Джордж Хатчинсон и его концепция многомерной экологической ниши

Концепция многомерной экологической ниши

Джордж Эвелин Хатчинсон стал одной из ключевых фигур теоретической экологии XX века. Именно его представления о структуре среды обитания заложили основу современного понимания того, как разные виды уживаются друг с другом. Концепция многомерной ниши, предложенная им, до сих пор служит точкой опоры для исследователей сообществ.

Биография учёного

Будущий эколог появился на свет 30 января 1903 года в английском Кембридже. Его отец увлекался минералогией, поэтому мальчик с ранних лет рос в насыщенной интеллектуальной обстановке и дружил с сыновьями Дарвина. Тяга к исследованиям проявилась рано: уже в пять лет он держал водных обитателей в аквариуме и наблюдал за ними. Начальное образование Джордж получил в Школе Грешема в Холте (Норфолк), затем продолжил учёбу в Эмануэль-Колледже и далее в Кембриджском университете.

Окончив Кембридж в 1925 году, двадцатидвухлетний выпускник отправился в Италию, где занялся исследованиями в области лимнологии. В 1926 году он начал читать лекции в университете Витватерсранда в Йоханнесбурге и проработал там два года. С 1928 года Хатчинсон преподавал в Йельском университете, которому в общей сложности отдал 43 года.

В 1932 году учёный принял участие в Йельской Северной экспедиции в Индии. В 1941 году он получил американское гражданство. В 1949 году его избрали членом Американской академии искусств и наук, а год спустя - Национальной академии наук США. В 1984 году Хатчинсону вручили медаль Даниэля Жиро Эллиота от Национальной академии наук, а в 1986 году он стал лауреатом Премии Киото.

После выхода на пенсию учёный жил преимущественно в Англии. Он скончался 17 мая 1991 года в Кембридже в возрасте 88 лет. В том же году ему посмертно присудили Национальную медаль науки США.

Теория экологической ниши Хатчинсона

Вклад исследователя в теоретическую экологию переоценить трудно. Поначалу он специализировался на лимнологии, и в трёхтомном «Трактате по лимнологии» (1957-75 годы, русский перевод вышел в 1969 году) описал около 75 типов озёр, разделив их по геоморфологии и происхождению. Однако в историю науки Хатчинсон вошёл прежде всего благодаря учению о многомерной нише.

В статье 1959 года он на примере двух совместно обитающих видов клопов-гребляков (Corixidae) показал, что факты их сосуществования, противоречащие моделям В. Вольтерры и принципу исключения Г.Ф. Гаузе, объясняются наличием у каждого вида собственной специфичной экологической ниши. Неполное совпадение ниш он связывал с различием размеров клопов почти в 1,5 раза, что вело к разным предпочтениям относительно величины пищевых объектов. Опираясь на множество подобных наблюдений, учёный выстроил представления о гиперпространственной, фундаментальной и реализованной нишах.

Нишу Хатчинсон трактовал как многомерный гиперобъём, внутри которого складываются условия среды, позволяющие виду нормально существовать. Градиент каждого фактора выступает отдельным измерением этого пространства. Если ниша вида включает n основных измерений, её можно представить как n-мерное пространство. Такое пространство он назвал фундаментальной нишей, которая теоретически реализуется при отсутствии межвидовой конкуренции и оптимальном сочетании экологических факторов. Поскольку в природе подобная ситуация почти невозможна, учёный ввёл понятие реализованной ниши, отражающей фактический набор условий жизни организма. Реализованная ниша всегда меньше фундаментальной, хотя теоретически может ей равняться.

Дальнейшее развитие теории ниши

Идеи Хатчинсона дали мощный толчок развитию нишевой теории, и связано это с тремя свойствами многомерной ниши.

1. Нишу Хатчинсона можно описать количественно и подвергнуть математическому анализу.
2. Учёный определял нишу через особенности самих организмов и их биотические связи в сообществе. Отсюда следует, что характеристики ниши способны меняться в зависимости от условий обитания и прежде всего от итогов конкуренции с другими видами. Второе следствие - возможность существования свободных экологических ниш, которые занимают виды, заранее приспособленные к данным условиям. При этом в ходе эволюции видов и экосистем конфигурация нишевого пространства перестраивается, и ниша, прежде занятая одним видом, может делиться между несколькими более узкоспециализированными.
3. Теория привлекла внимание экологов к роли конкуренции в разделении ниш внутри экосистем. Этот акцент отразился даже в терминологии: фундаментальную нишу называют преконкурентной, или потенциальной, а реализованную - постконкурентной, или фактической.

Постепенно под экологической нишей стали понимать не всё многообразие ресурсов, а сегрегацию лишь по нескольким важнейшим факторам - пище, пространству и времени.