生物間の相互作用

生物の交換とは、ある生物群の種が別の生物群に侵入するプロセスであり、通常は以前は通過できなかった障壁が消失したことによって起こります。^{[ 1 ]} これらの分散障壁は、物理的、気候的、または生物学的であり、水域や氷、山などの地形、気候帯、または種間の競争などが含まれます。^{[ 2 ] [ 1 ]}生物の交換は、海洋、淡水、陸上環境で発生することが記録されています。^{[ 3 ]}

生物の交換の一般的な原因は、これまで2つの異なる生物群からの種の分散を妨げていた障壁が消失することです。障壁の消失は、海が閉じてこれまでつながっていなかった2つの大陸がつながること^{[ 1 ]} 、氷河が溶けて氷に覆われていた新たに露出した地域を移動できるようになること^{[ 4 ] [ 5 ]} 、海面の変化によって陸橋が覆われると海洋での交換が可能になり、陸橋が現れると陸上での交換が可能になること、そして海流の変化によって幼生が新しい領域に分散できるようになることなどが考えられます。^{[ 1 ]}

人間は生物の交換の媒介者にもなっている。一部の地域では交換を阻害することで種の生息地を分断してきた。しかし、人間は意図的または非意図的に多くの外来種を世界中に拡散させてきた。気候変動は自然の分散障壁の有効性にも影響を与えている可能性がある。^{[ 2 ]}

時には、種の交換によって一部の種が絶滅することがある。これらの種は、適応していない捕食者の導入や、侵入種による競争の成功によって絶滅する可能性がある。しかし、侵入種は侵入後何百万年も在来種と共存することができる。侵入種は遺伝的多様性を高めることで生物多様性を向上させることもある。^{[ 1 ] [ 6 ]}

生物の交換によるもう一つの効果は均質化である。これは、両方の生物群集から多くの侵入種が定着し、類似した一つの生物群集が形成されるときに起こる。^{[ 3 ] [ 2 ]}

研究された多くの生物の交換では、2 つの生物群の間で種の共有に非対称性が見られました。通常、ドナー生物群と受容生物群があり、ドナー生物群は受容生物群よりも多くの種を共有しています。^{[ 1 ] [ 3 ] [ 7 ]}例えば、スエズ運河が紅海と地中海を結んだとき、地中海の新しい種のほとんどは紅海に由来しました（軟体動物 91 種、カニ 15 種、魚 41 種）。地中海から紅海に移動した種はより少なかったです（軟体動物 3 種、カニ 0 種、魚 6 種）。^{[ 1 ] [ 8 ]}

ドナー生物群から侵入する種は、その生物群に存在する潜在的な侵入種のほんの一部に過ぎないことが多い。つまり、他の生物群に侵入する可能性のある種すべてが実際に侵入するわけではない。例えば、紅海の魚類種全体の約4.3%だけが実際に地中海に侵入している。^{[ 1 ]}

北極圏間交流（350 万年前、鮮新世前期）の間、海面が上昇し、ベーリング海峡が水没し、北太平洋と北大西洋／北極海の海洋生物が互いに接触するようになった。^{[ 3 ]}

大アメリカ大陸交換期（300 万年前、鮮新世）には、地殻変動によって北アメリカ大陸と南アメリカ大陸が押し合わされ、両大陸を結ぶパナマ陸橋が形成されました。この出来事は広範囲にわたって研究されています。^{[ 6 ]}

インド亜大陸とアジア大陸の生物交換（始新世）は、インドプレートとアジア大陸の衝突によって、主にアジア大陸からインド亜大陸への生物交換が可能になった。^{[ 9 ]}

ベーリング陸橋交換（新生代後期）は、ベーリング陸橋を挟んでアジアと北アメリカの陸生種の間で行われた交換であった。^{[ 3 ]}

アフリカ大陸とユーラシア大陸の交流（1800 万年前、中新世初期）は、テチス海が閉鎖した後、中東を経由してアフリカ大陸とユーラシア大陸の間で起こった。^{[ 10 ] [ 1 ]}

トランス・スエズ・インターチェンジは、スエズ運河の建設により地中海と紅海の間で人為的に引き起こされた生物の交換である。^{[ 1 ]}

もう一つの人為的な生物交換である日本・北米間生物交換は、日本と北米沿岸の海洋生物の間で起こる。これらの生物は幼生として船のバラスト水に混入して運ばれる。^{[ 1 ]}

パナマ運河は、東太平洋と西大西洋をパナマ運河を通して相互に水を交換する施設です。この水交換は、運河が淡水であるため、比較的小規模に行われています。^{[ 1 ]}