Ekológia: Dynamická rovnováha

Rastliny a živočíchy potrebujú pre svoj život prijímať energiu. Zelené rastliny sa vďaka fotosyntéze vyživujú samy. Z bežných a ľahko prístupných zložiek (dioxidu uhlíka a vody) vytvárajú cukry, v ktorých je v chemickej podobe uchovaná slnečná energia. Táto energia sa bez ťažkostí znova uvoľní a rastliny ju využívajú na utváranie zložitejších chemických zlúčenín, z ktorých pozostávajú oporné a iné rastlinné tkanivá, semená a výtrusy - spóry. Živočíchy si na rozdiel od rastlín nemôžu samy vyprodukovať potravu zo svojho organizmu. Energiu doslova "kradnú" rastlinám a iným živočíchom, môžu teda žiť iba na úkor iných organizmov.
Pre ekológov, ktorých predmetom skúmania sú živé organizmy a ich spätosť so životným prostredím, sú zelené rastliny výrobcami (producentmi) a rezervoárom energie, živočíchy sú jej spotrebiteľmi (konzumentmi), zatiaľ čo organizmy, ktoré sa živia produktmi rozkladu, sú reducentmi. Producenti, konzumenti a reducenti žijú spolu v určitom prostredí, kde sú navzájom pospájaní rozličnými väzbami. Tvoria viac či menej uzavreté systémy, ktoré ekológovia nazývajú ekosystémami.
V zložitom ekosystéme môžu žiť tisíce druhov a medzi všetkými existuje istá vzájomná spätosť.

Niektoré vzťahy v jednoduchom ekosystéme možno znázorniť rôznimy diagramami: napríklad potravové reťazce, ktoré názorne ukazujú vzájomnú závislosť medzi producentmi, konzumentmi a reducentmi a nájdeme ich vo všetkých ekosystémoch. V skutočnosti sú potravové reťazce navzájom neprehľadne prepletené, takže sa diagramom ťažko znázorňujú. Vo všeobecnosti možno povedať, že čím je ekosystém starší, tým viac skupín živočíchov zahŕňa.
V novom životnom prostredí (napríklad novozriadený rybník, obnovené pole, ktoré pred časom spustošil oheň alebo ľadovcová moréna), sa zvyčajne najskôr uchytia najmenej náročné druhy rastlín a niektoré nenáročné živočíchy, ktoré dokážu žiť v ich prostredí. Vďaka prvým obyvateľom sa toto prostredie postupne mení, lebo prispievajú k tvorbe humusu a potravového základu, čo súčasne chráni pôdu pred slnkom a vetrom. Prírodné prostredie sa tým stáva pohostinnejšie pre iné živé organizmy. Keďže do takéhoto prostredia sa prisťahuje viac živých organizmov, rozšíria sa možnosti výberu o náročnejšie organizmy. Najzložitejšie, najviac spletené ekosystémy sú v trópoch, kde je vysoká produkcia a kde sa životné podmienky nemenia už niekoľko miliónov rokov.
S najjednoduchšími ekosystémami sa stretávame v polárnych krajoch, kde je čoraz menšia zásoba energie a len niektoré organizmy mali dosť času na to, aby sa prispôsobili životným podmienkam, ktoré sa utvorili v čase, keď sa roztopil ľadovcový príkrov. Bez zreteľa na to, či je ekosystém jednoduchý alebo zložitý, všetky organizmy, ktoré sú jeho súčasťou, delia sa na producentov, konzumentov a reducentov a všetky sú závislé od zelených rastlín a ich schopnosti viazať slnečnú energiu. To je vlastne jeden z hlavných, stmeľujúcich princípov, na ktorom sa zakladá teória o živote rastlín a živočíchov v prírode.

Ekosystém je teda spoločenstvo rastlín a živočíchov, ktoré žijú na určitom území. Môže byť jednoduchý (napríklad spoločenstvo jednobunkových rias na pni, ktorým sa živia hmyz a dravce), alebo zložitý (tisíce rastlinných a živočíšnych druhov v tropických lesoch). Veľa zdanlivo stabilných ekosystémov sa mení. Plytké ľadovcové jazerá sa vpriebehu tisícročí premenia na les. Prvé, osídlia jazero riasy. Ich spóry donesie vietor. Larvy lietajúceho a vodného hmyzu sa živia riasami a ich zvyšky sa ukladajú na dne. Baktérie a jednobunkové organizmy zvyšky ďalej rozkladajú, a tak sa do do systému dostanú drobné živočíchy a rastliny. Jazero sa ďalej napĺňa nánosmi splavovanými z okolia a močiarne rastliny sa rozšíria aj mimo neho. Spevňovaním dna ich postupne vystriedajú rastliny z pevnín.

Živočíchy a rastliny utvárajú stabilné, dobre rozlíšiteľné spoločenstvá, ktoré ekológovia nazývajú biomami. Na pevnine existujú tri druhy lesného biomu (vždyzelený, opadavý a tropický), dva prechodné biomy (chaparaly a otvorené lesy), ďalej dva biomy, ktoré sú ostro ohraničené klímou a druhom pôdy (tundra a púšť). V oceáne možno rozlíšiť štyri spoločenstvá alebo biomy - voda, koralové útesy, bahnité a piesočné dno a skalné dno. Biomy tropických dažďových pralesov, lesov mierneho pásma a stepí sú najzložitejšie. Biomy púští a tundier sú oveľa jednoduchšie, obsahujú málo druhov, ktoré sú len málo závislé jeden od druhého. Tento rozdiel v zložitosti rastlinných a živočíšnych spoločenstiev je čiastočne spôsobený okolitými podmienkami a čiastočne vekom biomu. Púšte a tundry vznikajú v oblastiach surovej klímy a tvrdého podložia, často v nedávno vzniknutom prostredí. Lesy a stepi vzikajú v stabilnom prostredí, kde sa podmienky za niekoľko miliónov rokov zmenili len nebadateľne.

Bez zreteľa na to, či sú spoločenstvá rastlín a živočíchov zložité alebo jednoduché, všetky sa riadia rovnakými zákonmi využívania energie.Chemicky viazaná energia prechádza z rastlín do bylinožravcov a z nich do mäsožravcov.