Generationszeit

Zeitspanne, in der sich die Zahl an Mikroben in einer Population verdoppelt

Als Generationszeit wird in der Mikrobiologie die Zeitspanne bezeichnet, in der sich die Zahl an Mikroben in einer Population verdoppelt.

Außerhalb der Mikrobiologie bezeichnet der Ausdruck die durchschnittliche Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Generationen.[1] In der Epidemiologie ist die Generationszeit der zeitliche Abstand zwischen einer Infektion einer Person und Sekundärinfektionen, die von ihr ausgehen. Sie wird meist über das serielle Intervall abgeschätzt.

Bestimmung der GenerationszeitBearbeiten

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

 

beschrieben. Hierbei sind   die Anzahl der Individuen zum Zeitpunkt  ,   die ursprüngliche Anzahl der Individuen und   die Wachstumskonstante, welche aus dem natürlichen Logarithmus des Wachstumsfaktors   resultiert:

 .

Somit ergibt sich für eine Verdoppelung der Individuenzahl die Gleichung

 

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

MikrobiologieBearbeiten

Bakterium Generationszeit
Geobacillus stearothermophilus 11 Minuten[2]
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.

InvasionsbiologieBearbeiten

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 auchBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Lexikon der Biologie. „Generationszeit“
  2. Steinbüchel und Opperman-Sanio (Hrsg.): Mikrobiologisches Praktikum: Versuche und Theorien. Heidelberg 2003. ISBN 978-3-642-17702-6. S. 34.