verringert wird, Wurzelverlust verursacht oder die Pflanzen anfällig für Pilzschäden werden.,
Biotische Faktoren
Neben Ressourcen-und Klimafaktoren, die das Bevölkerungswachstum beeinflussen, begrenzen auch biotische Faktoren wie Prädation, Pflanzenfresser, Parasitismus sowie interspezifischer und intraspezifischer Wettbewerb.
Parasitismus ist wie Krankheit im Allgemeinen zerstörerischer für große, dichte Populationen, da der Parasit in der Lage ist, mehr Individuen effektiv zu parasitieren, wenn sie in engem Kontakt stehen. Innerhalb tropischer Ökosysteme ist der Cordyceps-Pilz ein prominenter Parasit und hat viele Stämme, die auf verschiedene Arten spezialisiert sind., Da es sich um einen so erfolgreichen Parasiten handelt, hält es viele Populationen niedrig und wirkt als limitierender Faktor, und es wird angenommen, dass einer der Hauptgründe dafür ist, dass die meisten Arten in tropischen Regenwäldern selten sind. Die Verfügbarkeit von Wirtsarten, die der Cordyceps-Pilz parasitieren kann, ist ein limitierender Faktor für den Pilz.
Die Bevölkerungsdichte von Raubtieren und Beute sind limitierende Faktoren für jede dieser Parteien., Wenn eine Population, zum Beispiel Hirsche, eine hohe Zahl erreicht, weil eine Ressource zugenommen hat, die ihr limitierender Faktor ist – wie z. B. ein erhöhtes Baumwachstum nach einem warmen Sommer–, werden ihre Raubtiere, zum Beispiel Wölfe, eine Zunahme ihrer Nahrungsquelle erfahren. Die Wolfspopulation, mit einem Überschuss an Hirschen zu essen, kann dann in der Lage sein, sich freier zu vermehren und ihre eigene Population zu erhöhen. Wenn die Population der Wölfe zunimmt, werden sie die hohe Anzahl von Hirschen benötigen, die als limitierender Faktor zur Verfügung stand, als die Population wuchs., Da die Wölfe stark älter als die Hirschpopulationen sind, werden die Ressourcen schließlich knapp und die Wolfspopulation wird nicht mehr nachhaltig sein. Wenn Wölfe sterben, wird der Druck auf die Hirschpopulation reduziert und die Zahl wird wieder zunehmen können; So geht der Zyklus weiter.
Menschliche begrenzende Faktoren
Die Zunahme der menschlichen Population ist dafür verantwortlich, viele begrenzende Faktoren auf Arten zu setzen, die historisch nicht existierten., Dichteabhängige limitierende Faktoren wie eine verringerte Verfügbarkeit von Raum aufgrund von Entwaldung sind ein globales Problem, das in vielen Populationen zu Rückgang und Aussterben führt. Die Ressourcen werden auch aufgrund der Jagd und des Auslaugens von Nährstoffen aus dem Boden immer knapper, was zu einem intraspezifischen und interspezifischen Wettbewerb innerhalb und zwischen den Populationen führt., Die Entfernung von Raubtieren hat auch das Gleichgewicht von natürlichem Biotikum, Kreislauf von Raubtieren und Beute gestört; In einigen Fällen konnten Raubtiere in Abwesenheit von Raubtieren gedeihen, die Tragfähigkeit von Ökosystemen übersteigen und Umweltschäden verursachen. Raubtiere wurden auch als invasive Arten in Ökosysteme eingeführt, wodurch die Beutepopulationen und damit die natürlichen Raubtiere der Beute unter Druck gesetzt wurden.
Es gibt auch viele dichteunabhängige Faktoren, die vom Menschen verursacht wurden. Undichte Schadstoffe und andere Lebensraumzerstörungen haben ganze Ökosysteme zerstört., Der Beginn des Klimawandels als Folge der Verbrennung fossiler Brennstoffe erhöht die globalen Temperaturen rapide, verändert die Wettermuster und erhöht die Rate von Naturkatastrophenereignissen wie Hurrikanen, Überschwemmungen, Bränden und mehr.
- Ressourcen-Eine Substanz in einer Umgebung, die von einem Organismus für Wachstum, Erhaltung und Fortpflanzung benötigt wird.
- Tragfähigkeit-Die Anzahl der Populationen oder Organismen innerhalb einer Population, die eine Umwelt ohne Umweltzerstörung auf unbestimmte Zeit aufrechterhalten kann.,
- Fundamentale Nische – Die Gesamtpalette der Umweltbedingungen, die geeignet ist, damit ein Organismus ohne limitierende Faktoren existiert.
- Realisierte Nische – Die tatsächliche Menge an Ressourcen oder Umweltbedingungen, die ein Organismus innerhalb eines Ökosystems nutzen kann.
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1. Welcher dieser limitierenden Faktoren wäre dichteunabhängig?
A. Eine Nahrungsquelle
B. Intraspezifischer Wettbewerb
C. Ein Vulkanausbruch
D. Licht
2. Temperatur ist ein Beispiel für a:
A. dichteabhängiger Faktor
B. Ein abiotischer Begrenzungsfaktor
C. Eine Ressource
D. Ein Umweltbegrenzungsfaktor
3., Die Tragfähigkeit (K) einer Umgebung wird erreicht, wenn:
A. Nahrungsressourcen sind reichlich vorhanden
B. Eine Bevölkerung schädigt die Umwelt
C. Die Wachstumsrate einer Bevölkerung erreicht ein Plateau
D. Nahrungsressourcen sind knapp