Ausbreitung (Biologie)

Definition und Grundgleichung

Ausbreitung bezeichnet in der Biologie, speziell in der Theoretischen Biologie und Ökologie, alle qualitativen und quantitativen Veränderungen der räumlichen Ausbreitung biologischer Entitäten, zum Beispiel von Art-Populationen P oder Allelen (Varianten eines Gens). Die ungerichtete Ausbreitung auf Populationsebene wird im eindimensionalen Fall vereinfacht als Differentialgleichung geschrieben: ∂P/∂t = D·∂²P/∂x² + aP. Dabei ist P eine Funktion von Zeit und Raum; der zur klassischen Diffusionsgleichung zusätzlich auftretende Term aP quantifiziert die lokale Entstehung von Art-Individuen oder die Entstehung von Allelen durch Mutation.

Fachrichtungen

Die Ausbreitung von Arten untersucht auch die Biogeographie. Sie wird durch verschiedene Umweltfaktoren bestimmt und gehört zur realisierten ökologischen Nische der Art. Daraus folgt eine Sukzession, also eine Abfolge von Gesellschaften über mehr oder weniger lange Zeiträume. Dokumentiert wird dies von der Chorologie. Die Geobotanik untersucht die Vegetationsdynamik: Pflanzen haben viele Ausbreitungsmechanismen entwickelt, etwa um Samen teils über weite Strecken zu verteilen (Samenausbreitung) oder lebensfähige Pflanzenteile abzusondern (vegetative Vermehrung). Die Geozoologie beschäftigt sich mit der Tierwelt; eine Sonderform der Ausbreitung bei Tieren ist die Tierwanderung. Die historische Entwicklung der Ausbreitung untersuchen die Paläobotanik und, für historische Zeiträume im Zusammenhang mit menschlicher Siedlungsgeschichte, die Paläoethnobotanik.

Neubesiedelung

Das Eindringen einer Art in ein nicht angestammtes Ökosystem nennt man in der Invasionsbiologie eine Biologische Invasion. Auch die Ausbreitung biogener Seuchen, die die Epidemiologie untersucht, ist im Sinne einer Besiedlung eines neuen Ökotops (Lebensraums) zu verstehen.