Кроме «материальных» взаимоотношений между организмами существует сложная система сигнальных взаимоотношений, которые влияют на распределение ресурсов или их передачу по пищевым цепям. Организмы используют различные сигналы.
Зрительные сигналы. Такие сигналы воспринимаются органами зрения. Примеры зрительных сигналов: яркая окраска венчика цветка, привлекающая опылителя; оранжевые пятна на брюшке жерлянки, предупреждающие о горьком вкусе; пестрая окраска ос и шмелей, говорящая об их защищенности. Большую роль во взаимоотношениях растений и насекомых-опылителей играет не только окраска, но и величина цветка или всего соцветия. К примеру, у растений из семейства сложноцветные или зонтичные сигнал подает не один цветок, а все соцветие, которое видно насекомому с большого расстояния. К зрительным сигналам относятся угрожающие позы и знаки животных (вздыбленная шерсть, оскал).
Звуковые сигналы. Эти сигналы подают друг другу птицы, сообщающие о том, что гнездовой участок занят (пение), или о том, что появилась опасность, к которой нужно подготовиться (спрятаться или коллективно изгнать незваного гостя). Сигналом, предотвращающим стычку самцов, является рычание хищников. Обмениваются звуковыми сигналами насекомые (трещание кузнечиков, «пение» цикад). Дельфины и некоторые насекомые обмениваются сигналами на частотах, недоступных уху человека.
Химические сигналы. Этот способ взаимного оповещения организмов очень широко распространен в природе. Сигнальные вещества животных называются феромонами. Животные выделяют феромоны в окружающую среду и таким путем влияют на поведение особей того же вида. Эти вещества действуют при очень низких концентрациях, так как обладают сильным запахом. Различают несколько видов феромонов.
Половые феромоны облегчают встречу особей одного вида для спаривания, они важны для всех животных. Общеизвестны специфические феромоны для мечения территории, которые содержатся в моче собак, волков, представителей кошачьих и др.
Агрегационные феромоны помогают животным собраться вместе в большую группу (например, с их помощью собирается вместе население муравейника).
Выделение феромонов тревоги стимулирует уход особей с опасного участка территории (такие феромоны обнаружены у рыб, ящериц).
В настоящее время наиболее изучены феромоны насекомых. Причем оказалось возможным синтезировать многие сигнальные вещества и использовать их в качестве приманок. Специальные ловушки, внутри которых находятся источники выделения половых и агрегационных феромонов, позволяют заманивать и уничтожать вредителей сада или леса экологически безопасным способом, без применения гербицидов.
Большую роль во взаимоотношениях растений и насекомых играют запахи, привлекающие опылителей или, напротив, отпугивающие фитофагов.
Химические взаимоотношения между растениями называются аллелопатией. Выделения одного растения в атмосферу и особенно из корней в почву могут сдерживать рост другого растения. Однако, поскольку условий для накопления этих веществ в атмосфере и почве нет (их концентрацию постоянно уменьшают ветер и вода), роль аллелопатических взаимоотношений невелика. Они лишь помогают более равномерному размещению корней в почве, так как выделения одного корня для другого являются сигналом, подобным пению птиц: «Занято».
Исключение составляют взаимоотношения растений-хозяев и растений-паразитов (заразиха, повилика, стрига и др.). Для прорастания семени растения-паразита, которое само не способно дать проросток, необходим химический сигнал от корня растения-хозяина. Эти взаимоотношения используются для организации контроля плотности популяции сорняков-паразитов. Ученые раскрыли химический состав сигнальных веществ. Их производят на заводах и вносят на поля для «обмана» семян паразитов. Семена прорастают и, лишенные пищи, которую они должны получать от корня растения-хозяина, погибают.
При помощи химических и зрительных сигналов у растений и насекомых-опылителей возникают очень устойчивые симбиотические связи. «Рекордсмены» по таким связям – представители семейства орхидных, которые растут и в лесах России, но особенно разнообразны в тропиках. Некоторые орхидные имитируют запахи половых феромонов, «одураченные» самцы-опылители летят на цветок в надежде на встречу с самкой и опыляют его.
Звуковые сигналы используют для управления поведением птиц. Трансляция записанного на магнитофон сигнала тревоги или крика хищной птицы помогает отпугнуть птиц от полей, аэродромов или других мест, где их присутствие нежелательно. Запись голоса курицы-наседки может улучшить аппетит инкубаторских цыплят.