28.11: 捕食者と被捕食者の相互作用

捕食者はエネルギーを得るために獲物を消費します。捕食者は獲物を獲得し、獲物は捕食されないようにすることで、生存率や繁殖率を高めることができます（適応）。日常的な捕食者-被捕食者間の相互作用は、爪、歯、スピードなどの捕食者の攻撃力と、保護色、警告色、擬態などの被捕食者の防御力を向上させる相互適応を引き起こします。このように、捕食者と餌生物の相互作用は、進化上の軍拡競争に似ています。

捕食というと、チーターがガゼルを狩るような肉食のイメージがありますが、それとよく似た相互作用があります。草食とは、草食動物が植物を食べることです。植物は通常、アカシアのとげのような形態的防御や、トウワタの毒素のような化学的防御など、さまざまな防御手段を用いて草食動物を阻止します。しかし、草食動物の中には、植物の防御を回避するための適応を進化させたものがあります。例えば、キリンは長くて器用な舌を持っているので、棘を避けてアカシアの葉を食べることができます。オオカバマダラのイモムシは、トウワタの毒素に対する免疫を進化させ、代わりにトウワタを摂取して組織内に毒素を蓄え、自らの捕食者に対する防御としているのです。

捕食の影響もあって、捕食者と獲物の個体数は周期的に増減します。例えば、カナダ北部のオオヤマネコとカンジキウサギの個体数は、約10年ごとに周期的に変化しており、オオヤマネコの個体数の変化はカンジキウサギの個体数に比べて1〜2年遅れています。カンジキウサギの個体数が増加すると、カンジキウサギを好んで食べるオオヤマネコの個体数も増加します。しかし、オオヤマネコがカンジキウサギを捕獲すると、カンジキウサギの数は減少していきます。カンジキウサギが不足すると、やがてオオヤマネコの数が減り、カンジキウサギが繁栄するというサイクルが繰り返されます。その他、植生の状態や他の捕食者による捕食などの要因も、カンジキウサギの個体数サイクルに影響を与え、ピーク時の個体数の大きさや成長率を制限します。

すべての生物は生き残るためにエネルギーを必要とします。たとえば、ガゼルは 植生を食べる草食動物で, チーターはガゼルを食べる 肉食動物です。このタイプの相互作用は捕食と呼ばれ、1つの生物である捕食者が 別の生物である獲物を消費することでエネルギーを獲得します。視覚、嗅覚、聴覚などの捕食者の鋭敏な感覚により、彼らは獲物を検出することができます。歯や爪などの特殊な物理的特徴は、獲物の捕獲と消費を促進します。日常の捕食者と被食者の相互作用により、被食者は特性を進化させ、見つかったり，捕獲されることから逃れることができます。たとえば、ほとんどの鳥は獲物を狩るために 高い視力を進化させます。クリプシスと呼ばれる防御により、獲物は環境に溶け込んで 視覚的な検出を回避できます。例えば，幼虫や成虫の寄生虫は，宿主の木、枝、樹皮に密接に一致する 体と翼の色を進化させました。オオカバマダラは、隠すのではなく、華やかで鮮やかな色の羽で 毒性をアピールします。このような警告の相互関係，アポスマティズムは、それが危険または食べられないという 捕食者への獲物の視覚的な合図として機能します。オオカバマダラは、トウワタを摂取するため、成虫になると有毒となります。君主の警告を無視する鳥は、味が悪くなったり，有害になったりして，将来の接触を避けます。種のアポスマティズムが効果的である場合、同じ捕食者を共有する他の種が進化して、その相関関係を模倣することがあります。ミューラー的擬態は、似たような悪意のある外観を持つ有害な種が 捕食者教育のコストを共有するときに発生します。たとえば、カバイロイチモンジは有毒であり、オオカバマダラの外観によく似ています。種に擬態する捕食者は，食べることを危険にするのではなく，他の種を避けることを学びます。あるいは、無害な種が有害な種を模倣するときに、ベイツ型の模倣が発生します。捕食者は通常、有毒なサンゴヘビにみられる 明るい三色縞模様を避けます。非有毒のキングヘビは、サンゴヘビの外観を模倣することでこれを利用します。捕食者と被食者の相互作用は軍拡競争に似ています。捕食を避けるために獲物が進化するにつれて、捕食者はそれに応じて進化します。チーターのように獲物をよりよく捕らえるために速度を高めます。相互作用する種間のこのような相互自然選択は、共進化として知られています。