Population (Biologie)

Begriff und Bedeutung

Eine Population ist in den Biowissenschaften die Gesamtheit aller Individuen, meist derselben Art, die in einem bestimmten Verbreitungsgebiet vorkommen. Durch soziale Interaktionen innerhalb dieser Bevölkerungseinheit wird ihr Erbgut fortlaufend durch Genfluss vermischt. Deshalb sind Populationen ein Ausgangspunkt evolutiver Veränderungen einer Art.

Je nach Fachgebiet wird der Begriff anders abgegrenzt. Die Populationsgenetik betont die Verbindung der Individuen durch ihre Entstehungsprozesse. Die Populationsökologie betrachtet nur Individuen, die sich gleichzeitig im selben Areal aufhalten. In Demographie und Epidemiologie sind neben Eigenschaften und Variation der Individuen sowie genetischen und räumlich-geographischen Faktoren besonders soziale Interaktionen wichtig.

Außerdem kann „Population“ rein statistisch eine beliebig festgelegte Grundgesamtheit bedeuten. Aus Stichproben dieser Grundgesamtheit werden dann Eigenschaften und ihre Verteilung ermittelt.

Genetische Populationen und Evolution

Für genetische und evolutionsbiologische Fragen besteht eine Population meist aus Individuen derselben Art, die bei sexueller Fortpflanzung miteinander paarungsfähig sind und zumindest grundsätzlich gemeinsame Nachkommen erzeugen können. Neben der genetischen und physiologischen Fähigkeit muss auch eine tatsächliche Gelegenheit zur Paarung bestehen. Vollständig räumlich getrennte Gruppen, die nur durch menschliche Manipulation im Labor oder in Gefangenschaft Nachkommen hervorbringen können, gehören daher meist zur selben Art, aber nie zur selben Population. Eine Art umfasst gewöhnlich viele Populationen; bei sehr kleinen Beständen, etwa bei Lokalendemiten, kann es nur eine sein.

Auch nebeneinander lebende, physiologisch paarungsfähige Individuen gehören nicht zur gleichen genetischen Population, wenn sie sich tatsächlich nie paaren. Dies heißt reproduktive Isolation und unterscheidet genetische von ökologisch definierten Populationen. Arten mit ungeschlechtlicher Fortpflanzung bilden in diesem Sinn keine Populationen. Eine Mendel-Population bilden Organismen mit sexueller Fortpflanzung.

Genetische Populationen haben meist keine scharfen Grenzen: Wandernde Individuen oder bei festsitzenden Arten Fortpflanzungseinheiten wie Diasporen können Lebensräume verbinden. Lokalpopulationen pflanzen sich fast unbeschränkt untereinander fort. Benachbarte Populationen beteiligen sich seltener, aber langfristig regelmäßig genug an der Fortpflanzung. Zusammen bilden sie eine Metapopulation mit mehreren Subpopulationen.

Modelle nehmen häufig Panmixie an, also zufällige Paarung ohne Paarungsschranken innerhalb einer Population. Dann gehören alle Individuen zum selben Genpool. Unterschiede zwischen Teilgruppen, die zufällig durch Gendrift oder gerichtet durch Selektion entstehen, werden durch Genfluss wieder eingeebnet. Die Population ist damit eine evolutive Einheit: Merkmale und Allelfrequenzen können sich verändern (Anagenese), sie kann sich aber nicht selbst in zwei Populationen aufspalten, aus denen getrennte Arten entstehen könnten (keine Kladogenese).

Unterschiede der Allelfrequenzen zweier Gruppen werden statistisch oft mit einer Form des F-Tests untersucht. Liegen sie unter einem bestimmten Schwellenwert, wird Genfluss angenommen. Da unterschiedliche Testverfahren und Schwellenwerte verwendet werden, kann die Einordnung als zwei Populationen oder als Subpopulationen einer Population von der Fragestellung abhängen. Die Populationsbiologie untersucht unter anderem Populationsdichte, Populationsdynamik, Populationsökologie und Populationsgenetik.