Математическая теория борьбы за существование

Математическая теория борьбы за существование предсказывала, что процесс взаимодействия хищник—жертва при постоянстве внешних факторов должен приводить к периодическим колебаниям численности обоих видов.

Характер этих колебаний определяется лишь свойствами компонентов систем и вовсе не зависит от других факторов. Была выполнена серия опытов по проверке этой теории. Опыты с инфузориями Didinium nasutum (хищник) и Paramecium caudatum (жертва) показали, что в ограниченном микрокосмосе периодические колебания численностей сопряженных популяций возникают очень редко. Обычно имели место колебания, при которых взаимодействие не является периодическим и ведет к исчезновению обоих компонентов (релаксационные колебания). Синусоидального характера кривой удалось добиться лишь при усложнении экологической обстановки.

Был сделан вывод, что периодический характер колебаний в экологических системах типа «хищник—жертва» определяется многими переменными факторами (иммиграция, наличие убежищ для жертв, наличие паразитов и конкурентов у хищников и жертв и пр.). Эта закономерность была подтверждена на других видах простейших (Гаузе, 1934б), а также на клещах (Гаузе и др., 1936). Кроме того, экспериментальный материал послужил основой для разработки математической теории «релаксационных колебаний» (Гаузе, Витт, 1934, 1935). В дальнейшем исследования по борьбе за существование у простейших оказали влияния на последующие работы, в которых изучались эволюционные аспекты проблемы (Лэк, 1949; Майр, 1968).

Работы же по борьбе за существование у микроорганизмов были продолжены в 40—50-е годы и до настоящего времени (см.: Гаузе и др., 1979). Результаты их свидетельствуют о том, как, казалось бы, чисто теоретические исследования могут стать руководством к действию в широких практических интересах. Так, изучая процесс борьбы за существование у микроорганизмов, удалось из бактерии Bacillus brevis выделить антибиотик грамицидин, который быстро был внедрен в практику советского здравоохранения и уже в 1943 г. широко использовался на фронтах Великой Отечественной воины для лечения ран (Гаузе, 1943). Открытие антибиотиков и их широкое использование в медицине, сельском хозяйстве и в других областях может служить образцом для исследования взаимосвязи теории эволюции и практики, а также свидетельствует о триумфе Дарвиновской идеи борьбы за существование.
 

Взаимодействие по типу хищник—жертва между Paramecium и Didinium.

A.    Введение Paramecium (Р) гг Didinium (D) в культуру при отсутствии убежища для Paramecium.

B.    Paramecium и Didinium вносятся одновременно (P+D) плюс осадок, играющий роль убежища для Paramecium. С. Paramecium и Didinium вводятся одновременно каждые три дня, что препятствует вымиранию одного из видов и способствует возникновению циклических колебаний системы хищник—жертва (по: Гаузе, 1934, с изменениями).