Правило R* (экология)
Правило R* (также называемое гипотезой соотношения ресурсов ) — это гипотеза в экологии сообщества , которая пытается предсказать, какие виды станут доминирующими в результате конкуренции за ресурсы . [1] Гипотеза была сформулирована американским экологом Дэвидом Тилманом . [2] Он предсказывает, что если несколько видов конкурируют за один ограничивающий ресурс, то тот вид, который сможет выжить при самом низком равновесном уровне ресурсов (т. е. R*), сможет превзойти все остальные виды. [1] Если два вида конкурируют за два ресурса, то сосуществование возможно только в том случае, если каждый вид имеет более низкий R* на одном из ресурсов. [1] Например, два вида фитопланктона могут сосуществовать, если один более ограничен по азоту, а другой — по фосфору.
Большое количество экспериментальных исследований пытались проверить предсказания правила R*. Многие исследования показали, что при совместном выращивании нескольких видов планктона виды с самым низким R * будут доминировать или сосуществовать, если они ограничены несколькими ресурсами. [3] В сообществах более крупных организмов проверка правила R* проводится реже, отчасти из-за сложности создания ситуации, в которой ограничивающим фактором является только один ресурс. [3] [4] Однако в некоторых исследованиях использовалось правило R* с несколькими ресурсами, чтобы предсказать, какие группы растений смогут сосуществовать. [5]
Рассмотрим сообщество с несколькими видами. Мы предположим, что каждый вид конкурирует за один единственный ресурс, и проигнорируем эффекты вмешательства или очевидной конкуренции. Каждая популяция увеличивается за счет потребления ресурсов и сокращается, когда ресурсов становится слишком мало. Например, мы могли бы смоделировать динамику их населения как
где Nj — плотность вида j , R — плотность ресурса, a — скорость, с которой вид j поедает ресурс, d — скорость гибели вида j , r — скорость, с которой ресурсы растут, когда они не потребляются. . Легко показать, что, когда вид j сам по себе находится в равновесии (т. е. dN j / dt = 0), равновесная плотность ресурсов R* j равна