捕食-被食関係
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捕食-被食関係 (ほしょく-ひしょくかんけい) は、共生のひとつである。食う食われるの関係とも言う。
概論
一つの生物群集に含まれる生物の種間に見られる関係にはさまざまなものがあるが、あるものが他のものに食われる、という関係は、基本的な関係のうちのひとつである。植物は互いにそのような関係を持つことはないが、動物はすべて他のものを食うものである。植物を食べるもの、動物を食べるものと、それぞれさまざまである。植物は独立栄養であり、栄養を光合成で生産できるので、この関係には深く関わらないように見える。しかし、植物の生産物は、生きて食われるか、さもなければ死んで後に食われて、最終的には他の生物に受け渡される。動物はすべて食うものであり、同時に、その多くは他のものに食われる可能性がある。
一般社会では、往々にして「食うか食われるか」という言葉が使われ、それが自然界のあり方であるかのように言われることがある。この言葉は、甲と乙という動物があれば、甲が乙を食うこともあれば、乙が甲を食うこともあるのだとの意味であるが、そのような関係が自然界で見られることは、皆無とは言わないまでも、普通ではない。多くの場合、甲が乙を食うならば、乙が甲を食う可能性はなく、乙が食うのは丙という別の生き物である。すなわち、食う食われるの関係をつなげると、一方向にならぶ鎖を見ることになる。これを食物連鎖と呼ぶ。実際にはある動物が餌とする生き物は一種類ではない場合が多いので、食う食われるの関係をすべて拾い上げれば、互いに交錯した網目となるので、これを食物網と言う。
条件によって、窮鼠が猫を噛むように捕食-被食関係の逆転が起きる場合がある[1][2]。
歴史
生物群集において、捕食-被食関係が重要であることを、最初に指摘したのはチャールズ・エルトンである。彼はこれをもとに生物群集の中の構造として食物連鎖の重要性などを取り上げ、動物生態学の新しい方向を示したと言える。
種間関係としての捕食-被食関係については、ロトカとヴォルテラの理論研究、ガウゼの原生動物を用いた実験などが初期の仕事として知られている。
また、カナダの毛皮商に持ち込まれた毛皮の統計から導き出された、ユキウサギとオオヤマネコの個体数のデータが発表された。これは、その両者がほぼ同調してはっきりとした増減の波を描いている事で注目をあびた。このデータは、後に述べる捕食者と被食者の相互作用による増減の波を示したものとの見解もあったが、そう考えるには無理がある点もあり、他方で、そのはっきりとした周期的変動にも注意が集まった。ほぼ十一年周期であり、これを説明するために太陽黒点説から始まり、果てはカオス的変動説に至るまで、様々な解釈がある。
理論的モデル
捕食-被食関係を数学的モデルにしたものにロトカ＝ヴォルテラの方程式がある。これは、次のような形の微分方程式で示される。
ここで、種1が被食者、2が捕食者である。被食者の個体数の成長率(dN1/dt)は、固有の成長率r1による増加分から食われた数を引いたものである。食われた数は捕獲率Pと両者の個体数で決まる。
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