ロバート・H・マッカーサー

ロバート・マッカーサーは、エドワード・O・ウィルソンと共同で、生態学者が種の多様性と分布を理解する方法に革命をもたらした、影響力のある島嶼生物地理学の理論を開発した。彼らの1967年の画期的な著書『島嶼生物地理学の理論』^{[ 9 ]}では、島嶼における種の豊富さの決定要因として、移入率と絶滅率の間の動的平衡の概念が導入された。彼らはまた、対照的な繁殖戦略を説明するr選択理論とK選択理論を提唱した。r選択種は予測不可能な環境で成長率を最大化する一方、K選択種は安定した環境で効率性と競争を重視する。

彼らの平衡理論は、実証研究によって広く検証され、概ね支持されている。例えば、研究者たちは、ガラパゴス諸島のような群島での観察やマングローブの島での実験的研究を通して、島の大きさや隔離が種の多様性に及ぼす影響に関する予測を検証してきた。^{[ 10 ]}また、この理論はメタ個体群生態学や景観生態学の基礎を築き、その影響は島嶼研究をはるかに超えて広がっている。

マッカーサーとリチャード・レヴィンスは1967年の論文で、類似性の限界という概念を定式化し、共存する種が資源利用においてどれだけ類似できるかには上限があることを数学的に示しました。^{[ 11 ]}この研究は、ニッチが重複する種が共存できる条件を理解するための理論的基盤を提供しました。

以前、マッカーサーは北東部の森林に生息するアメリカムシクイ（Dendroica属）に関する1958年の画期的な論文で、ニッチ分割を実証した。 ^{[ 12 ]}彼は、異なるアメリカムシクイの種が木のさまざまな高さや部分でどのように採餌するかを観察することで、ニッチ分化が種の共存を可能にする最初の明確な例の1つを提供した。

マッカーサーは、1957年に初めて提唱した「折れた棒モデル」によって、種の豊富さの分布理論にも貢献した。^{[ 13 ]}このモデルは、生態系における資源の分配を、棒をランダムな大きさの破片に折ることに例え、群集における種の相対的な豊富さを予測する。後のモデル（例えば、対数正規分布）が注目を集めるようになったが、折れた棒モデルは生態学理論の歴史における画期的なモデルとして残っている。

マッカーサーは、種の相互作用が生態系群集をどのように形成するかを説明することを目的として、消費者と資源の動態に関する数学モデルの開発の先駆者でした。彼は消費者と資源の相互作用に関する一般的な枠組みを導入し、それは今日、理論モデル作成者によって広く使用され、現代の共存理論の基礎を形成しています。^{[ 14 ]}また、彼は自身のモデルを使用して、種の数を増やすと群集の安定性が低下することを示し、これは「多様性-安定性」仮説に関する議論の先駆けとなりました。^{[ 15 ]}

彼の重要な貢献の一つは、消費者と資源の動態における最小化原理を特定したことである。彼は、これらのシステムが資源の重複に関連する量を最小化する傾向があることを示し、競争的排除と共存を理解するための理論的基盤を提供した。^{[ 16 ]}

マッカーサーはマイケル・ローゼンツヴァイクと共同で、1960年代初頭にローゼンツヴァイク・マッカーサーモデルの開発に貢献した。 ^{[ 17 ]}この捕食者-被食者モデルは、タイプIIの機能的応答を組み込んでおり、捕食者の消費速度は被食者の密度の増加に伴って飽和する。彼らのモデルは、被食者の成長と捕食者の消費の間の時間差によって生じる、捕食者-被食者相互作用における個体群サイクルを予測することで注目に値する。この研究は、生態学的動態の研究において中心的な役割を果たし続けている。