Принцип исключения (принцип гаузе)

Переформулирование

Исследования последнего времени дали ответы на некоторые из спорных вопросов, которые возникали при анализе моделей конкурентного вытеснения. Например, анализ того, как связаны процесс роста организма и размер его тела, привели к переформулирование принципа. Согласно этой трактовкой, экосистема может быть стабилизирована при условии существования в ней ограниченного числа видов при том, что другие виды будут ими вытеснены.

В макробиотической группировках ключевым фактором предотвращения конкуренции (и тем более конкурентного исключения) при отсутствии размерной и вообще морфологической, пространственной и трофической дифференциации являются:

разная временная динамика использования пространственного и трофической ресурса (различия во времени в пределах одного пространства, невозможно для планктонных сообществ без кардинальных изменений жизненных циклов),
формирование разреженных популяций, при котором индивидуальные и семейные участки конкурирующих видов организмов практически не перекрываются (при высоких репродуктивных потенциях это возможно при условии мощного пресса хищничества),
мощная неизбирательного элиминация вследствие неизбирательного хищничества или действия регулярных лимитирующих абиотических факторов, которые постоянно сдерживают рост численности популяций,
пространственная дифференциация, связанная с островным характером распределения биотопов и случайностью результатов заселения конкурирующими видами местонахождений (например, распределение рыб в озерах, ящериц за лужайками, паразитов с живителя т.д.).

Конечно, в природе действуют все эти факторы сдерживания конкуренции и механизмы ее избежания, из-за чего на практике конкуренция чрезвычайно редким явлением, которое исследователи, как правило, прямо не наблюдают и не регистрируют. В связи с этим как феномен (принцип) Гаузе, так и явление конкуренции остаются преимущественно теоретическими конструкциями.

Основные идейно политические течения западного мира кратко
Методика обучения в школах разных стран с учетом культурной этнической и религиозной среды
Какова роль чтения и общения в самообразовании кратко
Методы активизации мышления кратко
Фонопедический метод емельянова кратко

Переопределение

Недавние исследования, посвященные некоторым предположениям, сделанным для моделей, предсказывающих конкурентное исключение, показали, что эти предположения необходимо пересмотреть. Например, небольшое изменение предположения о том, как связаны рост и размер тела, приводит к другому выводу, а именно, что для данной экосистемы определенный диапазон видов может сосуществовать, в то время как другие теряют свою конкурентоспособность.

Одним из основных способов сосуществования видов, разделяющих нишу, является компромисс между конкуренцией и колонизацией. Другими словами, виды, которые являются лучшими конкурентами, будут специалистами, тогда как виды, которые лучше колонизируют, с большей вероятностью будут универсальными. Модели «хост-паразит» — эффективные способы изучения этой взаимосвязи с использованием событий передачи хоста. Кажется, есть два места, где способность к колонизации у экологически близких видов различается. У перьевых вшей, Буша и Клейтона при условии некоторой проверки этого, показав, что два близкородственных рода вшей почти равны по своей способности колонизировать новых голубей-хозяев после переноса. Харбисон продолжил эту линию мысли, исследуя, различаются ли два рода по способности к переносу. Это исследование было сосредоточено в первую очередь на определении того, как происходит колонизация и почему крылатые вши являются лучшими колонизаторами, чем тельца. Вертикальный перенос является наиболее частым явлением между родителем и потомством, он хорошо изучен и хорошо изучен. Горизонтальный перенос трудно измерить, но у вшей, кажется, происходит форез или «автостоп» одного вида за другим. Харбисон обнаружил, что тельца менее искусны в форезе и лучше других конкурируют, тогда как крылатые вши преуспевают в колонизации.

Еще термины по предмету «Экология»

Аквакультура

выращивание и разведение полезных организмов в водной среде, в том числе марикультура (морская аквакультура) — выращивание ценных видов рыб, беспозвоночных животных, водорослей в морях, лагунах, лиманах.

Водоем полисапробный

(гр. poly — много и sapros — гнилой) — водоем с большим содержанием, органических веществ и потому населенный сапробионтами.

Санитарно-гигиенические нормативы

устанавливаемые в за-i конодательном порядке, обязательные для исполнения всеми ведои/ ствами, органами и организациями допустимые уровни содержания химических и других соединений в объектах окружающей среды.

Закон конкурентного исключения
Закон исключения третьего
Закон исключенного третьего
Принцип исключения (Принцип Гаузе)
Закон
Закон «Все или ничего»
Законность
Закон о защите данных 1984 г.
Закон минимума (закон Либиха)
Закон толерантности (закон Шелфорда)
Закон возврата
Закон минимума
Закон плодосмена
Закон Ньютона
Закон Фурье
Влажноадиабатический закон
Закон Авогадро
Закон Буге
Закон Вина
Закон Воейкова

Филогенетический контекст

An экологический сообщество — это совокупность видов, поддерживаемая экологией (Hutchinson, 1959; Лейбольд, 1988 г.) и эволюционный процесс (Weiher and Keddy, 1995; гнаться и другие., 2003). Эти два процесса играют важную роль в формировании существующего сообщества и будут продолжаться в будущем (Tofts и другие., 2000; Акерли, 2003; Рейх и другие., 2003). В местном сообществе потенциальных членов фильтруют сначала по факторам окружающей среды, таким как температура или доступность необходимых ресурсов, а затем, во-вторых, по его способности сосуществовать с другими резидентами.

В подходе к пониманию того, как два вида сочетаются друг с другом в сообществе или как все сообщество объединяется, Происхождение видов (Дарвин, 1859) предположил, что в однородных условиях окружающей среды борьба за существование больше между близкородственными видами, чем между отдаленно родственными видами. Он также предположил, что функциональные черты могут сохраняться при разных филогенезах. Такое сильное филогенетическое сходство между близкородственными видами известно как филогенетические эффекты (Дерриксон и другие., 1988.)

С помощью полевых исследований и математических моделей экологи соединили воедино связь между сходством функциональных черт между видами и его влиянием на сосуществование видов. Согласно гипотезе конкурентного родства (Cahil и другие., 2008) или филогенетической гипотезы предельного сходства (Violle и другие., 2011) межвидовая конкуренция высоко среди видов, обладающих схожими функциональными характеристиками и конкурирующих за аналогичные ресурсы и среду обитания. Следовательно, это вызывает сокращение числа близкородственных видов и даже их распространение, известное как филогенетическая сверхдисперсия (Webb и другие., 2002). Обратной стороной филогенетической избыточной дисперсии является филогенетическая кластеризация, и в этом случае ожидается, что виды с сохраненными функциональными признаками будут одновременно встречаться из-за фильтрации окружающей среды (Weiher и другие., 1995; Уэбб, 2000). В исследовании, проведенном Уэббом и другие., 2000, они показали, что небольшой участок леса Борнео содержит вместе тесно связанные деревья. Это говорит о том, что у близкородственных видов общие черты, которым благоприятствуют конкретные факторы окружающей среды, которые различаются между участками, вызывающими филогенетическую кластеризацию.

Для обоих филогенетических паттернов (филогенетическая сверхдисперсия и филогенетическая кластеризация) исходное предположение состоит в том, что филогенетически родственные виды также имеют экологическое сходство (H. Burns et al, 2011). Нет значительного количества экспериментов, позволяющих определить, насколько близкородственные виды сходны по нише. В связи с этим интерпретировать оба филогенетических паттерна непросто. Было показано, что филогенетическая чрезмерная дисперсия также может быть результатом конвергенции отдаленных родственных видов (Cavender-Bares и другие. 2004; Крафт и другие. 2007). В своем исследовании они показали, что черты сходятся, а не сохраняются. В то время как в другом исследовании было показано, что филогенетическая кластеризация также может быть связана с историческими или биогеографическими факторами, которые не позволяют видам покинуть свои предковые ареалы. Таким образом, необходимы дополнительные филогенетические эксперименты для понимания силы взаимодействия видов в сообществе.

Экспериментальная база

Парамеций аурелия и Paramecium caudatum хорошо растут по отдельности, но когда они конкурируют за одни и те же ресурсы, П. аурелия побеждает P. caudatum.

На основании полевых наблюдений, Джозеф Гриннелл сформулировал принцип конкурентного исключения в 1904 году: «Маловероятно, что два вида с примерно одинаковыми пищевыми привычками будут долго оставаться равномерно сбалансированными по численности в одном регионе. Один будет вытеснять другого».Георгий Гаузе сформулировал закон конкурентного исключения на основе лабораторных экспериментов по конкуренции с использованием двух видов Парамеций, П. аурелия и P. caudatum. Условия заключались в том, чтобы добавлять свежую воду каждый день и вводить постоянный поток пищи. Несмотря на то что P. caudatum изначально преобладали, П. аурелия выздоровел и впоследствии поехал P. caudatum вымерли в результате эксплуатации ресурс конкуренция. Однако Гаузе смог позволить P. caudatum выживают, изменяя параметры окружающей среды (еда, вода). Таким образом, закон Гаузе справедлив, только если экологические факторы постоянны.

Гаузе также изучил конкуренцию между двумя видами дрожжей и обнаружил, что Saccharomyces cerevisiae постоянно побеждал Schizosaccharomyces kefir[требуется разъяснение ] производя более высокую концентрацию этиловый спирт.

Прогноз

Клеточный автомат модель межвидовой конкуренции за единый ограниченный ресурс

Конкурентное исключение предсказывается математическими и теоретическими моделями, такими как Модели Lotka-Volterra конкурса. Однако по малоизученным причинам конкурентное исключение редко наблюдается в естественных условиях. экосистемы, и многие биологические сообщества, похоже, нарушают закон Гаузе. Самый известный пример — так называемый «парадокс планктона «. Все планктон виды живут за счет очень ограниченного количества ресурсов, в первую очередь солнечная энергия и минералы, растворенные в воде. Согласно принципу 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.

Некоторые сообщества, которые придерживаются принципа конкурентного исключения, Макартур с певчие птицы и Зяблики Дарвина, хотя последние по-прежнему очень сильно пересекаются с экологической точки зрения, на них негативно влияет конкуренция только в экстремальных условиях.