Konkurranse og predasjon
Organismene lever ikke alene, men er utsatt fra konkurranse, predasjon, parasitter, sykdom, mutualisme. Det blir konkurranse hvis to eller flere individer eller arter bruker samme mat, skjul, rom eller vann. Konkurranse er bruk eller forsvar av en begrenset ressurs for vekst, overlevelse eller reproduksjon som reduserer tilgjengeligheten av ressursen for andre. Mange eksperimenter med planter, insekter og protozooer har vist at to arter ikke kan sameksistere på samme begrensede ressurs. Hvilke arter som vinner i konkurransen avhenger av miljøbetingelser og adapsjon. For planter blir det konkurranse om lys, vann, næring og plass. Dyr konkurrer om mat, rom, territorium, reir- og hiområde og gjemmesteder. På grasslettene i Øst-Afrika er det flere predatorer. Løve, gepard, flekket hyene og villhunder konkurrerer, og det er lettest å predatere unge, gamle og syke byttedyr, men det blir mangel på byttedyr i tørkeperioden. Ulv og bjørn predaterer på elg, mens mennesket er topp-predatoren. Fornybare ressurser blir kontinuerlig gjendannet. Ikkefornybare ressurser finnes i begrenset mengde, men kan i noen tilfeller bli resirkulert. Artene må dele på ressursene og utvikler seg annerledes sammenlignet med om de hadde hatt ressursene alene. Redusert konkurranse mellom sameksisterende arter som har forskjellige nisjer (nisjeseparasjon) kalles ressursdeling. Fruktspiserne fugl, flaggermus og primater utnytter ofte forskjellige frukt og bærtyper, noe som reduserer konkurransen. Forskjellig rotdybde hos urter, busker og trær gjør at forskjellige reservoirer av vann og mineralnæring utnyttes slik at konkurransen blir mindre. Konkurransen mellom unge og voksne individer av en art kan reduseres via habitatskifte.
Metapopulasjoner er en samling av lokale populasjoner koblet sammen via spredning.
Et landskap er heterogent med lapper av habitater som danner en mosaikk. Artene har forskjellig krav til habitatene. Gode habitater, kildehabitat, gir stor reproduktiv suksess, men mange små lokale metapopulasjoner kan finnes i fragmenterte mindre gode habitater. Hvis unge individer ikke sprer seg og forlater flokken kan de krysses med slektninger. Ofte er en stor del av populasjonen ikke deltakere i formeringen, som er overlatt til alfaindividene (alfahunnen og alfahannen) i flokken.
Haftorn fant at vinterflokker av småfugl utnytter forskjellige deler av skogen: spettmeis og trekryper benytter trestammen, og mens spettmeis beveger seg oppover stammen går trekryperen nedover. Kjøttmeis, svartmeis, granmeis, blåmeis, løvmeis, har alle korte nebb, og leter etter samme type mat i flokk, men de kan sameksistere siden de finner maten i forskjellige nisjer. Den lette blåmeisen, som også kan henge opp/ned, utnytter de tynneste ytterste greinene, ofte på løvtrær. Kjøttmeisen utnytter de større greiner. Fuglekonge utnytter gran. Toppmeis leter ofte etter mat på bakken.
På Galapagosøyene er det 13 arter med finker som utgjør en stor andel av alle fuglene. Galapagosfinkene utnytter forskjellig habitat og matkilder hvilket gir seleksjon av forskjellig nebbform. Det skjer en karakterforskyvning der hvor geografisk fordeling overlapper, så har de tonærstående artene større forskjell i atferd og økologi enn i to forskjellige geografiske områder.
Det er konkurranse om ressursene. Hvis flere utnytter samme begrensete ressurs blir noen vinnere (+) og noen taper (-) eller vinn - vinn (+,+).
Forsøker å skade hverandre eller jage vekk for å få adgang til ressursene.
Predasjon og forsvarsstrategier
Det er gjort eksperimenter med dyr som indikerer at en predator kan kontrollere forekomsten av byttedyr. Dette kan undersøkes eksperimentelt ved å fjerne eller introdusere en predator, eller man kan studere øyer med og uten predator. Hvis en predator fjernes kan det oppstå sterkere konkurranse mellom byttedyrene. Hvis predatoren fjerner syke og svake individer, kan fjerning av predatoren føre til minskning i artsantall hos byttedyret. Det skjer sykliske og ikke-sykliske fluktuasjoner i alle populasjoner. En art kan få økt overlevelse ved kjemisk beskyttelse, kamuflasje, mimikry, aposematisk farging (advarselfarging), falske øyeflekker eller ved å innta en skremmende forsvarsposisjon. Kamuflasjefaring er et mønster og farge som gjør at dyret går mest mulig i ett med bakgrunnen. Pelagisk fisk er lys på undersiden for å redusere kontrasten mot den lyse himmelen. Hos både pigghuder, blekksprut, insekter, amfibier, krypdyr, fugl, fisk og pattedyr er det mønstre i form av streker eller ringer, og mer eller mindre rike fargekombinasjoner. Fargen på pelsen hos pattedyr skyldes melanocytter dannet fra melanoblaster i tilknytningen til neuralrøret under fosterutviklingen, men fargene som danner mønstre på insekter, amfibier og krypdyr kommer fra spesielle celler kalt kromatoforer som iridiforer, som reflekterer blått lys, melanoforer med brune farger, xantoforer med røde og gule karotenoider og erytroforer. Hos mange dyr utvikles ikke fargene og fargemønstre før de er voksne (adulte), men cellene som danner basis for fargene dannes tidlig i fosterutviklingen. Hos noen dyr kommer fargene fram i reproduksjonsfasen og virker i seksuell seleksjon. Det betyr at hunnene verdsetter og kan se fargene hos hannen i parringsdrakt, for eksempel hos mandarinand, stokkand, påfugl og paradisfugl. Andre fargemønstre reduserer kontrasten mot omgivelsene hos predatorene leopard og tiger, men finnes også hos byttedyr som sebra. Agoutisignalproteinet kodet av genet agouti påvirket av metyleriung deltar i produksjonen av melanin hos pattedyr. Albinisme er det flere eksempler på hos pattedyr inkludert menneske. Fargemønstre på vingene hos sommerfugl kan virke som advarselsignal, ha en formerings- og reproduksjonsfunksjon eller samt delta i artsgjenkjennelse. Røye, laks, torsk, ørret, abbor er eksempler på fisk med fargemønstre, og ciclider i tropiske sjøer i Afrika viser hvor raskt evolusjonen av fargestriper, ringer og forskjellige farger skjer. Hunnfugl har ofte brun- og gråfarge i et mønster som utvisker kontrasten mot omgivelsene, men mørke farger kan også ha en funksjon i termoregulering. Vinterdrakt hos rype, hare og røyskatt er styrt fotoperiodisk via daglengde. Generelt har variasjon i mønster og farge blitt brukt som fenotypemarkør, og er viktige i studier av evolusjonsprosesser.
Forsvarsstrategien hos planter er torner, pigger, læraktige blad, kvartskrystaller, rafider og kjemisk forsvar med giftstoffer. Nikotin fra tobakk, pyrethrum fra Chrysanthemum, og rotenon fra Derris-rot er eksempler på giftige antibeitestoffer fra planter. Utviklingen av blomsterplanter med giftige antibeitestoffer kan være med å forklare utryddelsen av dinosaurene.
Grasetere eller plantespisere (herbivore) påvirker produktivitet, artssammensetning og populasjonsstørrelse hos plantene. Effektene av herbivore kan undersøkes eksperimentelt ved å utestenge predatorene fra plantene. Herbivore dreper ikke, men tar bare deler av plantene. Plantene har forsvar mot predasjon, mekanisk forsvar i form av torner eller kjemisk forsvar. Det kjemiske forsvaret med sekundære plantestoffer finnes i størst konsentrasjon i plantevev som er mest utsatt for beiting. Et induserbart forsvar tilpasses mengde angrep. Herbivore fortrekker rasktvoksende fremfor saktevoksende plante. En saktevoksende plante taper mer på å miste blad enn en rasktvoksende. Planter i næringsfattige områder, som også er utsatt for tørke investerer mer i forsvar med blad- og greintormer. På enkelte steder er plantene så næringsfattige at ingen dyr investerer tid i å spise dem, og disse trenger heller ikke et utviklet forsvar. Innholdet av garvestoffer i eikeblad øker med alderen og proteininnholdet går ned. Finnskjegg (Nardus stricta), sølvbunke, høymol, sneller, landøyda og soleier er eksempler på planter som blir beitet i liten grad. Herbivore kan omgås plantenes forsvar ved å avgifte plantegiftstoffet. Hegg inneholder giftige cyanogene glykosider, men heggspinnermøll kan spise en hegg helt rent for blader. Frøbiller kan unngå effekten av gifte aminosyrer i frøene hos erteplanter. Mosedyr har induserbare kitintorner til forsvar.
Herbivore spiser bare en liten del av planteproduksjonen. Det som regulerer bestanden av herbivore er predatorer, plantenes egetforsvar, iIntraspesifikk konkurranse, sykdom, samt abiotiske forhold. Introduserte planter har ingen naturlige fiender, og derfor kan individantallet av slike planter øke sterkt. Hvalfangere overførte reinsdyr til Syd-Georgia, og ved slutten av hvalfangsten på 1950-tallet steg reinsdyrpopulasjonene raskt, men kollapset deretter pga overbeiting.
Leve i grupper gjør det lettere å oppdage en predator. Antiloper og gjess samler seg i flokker som gir mange øyne, ører og neser som kan oppdage predatorer, og gir mer tilgjengelig tid for spising. Flere bytteindivider virker sammen mer faretruende hvis predator og byttedyr er omtrent like store. Predator må velge bytte. Ved å fly i alle retninger blir predator distrahert og klarer ikke å konsentere seg om ett bytte i flokken. Artsindivider i midten av flokken er minst utsatt. Sosial struktur og atferd er tilpasning til predasjon. Elgoksen sender elgku og elgkalv først og dekkerselv retretten. En fiskestim har synkronisert svømming som kan villede predator. Spekkhoggere samarbeider i fangst av sild, hvor de også svimeslår silda med slag med halen i vannet.
Forsvarsstrategi med aggresiv atferd kan skremme vekk predatoren f.eks. elefanter eller moskus som stiller seg i en ring og beskytter ungene. Predatorstrategier er aktiv jakting eller å legge seg i bakhold. Predator og bytte utvikler hastighet og lynrask manøvreringsteknikk som øker konkurransen mellom predator og byttedyr. Predatorer i vann kan ha perfekt strømlinjeformet kropp som gir stor hastighet. Dyphavsfisk og breiflabb har fiskestang som lokker til seg byttedyr. Bioluminiscens hos dinoflagellater kan virke som beskyttelse mot zooplankton, men bioluminiscens kan også brukes til å lokke til seg byttedyr. Potensielle byttedyr kan velge en forsvars-, skjul- eller fluktstrategi. Svart, hvit og gul farge på monarksommerfugl hvor larvene lever på giftig silkeurt (Asclepias syriaca) virker som forsvarsstrategi. Forsvar hos dyr kan være basert på torner (pinnsvin), giftstoffer, luktstoffer (bærtege), smaksstoffer. Jordrotte graver seg ned i huler. Skall på skilpadde gir mekanisk beskyttelse. Fargerike pilgiftfrosk (Dendrobates) inneholder giftstoffer. Stripet skunk har analkjertler som sprøyter ut illeluktende stoff. Noen insekter sprøyter ut giftstoffer, bl.a. maur sprøyter ut maursyre. Spissmus blir ikke spist av rovfugl, selv om den blir fanget og drept. Noen fisk pumper vann inn i magen og blir større. Biller kan være giftige. Byttet kan adaptere seg til predatorene. Hunnfuglen kan spille vingeskadet og lokker med seg predator vekk fra reiret, men en rev kan lære seg å omgå denne forsvarsstrategien. Rådyrkalver blir gjemt i gresset og satser på en strategi ikke å bli oppdaget av rødrev, noe som ofte viser seg å være fatalt.
Aposematisk farging vil si at sterke farger blir assosiert med uspiselighet og gift. Larvene har varselfarger aposematisk farging (gr. apo - vekk fra; semat - tegn, merke). Predator lærer at farge er giftig. Kryptisk farging ligner omgivelsene og fungerer som kamuflasje og vernefarge.
Kryptiske larver ligner substratet som de sitter på. Nålefisk og sjøhest ligner ålegress og er lange og tynne. Gul edderkopp (Misumena vatia) i finnes gule blomster og grønne edderkopper kan lettere gjemme seg i graset.
Mimikry vil si at et dyr ligner et annet dyr av en annen art slik at en tredje dyreart skal ta feil av dem. Det er to hovedtyper mimikry: Bates mimikry og Müllers mimikry. Henry Walter Bates observerte i Amazonas-jungelen i 1862 at mange sommerfugler ligner på hverandre i form og fargemønster, og spiselige arter fikk beskyttelse mot predatorer ved å ligne på de farlige og uspiselige. Bates mimikry vil si at en ikke-giftig art etterligner utseende til en giftig art. f.eks. blomsterfluer med svarte og gule bånd på bakkroppen som ligner veps med giftbrodd. Skarlagensrød kongesnok (Lampropeltis) har svarte, røde eller gule fargebånd og ligner på giftige korallslanger (Micruroides euryxanthum). Müllers mimikry vil si at alle arter som er giftige ligner på hverandre. Voksne monarksommerfugl (Danaus plexippus) har oransje og svarte vinger. De ligner på viceroysommferfugl (Limenitis archippus), men som har vist seg å være giftig. Bloddråpesvermer (Zyaena) med larver på kløver, gulflatbelg og tiriltunge har imago med røde prikker på svarte vinger (Müllers mimikry).
Solitær gepard (Acinonyx jubatus) lever på det afrikanske slettelandet og har en bestand i nedgang. Årsaken til nedgangen er mangel på habitater og liten genetisk variasjon. Endringer i miljøet gir derved liten endring i gepardens genotype. Geparden har lav fertilitet, bruker mye krefter på jakten og har ikke krefter igjen til å forsvare byttet mot hyener og løver som lever i sosiale grupper og konkurrerer om byttet. Geparden har passert gjennom to evolusjons flaskehalser for ca. 10.000 år siden og 100 år siden.
Predasjon og sykdom er mer utbredt i tropiske strøk. Planter og trær kan velge forskjellige strategier for å redusere frøpredasjon. Store frø med høyt innhold av opplagsnæring er attraktive frø for predatorer, men inneholder ofte bitterstoffer og giftige forbindelser. En strategi er å produsere mange frø slik at predasjon ikke representerer noe problem. Frøbiller som angriper frø i erteblomstfamilien har en strategi som har omgått forsvaret til planten, bl.a. kan frøbiller unngå de skadelige effektene av giftige ikke-proteinaminosyrer som canavanin (en arginin-analog).
Effekten av predator kan studeres ved å fjerne predatoren eller sammenligne øyer med og uten predator. Karnivore dyr spiser dyr, og herbivore dyr spiser planter, begge deler er predasjon.