Generationszeit

Die Generationszeit ist die Zeitdauer, in der sich die Zahl der Individuen einer Population von Lebewesen verdoppelt.

Bestimmung der Generationszeit

Der Anstieg der Individuenzahl wird in der exponentiellen Phase durch die Gleichung

$\ln N=\ln N_{0}+k\,t\qquad \Leftrightarrow \qquad N=N_{0}\cdot e^{k\,t}$

beschrieben. Hierbei ist N die Anzahl der Individuen zum Zeitpunkt t, N₀ die ursprüngliche Anzahl der Individuen und k die Wachstumsrate (Wachstumskonstante). Somit ergibt sich für eine Verdoppelung der Individuenzahl die Gleichung

$\ln(2\,N_{0})=\ln N_{0}+k\,t\quad \Rightarrow \quad t={\frac {\ln 2}{k}}\approx {\frac {0{,}69}{k}}$

Für die Bestimmung der Wachstumskonstante wird der Logarithmus der Individuenzahl gegen die Zeit aufgetragen. Für die exponentielle Wachstumsphase ergibt sich eine Gerade, deren Steigung die Wachstumskonstante darstellt.

Mikrobiologie

Bakterium	Generationszeit
Escherichia coli	20 Minuten
Treponema pallidum	4–18 Stunden
Mycobacterium tuberculosis	18 Stunden

Bei Bakterien kann die Generationszeit je nach Wachstumsbedingungen und je nach Bakterien-Stamm sehr verschieden sein. Die Generationszeit ist während der exponentiellen Phase des Bakterienwachstums am kürzesten. Die nebenstehende Tabelle zeigt Beispiele für Generationszeiten bei Bakterien unter optimalen Bedingungen.

Die Generationszeit der jeweiligen Bakterienkultur wird dabei im Wesentlichen durch externe Faktoren wie Temperatur, Lokalisation der Kultur (Nährmedium), pH-Wert, Oberflächengröße und Luftzusammensetzung beeinflusst. Zur industriellen Herstellung werden Bakterienkulturen in einem Bioreaktor unter optimalen Wachstumsbedingungen herangezüchtet und damit die Generationszeit verkürzt.

Invasionsbiologie

Ähnliche exponentielle Wachstumsprozesse sind auch bei höheren Lebewesen zu beobachten, die in einem Ökosystem ohne natürliche Feinde leben, z. B. weil sie durch den Menschen eingeschleppt wurden. Beispiele dafür sind die Aga-Kröte in Australien, die Wasserhyazinthen auf dem Victoriasee sowie diverse in Neuseeland, Tasmanien, und andernorts durch Siedler ausgesetzte europäische Haustierarten. Auch in Europa existiert das Phänomen: prominente Invasoren sind das drüsige Springkraut, der als Herkulesstaude bekannte Riesen-Bärenklau und die Chinesische Wollhandkrabbe.

Siehe auch

• 72er-Regel
• Halbwertszeit