互利共生
试图解开达尔文的纠缠库并理解这些相互作用是如何形成基本结构的社区,许多流行的帐户社区生态关注物种之间夸张的对抗表现。虽然攻击性行为是重要的种间相互作用,但对它们的关注可能会造成错误的印象,认为它们比其他类型的相互作用更重要。物种间的相互作用就像积分生物群落的组织是对立的关系,一些互惠的相互作用形成了许多群落的最基本要素。
在许多互惠关系中,一个物种是宿主,另一个物种是访客或居民。植物是昆虫的寄主,昆虫为它们授粉或吃它们的果实,微生物附着在植物的根部。在其他的互惠共生中,比如不同物种的鸟群,没有任何物种充当宿主。互惠主义在参与者从互动中获得的利益方面也有所不同。个体可以获得食物、敌人的保护、筑巢地点或多种好处的组合。这些好处各不相同人口对另一个,从而导致存在于同一物种之间的互惠关系在不同种群中向不同方向进化。
互惠共生的普遍性
有些互惠关系就是如此无处不在的它们几乎影响到所有的生命形式。大多数陆生植物的根系与土壤微生物形成复杂的联系。这些菌根联想有助于植物吸收养分。在一些环境在美国,许多植物没有相关菌根的帮助就无法生长。在另一种关系中,豆科植物依赖于它们的根和微生物之间形成结节的联系来固定氮,而这些固氮植物反过来对光合作用的过程至关重要继承在生物群落中。
动物和微生物之间的共生关系对群落结构同样重要。大多数动物依靠肠道中的微生物来消化和代谢食物。白蚁需要在它们的肠道中消化纤维素的微生物来获得它们的木材饮食所能提供的所有可能的营养。
在更根本的层面上,是真核细胞(由高等动植物、原生动物、真菌和大多数藻类组成的具有明确细胞核的细胞)似乎源于与各种单细胞物种的联系:真核细胞中的线粒体和叶绿体被认为起源于在其他细胞中居住的独立生物体。最终,两种生物都不能在没有另一种生物的情况下生存专性的共生关系.
在许多陆地环境、动物和植物之间的相互关系是生物群落组织的核心。在一些热带地区,动物为花朵授粉,并传播几乎所有木本植物的种子。反过来,很大一部分动物的饮食至少部分依赖于花或水果。切叶蚁它是新热带森林群落中的重要物种,准备切下的叶子作为基质,在其上生长专门的真菌园,以其为食。成千上万种植物在它们的叶子或叶柄上产生花外蜜腺来吸引各种蚂蚁,这些蚂蚁以花蜜为食,杀死它们所吃的昆虫食草动物遇到在植物上。
互惠共生的进化
尽管互惠关系对所有参与其中的物种都有利,但它们与敌对的相互作用一样,都是建立在基因上自私的原则之上的。事实上,许多互惠主义似乎是从敌对的相互作用演变而来的。没有一个物种会无私地促进另一个物种的利益。互惠主义进化为接触的物种为了自己的利益而相互操纵。植物进化出特殊的花蜜混合物和浓度,以吸引传粉者以最大化的方式行事授粉.传粉者纯粹是为了自己的利益,他们访问植物,并在它们之间导航,以最有效的方式收获花蜜或花粉。他们关心的不是他们作为植物传粉者的功能如何,而是他们能从植物中提取什么。当物种的自私行为恰好对彼此有利时,互惠主义就产生了。随着每个物种进化出利用其他物种的能力,自然选择继续重塑这些关系。
互利共生,骗子
因为互惠主义是通过操纵其他物种而发展起来的,它们总是容易受到“骗子”的入侵,这些生物可以利用现有的关系往复一个优势。窃取资源是骗子的一种犯罪行为。例如,一些植物与特定的传粉者共同进化。这些植物的花有很深的花冠(花的叶子的内部组)构成底部有花蜜的内部房间),只有它们的传粉者才能接触到花蜜,这些传粉者有专门用于此目的的长舌头或长喙。然而,一些短舌蜜蜂和短嘴蜂鸟已经发展出了自己的适应能力——它们通过刺穿这些长花冠的基部来提取花蜜。另一种形式的欺骗包括模仿一个物种的出现是为了颠覆现有的互惠关系。这种颠覆之间发生过清洁鱼还有他们的主人。清洁鱼是一种高度特化的鱼类,它们从其他鱼类的皮肤上清除寄生虫。宿主鱼到达特定的地点,在那里它们向清洁鱼展示自己。其他鱼类已经进化到像清洁的鱼,但是,这些冒名顶替者不是寻找寄生虫,而是咬一口宿主鱼。
其他骗子使用不同的欺骗手段来利用互惠互动。蟹蛛、刺虫和一些螳螂用花作为等待猎物的地方:它们进化出了一种伪装,使它们能够躲避它们赖以为生的授粉昆虫。而不是建立一个网络或在植被中搜索来捕获猎物这种类型的捕食者只是停留在花上,直到一个毫无戒心的传粉者绊倒在它的手中。
当欺骗者进化到利用互惠主义时,他们会导致共生关系本身的破裂,除非有新的方法阻挠伪装者在宿主种群中进化。
群落结构与互惠共生的传播
随着进化过程中生物群落内的互惠主义的传播,它们使依赖于大量互惠物种的可用性的新生活方式成为可能。一旦多肉的水果在许多植物物种中进化出来,并开始在群落中一起出现,鸟类就进化出了生理上专门的全年以水果为食,而不是作为短期的季节性食物。华丽的绿咬鹃(Pharomachrus mocinno),oilbirds(Steatornis caripensis)在热带美洲森林中进化而来,全年都有一系列的水果品种。这些高度专门化的鸟类几乎只吃水果,甚至为它们的雏鸟提供水果,因此被称为frugivores.为了保持全年的水果饮食,华丽的Quetzals食用来自17个植物科的至少43种果实,油鸟食用来自10个植物科的至少36种果实。同样,蜂鸟、群居蜜蜂(如蜜蜂)和其他以花蜜为食的物种(它们的寿命比一种植物的开花时间还长,为了生存,它们与一系列传粉物种建立了互惠关系。
一些果食动物和蜜食动物对一系列物种的依赖是生物群落中一种植物逐渐灭绝的原因之一,这种现象在最近几十年如此普遍,具有潜在的灾难性后果。蜜食动物和花之间,果食动物和水果之间的相互关系,不仅仅是生物群落组织中无关紧要的补充。它们是中心关系,因为它们确保了下一代植物的生产和分布在整个景观中。然而,一种看似不起眼的植物在当地的灭绝,很容易导致果食动物和蜜食动物的灭绝,如果这些动物在缺水时期依赖这种植物替代植物。开花和结果的植物物种及其相关的蜜食动物和果食动物的季节性更替对维持陆地群落正常功能的重要性才刚刚开始得到认识。