Generationszeit

AlsGenerationszeitwird in derMikrobiologiedie Zeitspanne bezeichnet, in der sich die Zahl anMikrobenin einerPopulationverdoppelt.

Außerhalb der Mikrobiologie bezeichnet der Ausdruck die durchschnittliche Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgendenGenerationen.In derEpidemiologieist die Generationszeit der zeitliche Abstand zwischen einer Infektion einer Person und Sekundärinfektionen, die von ihr ausgehen. Sie wird meist über dasserielle Intervallabgeschätzt.

Bestimmung der Generationszeit

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

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

beschrieben. Hierbei sind$N$die Anzahl der Individuen zum Zeitpunkt$t$,$N_{0}$die ursprüngliche Anzahl der Individuen und$k$die Wachstumskonstante, welche aus demnatürlichen LogarithmusdesWachstumsfaktors$q$resultiert:

$k=\ln q$.

Somit ergibt sich für eine Verdoppelung der Individuenzahl die Gleichung

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

Für die Bestimmung von$k$wird derLogarithmusder Individuenzahl$(\ln N)$über der Zeit$t$aufgetragen. Für dieexponentielle Wachstumsphaseergibt sich eineGerade,derenSteigungdie Wachstumskonstante darstellt.

Mikrobiologie

Bakterium	Generationszeit
Geobacillus stearothermophilus	11 Minuten
Escherichia coli	20 Minuten
Treponema pallidum	4–18 Stunden
Mycobacterium tuberculosis	18 Stunden

BeiBakterienkann die Generationszeit je nach Wachstumsbedingungen und je nachBakterien-Stammsehr 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 jeweiligenBakterienkulturwird dabei im Wesentlichen durch externe Faktoren wieTemperatur,Lokalisation der Kultur (Nährmedium),pH-Wert,OberflächengrößeundLuftzusammensetzungbeeinflusst. ZurindustriellenHerstellung werden Bakterienkulturen in einemBioreaktorunter optimalenWachstumsbedingungenherangezüchtet und damit die Generationszeit verkürzt.

Invasionsbiologie

Ähnlicheexponentielle Wachstumsprozessesind auch bei höheren Lebewesen zu beobachten, die in einemÖkosystemohne natürliche Feinde leben, z. B. weil sie durch den Menscheneingeschlepptwurden. Beispiele dafür sind dieAga-Kröte in Australien,dieWasserhyazinthen auf dem Victoriaseesowie diverse inNeuseeland,Tasmanienund andernorts durch Siedler ausgesetzte europäischeHaustierarten.Auch inEuropaexistiert das Phänomen: prominenteInvasorensind dasdrüsige Springkraut,der alsHerkulesstaudebekannteRiesen-Bärenklauund dieChinesische Wollhandkrabbe.

Siehe auch

• 72er-Regel
• Halbwertszeit
• Exponentialfunktion