高斯假说

在生态位上发生分离的现象

高斯假说（Gause's Hypothesis），由于竞争的结果，两个相似的物种不能占有相似的生态位，而是以某种方式彼此取代，使每一物种具有食性或其他生活方式上的特点，从而在生态位上发生分离的现象，这一假说称为高斯假说（Gause's Hypothesis）。高斯的这一思想是在他的开创性实验工作基础上形成的。高斯首次用实验的方法观察了两个物种的竞争现象。他将在分类和生态上极相近的两种草履虫——双小核草履虫（Paramecium aurelia，具一大核，两小核）和大草履虫（P．caudatum，具一大核，一小核）作为实验材料，以一种杆菌为饲料，进行培养。当单独培养时，两种草履虫都出现典型的逻辑斯蒂增长，当混合在一起时，开始两个种群都有增长，但双小核草履虫增长快些。16天后，只有双小核草履虫生存，大草履虫完全消亡。由实验条件可以保证，两种草履虫之间只有食物竞争而无其他关系。高斯的解释是，大草履虫的消亡是由于其增长速度（内禀增长率）比双小核草履虫慢。因为竞争食物，增长快的种排挤了增长慢的种。这就是当两个物种利用同一食物资源时产生的竞争排斥现象。近代生态学家用竞争排斥原理对高斯假说进行了简明精确的表述：完全的竞争者（具相同的生态位）不能共存。

现象介绍

由于竞争的结果，两个相似的物种不能占有相似的生态位，而是以某种方式彼此取代，使每一物种具有食性或其他生活方式上的特点，从而在生态位上发生分离的现象，这一假说称为高斯假说（Gause's Hypothesis）。高斯的这一思想是在他的开创性实验工作基础上形成的。高斯首次用实验的方法观察了两个物种的竞争现象。他将在分类和生态上极相近的两种草履虫——双小核草履虫（Paramecium aurelia，具一大核，两小核）和大草履虫（P．caudatum，具一大核，一小核）作为实验材料，以一种杆菌为饲料，进行培养。当单独培养时，两种草履虫都出现典型的逻辑斯蒂增长，当混合在一起时，开始两个种群都有增长，但双小核草履虫增长快些。16天后，只有双小核草履虫生存，大草履虫完全消亡。由实验条件可以保证，两种草履虫之间只有食物竞争而无其他关系。高斯的解释是，大草履虫的消亡是由于其增长速度（内禀增长率）比双小核草履虫慢。因为竞争食物，增长快的种排挤了增长慢的种。这就是当两个物种利用同一食物资源时产生的竞争排斥现象。近代生态学家用竞争排斥原理对高斯假说进行了简明精确的表述：完全的竞争者（具相同的生态位）不能共存。

“1934-1935年，俄罗斯生态学家高斯做了经典的实验研究三个不同种的草履虫的竞争问题。开始都单独培养在管中，捕食细菌和酵母菌，另外还有后者的食物燕麦片，也悬浮在管中。然而，当他把aurelia和caudatum放在一个培养管中，后者总是倾向于消失。为什么？他发现前者生长速度是后者的6倍，更加有利于利用有限的资源。他提出竞争排斥：如果两个物种竞争有限的资源，利用资源更有利的物种将会排斥另一个，没有两个物种当资源有限时在相同的生态位能共存。

接下来，他把上次被打败了的草履虫和另外的第三种bursaria放在一起，他希望这两个物种也会竞争有限的细菌食物，一个会胜出。但是，没有发生这种事情。反而是都活下来了；草履虫们发现了一个方法分割食物资源。怎么做的呢？培养管的上层氧气浓度和细菌的密度都很高，caudatum占据了这个位置，因为它更加有能力捕食细菌；然而，在底层，氧气浓度低适合酵母菌的生活，bursaria更有能力捕食酵母菌。由于这两个物种的生态位重叠的不是太多，因此都活了下来。但是，竞争仍旧对参与者施加了负面效应：当没有竞争的时候，二者的密度是有竞争时候的三倍还要多。”

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