Для моделирования отношений между взаимодействующими видами создана математическая модель Лотки – Вольтерры, названная именами разработавших ее ученых. Она позволяет при помощи уравнений рассчитать разные ситуации взаимоотношений
Все эволюционные изменения происходят под воздействием внешней среды: климата, питания. Вид пытается приспособиться к ним, выживают те, кто наиболее в этом успешен. В данном случае к факторам среды можно отнести и других существ, с которыми вид находится в постоянном взаимодействии.
К примеру, растение, чтобы стать менее доступным для насекомых, увеличивает толщину и жесткость своих листьев. В ответ насекомые развивают жевательный аппарат до такой степени, что он начинает справляться с плотными жесткими листьями. Растение образует колючки, чтобы отогнать насекомых, те, в ответ, учатся обходить новое препятствие – и так до бесконечности.
Паразитами, как правило, являются существа относительно мелкие: черви, моллюски, нематоды, бактерии, грибы, членистоногие
Некоторые совместно эволюционирующие пары достигли невероятно близких отношений. Ротовой аппарат некоторых видов бабочек приспособлен для добывания нектара только из одного вида цветка, и только эти бабочки могут переносить пыльцу данных цветов. Эти два вида не могут существовать друг без друга, они образовали симбиоз и утратили независимость. По сути, это уже не два отдельных вида, а один, единый вид «цветок-насекомое».
В тропиках Южной Америки растет вид акации, находящийся в длительных отношениях с древесными муравьями. Муравьи защищают растение от вредителей, в благодарность акация вырабатывает специальную питательную смесь
Хищники и их жертвы тоже образуют весьма тесные союзы. Те, на кого охотятся, вырабатывают приспособления, помогающие убежать, спрятаться или защититься. Агрессоры в ответ наращивают «вооружение»: увеличивают скорость бега, зоркость зрения, остроту когтей и т. д. Эти сложные взаимоотношения развиваются циклами: в какой-то момент добыча начинает ускользать, найдя успешные механизмы, в другое время хищник становится сильнее, затем наступают периоды относительного равновесия. Последние, при постоянстве окружающей среды, могут длиться довольно долго.
Паразитами называют организмы, существующие за счет других видов. Они используют хозяев в качестве источника питательных веществ или места обитания. Физиология паразитов очень тесно связана с физиологией хозяев, их жизненные циклы совмещены. Первые не могут существовать без вторых. У животных, становящихся хозяевами, развиваются разные способы защиты, например, они могут вырабатывать яд, убивающий паразитов. Паразиты, конечно же, создают адаптацию, нейтрализующую действие яда. Чаще всего в результате длительных отношений складывается такая ситуация, когда паразит наносит своему хозяину минимальный вред, ведь ему не выгодно, чтобы тот погиб.
Паразиты действуют чаще всего аккуратно, поэтому не так страшны, как паразитоиды – организмы, использующие своего хозяина в качестве пищи и жилья и постепенно убивающие его
Еще один вид взаимодействия видов – фитофагия. Его участники: растения и животные, которые их поедают (фитофаги). Те, кто питаются растительной пищей, эволюционируют совместно с предпочитаемыми травами, деревьями и кустарниками. Растения пытаются защититься от фитофагов, те, в свою очередь, вырабатывают механизмы, помогающие обойти защиту.
Эволюция может идти разными путями – ее направление зависит и от внутренних (генетических) причин, и от внешних условий, в которых обитает данный вид растений или животных.