Дослідження популяційної динаміки в природних умовах рідко вдається обмежити межами одного виду, оскільки він практично завжди взаємодіє з іншими видами. Такі взаємодії називають міжвидовими. Між організмами,відносяться до різних трофічних рівнів, діють відносини хижак-жертва і паразит-хазяїн. Можливі й більш тонкі взаємозв'язки, що приносять вигоду одному або відразу обом партнерам, - комменсализм і мутуалізмом. На одному і тому ж трофічні рівні можлива міжвидова конкуренція, наприклад за їжу і простір. Іноді вона призводить до поділу ресурсів.

Відносини хижак-жертва

Проста модель такихвзаємин добре ілюструється лабораторним експериментом з двома видами кліщів - хижаком Typhlodromus і фитофагом Eotetranychus. На малюнку показані циклічні коливання їх чисельності, дещо не збігаються по фазі.

Пояснюються ці криві легко: Зростання числа жертви, тобто корми, призводить до посиленого розмноження його споживачів - хижаків («демографічного вибуху»). Це в свою чергупосилює загибель фітофагів і викликає їх «демографічну катастрофу», за якою неминуче слід загибель від харчів і хижаків. Цикл вважається завершеним, коли знижене число хижаків дозволяє популяції жертви знову зростати. Кожен такий цикл, очевидно, охоплює кілька поколінь.

Хоча хижацтво - Лише один з факторів, що регулюють розміри популяцій, його важлива роль незаперечна. Деякі дані про його значенняі сприятливому впливі на популяції жертв в довгостроковій перспективі отримані на плато Кейбаб в Арізоні. У 1906 р. там був створений заповідник, і, щоб зберегти в ньому популяцію оленів, протягом наступних 30 років проводився відстріл його головних ворогів - пум, вовків, і койотів. До 1906 р. популяція оленів була стабільною (приблизно 4000 голів), а потім, як показано на малюнку, стався її демографічний вибух, що призвів до перевищення «ємності» готівкових пасовищ (за оцінками, вонавідповідала приблизно 30 000 голів). Чисельність оленів росла до 1924 р. експоненціально, не виходячи на плато, і досягла, за обліковими даними, 100 000 особин. Потім недолік корму і хвороби призвели до демографічної катастрофи. Разом з тим перевипасання знизив продуктивність пасовищ, і, незважаючи на різке падіння навантаження, їх ємність так і не повернулася до рівня 1906 р., склавши в кінцевому підсумку 10 000 голів.

Відносини паразит-господар

Деякі вивчені популяції паразитів і їх господарів (наприклад, при паразитуванні одних комах на інших) демонструють подібні, але злегка не збігаються по фазі цикли.

Міжвидова конкуренція

Конкуренція між популяціями всередині екосистеми може відбуватися за будь-які доступні ресурси - їжу, світло, простір, притулок і т. п. Якщо два види розташовуються на одному трофічні рівні і харчуються одними і тими ж організмами (рослинними або тваринними), то вони швидше за все будуть конкурентами. З плином часу може відбутися харчова спеціалізація одного або обох цих видів, так що в рамках одного трофічного рівня вони займуть різні ніші. Цейпроцес, що зводить до мінімуму конкуренцію, називається поділом ресурсів. Якщо конкуренти займають одну і ту ж нішу, або ніші сильно перекриваються, то можливі два результати: або встановиться рівновага по типу «бойовою нічиєю», або популяція одного з видів виявиться менш конкурентоспроможною і поступово знизить свою чисельність аж до повного зникнення (вимирання). Останній варіант називається конкурентним винятком.

Вприродних умовах міжвидову конкуренцію вивчати складно, але її існування було підтверджено класичними роботами російського біолога Г. Ф. Гаузе, в 1934 р. працював з декількома видами інфузорій роду Paramecium. Деякі з його результатів проілюстровані на малюнку.

Коли види P. aurelia і P. caudatum живуть разом, перший з них живиться активніше, В результаті чого через п'ять діб чисельність P.caudatum починає знижуватися, а через приблизно 20 діб цей вид повністю зникає зі змішаної культури («вимирає»). Це і є так зване конкурентне виключення. Однак популяція P. aurelia досягає стаціонарної фази росту повільніше, ніж в ізоляції, так що теж страждає від конкуренції, незважаючи на свої переваги. Це допомагає пояснити тиск відбору, що змушує обидва види розділяти ніші. У природних умовах повного вимирання менш конкурентоспроможного виду зазвичай не відбувається, вид просто стає рідкісним.

Принцип конкурентного виключення, або принцип Гаузе, З тих пір був підтверджений в експериментах на різних тварин та рослини, наприклад в змішаних культурах різних видів ряски (Lemna).

Вивчення конкурентного виключення в природних популяціях ускладнюється через великої кількості взаємодіючих видів, а також через коливання таких змінних, як температура, вологість і доступність пиши, що неминуче відбивається на відносної конкурентоспроможності розглянутих організмів і не дозволяє встановитися сталого рівноваги.

Велика увага приваблює особлива форма конкуренції, Пов'язана з виділенням деякими видами органічних речовин, що уповільнюють зростання інших організмів. У рослин це взаємодія називається алелопатія. Така хімічна боротьба особливо розвинена серед мікроорганізмів, що виділяють різні антибіотики і інгібітори росту, щоб «приватизувати» поживний субстрат. Добре відомий приклад - пеніцилін, утворений пліснявими грибами роду Penicillium і пригнічує розвиток грампозитивних бактерій.

Поділ ресурсів

Чим більше спеціалізовану екологічну нішу займає організм, тим менше у нього шансів зустріти серйозних конкурентів. В давно склалися, багатих видами спільнотах еволюція (коеволюція) привела до поділу ресурсів (ніш), тобто до спеціалізації його членів на використанні ресурсів, у яких з тих чи інших причин слабо потребують інші. Це підвищує як стійкість екосистеми, так і її продуктивність.

Поділ ресурсів відбувається різними шляхами, Наприклад за рахунок:

1) морфологічної і поведінкової спеціалізації на харчуванні тільки певним типом корми; так, дзьоби різних птахів своєю формою адаптовані до лову на льоту комах, довбання стовбурів, розколювання горіхів, розривання м'яса і т.д.;
2) поділу місцеперебування по вертикалі (стратифікації): одні види живуть в запоні лісу, інші в лісовій підстилці;
3) поділу місцеперебування по горизонталі, тобто розподілу по різних мікроместообітаніям - улоговинах, купинах, галявинами і т. д.

Однак, незважаючи на тенденцію кожного виду до спеціалізації, Деякий перекривання ніш і пов'язана з цим міжвидова конкуренція все одно зберігаються.