Георгий Францевич Гаузе ( 27 декабря 1910 — 2 мая 1986) — советский и российский биолог и эволюционист, предложивший принцип конкурентного исключения , лежащий в основе науки экологии . Классик экологии, большую часть своей дальнейшей жизни он посвятил исследованию антибиотиков .
Гаузе родился 27 декабря 1910 года в Москве , Россия, в семье Франца Густавовича Гаузе, профессора архитектуры Московского государственного университета , и Галины Гаузе, промышленной работницы на заводе по производству автомобильной стали. Будучи мальчиком и в подростковом возрасте, Гаузе и его большая семья проводили летние каникулы в Кавказских горах на юге России в течение нескольких месяцев. [1] Хотя его семья не была богатой, им позволяли эти передышки, потому что его отец, будучи государственным архитектором, помогал строить многие сооружения в университете. Именно во время этих поездок в Кавказские горы Гаузе полюбил природу, часто записывая жизнь и поведение нескольких организмов, включая сибирского кузнечика ( Aeropus sibiricus ). Он заинтересовался зоологией, в частности изменчивостью животных.
В 1927 году он был принят на биологическое отделение физико-математического факультета Московского университета. Российская университетская система требует научного руководителя для всех студентов бакалавриата и магистратуры. Его научным руководителем для бакалавриата был выбран профессор Владимир Алпатов, работавший в Зоологическом музее Московского университета. В середине 1920-х годов Алпатов был очень впечатлен работой Рэймонда Перла , американского демографа, который стал известен благодаря своей пропаганде логистической кривой. [2] Алпатов возвращает увлечение американской наукой, которое оказало большое влияние на Гаузе. [3] Гаузе утверждал, что полевые работы со слишком большим количеством переменных никогда не смогут адекватно объяснить эту связь, и только в упрощенной лабораторной среде, где переменные можно контролировать, можно будет точно определить, как конкретный экологический фактор влияет на популяцию. Стремясь продолжить это механистическое направление исследований и находясь под влиянием своего научного руководителя, Гаузе связался с Перлом, чтобы узнать, возьмет ли американец другого русского студента. Он подал заявку на стипендию через Фонд Рокфеллера , но получил отказ, возможно, потому что ему было всего 22 года. Затем он опубликовал монографию «Борьба за существование» в 1934 году, чтобы улучшить свои шансы, но ему все равно отказали. Монография выдержала несколько изданий, а также была переведена на французский и японский языки.
Во время пребывания Алпатова в США Гаузе находился под руководством Евгения Смирнова. Заинтересовавшись применением статистики в биосистематике, Смирнов передал эти методы Гаузе. В тот период Гаузе исследовал распространение прямокрылых на Северном Кавказе, количественно оценивая экопластичность видов.
Гаузе получил степень бакалавра наук в Московском государственном университете в 1931 году и работал в лаборатории Алпатова в Зоологическом институте Московского университета. Он получил степень доктора биологических наук в 1936 году за серию работ, опубликованных в 1930-1934 годах и оформленных в виде диссертации под названием « Исследования по динамике смешанных популяций» . Одним из оппонентов был Владимир Вернадский .
В 1932 году Гаузе опубликовал то, что стало известно как принцип конкурентного исключения , основанный на экспериментальной работе, проведенной со смешанными культурами как дрожжей, так и видов Paramecium . [4] Афористически он был сформулирован как «Одна ниша — один вид». [5] Принцип утверждает, что никакие два вида со схожими экологическими нишами не могут сосуществовать в устойчивом равновесии, что означает, что когда два вида конкурируют за абсолютно одинаковые потребности, один будет немного эффективнее другого и в результате будет размножаться с большей скоростью. Судьба менее эффективного вида — локальное вымирание.
В другой серии экспериментов с инфузориями Paramecium в качестве добычи и Didinium в качестве хищника, имитирующих периодические миграции, он получил почти идеальные синусоидальные колебания численности в этой модели, ранее смоделированной только теоретически. Она появилась на английском языке в сокращенном варианте в США и окончательно опубликована на русском языке только в 1984 году.
Одно из первых признаний преимуществ поликультуры было получено также Гаузе на Paramecium . Он изучал экологически близкие виды инфузорий. Сохраняя их в виде монокультур, он получал более высокую численность отдельных видов, чем в поликультуре. При этом общая численность поликультуры была значительно выше.
В 1940 году Гаузе готовит монографию «Экология и некоторые проблемы происхождения видов» . Оригинальная рукопись на русском языке не была опубликована из-за начала Второй мировой войны в Советском Союзе . Она появилась в сокращенном варианте в США и окончательно издана на русском языке только в 1984 году.
В 1930-х годах Гаузе провел ряд исследований, посвященных асимметрии протоплазмы, которые вызвали интерес у биогеохимиков , в том числе у В. В. Вернадского .
С 1939 года Гаузе начал изучать антибиотики. Казалось, что это было внезапное изменение темы исследования, но это было развитием его интересов в борьбе за выживание, а активность антибиотиков была средством. Позже он сосредоточил свои исследования на практическом применении своего нового принципа и обратился к микробиологии и медицинской науке. Работая со штаммом Bacillus brevis , он заметил ингибирование роста Staphylococcus aureus , когда они находились в смешанной культуре. Ингибирование S. aureus было вызвано метаболитом, вырабатываемым B. brevis . Гаузе выделил этот продукт и назвал его Грамицидин S. [ 6] Антибиотик был запущен в массовое производство во время Второй мировой войны и спас много жизней. За свою роль в его разработке Гаузе был награжден Сталинской премией и назначен директором Института новых антибиотиков в Москве в 1946 году. В качестве директора Гаузе помог разработать и изготовить множество новых антибиотиков, некоторые из которых обладали противоопухолевыми свойствами. [7] Из-за столь резкой смены научных интересов многим биологам не удалось объединить эволюциониста и микробиолога в одной личности.