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Was sind die limitierenden Faktoren der menschlichen Ausdauer?

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Was sind die limitierenden Faktoren der (menschlichen) Ausdauer? Lassen Sie uns Ausdauer als die Fähigkeit definieren, eine körperliche Aktivität fortzusetzen. Wir haben eindeutig unsere Grenzen, also welche Aspekte der Physiologie setzen der menschlichen körperlichen Anstrengung Grenzen? Wie wirken diese Aspekte zusammen und interagieren?

Große Details sind nicht notwendig, aber ich suche eine kurze Übersicht.


Einige Erklärungen auf zellulärer und molekularer Ebene:

Erstens benötigen die Muskeln Signale von den Nerven, damit eine Kontraktion stattfinden kann. Auffüllen der Pool von Neurotransmittern (wird für jeden synaptischen Burst verwendet) dauert eine Weile, und auf dieser Ebene kann es zu einer kurzfristigen Erschöpfung kommen.

In den Muskelzellen wird die Kontraktion durch ein Kalziumfreisetzung innerhalb der Zelle, aus einem Zellkompartiment, das als sarkoplasmatisches Retikulum bezeichnet wird. Dieses Retikulum kann nur eine begrenzte Anzahl von Ionen enthalten. Wenn sich der Muskel also stark zusammenzieht, muss er schließlich eine Weile ruhen, um Kalzium im sarkoplasmatischen Retikulum wieder anzusammeln, um sich auf weitere Kontraktionen vorzubereiten.

Muskeln brauchen molekularer "Treibstoff" (wie ATP-Moleküle), um sich zusammenzuziehen/zu entspannen. Nach einer intensiven oder anhaltenden Anstrengung werden diese Moleküle teilweise verbraucht und dem Muskel geht einfach die Energie aus; Es braucht etwas Zeit, um den Pool an Metaboliten wieder aufzubauen, der für eine ordnungsgemäße Funktion erforderlich ist. Umgekehrt verursacht die Muskelkontraktion auch die Ansammlung von Metaboliten und Ionen wie Kalium, die die Muskelkontraktion teilweise hemmen. Ermüdung tritt auf, wenn sich diese auf hohem Niveau ansammeln, und sie müssen beseitigt werden, bevor neue Anstrengungen unternommen werden.

Referenzen siehe:

  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5668469/ doi:10.1038/emm.2017.194 (allgemeine Überprüfung)
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5033663/ doi:10.1249/MSS.0000000000000923 (konzentriert sich mehr auf Muskel-Neuron-Beziehungen)
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9232550 Grün, J Sports Sci. Juni 1997; 15(3): 247-56. (auf zellulärer Ebene)
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7715628 Williams & Klug, Muskelnerv. 1995 Apr;18(4):421-34.(mehr auf Kalzium fokussiert)

Was sind die limitierenden Faktoren der menschlichen Ausdauer? - Biologie

TEIL IV. EVOLUTION UND ÖKOLOGIE

17. Bevölkerungsökologie

17.7. Begrenzende Faktoren für das Bevölkerungswachstum

Heute hören wir unterschiedliche Meinungen über den Zustand der Weltbevölkerung. Einerseits hören wir, dass die Bevölkerung schnell wächst. Im Gegensatz dazu hören wir, dass einige Länder befürchten, dass ihre Bevölkerung schrumpft. Andere Länder sind besorgt über die Alterung ihrer Bevölkerung, da die Geburten- und Sterberaten niedrig sind. In Zeitschriften und im Fernsehen sehen wir, dass es auf der Welt hungernde Menschen gibt. Gleichzeitig hören wir in vielen Ländern Diskussionen über das Problem von Nahrungsmittelüberschüssen und Fettleibigkeit. Einige haben sogar gesagt, dass das wichtigste Problem der heutigen Welt das Wachstum der menschlichen Bevölkerung ist. Andere behaupten, dass die wachsende Bevölkerung Absatzmärkte für Waren und ein wirtschaftlicher Segen sein wird. Wie bringen wir diese Masse widersprüchlicher Informationen in Einklang?

Es ist wichtig zu erkennen, dass menschliche Populationen den gleichen Wachstumsmustern folgen und von denselben limitierenden Faktoren beeinflusst werden wie Populationen anderer Organismen. Das Wachstum der menschlichen Bevölkerung in den letzten mehreren tausend Jahren folgt einem Muster, das den Verzögerungs- und exponentiellen Wachstumsphasen einer Bevölkerungswachstumskurve ähnelt. Es wird geschätzt, dass die menschliche Bevölkerung über Jahrtausende niedrig und konstant geblieben ist, aber in den letzten hundert Jahren rapide zugenommen hat (Abbildung 17.14). Zum Beispiel wurde geschätzt, dass die indianische Bevölkerung vor der europäischen Entdeckung ihre Tragfähigkeit erreicht oder nahe daran war. Obwohl es unmöglich ist, die Bevölkerung der amerikanischen Ureinwohner zu dieser Zeit zu kennen, schätzen verschiedene Experten, dass sie zwischen 1 Million und 18 Millionen lag. Heute beträgt die Bevölkerung der Vereinigten Staaten fast 310 Millionen Menschen. Bedeutet das, dass sich der Mensch von anderen Tierarten unterscheidet? Kann die menschliche Bevölkerung ewig weiter wachsen?

ABBILDUNG 17.14. Bevölkerungswachstum

Die Zahl der Menschen verdoppelte sich von n. Chr. 1800 bis 1930 (von 1 Milliarde auf 2 Milliarden), hatte sich bis 1975 wieder verdoppelt (4 Milliarden) und wird sich voraussichtlich bis etwa 2025 wieder verdoppeln (8 Milliarden). Kapazität erreicht?

Die menschliche Spezies hat, wie jede andere Spezies auch, eine Obergrenze durch die Tragfähigkeit der Umwelt. Die menschliche Bevölkerung konnte jedoch astronomisch zunehmen, weil technologische Veränderungen und die Verdrängung anderer Arten es uns ermöglicht haben, die Tragfähigkeit nach oben zu verschieben. Ein Großteil der exponentiellen Wachstumsphase der menschlichen Bevölkerung kann auf verbesserte sanitäre Einrichtungen, die Kontrolle von Infektionskrankheiten, Verbesserungen der landwirtschaftlichen Methoden und den Ersatz natürlicher Ökosysteme durch künstliche landwirtschaftliche Ökosysteme zurückgeführt werden. Aber auch diese Bedingungen haben ihre Grenzen. Einige einschränkende Faktoren werden schließlich zu einer Abflachung unserer Bevölkerungswachstumskurve führen. Wir können nicht über unsere Fähigkeit hinauswachsen, Rohstoffe und Energie zu bekommen, noch können wir die Abfallprodukte, die wir produzieren, und die anderen Organismen, mit denen wir interagieren, ignorieren.

Verfügbarkeit von Rohstoffen

Für viele von uns bestehen Rohstoffe einfach aus der Menge an verfügbaren Nahrungsmitteln, aber wir sollten nicht vergessen, dass in einer technologischen Gesellschaft auch Eisenerz, Bauholz, Bewässerungswasser und Siliziumchips Rohstoffe sind. Die meisten Menschen auf der Welt haben jedoch viel grundlegendere Bedürfnisse. In den letzten Jahrzehnten hatten große Teile der Weltbevölkerung nicht genug Nahrung (Abbildung 17.15). Obwohl es biologisch korrekt ist zu sagen, dass die Welt derzeit genug Nahrung für alle produzieren kann, gibt es komplexe politische, wirtschaftliche und soziale Fragen im Zusammenhang mit der Nahrungsmittelproduktion und -verteilung. Am wichtigsten ist wohl die Tatsache, dass der Transport von Nahrungsmitteln von den Zentren des Überflusses zu den Zentren des Bedarfs oft sehr schwierig und teuer ist. Gesellschaften mit Nahrungsüberschuss waren nicht bereit, diese politischen und wirtschaftlichen Kluften zu überbrücken.

ABBILDUNG 17.15. Nahrung ist ein Rohstoff

Eine grundlegendere Frage ist jedoch, ob die Welt weiterhin genügend Nahrungsmittel produzieren kann. Im Jahr 2010 wuchs die Weltbevölkerung mit einer Rate von 1,2 % pro Jahr. Das bedeutet, dass jede Minute etwa 150 neue Menschen zur Bevölkerung hinzukommen. Dies würde bis 2050 zu einem Anstieg von unserer gegenwärtigen Bevölkerung von fast 6,9 Milliarden auf etwa 9,5 Milliarden führen. Bei einer anhaltenden Zunahme der Zahl der zu ernährenden Mäuler ist es unwahrscheinlich, dass die Nahrungsmittelproduktion mit dem Wachstum der menschlichen Bevölkerung (Wie Wissenschaft funktioniert 17.1).

Ein primärer Indikator für den Status der Welternährung ist die für jeden Menschen weltweit produzierte Getreidemenge (Pro-Kopf-Getreideproduktion). Die weltweite Pro-Kopf-Getreideproduktion erreichte 1984 ihren Höhepunkt.

Thomas Malthus und sein Essay über die Bevölkerung

Im Jahr 1798 veröffentlichte der Engländer Thomas Robert Malthus einen Aufsatz über die menschliche Bevölkerung, der eine Idee vorstellte, die der landläufigen Meinung widersprach. Seine Grundthese lautete, dass die menschliche Bevölkerung geometrisch bzw , 3, 4, 5, 6 usw.). Das Endergebnis dieser unterschiedlichen Raten wäre, dass die Bevölkerung die Fähigkeit des Landes zur Nahrungsmittelproduktion übersteigen würde.

Er kam zu dem Schluss, dass Kriege, Hungersnöte, Seuchen und Naturkatastrophen die Mittel (begrenzende Faktoren) sein würden, um die Größe der menschlichen Bevölkerung zu kontrollieren. Seine Vorhersagen wurden von der intellektuellen Gemeinschaft seiner Zeit heiß diskutiert, und seine Annahmen und Schlussfolgerungen wurden als falsch und gegen das beste Interesse der Gesellschaft kritisiert. Zu der Zeit, als er den Aufsatz schrieb, war die verbreitete Meinung, dass menschliches Wissen und "moralische Zwänge" in der Lage sein würden, eine Welt zu schaffen, die alle menschlichen Bedürfnisse im Überfluss befriedigen würde. Eines der grundlegenden Postulate von Malthus war, dass der "Handel zwischen den Geschlechtern" (Geschlechtsverkehr) unverändert weitergehen würde. Andere Philosophen der Zeit glaubten, dass das Sexualverhalten weniger fruchtbare Formen annehmen und die menschliche Bevölkerung begrenzt sein würde. Allerdings haben sich erst in den letzten 50 Jahren wirksame Mechanismen zur Empfängniskontrolle breit durchgesetzt und eingesetzt. Sie werden jedoch auch heute noch vor allem in den weiter entwickelten Ländern der Welt eingesetzt.

Malthus hat den Einsatz von Verhütungsmitteln, größere Veränderungen in der landwirtschaftlichen Produktionstechnik oder den Export von überschüssigen Menschen in Kolonien in Amerika nicht vorausgesehen. Diese Faktoren sowie die hohen Sterberaten verhinderten, dass seine verheerendsten Vorhersagen wahr wurden. In vielen Teilen der Welt erleben die Menschen jedoch die Formen der Bevölkerungskontrolle (Hungersnot, Seuchen, Kriege und Naturkatastrophen), die Malthus 1798 voraussagte. Viele Menschen glauben, dass seine ursprünglichen Vorhersagen gültig waren – nur seine Zeitskala war nicht richtig – und dass sich seine Vorhersagen heute bewahrheiten.

Ein weiterer wichtiger Einfluss von Malthus' Essay war seine Wirkung auf den jungen Charles Darwin. Als Darwin es las, sah er, dass das, was für die menschliche Bevölkerung galt, auf das gesamte Pflanzen- und Tierreich übertragen werden konnte. Da eine Überreproduktion stattfand, würde es zu einer verstärkten Konkurrenz um Nahrung kommen, was zum Tod der weniger fitten Organismen führte. Dies war ein wichtiger Teil seiner Theorie der natürlichen Auslese.

Die Verfügbarkeit von Energie wirkt sich auch auf die menschliche Bevölkerung aus. Alle Arten auf der Erde sind letztendlich auf Sonnenlicht als Energiequelle angewiesen. Alle Energie – ob Strom aus einem Wasserkraftwerk, fossilen Brennstoffen oder Solarzellen – wird von der Sonne bezogen. Energie wird für den Transport, den Bau und die Instandhaltung von Häusern und die Nahrungsmittelproduktion benötigt. Es ist sehr schwierig, unvoreingenommene, einigermaßen genaue Schätzungen der weltweiten Energiereserven in Form von Erdöl, Erdgas und Kohle zu erstellen. Daher ist es schwer vorherzusagen, wie lange diese Reserven reichen könnten. Allerdings sind die Mengen begrenzt und die Nutzungsrate steigt (Abbildung 17.16).

ABBILDUNG 17.16. Energieverbrauch des Menschen

Würden die weniger entwickelten Länder einen Lebensstandard erreichen, der dem der Industrienationen entspricht, würden die globalen Energiereserven über Nacht verschwinden. Die Menschen sollten erkennen, dass unsere Energieressourcen begrenzt sind. Wir leben von Sonnenenergie, die über Millionen von Jahren gespeichert wurde, und wir verwenden sie in einer Geschwindigkeit, die sie in Hunderten von Jahren aufbrauchen könnte.

Einer der am meisten diskutierten Aspekte menschlichen Handelns ist das Problem der Abfallentsorgung. Wir haben normale biologische Abfälle, die von Zersetzerorganismen verarbeitet werden können. Wir erzeugen jedoch auch eine Vielzahl von technologischen Abfällen und Nebenprodukten, die von Zersetzern nicht effizient abgebaut werden können (Abbildung 17.17). Das meiste von dem, was wir Umweltverschmutzung nennen, resultiert aus den Abfallprodukten der Technologie. Die biologischen Abfälle können in der Regel durch den Bau von Kläranlagen und anderen Kläranlagen recht effizient behandelt werden. Natürlich brauchen diese Anlagen Energie, um sie zu betreiben, aber sie sind auf Zersetzer angewiesen, um unerwünschte organische Stoffe zu Kohlendioxid und Wasser abzubauen. Weiter oben in diesem Kapitel haben wir die Probleme besprochen, mit denen Aquarienorganismen konfrontiert sind, wenn sich ihre Stoffwechselabfallprodukte ansammeln. In dieser Situation „beschmutzen die Organismen ihr Nest“, dass ihre Ausscheidungen sie vergiften. Befinden sich Menschen in einer viel größeren Größenordnung in einer ähnlichen Situation? Entsorgen wir so viel technologischen Abfall, einen Großteil davon giftig, in die Umwelt, dass wir vergiftet werden? Verändert Kohlendioxid aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe unser Klima?

ABBILDUNG 17.17. Menschliche Abfallproduktion

Wechselwirkungen mit anderen Organismen

Der Mensch interagiert mit anderen Organismen auf ebenso viele Arten wie andere Tiere. Wir haben Parasiten und gelegentlich auch Raubtiere. Wir sind Raubtiere in Bezug auf eine Vielzahl von Tieren, sowohl domestizierte als auch wilde. Wir haben mit vielen unserer domestizierten Pflanzen und Tiere wechselseitige Beziehungen, weil sie ohne unsere landwirtschaftlichen Praktiken nicht überleben könnten und wir ohne die Nahrung, die sie liefern, nicht überleben würden. Auch der Wettbewerb ist sehr wichtig. Insekten und Nagetiere konkurrieren um die Nahrung, die wir anbauen, und wir konkurrieren direkt mit vielen anderen Tierarten um die Nutzung der Ökosysteme.

Da der Mensch immer mehr Land für Landwirtschaft und andere Zwecke umwandelt, werden viele andere Organismen verdrängt (Abbildung 17.18). Viele dieser vertriebenen Organismen sind nicht in der Lage, erfolgreich zu konkurrieren und müssen das Gebiet verlassen, ihre Populationen reduzieren oder aussterben. Der amerikanische Bison (Büffel), afrikanische und asiatische Elefanten, Pandas und Grizzlybären sind einige Arten, die ihre Populationen reduziert haben, weil sie nicht in der Lage waren, erfolgreich mit der menschlichen Spezies zu konkurrieren. Die Wandertaube, der Carolina-Sittich und der Große Auk sind einige, die ausgestorben sind. Unsere Parks und Naturgebiete sind zu winzigen Refugien für Pflanzen und Tiere geworden, die einst weite Teile der Welt besetzten. Wenn diese Zufluchtsorte verloren gehen, werden viele Organismen aussterben. Was heute wie ein unbedeutender Organismus erscheinen mag, kann morgen als Bindeglied zu unserem Überleben gesehen werden. Wir Menschen waren äußerst erfolgreich in unseren Bemühungen, Ökosysteme auf Kosten anderer Arten für unsere eigenen Zwecke umzuwandeln.

ABBILDUNG 17.18. Interaktion mit anderen Organismen

Der Wettbewerb untereinander (intraspezifischer Wettbewerb) ist jedoch eine andere Sache. Da Konkurrenz für beide Organismen negativ ist, schadet die Konkurrenz zwischen Menschen dem Menschen. Wir verdrängen keine andere Spezies, wir verdrängen unsere eigene Art. Sicherlich gibt es Wettbewerb, wenn Ressourcen knapp sind. Leider sind es meist die Jungen, die am wenigsten wettbewerbsfähig sind, und die Folge ist eine hohe Säuglingssterblichkeit.

18. Was ist mit anderen Arten zu rechnen, wenn die menschliche Bevölkerung weiter wächst?

19. Wie vergleicht sich die Form der Bevölkerungswachstumskurve des Menschen mit der anderer Tierarten?

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Begrenzende Faktoren

Ein Kaninchen kann bis zu sieben Würfe im Jahr aufziehen. Warum werden wir nicht von Kaninchen überrannt? In der Natur wirken limitierende Faktoren auf Populationen, um sie in Schach zu halten.

Kaninchen im Feld

Weibliche Baumwollschwanzkaninchen (Sylvilagus floridanus) sind besonders fruchtbar und können im Jahr sieben Würfe zur Welt bringen. Dies würde zwar darauf hindeuten, dass Gebiete mit Baumwollschwanzkaninchen von ihnen überrannt werden, aber dies ist nicht der Fall. Kaninchenpopulationen werden durch Merkmale wie Nahrungsverfügbarkeit und Prädation eingeschränkt.

Foto von Thai Yuan Lim/EyeEm

Ein weiblicher Waldkaninchen (Sylvilagus floridanus) kann bis zu sieben Mal im Jahr gebären. Eine weibliche amerikanische Kröte (Anaxyrus americanus) kann jedes Frühjahr Tausende von Eiern legen. Warum also hüpfen die Wiesen und Wälder im Osten der Vereinigten Staaten nicht buchstäblich von Kaninchen und Kröten? In der Natur werden die Größe einer Population und die Rate des Bevölkerungswachstums von dem beeinflusst, was Ökologen „begrenzende Faktoren nennen.&rdquo

Es bis zum Höhepunkt treiben

Denken Sie an all die verschiedenen Ressourcen, die zwei gewöhnliche Tiere brauchen, um am Leben zu bleiben. Cottontail-Kaninchen brauchen Nahrung (Gräser und andere Pflanzen), Wasser zum Trinken und einen sicheren Ort, um ihre Jungen aufzuziehen. Amerikanische Kröten fressen Insekten und brauchen, obwohl sie oft im Wald leben, Teiche oder Pfützen, um ihre Eier abzulegen. Sowohl Kröten als auch Kaninchen müssen auf Raubtiere achten. Aber selbst wenn sie einem hungrigen Falken oder einer Schlange ausweichen, sind sie anderen potenziell tödlichen Gefahren ausgesetzt, darunter Krankheiten, Waldbrände oder Dürre.

Jeder dieser Faktoren – Nahrung, Unterschlupf, Brutstätten, Raubtiere und mehr – kann dazu dienen, das Wachstum einer Kaninchen- oder Krötenpopulation zu begrenzen. Oft ist die Bevölkerung von mehreren limitierenden Faktoren betroffen, die zusammen wirken.

Dichte ist wichtig&mdashEs sei denn, dies ist nicht der Fall

Limitierende Faktoren lassen sich in zwei große Kategorien einteilen: dichteabhängige Faktoren und dichteunabhängige Faktoren. Diese Namen bedeuten, was sie sagen: Dichteunabhängige Faktoren wirken sich auf die Bevölkerung aus, egal ob die Bevölkerung groß oder klein ist, ob sie wächst oder schrumpft. Zum Beispiel hat ein Lauffeuer, das durch einen dichten Wald in den Everglades fegt, große Auswirkungen auf jede Bevölkerung in der Gemeinde, unabhängig von der Dichte einer Bevölkerung.

Lauffeuer ist abiotisch (nicht lebend) und die meisten dichteunabhängigen begrenzenden Faktoren fallen in diese Kategorie. Andere dichteunabhängige Faktoren sind Hurrikane, Schadstoffe und saisonale Klimaextreme.

Dichteabhängige limitierende Faktoren sind in der Regel biotisch und haben mit lebenden Organismen zu tun. Konkurrenz und Prädation sind zwei wichtige Beispiele für dichteabhängige Faktoren.

Bergmeisen (Parus Gambeli) konkurrieren um eine besondere Art von Nistplatz & Baumhöhlen. Diese kleinen Hohlräume werden ausgegraben und dann von Spechten verlassen. Wissenschaftler, die neue Nistplätze in einer Waldfläche hinzufügten, sahen eine signifikante Zunahme der Brutpopulation der Meisen, was darauf hindeutet, dass Nistplätze ein dichteabhängiger limitierender Faktor sind.

Ein kleines pelziges Nagetier, das in Ostgrönland gefunden wurde, genannt Halsbandlemming (Dicrostonyx Groenlandicus) ist ein gutes Beispiel dafür, wie Prädation ein dichteabhängiger limitierender Faktor sein kann. Die Bevölkerung durchläuft alle vier Jahre einen Boom-and-Bust-Zyklus. Die Lemming-Population wächst auf das 1000-fache ihrer ursprünglichen Größe an und stürzt dann ab.

Die Ursache ist Hermelin (Mustela hermeline), eine Art Wiesel, die fast ausschließlich Lemminge jagt und frisst. Hermeline vermehren sich nicht so schnell wie Lemminge, daher haben Hermeline nach einem Absturz, wenn sowohl die Anzahl der Hermeline als auch die der Lemminge niedrig sind, keinen großen Einfluss auf die Lemmingpopulation. Aber im vierten Jahr, nachdem die Hermeline-Population Zeit hatte, um eine größere Zahl zu erreichen, verursachen die Hermeline und andere Raubtiere einen weiteren Lemming-Crash, und der Zyklus geht weiter.

Wenn eine Population klein ist und die Ressourcen reichlich vorhanden sind, kann eine Population schnell wachsen. Aber im Laufe der Zeit neigt das Bevölkerungswachstum aufgrund einschränkender Faktoren dazu, sich zu verlangsamen und dann zu stoppen. Die Population hat die &ldquoTragfähigkeit&rdquo des Ökosystems erreicht.


Stoffwechselfaktoren, die die Leistung von Marathonläufern einschränken

In den letzten drei Jahrzehnten haben sich jedes Jahr Hunderttausende von Läufern für einen großen Marathon angemeldet. Von denjenigen, die versuchen, über die Marathondistanz von 42,195 Kilometern zu laufen, erleben mehr als zwei Fünftel eine schwere und leistungsbegrenzende Erschöpfung der physiologischen Kohlenhydratreserven (ein Phänomen, das als "Hitting the Wall" bekannt ist) und Tausende scheiden aus, bevor sie die Ziellinie erreichen (ca. 1-2% der Starter). Analysen der Ausdauerphysiologie haben oft entweder grobe Näherungen verwendet, um darauf hinzuweisen, dass die menschlichen Glykogenreserven nicht ausreichen, um einen Marathon zu befeuern (was ein "Anschlagen der Wand" unvermeidlich erscheinen lässt) oder impliziert, dass eine maximale Glykogenladung erforderlich ist, um einen Marathon ohne "Treffer" zu beenden die Mauer.' Die vorliegende Computerstudie zeigt, dass die energetischen Einschränkungen bei Ausdauerläufern subtiler sind und von mehreren physiologischen Variablen abhängen, einschließlich der Muskelmasseverteilung, der Leber- und Muskelglykogendichte und der Laufgeschwindigkeit (Trainingsintensität als Bruchteil der aeroben Kapazität) einzelner Läufer , auf personalisierte, aber dennoch quantifizierbare und vorhersehbare Weise. Der hier vorgestellte analytische Ansatz wird verwendet, um die Distanz abzuschätzen, bei der Läufer ihre Glykogenspeicher als Funktion der Laufintensität aufbrauchen. Damit liefert es auch die Grundlage für Richtlinien, die die Sicherheit und Leistungsoptimierung von Ausdauerläufern gewährleisten, sowohl durch die Einstellung der persönlich angepassten Geschwindigkeiten als auch durch die Vorgabe von Tankanforderungen in der Mitte des Rennens, um „die Mauer“ zu vermeiden. Die vorliegende Analyse wirft auch ein physiologisch prinzipielles Licht auf wichtige, bisher empirisch definierte Maßstäbe des Marathonlaufs: Die Qualifikationszeiten für den Boston-Marathon.

Interessenkonflikt-Erklärung

Der Autor hat erklärt, dass keine konkurrierenden Interessen bestehen.

Figuren

Abbildung 1. Relativer Verbrauch von Fett und…

Abbildung 1. Die relative Verwendung von Fett und Kohlenhydraten als Stoffwechselbrennstoffe hängt von der Trainingsintensität ab.

Anteilige Verwendung von Kohlenhydraten (Plasmaglukose plus Muskelglykogen, blau gefüllte Kurve, ) und Fett (plasmafreie Fettsäuren plus Muskeltriglyceride, rot gefüllte Kurve, ) werden als Funktionen der relativen Trainingsintensität dargestellt, . (Basierend auf der Arbeit von Romijn und Kollegen: Die aufgetragenen Punkte entsprechen den Datenpunkten aus der Studie von 1993, und die entsprechenden Fehlerbalken werden wie im Abschnitt Methoden beschrieben berechnet.)

Abbildung 2. Wann ist die Glykogenspeicherkapazität…

Abbildung 2. Wann schränkt die Glykogenspeicherkapazität die maximale Marathongeschwindigkeit ein?

Berechnete Näherungen der Gesamt…

Berechnete Annäherungen an die Gesamtenergie, die während eines Marathons als Kohlenhydrat verbraucht wurde, als Funktion der Laufgeschwindigkeit bei Läufern mit unterschiedlichen aeroben Kapazitäten. Jede farbige Linie entspricht einem bestimmten Wert der aeroben Kapazität, , in Milliliter Sauerstoff pro Kilogramm Körpermasse pro Minute, wie angegeben (Dunkelorange, 35 Orange, 40 Gelb, 45 Hellgelb, 50 Hellgrün, 55 Grün, 60 Aqua, 65 Hellblau, 70 Blau, 75 Violett, 80 Violett, 85 Magenta, 90 Rot, ). Die vertikale Skala wird in Kilokalorien der verbrauchten Energie pro Kilogramm Körpermasse über 42,195 km (26 Meilen und 385 Yards) ausgedrückt, die Länge eines Marathons wird der entsprechende Gesamtenergieverbrauch für Läufer unterschiedlicher Masse entlang der horizontalen Trendlinien dargestellt , unter den Werten der Körpermasse, die am oberen Rand des Diagramms markiert sind. Die Laufgeschwindigkeit wird entlang der unteren horizontalen Achse in Kilometern pro Stunde und entlang der oberen horizontalen Achse als Gesamtzeit für einen Marathon mit der entsprechenden Geschwindigkeit angegeben. Die gestrichelten, horizontalen roten Linien zeigen die geschätzte maximale Energiespeicherkapazität bei Läufern mit maximal glykogenbelasteter Leber und glykogenbelasteter Muskulatur im Zustand maximaler Glykogensuperkompensation (144 kcal Glykogen pro Kilogramm Beinmuskel), bei denen die Beinmuskulatur das Laufen antreibt stellen die angegebenen Prozentsätze der gesamten Körpermasse dar (rechte vertikale Achse). Der schattierte Bereich gibt den Bereich der übernormalen Energiespeicherkapazitäten an, der einem typischen männlichen Läufer zur Verfügung steht, dessen Beinmuskulatur etwa 21,4 % seiner gesamten Körpermasse ausmacht (80 bzw. 144 kcal Glykogen pro Kilogramm Beinmuskulatur). Eine ausführliche Erklärung finden Sie im Text.

Abbildung 3. Abstand zu „The Wall“ für…

Abbildung 3. Distanz zu „The Wall“ für Ausdauerläufer.

Computer-Distanz-Athleten können laufen, bevor…

Athleten mit berechneter Distanz können in Abhängigkeit von der Laufintensität (ausgedrückt in Prozent von ), relative Beinmuskelmasse (Beinmuskelmasse als Anteil der Gesamtkörpermasse) und Muskelglykogendichte. Die Distanz, die ein Athlet laufen kann, bevor er „die Wand trifft“ nimmt mit zunehmender Anstrengung ab, und wie der schattierte rechteckige Bereich mit der Bezeichnung „Will „Hit the Wall““ anzeigt, wenn diese Distanz weniger als 42,195 Kilometer (26 Meilen und 385 Yards .) beträgt ). Jede farbige Kurve entspricht einer bestimmten Muskelglykogendichte, wie angegeben (Rot, 40 Orange, 60 Gelb, 80 Grün, 100 Blau, 120 Violett, ). Die farbigen Kurven entsprechen jeweils Sportlern, deren Beinmuskulatur 21,4 % der Gesamtkörpermasse ausmacht und die mit Glykogen in einer bestimmten Dichte belastet sind (die relative Lebermasse wurde als konstant bei 2,5 % der Gesamtkörpermasse angenommen, und die Leberglykogendichte wurde als maximiert angenommen bei ) füllt ein schattierter Bereich um jede farbige Kurve den Bereich aus, der der relativen Beinmuskelmasse von 15 % bis 25 % der Gesamtkörpermasse entspricht. Eine dunklere Schattierung weist auf überlappende Regionen und identische Fehlerentfernungen für verschiedene Sätze von physikalischen Parametern hin: Der Bereich mit der dichtesten Schattierung überspannt die 21-Meilen-Linie für Athleten, die mit einer Intensität von 80 bis 95 % laufen. , was darauf hinweist, dass viele verschiedene athletische Builds und Niveaus der Glykogenbelastung bei diesen Intensitäten um Meile 21 herum versagen, was empirisch als die Distanz identifiziert wurde, bei der Marathonläufer am häufigsten "die Wand treffen". Im Gegensatz dazu werden nur wenige Läufer " hit the wall' vor Meile 11 oder beim Laufen eines Marathons mit weniger als 55% .

Abbildung 4. Schätzung der aeroben Kapazität von…

Abbildung 4. Schätzung der aeroben Kapazität eines typischen Läufers.

Berechnete Näherungen von (in Bezug auf…

Berechnete Näherungen von (in Milliliter Sauerstoff pro Minute pro Kilogramm Körpermasse) als Funktion des geschätzten Anteils der maximalen Herzfrequenz beim Laufen mit einer bestimmten Geschwindigkeit als eine Reihe von farbigen Kurven dargestellt. Jede Linie entspricht einer bestimmten Laufgeschwindigkeit (Orange, 4 mph () Hellgrün, 5 mph () Grün, 10 km/h () Dunkelgrün, 7 mph () Hellblau, 8 mph () Blau, 9 mph () Dunkelblau, 10 mph () Lila, 11 mph () Magenta, 12 Meilen pro Stunde () Rot, 13 mph ()). Eine ausführliche Erklärung finden Sie im Text.

Was ist ein limitierender Faktor? (mit Bild)

Ein limitierender Faktor bezieht sich auf jede Bedingung, die von einer Art benötigt wird, die in einem Lebensraum unzureichend wird oder fehlt. Wenn bestimmte Bedürfnisse nicht befriedigt werden, sterben einzelne Personen der Bevölkerung ab oder die Fruchtbarkeit wird gehemmt. Einige übliche Beispiele für einschränkende Faktoren sind Nahrung, Wasser, Raubtiere oder deren Mangel, Wasser, Schutz, Gase, d. h. Sauerstoff, und organische chemische Verbindungen. In einigen Fällen kann sich ein einschränkender Faktor auf einen Zustand beziehen, der zu reichlich vorhanden ist, wie beispielsweise übermäßiges Sonnenlicht für eine bestimmte Pflanzenart. Es dient als Kontrolle, die ein unkontrolliertes Wachstum in einer Population verhindert oder eine Population dazu bringen kann, zu sinken und aus einem Lebensraum zu verschwinden.

Meist ist ein limitierender Faktor für ein Ökosystem von Vorteil. Zum Beispiel kann eine Art, die eine Art kontrolliert, wie ein Raubtier, wiederum einer anderen wie ihrer Beute zugute kommen. Wenn die räuberischen Arten nicht kontrolliert würden, würden die Beutearten stark dezimiert. Darüber hinaus würde der Erfolg der räuberischen Arten schließlich zu ihrer Überpopulation führen, was letztendlich zu einer Reihe von einschränkenden Faktoren für diese Gruppe führen würde. Wir haben dies bei der Überjagd gesehen, bei der Menschen für das Aussterben des Dodo-Vogels sowie anderer Tiere verantwortlich waren.

Manchmal wird eine räuberische Art von einem einschränkenden Faktor nicht gehemmt und wird als solche zu einer solchen Bedingung für eine andere Art. Ebenso kann das Fehlen von Raubtieren in einer Gewohnheit eine Art einschränken. Beide Fälle gelten insbesondere bei eingeführten oder invasiven Arten. Eine invasive Art, die keine natürliche Beute hat, kann schnell große Populationen aufbauen, die zu einer Konkurrenz mit einheimischen Arten um Nahrung und Lebensraum führen.

Im Nordosten der Vereinigten Staaten beispielsweise sind Menschen zu einem extrem einschränkenden Faktor für einheimische Wölfe geworden. Eine der heimischen Beutetiere der Wölfe sind Hirsche, deren Population aufgrund des Verschwindens ihres Raubtiers boomte. Das Fehlen von Prädation wird zu einem limitierenden Faktor, da ihr ungebremstes Bevölkerungswachstum zusätzliche Faktoren wie Nahrungsknappheit und Krankheiten zur Folge hat. Darüber hinaus haben die Menschen Probleme mit der Überbevölkerung, wenn straßengebundene Hirsche zu einer Fahrgefahr oder einem Gartenschädling werden.


Inhalt

Dies wurde ursprünglich auf das Pflanzen- oder Pflanzenwachstum angewendet, wobei festgestellt wurde, dass eine Erhöhung der Menge an reichlich Nährstoffen das Pflanzenwachstum nicht steigerte. Nur durch die Erhöhung der Menge des limitierenden Nährstoffs (der in Bezug auf den "Bedarf" am knappsten) wurde das Wachstum einer Pflanze oder Nutzpflanze verbessert. Dieses Prinzip lässt sich in dem Aphorismus „Die Verfügbarkeit des am häufigsten vorkommenden Nährstoffs im Boden ist nur so gut wie die Verfügbarkeit des am wenigsten reichlich vorhandenen Nährstoffs im Boden“ zusammenfassen. Oder einfacher ausgedrückt: "Eine Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied." Obwohl die Diagnose einschränkender Faktoren für die Ernteerträge eine gängige Studie ist, wurde der Ansatz kritisiert. [1]

Wissenschaftliche Anwendungen Bearbeiten

Das Gesetz von Liebig wurde auf biologische Populationen ausgeweitet (und wird häufig in der Ökosystemmodellierung verwendet). Zum Beispiel kann das Wachstum eines Organismus wie einer Pflanze von einer Reihe verschiedener Faktoren abhängen, wie etwa Sonnenlicht oder Mineralnährstoffen (z. B. Nitrat oder Phosphat). Die Verfügbarkeit dieser kann variieren, so dass zu einem bestimmten Zeitpunkt eine stärker eingeschränkt ist als die anderen. Das Gesetz von Liebig besagt, dass das Wachstum nur in der Geschwindigkeit stattfindet, die der limitierendste Faktor erlaubt. [2]

Die Verwendung der Gleichung ist auf eine Situation beschränkt, in der Steady-State-ceteris-paribus-Bedingungen vorliegen und die Faktorinteraktionen streng kontrolliert werden.

Proteinernährung Bearbeiten

In der menschlichen Ernährung wurde das Gesetz des Minimums von William Cumming Rose verwendet, um die essentiellen Aminosäuren zu bestimmen. 1931 veröffentlichte er seine Studie „Fütterungsversuche mit Mischungen hochraffinierter Aminosäuren“. [3] Die Kenntnis der essentiellen Aminosäuren hat es Vegetariern ermöglicht, ihre Proteinernährung durch Proteinkombinationen aus verschiedenen pflanzlichen Quellen zu verbessern. Ein Praktizierender war Nevin S. Scrimshaw, der in Indien und Guatemala gegen Proteinmangel kämpfte. Francis Moore Lappe veröffentlicht Ernährung für einen kleinen Planeten 1971, das die Proteinkombination mit Getreide, Hülsenfrüchten und Milchprodukten populär machte.

Andere Anwendungen Bearbeiten

In jüngerer Zeit findet das Liebigsche Gesetz Anwendung in der Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen, wo es vermutet, dass das Wachstum von Märkten, die von Rohstoffinputs abhängig sind, durch den kleinsten Input begrenzt wird. Da das natürliche Kapital, von dem das Wachstum abhängt, aufgrund der Endlichkeit des Planeten begrenzt verfügbar ist, ermutigt das Liebigsche Gesetz Wissenschaftler und Ressourcenmanager, die Knappheit wesentlicher Ressourcen zu berechnen, um einen generationenübergreifenden Ansatz beim Ressourcenverbrauch zu ermöglichen.

Die neoklassische Wirtschaftstheorie hat versucht, das Problem der Ressourcenknappheit durch Anwendung des Gesetzes der Ersetzbarkeit und der technologischen Innovation zu widerlegen. Das "Gesetz" der Substituierbarkeit besagt, dass, wenn eine Ressource erschöpft ist – und die Preise aufgrund eines fehlenden Überschusses steigen – neue Märkte auf der Grundlage alternativer Ressourcen zu bestimmten Preisen entstehen, um die Nachfrage zu befriedigen. Technologische Innovation impliziert, dass Menschen in der Lage sind, mithilfe von Technologie Lücken in Situationen zu schließen, in denen Ressourcen nicht perfekt substituierbar sind.

Eine marktbasierte Theorie hängt von der richtigen Preisgestaltung ab. Wo Ressourcen wie saubere Luft und Wasser nicht berücksichtigt werden, kommt es zu einem „Marktversagen“. Diese Versäumnisse können mit Pigovian Steuern und Subventionen, wie einer CO2-Steuer, angegangen werden. Während die Theorie des Substituierbarkeitsgesetzes eine nützliche Faustregel ist, können einige Ressourcen so grundlegend sein, dass es keine Ersatzstoffe gibt. Isaac Asimov bemerkte zum Beispiel: "Wir werden vielleicht in der Lage sein, Kohlekraft durch Atomkraft und Holz durch Kunststoffe zu ersetzen. Aber für Phosphor gibt es weder Ersatz noch Ersatz." [4]

Wo keine Ersatzstoffe wie Phosphor vorhanden sind, ist eine Wiederverwertung erforderlich. Dies kann eine sorgfältige langfristige Planung und staatliche Eingriffe erfordern, teilweise um Pigovian-Steuern einzuführen, um eine effiziente Marktallokation von Ressourcen zu ermöglichen, teilweise um andere Marktversagen wie übermäßige Zeitdiskontierung zu beheben.

Dobenecks [5] benutzte das Bild eines Fasses – oft als „Liebigs Fass“ bezeichnet – um das Liebigsche Gesetz zu erklären. So wie das Fassungsvermögen eines Fasses mit ungleich langen Dauben durch die kürzeste Daube begrenzt wird, so wird das Wachstum einer Pflanze durch den am wenigsten verfügbaren Nährstoff begrenzt.

Wenn ein System das Gesetz des Minimums erfüllt, wird die Anpassung die Last verschiedener Faktoren ausgleichen, da die Anpassungsressource zum Ausgleich der Begrenzung zugewiesen wird. [6] Anpassungssysteme fungieren als Küfer von Liebigs Lauf und verlängern die kürzeste Daube, um die Laufkapazität zu verbessern. Tatsächlich sollte in gut angepassten Systemen der limitierende Faktor so weit wie möglich kompensiert werden. Diese Beobachtung folgt dem Konzept des Ressourcenwettbewerbs und der Fitnessmaximierung. [7]

Wenn wir das Gesetz des Minimums in künstlichen Systemen beachten, gleicht die Anpassung aufgrund des Gesetzes der Minimumparadoxien unter natürlichen Bedingungen die Belastung verschiedener Faktoren aus und wir können mit einer Verletzung des Gesetzes des Minimums rechnen. Umgekehrt, wenn künstliche Systeme einen signifikanten Verstoß gegen das Gesetz des Minimums zeigen, können wir erwarten, dass unter natürlichen Bedingungen Anpassungen diesen Verstoß kompensieren. In einem begrenzten System wird sich die Lebensdauer als eine Weiterentwicklung dessen anpassen, was vorher war. [6]

Ein Beispiel für technologische Innovation ist die Pflanzengenetik, bei der die biologischen Eigenschaften von Arten durch genetische Modifikation verändert werden können, um die biologische Abhängigkeit von der am stärksten einschränkenden Ressource zu ändern. Biotechnologische Innovationen sind somit in der Lage, die Grenzen des Artenwachstums schrittweise zu verlängern, bis sich ein neuer limitierender Faktor etabliert, der dann durch technologische Innovation in Frage gestellt werden kann.

Theoretisch ist die Anzahl der möglichen Inkremente bis hin zu einer unbekannten Produktivitätsgrenze unbegrenzt. [8] Dies wäre entweder der Punkt, an dem der voranzutreibende Zuwachs so gering ist, dass er wirtschaftlich nicht zu rechtfertigen ist, oder an dem die Technologie auf eine unverwundbare natürliche Barriere stößt. Es ist vielleicht erwähnenswert, dass die Biotechnologie selbst vollständig von externen Quellen des Naturkapitals abhängig ist.


Was sind die limitierenden Faktoren der menschlichen Ausdauer? - Biologie

TEIL IV. EVOLUTION UND ÖKOLOGIE

17. Bevölkerungsökologie

17.8. Die Kontrolle der menschlichen Bevölkerung – ein soziales Problem

Der Mensch unterscheidet sich grundlegend von den meisten anderen Organismen: Wir sind in der Lage, den Ausgang einer bestimmten Handlung vorherzusagen. Aktuelle Technologie und medizinisches Wissen stehen zur Verfügung, um die menschliche Bevölkerung zu kontrollieren und die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen auf der ganzen Welt zu verbessern. Warum wächst dann die menschliche Bevölkerung weiter, was zu menschlichem Leid führt und die Umwelt, in der wir leben, belastet? Da wir soziale Tiere mit Entscheidungsfreiheit sind, tun wir häufig nicht das, was aus gefühlsloser, selbstloser, biologischer Sicht als das Beste gilt. Menschen treffen Entscheidungen auf der Grundlage historischer, sozialer, kultureller, ethischer und persönlicher Überlegungen. Um die menschliche Bevölkerung zu kontrollieren, müssen Individuen möglicherweise einige ihrer Wünsche und Bedürfnisse beiseite legen.

Die größten Probleme im Zusammenhang mit der Kontrolle der menschlichen Bevölkerung sind keine biologischen Probleme, sondern erfordern die Bemühungen von Philosophen, Theologen, Politikern und Soziologen. Mit der Bevölkerungszunahme nehmen auch die politischen, sozialen und biologischen Probleme ab, die individuelle Freiheit nimmt ab, der intensive Wettbewerb um Ressourcen intensiviert sich, Hungersnöte und Hungersnöte werden häufiger. Das Wissen und die Technologie, die notwendig sind, um die menschliche Bevölkerung zu kontrollieren, sind vorhanden, aber der Wille ist es nicht. Was wird letztendlich die Größe unserer Bevölkerung begrenzen? Will it be lack of resources, lack of energy, accumulated waste products, competition among ourselves, or rational planning of family size?

Studies of the changes in the population growth rates of various countries indicated that a major factor in determining the size of families is the educational status of women. Regardless of other cultural differences, as girls and women become educated, they have fewer children. Several reasons have been suggested for this trend. Higher levels of education enable women to get jobs with higher pay, which makes them less dependent on males for their support. Being able to read may lead to better comprehension of how methods of birth control work. Regardless of the reasons, increasing the educational levels of women has become a major technique used by rapidly growing countries that hope to control their populations.

20. How does human population growth differ from the population growth of other kinds of organisms?

21. What forces will ultimately lead to the control of human population growth?

A population is a group of organisms of the same species in a particular place at a particular time. Populations differ from one another in gene frequency, age distribution, sex ratio, population distribution, and population density. Organisms typically have a reproductive capacity that exceeds what is necessary to replace the parent organisms when they die. This inherent capacity to overreproduce causes a rapid increase in population size when a new area is colonized. A typical population growth curve consists of a lag phase, in which the population rises very slowly, followed by an exponential growth phase in which the population increases at an accelerating rate, followed by a leveling off of the population during the deceleration phase, which leads to a relatively constant population size in a stable equilibrium phase as the carrying capacity of the environment is reached. In some populations, a fifth phase, the death phase, occurs.

The carrying capacity is the maximum sustainable number of organisms an area can support. It is set by a variety of limiting factors. The availability of energy, the availability of raw materials, the accumulation of wastes, and interactions with other organisms are limiting factors. Because organisms are interrelated, population changes in one species sometimes affect the size of other populations. This is particularly true when one organism uses another as a source of food. Some limiting factors operate from outside the population and are known as extrinsic limiting factors others are properties of the species itself and are called intrinsic limiting factors. Some limiting factors become more intense as the density of the population increases these are known as density- dependent limiting factors. Limiting factors that are more accidental and unrelated to population density are called density-independent limiting factors.

Humans as a species have the same limits and influences that other organisms do. Our current problems of food production, energy needs, pollution, and habitat destruction are outcomes of uncontrolled population growth. However, humans can reason and predict, thus offering the possibility of population control through conscious population limitation.

1. The number of reproducing adults in a population compared with the number of juveniles is the

C. population distribution.

2. The period of time when a population is growing rapidly is known as the _____.

A. because most species have a high reproductive capacity.

B. when birthrates are greater than death rates.

C. when there are high numbers of reproductive and juvenile individuals in the population.

D. Alle oben genannten sind richtig.

4. The maximum size of a population is set by limiting factors of the environment. (T/F)

5. A limiting factor that becomes more intense as the size of a population increases is known as a density- independent limiting factor. (T/F)

A. for the human population has been reached.

B. is determined by the limiting factors of the environment.

C. is the same for all organisms.

D. None of the above is correct.

7. When the size of a population is caused to stop growing because of competition among its members, there are _____ in action.

A. extrinsic limiting factors

B. density-independent limiting factors

C. intrinsic limiting factors

D. population distribution factors

8. The populations of all species eventually reach a stable equilibrium phase. (T/F)

9. Which one of the following populations would grow most rapidly?

A. a population of mice in which there were twice as many males as females

B. a population of mice that had reached its carrying capacity

C. a population of mice in which density-dependent limiting factors were acting strongly

D. a population that was in the lag phase

10. The human population has been increasing rapidly for the past 200 years because

A. humans have displaced other organisms.

B. humans have controlled many disease organisms.

C. humans have developed improvements in agriculture.

D. Alle oben genannten sind richtig.

11. Gene flow occurs when individuals _____ to new places.

12. Pollution can be considered to be a waste product. (T/F)

13. Which of the following is an extrinsic limiting factor?

A. the number of siblings in a bird nest

B. competition among individuals for food

C. rainstorms that kill many plant seedlings

D. None of the above is correct.

B. gives care to its young.

C. is always a tiny organism.

D. None of the above is correct.

15. The lag phase of a population growth curve results in

A. a reduction in the size of the population.

B. little increase in the size of the population.

C. a rapidly growing population.

D. None of the above is correct.

1. b 2. exponential growth phase 3. d 4. T 5. F 6. b 7. c 8. F 9. d 10. d 11. travel/migrate/move 12. T 13. c 14. b 15. B

Understanding Human Population Growth

Review figure 17.14 note that this population growth curve has very little in common with the population growth curve shown in figure 17.8. What factors have allowed the human population to grow so rapidly? What natural limiting factors will eventually bring our population under control? What is the ultimate carrying capacity of the world? What alternatives to the natural processes of population limitation could bring human population under control? Consider the following in your answers: reproduction, death, diseases, food supply, energy, farming practices, food distribution, cultural biases, and anything else you consider relevant.

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Temperate Deciduous Forest

http://treepicturesonline.com/theblackwalnut.jpg

Definition : ability for a plant to affect the pH of the soil and the nutrient makeup with in the soil. Special types of plants uses this system in order to gain an advantage when competing with other plants in order to receive more nutrients from the soil.

Beispiel: Eastern Black Walnut Tree which is a native tree in eastern north american that does this in the temperate deciduous forest.

Definition : a disease can be anything from a bacteria to a virus that spreads through an ecosystem. The harmful part of a disease it that it can be viral so if one organism has it, it spreads to other organisms very easily by close contact or the exchange fluids.

Beispiel : The Chestnut Blight disease it single handedly killed of the entire adult chestnut population in the deciduous forest. The virus spreads so easily which made other trees become infected.





Zusammenfassung

To illustrate how density-dependent and density-independent works, condisder this:

The density-dependent factors, such as disease, will spread through a flock of sheep more quickly if they are in close contact with each other (dense) rather than 1/4 mile apart (sparse).

The density-independent factors, such as drought, covering 1/2 of a state will affect the population no matter how sparse or dense they are. So this factor (drought) is not affected (is not dependent) by how dense or close the sheep are.