Принцип конкурентного исключения
В экологии принцип конкурентного исключения [ 1] , иногда называемый законом Гаузе , [2] представляет собой утверждение, названное в честь Георгия Гаузе , согласно которому два вида , конкурирующие за один и тот же ограниченный ресурс , не могут сосуществовать при постоянных значениях популяции. Когда один вид имеет хотя бы малейшее преимущество перед другим, в долгосрочной перспективе тот, у кого есть преимущество, будет доминировать. Это приводит либо к исчезновению более слабого конкурента, либо к эволюционному или поведенческому сдвигу в сторону другой экологической ниши .. Принцип был перефразирован в максиме «полные конкуренты не могут сосуществовать». [1]
Принцип конкурентного исключения классически приписывается Георгию Гаузе [3] , хотя на самом деле он никогда его не формулировал. [1] Этот принцип уже присутствует в дарвиновской теории естественного отбора. [2] [4]
На протяжении всей своей истории статус принципа колебался между априорным («два сосуществующих вида должны иметь разные ниши») и экспериментальной истиной («мы обнаруживаем, что сосуществующие виды действительно занимают разные ниши»). [2]
Основываясь на полевых наблюдениях, Джозеф Гриннелл сформулировал принцип конкурентного исключения в 1904 году: «Два вида с примерно одинаковыми пищевыми привычками вряд ли будут долго оставаться равномерно сбалансированными по численности в одном и том же регионе. Один вытеснит другой». [5] Георгий Гаузе сформулировал закон конкурентного исключения на основе лабораторных экспериментов по конкуренции с использованием двух видов Paramecium , P. aurelia и P. caudatum . Условия заключались в ежедневном добавлении свежей воды и постоянном притоке пищи. Хотя изначально доминировала P. caudatum , P. aurelia восстановилась и впоследствии вытеснила P. caudatum.вымерли из-за эксплуататорской конкуренции за ресурсы . Однако Гаузе удалось сохранить P. caudatum , изменив параметры окружающей среды (пища, вода). Таким образом, закон Гаузе справедлив, только если экологические факторы постоянны.
Гаузе также изучил конкуренцию между двумя видами дрожжей, обнаружив, что Saccharomyces cerevisiae постоянно превосходили кефир Schizosaccharomyces [ требуется уточнение ] , производя более высокую концентрацию этилового спирта . [6]
Конкурентное исключение предсказывается математическими и теоретическими моделями, такими как модели конкуренции Лотки-Вольтерры . Однако по малопонятным причинам конкурентное исключение редко наблюдается в природных экосистемах , и многие биологические сообщества, по-видимому, нарушают закон Гаузе. Наиболее известным примером является так называемый « парадокс планктона ». [7] Все виды планктона живут за счет очень ограниченного количества ресурсов, в первую очередь солнечной энергии .и минералы, растворенные в воде. В соответствии с принципом конкурентного исключения только небольшое количество видов планктона должно иметь возможность сосуществовать на этих ресурсах. Тем не менее, большое количество видов планктона сосуществует в небольших районах открытого моря.
2: Более крупный (красный) вид конкурирует за ресурсы.
3: Красный доминирует в середине для более обильных ресурсов. Желтый приспосабливается к новой нише, ограниченной верхом и низом и избегая конкуренции .
