相利共生と共生

すべての種間相互作用が拮抗的であるわけではない。多くの生物は、受粉や種子散布から真核細胞を構築した密接な共生に至るまで、双方が利益を得るパートナーシップに依存している。

Definition

相利共生と共生は、種間で利益を交換する種間相互作用であり、しばしば長期的かつ密接である。共生は密接な物理的結合を意味し、相利共生は相互の利益を意味する。

Scope

このトピックでは、種間の肯定的かつ密接な相互作用について扱う。すなわち、両方のパートナーが利益を得る相利共生、相利共生から片利共生、寄生に至る共生のスペクトラム、そして受粉、種子散布、菌根、窒素固定共生、腸内細菌叢の生態である。また、相互作用が協力的なままであるかどうかを決定するコストと利益、不正行為の問題、および群集構造における相利共生の役割についても論じる。

Core questions

• 相利共生関係はどのようにして相互の利益をもたらすのか？
• 相利共生、片利共生、寄生は何によって区別されるのか？
• 相利共生は不正行為に対してどのように安定化されるのか？
• 受粉や菌根のような相利共生はどのようにして群集を形成するのか？

Key theories

コスト、利益、および相利共生-寄生連続体

相利共生は、各パートナーが得る利益がサービス提供のコストを上回るときに持続し、同じ共生関係でも、文脈によってコストと利益のバランスが変化すると、寄生へと連続的に移行しうる。

安定性と不正行為の問題

見返りなしにパートナーを利用することは有利になりうるため、相利共生は、パートナー選択、制裁、空間構造などのメカニズムを必要とし、不正行為者を制限し、進化的に安定した状態を維持する。

Mechanisms

相利共生において、各パートナーは栄養、輸送、保護、生息地といったサービスを提供し、それが他方に利益をもたらす。純利益は、受け取った価値と費やされた資源の差に依存する。選択は、自身の利益を最大化するパートナーを優遇し、協力に報い、不正行為を罰するメカニズム（例えば、効果的なパートナーに資源を優先的に配分するなど）によって解決されうる緊張を生み出す。多くの相利共生は、各パートナーが他方なしには存続できない義務的共生であるが、他のものは条件的であり、文脈に依存する。

Clinical relevance

相利共生の生態学は、花粉媒介者と受粉サービスの保全、農業における菌根菌および窒素固定共生の管理、そして宿主と微生物叢の関係の理解の基礎となっている。これは教育的な文脈であり、管理上の処方ではない。

History

デ・バリーは1879年に「共生」という用語を造語した。1960年代のヤンゼンのアリとアカシアの相利共生に関する研究や、マーグリスの細胞内共生説によるオルガネラの起源に関する見解は、協力に関する見方を再構築した。そして、ブロンスタインらは1990年代以降、相利共生のための現代的なコスト・ベネフィットおよび進化的枠組みを構築した。

Key figures

• Anton de Bary
• Lynn Margulis
• Judith Bronstein
• Daniel Janzen

Seminal works

• begon2006
• bronstein2015
• bronstein1994

Frequently asked questions

共生と相利共生の違いは何ですか？

共生は、種間の密接でしばしば長期的な物理的結合を指し、それは相利共生、片利共生、または寄生である可能性がある。一方、相利共生は、両方のパートナーが利益を得る相互作用を特に意味する。

相利共生はなぜ不正行為によって崩壊しないのですか？

信頼できるパートナーの選択、非協力者への報酬の差し控え、相互作用の空間的構造化といったメカニズムが不正行為者の成功を制限し、相利共生を進化的に安定した状態に保っている。