Принцип Гаузе
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Зміст |
[ред.] Визначення
Принцип (чи закон) Гаузе[1], або принцип конкурентного витіснення[2] - теорія в популяційній екології, що стверджує та обґрунтовує неможливість для двох видів, конкуруючих за однаковий набір ресурсів, стабільного співіснування за умови стабільності екологічних факторів. Згідно до цього принципу, один з таких видів завжди буде мати перевагу над іншим, що за деякий час призведе до витіснення менш пристосованого виду, або до його еволюційного переходу в іншу екологічну нішу.
[ред.] Експериментальна база
Російський еколог Георгій Францевіч Гаузе сформулював свій закон конкурентного витіснення, базуючись на результатах лабораторних спостережень за конкуренцією двох видів інфузорій (Paramecium aurelia та Paramecium caudatum). На протязі лаг-фази (тут: період затримки в розмноженні мікроорганізмів) Paramecium aurelia стабільно витісняла другий вид аж до його повного зникнення з середовища. При цьому експериментатор кожного дня додавав в середовище свіжу воду та забезпечував постійний приток харчових ресурсів. З іншого боку, Гаузе зміг домогтись виживання Paramecium caudatum, змінюючи параметри навколишнього середовища іншим чином. Це демонструє, що закон Гаузе в повній мірі виконується тільки за умови стабільного стану екосистеми.
[ред.] Передбачення
Принцип конкурентного витіснення був передбачений великою кількістю математичних та теоретично-екологічних моделей, таких, наприклад, як рівняння Лотки-Вольтерри. Тим не менше, за не до кінця зрозумілих причин, конкурентне витіснення досить рідко спостерігається в природних екосистемах, і велика кількість біологічних співтовариств є такими, що принцип Гаузе порушують. Найбільш відомим за таких порушень є так званий "планктонний парадокс" (або парадокс малого різноманіття): всі планктонні організми споживають дуже невеликий набір ресурсів, переважно сонячне світло та мінеральні речовини, розчинені в воді. Згідно до принципу Гаузе, лише невелика кількість таких видів може співіснувати за цих умов. Тим не менше, планктон як клас організмів налічує одну з найбільших кількостей видів, котрі співіснують на невеликих ділянках водойм.
[ред.] Вирішення протиріч
Частковим рішенням для пояснення існувань парадоксів, подібних до планктонного, є підвищення кількості вимірів екосистеми. Просторова гетерогенність (неоднаковість), багатонаправлена конкуренція за ресурси, конкурентні колонізаційні обміни, та затримки в життєвому циклі членів екосистеми запобігають зникненню видів та/або популяцій (при цьому не береться до уваги можливість зникнення з випадкових причин, що може статись на великому часовому проміжку). Але при внесенні поправок подібного роду система стає такою, що важко піддається аналітичному опису при моделюванні. Більш того, за цих умов деякі екосистеми теоретично можуть підтримувати існування практично необмеженої кількості видів; таким чином при спробі вирішення одного парадоксу виникає інший: більшість відомих моделей, що описують стабільні стани екосистем, припускають співіснування в них необмеженої кількості видів, в той час як реальні екосистеми містять відносно невелику кількість видів.
[ред.] Переформулювання
Дослідження останнього часу дали відповіді на деякі із спірних питань, котрі виникали при аналізі моделей конкурентного витіснення. Наприклад, аналіз того, як пов'язані процес зростання організму та розмір його тіла призвели до переформулювання принципу. Згідно до цієї трактовки деяка екосистема може бути стабілізована за умови існування в ній обмеженої кількості видів при тому, що інші види будуть ними витіснені[3].
[ред.] Примітки
- ↑ Gause, G. F. (1934). The struggle for existence. Baltimore, MD: Williams & Wilkins.
- ↑ Hardin, G. (1960). The Competitive Exclusion Principle. Science 131, 1292-1297.
- ↑ Rastetter, E. B. & Ågren, G. I. (2002). Changes in individual allometry can lead to coexistence without niche separation. Ecosystems 5, 789-801.
Дивись також:
