Рэймонд Линдеман

Рэймонд Линдеман (англ. Raymond Lindeman; 24 июля 1915, Редвуд, Миннесота — 29 июня 1942, Нью-Хейвен, Коннектикут) — американский эколог, один из основоположников современной концепции трофической динамики и энергетического подхода в экологии экосистем. Его работы заложили основы для понимания потоков энергии и круговорота веществ в природных сообществах, а предложенная им модель «трофического уровня» стала фундаментальной для экологии.

Биография

Рэймонд Линдеман родился в семье фермеров немецкого происхождения. В 1932 году поступил в Миннесотский университет, где изучал зоологию и ботанику. В 1936 году получил степень бакалавра, а в 1937 году — магистра, защитив диссертацию по экологии пресноводных озёр. В 1939 году он начал докторскую работу под руководством известного лимнолога Сэмюэла Эдди.

В 1941 году Линдеман завершил диссертацию «Трофическая динамика озера Сидар-Бог» (англ. The Trophic-Dynamic Aspect of Ecology), которая, однако, была отклонена ведущими экологическими журналами из-за новаторского подхода, не вписывавшегося в традиционные рамки. После доработки и поддержки со стороны эколога Г. Э. Хатчинсона работа была принята к публикации в журнале Ecology в 1942 году. В том же году, незадолго до выхода статьи, Линдеман скончался от гепатита в возрасте 26 лет.

Научный вклад

Концепция трофической динамики

Основная заслуга Линдемана заключается в разработке количественной модели переноса энергии в экосистеме. Он ввёл понятие трофического уровня — совокупности организмов, занимающих определённое положение в пищевой цепи (продуценты, консументы первого порядка, консументы второго порядка и т. д.). Линдеман показал, что энергия, запасённая продуцентами (растениями) в процессе фотосинтеза, передаётся по пищевой сети с последовательными потерями.

Правило 10 % (закон Линдемана)

На основе полевых исследований озера Сидар-Бог (Миннесота) Линдеман установил, что при переходе с одного трофического уровня на другой теряется около 90 % энергии (в основном в виде тепла при дыхании), а на следующий уровень поступает лишь около 10 %. Это эмпирическое обобщение получило название правило 10 % или закон Линдемана. Оно объясняет ограниченную длину пищевых цепей (обычно не более 4–5 звеньев) и низкую биомассу высших хищников по сравнению с продуцентами.

Методология

Линдеман впервые применил системный подход к изучению экосистем, рассматривая их как энергетические единицы. Он предложил использовать единицы энергии (калории или джоули) для количественного сравнения потоков вещества и энергии, что позволило унифицировать экологические исследования. Его работа стала основой для развития экологии экосистем, биоэнергетики и математического моделирования природных процессов.

Критика и развитие идей

После публикации статья Линдемана вызвала дискуссии. Некоторые экологи (например, Ч. Элтон) отмечали, что правило 10 % является приблизительным и варьирует в зависимости от типа экосистемы, сезона и видового состава. Впоследствии исследования показали, что эффективность передачи энергии может колебаться от 5 до 20 %, однако в среднем сохраняется порядок 10 %.

В 1950–1960-х годах идеи Линдемана были развиты Г. Одумом, Ю. Одумом и другими учёными, которые дополнили их концепциями продуктивности, биомассы и экологической пирамиды. Современные модели экосистем учитывают не только энергию, но и круговорот биогенных элементов, что стало возможным благодаря фундаментальной работе Линдемана.

Память

Несмотря на короткую жизнь, Рэймонд Линдеман признан одним из ключевых фигур в экологии XX века. В 1993 году Американское экологическое общество учредило премию имени Рэймонда Линдемана (англ. Raymond L. Lindeman Award) для молодых учёных, внёсших значительный вклад в экологию. Его имя также носит исследовательская станция на озере Сидар-Бог.

Основные публикации

• Lindeman R. L. The trophic-dynamic aspect of ecology // Ecology. — 1942. — Vol. 23, № 4. — P. 399–417.
• Lindeman R. L. Seasonal food-cycle dynamics in a senescent lake // American Midland Naturalist. — 1941. — Vol. 26, № 3. — P. 636–673.

Источники

• Cook R. E. Raymond Lindeman and the trophic-dynamic concept in ecology // Science. — 1977. — Vol. 198, № 4312. — P. 22–26.
• Golley F. B. A History of the Ecosystem Concept in Ecology: More Than the Sum of the Parts. — Yale University Press, 1993.
• Odum E. P. Fundamentals of Ecology. — 3rd ed. — Saunders, 1971.
• Реймерс Н. Ф. Экология: теории, законы, правила, принципы и гипотезы. — М.: Россия молодая, 1994.