Fekundität

Fekundität
n., Plural: Fekunditäten

Ein Maß für die Fähigkeit, Nachkommen zu reproduzieren

Fekundität Definition

Die Bedeutung von Fekundität ist die Reproduktionsrate (Fruchtbarkeitsrate) oder die Leistung eines Individuums oder der Population. Was ist in der Biologie die Bedeutung von Fekundität? Die Fekundität ist die Schätzung der Anzahl der von einem Individuum produzierten Keimzellen. Vereinfacht ausgedrückt ist die Fekundität die Quantifizierung der Anzahl von Individuen, die der Population hinzugefügt werden.

Demographisch gesehen, was ist Fekundität? Demographen haben eine andere Art, dies auszudrücken. Sie definieren Fekundität als (1) die Möglichkeit, schwanger zu werden, oder (2) die Wahrscheinlichkeit, schwanger zu werden, was im Wesentlichen vom Sexualverhalten und den getroffenen Präventionsmaßnahmen abhängt. Beim Menschen spiegelt die Fekundität die Dauer zwischen der weiblichen Menarche und der Menopause wider.

Die Fekundität wird durch die Zugänglichkeit zu den Ressourcen und den Zugang zu möglichen Partnern beeinflusst.
Die Fekundabilität ist also die Fähigkeit eines Weibchens, in einem bestimmten Fortpflanzungszyklus Nachkommen zu produzieren.

Ein Gegenbegriff zur Fekundität ist die Reproduktivität (Synonyme: Reproduktionsleistung; Reproduktionspotential; Fertilität), die die Anzahl der Individuen oder den Anteil der Population darstellt, der in einem bestimmten Zeitraum aus der Population abgezogen wurde oder gestorben ist.

Fekundität vs. Fertilität

Fekundität wird oft mit Fertilität verwechselt und umgekehrt, jedoch sind diese Begriffe völlig unterschiedlich. Was ist also der Unterschied zwischen Fruchtbarkeit und Fertilität?

Fekundität ist die Fähigkeit eines Individuums oder einer Population, Nachkommen zu produzieren, während Fertilität die Anzahl der Nachkommen ist, die von der Population oder dem Individuum produziert werden. Fertilität ist die tatsächliche Anzahl der produzierten Nachkommen und nicht die Rate der Reproduktion. Das Individuum, das in der Lage ist, sich fortzupflanzen, wird als fruchtbar bezeichnet.

Fertilität ist die natürliche Fähigkeit einer Person, sich fortzupflanzen, und das hängt von der Gesundheit und der Verfügbarkeit von Gesundheit und Genetik ab. Auf der anderen Seite ist die Fertilität die Anzahl der Nachkommen pro Paar in einer Population.

Fertilität ist abhängig von verschiedenen Faktoren, wie Lebensstil, Stress, emotionale und reproduktive Gesundheit, Bereitschaft, Verfügbarkeit eines potentiellen Paarungspartners und getroffenen Präventionsmaßnahmen.

Fruchtbarkeit ist nicht gleichbedeutend mit Fertilität, da die Übersetzung der Fähigkeit zur Fortpflanzung weiterhin von einer Reihe gesellschaftlicher, umweltbedingter und physiologischer Faktoren abhängt.

Eine vollständige oder 100-prozentige Übersetzung von Fruchtbarkeit in Fertilität ist in einer gegebenen Population selten möglich, unabhängig davon, ob es sich um ein Tier oder eine Pflanze handelt.

Fruchtbarkeit ist ein entwicklungsbedingtes und genetisches Merkmal, das sich innerhalb eines bestimmten Rahmens weiterentwickelt.

Methoden zur Schätzung der Fruchtbarkeit

Die Methode zur Messung der Fruchtbarkeit variiert je nach Spezies und deren Fortpflanzungsart.
Feuchtigkeit wird normalerweise als Anzahl der Würfe in einem Jahr für lebendgebärende Organismen, wie plazentare Säugetiere, gemessen. Bei oviparen Tieren erfolgt die Messung der Fruchtbarkeit typischerweise durch direktes Zählen der Eier in Nestern oder Eiablageplätzen.

Bei aquatischen Tieren (außer Säugetieren und Reptilien) wird die Anzahl der Eizellen eines laichenden Weibchens zur Messung der Fruchtbarkeit verwendet. Bei hochfruchtbaren Laichern werden zur Messung der Fekundität der Anteil des Ovarialgewebes mit bekanntem Gewicht/Volumen und die daraus resultierenden Oozytendichten mittels einer gravimetrischen oder volumetrischen Methode auf das Gesamtgewicht/Volumen des Ovars extrapoliert. Die Größe der Eizellen wird auch zur Messung der Fekundität herangezogen.

Zur Messung der Fekundität beim Menschen werden die tagesspezifischen Empfängniswahrscheinlichkeiten in Bezug auf den Tag des Eisprungs sowie die Einschätzung der Zeit bis zur Schwangerschaft berücksichtigt.

Fekundität in der Ökologie und biologische Bedeutung

In der Ökologie ist die Nettoreproduktionsrate ein wichtiger Parameter, der die Fekundität berücksichtigt. Die Nettoreproduktionsrate ist die durchschnittliche Anzahl von Nachkommen, die ein Weibchen während seiner gesamten reproduktiven Lebensspanne produzieren kann, wobei die Fertilität in Bezug auf das Alter und die Sterberate in einem bestimmten Zeitraum berücksichtigt wird.

Energieaufwand

Eine Schätzung der Fekundität einer Population verbessert die Fähigkeit, Forschungen im Bereich der Reproduktionsphysiologie in voraussichtliche Auswirkungen auf die Fertilität umzusetzen. Daher ist die Fekundität ein sehr wichtiger Parameter, der in der Ökologie und Tierbiologie untersucht wird. In der Ökologie ist die Fruchtbarkeit auch ein Indikator für die Menge an Energie, die für die Aufzucht eines Nachkommens aufgewendet wird.

Als allgemeine Faustregel gilt, dass die Fruchtbarkeit umgekehrt proportional zur aufgewendeten Energiemenge ist. Vereinfacht ausgedrückt: Je höher die Fruchtbarkeit, d.h. je höher die Fähigkeit zur Fortpflanzung, desto geringer ist der Energieaufwand für die Aufzucht der Nachkommen, d.h. die elterliche Fürsorge.

Dieser Regel zufolge gibt es zwei Möglichkeiten: (1) eine Gruppe der Population, die sich in größerer Zahl fortpflanzen kann, und (2) eine Gruppe der Population, die nur wenige oder wenige Nachkommen in ihrem Leben erzeugen kann. Gemäß der inversen Fekunditäts- und Energieregel gilt also:

• Relativ geringe Energieinvestitionen werden von den Organismen benötigt, die eine große Anzahl von Nachkommen produzieren können. In Bezug auf die elterliche Fürsorge sind die meisten Nachkommen in der Lage, sich von einem sehr frühen Stadium an selbst zu versorgen und brauchen nicht viel elterliche Intervention für ihre Entwicklung. In einem solchen Szenario kommt die „Survival of the fittest“-Theorie zum Tragen und die Energieinvestition der Eltern für das Überleben ihrer Nachkommen ist sehr gering. Ein typisches Beispiel hierfür findet sich in der Meeresökologie. Seeigel, Meeresschnecken oder auch die meisten Fische legen Hunderte von Eiern. Ein Seeigel kann in einem Zyklus 100.000.000 Eier legen!!! Diese Tiere investieren nicht in das Überleben jedes Nachkommens, den sie reproduzieren.
• Große Energieinvestitionen in jeden Nachkommen zusammen mit enormen elterlichen Eingriffen werden von den Organismen benötigt, die nur wenige Nachkommen produzieren können und stark in das Überleben jedes einzelnen investiert sind. Hier investieren die Eltern sehr viel Energie, um das Überleben ihrer Nachkommen zu sichern. Die meisten Säugetiere, einschließlich des Menschen, fallen in diese Kategorie. Der Panda ist ein solches Tier mit geringer Fruchtbarkeit und kann in einem Fortpflanzungszyklus nur einen einzigen Nachkommen zeugen. Der Nachwuchs ist zum Zeitpunkt der Geburt völlig hilflos und ist in seiner Entwicklung vollständig von der Mutter abhängig. Solche Tiere investieren eine enorme Menge an Energie in die Entwicklung, die Pflege und den Schutz ihres Nachwuchses, bis dieser selbständig wird.

Diese umgekehrte Fruchtbarkeits- und Energieregel gilt in ähnlicher Weise auch für das Pflanzenreich. Hier erfolgt die Energieinvestition natürlich nicht in Form von elterlicher Fürsorge, sondern in Form von energiereichen Qualitätssamen.

Pflanzen mit geringer Fekundität werden nur wenige bzw. wenige Samen mit hoher Energie produzieren, die dadurch eine höhere bzw. maximale Überlebensmöglichkeit haben, z. B. Kokosnüsse. Auf der anderen Seite werden Pflanzen mit hoher Fekundität eine große Anzahl von Samen produzieren (z. B. Löwenzahn), aber jeder Samen hat eine geringe Energiemenge. Daher sind die Überlebenschancen dieser Samen gering.

Reproduktionszeitpunkt

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Fekundität und der Ökologie ist der Zeitpunkt der Reproduktion. Auch hier kann die Population in zwei grundlegende Gruppen eingeteilt werden, je nachdem, wann ein Organismus mit der Fortpflanzung beginnt:

• Früherzeuger: Der Organismus/das Individuum, der/das in einem frühen Alter mit der Fortpflanzung beginnt, wächst normalerweise nicht in der Größe, da seine maximale Energie im Prozess der Fortpflanzung verbraucht wird. Allerdings besteht bei diesen Organismen das geringste Risiko, keine Nachkommen zu haben. Solche Organismen haben im Allgemeinen eine kürzere Lebensspanne. Beispiele sind kleine Fische, wie Guppys.
• Später Reproduzent: Der Organismus/das Individuum, der/das relativ spät mit der Reproduktion beginnt, hat normalerweise eine höhere Fruchtbarkeit und eine längere Lebensspanne. Beispiele sind Haie, Bluegill usw.

Parität

Die Parität gibt die Anzahl der Individuen an, die sich in ihrer Lebensspanne fortpflanzen können. Einige Organismen können ihre Nachkommenschaft nur einmal im Leben reproduzieren, während andere eine mehrfache Reproduktion aufweisen können. Daher kann die Fruchtbarkeit zwei Mustern folgen:

• Semelparität: Ein Organismus oder Individuum wird als semelparös bezeichnet, wenn es sich nur einmal in seiner Lebensspanne fortpflanzt. Solche Organismen verbrauchen ihre gesamte Energie für die Fortpflanzung und sterben schließlich, sobald sie sich fortgepflanzt haben. Beispiele hierfür sind bestimmte Bakterien, Bambusbäume und Chinook-Lachse. Die Zeit bis zur Fortpflanzung variiert bei verschiedenen Organismen, manche beginnen innerhalb einer halben Stunde oder so (z. B. bestimmte Bakterien) oder innerhalb eines Jahres oder bei bestimmten Tieren erst Jahre nach Erreichen der Geschlechtsreife mit der Fortpflanzung. In allen Fällen stirbt das Individuum jedoch nach der Fortpflanzung ab.Zwei Beuteltierfamilien, wie die Didelphidae und Dasyuridae, weisen Semelparität auf. Bei bestimmten semelparen Arten stirbt nach einer hochsynchronen Paarungszeit das männliche Mitglied der Population aus. Es wird vermutet, dass die intensive Konkurrenz zwischen Männchen und Weibchen, die durch das monöströse Fortpflanzungsmuster, die hohe Östrussynchronität und die kurze Paarungszeit induziert wird, zur Evolution der geringen Überlebensrate der männlichen Semelparität geführt hat. Darüber hinaus führt bei einigen Arten eine lange Laktationsperiode zu einer hohen Sterblichkeit der Weibchen und damit zu weiblicher Semelparität.

• Iteroparität: ein Organismus oder Individuum, das sich im Laufe seines Lebens mehrfach fortpflanzt. Menschen und Primaten fallen unter diese Kategorie. Diese Arten können sich während ihrer Lebensspanne mehrfach reproduzieren. Die Reproduktionsfähigkeit beginnt jedoch erst nach der Reifung des Fortpflanzungssystems. Das Alter oder die Dauer bis zum Erreichen der Fortpflanzungsreife variiert von Art zu Art (von Tagen bis zu Jahren). Weiterhin kann Iteroparität klassifiziert werden als (abhängig von der Reproduktionshäufigkeit)-
  • Täglich- z.B. einige Bandwürmer
  • Halbjährlich/ Jährlich/Biennal: Bestimmte iteroparous Organismen produzieren nur in abwechselnden Jahren Nachkommen. Somit wird ein erheblicher Teil ihrer reproduktiven Lebensspanne nicht ausgenutzt. Dieses Phänomen wird als „niedrige Fortpflanzungsfrequenz“ bezeichnet. Z.B.: Weidenmeisen (Parus montanus), Siebenschläfer (Myoxus glis) und Dreizehenmöwen (Rissa tridactyla), etc. Man nimmt an, dass die geringe Häufigkeit der Fortpflanzung ein ökologisches Phänomen ist, um die durchschnittliche Fekundität zu erhöhen.
  • Unregelmäßig – z.B. Menschen

  Bei Iteroparie nimmt die Fekundität mit dem Alter zu und nimmt dann schließlich ab. Das heißt, der Organismus hört auf zu wachsen, sobald er die Geschlechtsreife erreicht hat und bereit ist, die ersten Nachkommen zu produzieren. Dies geschieht, um ihre gesamte Energie zu sparen, die sie in den Prozess der Reproduktion investieren. Dies ist eine Art ökologisches Muster zur Erhöhung der Fruchtbarkeit. Dieses Konzept führte zur Prägung des Begriffs „Primiparität“, der das Alter der ersten Reproduktion bezeichnet. Ökologisch gesehen, wenn ein Individuum/Organismus in seinem Fortpflanzungsalter nicht aufhört zu wachsen, dann besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit einer geringen Überlebensrate der Nachkommenschaft. Sowohl die Eltern als auch die Nachkommen wären physisch nicht in der Lage, dem Umweltdruck, d. h. dem Überleben des Stärkeren, standzuhalten. Somit würden untaugliche oder inkompetente Organismen oder Individuen aus dem System eliminiert werden.

Faktoren, die die Fruchtbarkeit beeinflussen

Einige der Faktoren, die die Fruchtbarkeit beeinflussen, werden im Folgenden erklärt. Zu diesen Faktoren gehören die Körpergröße, die Umweltbedingungen und die Wahl des Paarungspartners.

Allometrische Skalierung oder der Effekt der Körpergröße auf die Fruchtbarkeit

Metabolische Rate, Ausbreitungskapazität, Überlebenswahrscheinlichkeit und Fruchtbarkeit sind einige der Faktoren, die die Ungleichheit der Körpermasse zwischen Individuen oder Arten verursachen. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass bei einer Art das Verhältnis zwischen der Masse der Nachkommen und der Masse des Muttertieres in etwa konstant bleibt. Das bedeutet, dass Weibchen mit größeren Körpern dazu neigen, eine höhere Fruchtbarkeit und größere Nachkommen zu haben. Aus evolutionärer Sicht bietet ein größerer Körper also einen Selektionsvorteil für große Weibchen und ihre Nachkommen.

Einfluss der Umweltbedingungen auf die Fruchtbarkeit

Die Fruchtbarkeit wird von den Umweltbedingungen beeinflusst. Die Umweltbedingungen können die mütterliche Körperkondition und das Überleben beeinflussen. Dadurch wird die Fruchtbarkeit beeinflusst.

Wahl des Paarungspartners

Die Theorie der Paarungsselektion basiert auf der Tatsache, dass ein Weibchen einen überlegenen Paarungspartner wählen kann, um die Fruchtbarkeit zu erhöhen. Die Auswahl eines überlegenen Paarungspartners ist damit verbunden, genetisch gesunde und qualitativ bessere Nachkommen mit hoher Fekundität zu produzieren. Bestimmte Arten sind an Mehrfachpaarungen beteiligt. Dies ist wiederum mit der Auswahl eines überlegenen Paarungspartners verbunden.

Allerdings kann die Mehrfachpaarung eine enorme Energie investierende Aktivität für die Weibchen sein. Mehrfache Paarung führt zu einer Verbesserung der Fruchtbarkeit, da die Eiproduktion durch die Paarung angeregt wird, frische Spermien helfen, die Fruchtbarkeit der Eier aufrechtzuerhalten, die Eiproduktionsrate steigt ebenfalls mit der Paarung.

Mehrfache Paarung führt zu Spermienkonkurrenz. Zwei Spermien konkurrieren um die Verschmelzung mit der Eizelle. Wiederum nach der Theorie des Überlebens des Stärkeren wird das scheinbar überlegene Spermium schließlich mit der Eizelle verschmelzen. Das Ergebnis ist die Bildung einer Zygote, die wahrscheinlich eine lebensfähige genetische Konstitution hat. Männchen haben in der Regel eine höhere Fruchtbarkeit als Weibchen.

Biologische und ökologische Bedeutung von Fruchtbarkeitsmessungen

Die Fruchtbarkeit ist eine wesentliche Komponente bei der Untersuchung des Modells der Populationszusammensetzung. Um die Strategie der Lebensgeschichte und die Faktoren, die diese beeinflussen, zu verstehen, ist es ebenso wichtig, die Fekundität, die Fertilität und die Überlebensrate der Population zu untersuchen.

Um die kumulative Wirkung auf die Strategie der Lebensgeschichte einer Population zu untersuchen, werden verschiedene Modelle verwendet. Ein solches Modell ist das stufenstrukturierte Matrix-Populationsmodell. Dieses Modell fasst das Populationsverhalten mathematisch zusammen, indem es stadienspezifische Schätzungen der Vitalraten (Raten der Geburt, des Wachstums, der Reifung, der Fruchtbarkeit und der Sterblichkeit) verwendet, und es gibt eine Beziehung zwischen dem Individuum (und seinem Selektionsdruck) und der Population. Dieses Modell ergibt eine stabile Stufenverteilung, die eine Schätzung der theoretischen Populationszusammensetzung liefert, die eine feste Geburtenrate aufweist. So können die Faktoren wie die Variation in der Umwelt oder jeder andere intrinsische regulatorische Faktor, die die theoretische Populationszusammensetzung verändern, abgestuft werden, um ihre Wirkung auf die Zusammensetzung der Population zu untersuchen und vorherzusagen.

Dieses Modell gibt auch den Beitrag eines Individuums zum zukünftigen Status der Population an, indem es die Fruchtbarkeit, die Fertilität und die Überlebensrate berücksichtigt. Dies wird als Reproduktionswert bezeichnet, der sich im Wesentlichen aus der Summe des aktuellen und des zukünftigen Reproduktionswertes ergibt.

Der Reproduktionswert ist nach der Selektionstheorie der Natur die Währung, mit der die Natur einen bestimmten lebensgeschichtlichen Ansatz erzeugt. Nach dem Naturgesetz ist die Reproduktivität zu maximieren, daher berücksichtigt das Populationsmodell die Fekundität.

Während in Matrixmodellen die Änderungen der Fertilität (und des Überlebens) auf das Bevölkerungswachstum eine stadienspezifische Sensitivitätsanalyse ergibt. In diesem Modell wird der Reproduktionswert in einem bestimmten Stadium als das Produkt aus der Sensitivität aller Matrixelemente, die dieses Stadium enthalten, und dem Anteil des stabilen Stadiums berechnet. So weist eine kurzlebige Art tendenziell eine höhere Empfindlichkeit für die Fortpflanzung auf als für das Überleben. Während die langlebigen Tiere eine höhere Empfindlichkeit für das Überleben als für die Fertilität aufweisen. So können die Faktoren untersucht werden, die die Zusammensetzung der Population beeinflussen.

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