Ekologia populacji, społeczności i ekosystemów

Uwagę ekologów można skoncentrować na trzech poziomach organizacji:
Populacja. Organizmy tego samego gatunku, które żyją na określonym obszarze; na przykład: populacje wróbli lub sosen w lesie.
Społeczność. Zestaw organizmów różnych gatunków, które żyją na danym obszarze i wchodzą w interakcje poprzez relacje troficzne i przestrzenne. Na przykład: społeczność pustynna obejmuje rośliny, zwierzęta i drobnoustroje żyjące na tym obszarze.
Ekosystem. Społeczność związana z jej środowiskiem abiotycznym, z którym współdziała jako całość; na przykład: społeczność pustynna oraz jej gleba, klimat, woda, światło słoneczne i inne tworzą ekosystem zwany pustynią.
W kolejnej części zostanie rozwinięty temat ekologii populacji, który ma również zastosowanie do społeczności i ekosystemów.
Celem ekologii populacji (także zbiorowisk i ekosystemów) jest określenie przyczyn liczebności niektórych gatunków na danym terenie. Próbuje wyjaśnić tempo wzrostu, mechanizmy ewolucyjne i perspektywy na przyszłość.
Jej podstawowym elementem badawczym jest populacja (społeczność i ekosystem).

Populacje (także zbiorowiska i ekosystemy) wchodzą ze sobą w interakcję na swoim poziomie organizacji, więc rozróżnia się dwa rodzaje relacji: relacje wewnątrzgatunkowe i międzygatunkowe.
Relacje wewnątrzgatunkowe. Są to relacje rozwinięte między członkami tej samej populacji.
Prawie wszystkie relacje występujące w klastrach mają tendencję do zwiększania liczby osobników w populacji; kiedy tak się dzieje, związek jest uważany za pozytywny (+); gdy dzieje się odwrotnie, to znaczy populacja maleje z powodu wzrostu liczby zgonów lub emigracji, relacje między jednostkami są negatywne (-).
W populacji zawsze istnieją pozytywne i negatywne relacje; Jeśli ekosystem jest w równowadze, te relacje, w połączeniu z różnymi czynnikami biotycznymi i abiotycznymi, utrzymują stałą liczbę osobników.
Relacje międzygatunkowe. Są to relacje rozwinięte między różnymi populacjami.
Za każdym razem, gdy jedna populacja wchodzi w interakcję z inną, jedna lub obie modyfikują swoje tempo wzrostu. Jeśli populacja odnosi korzyści, jej tempo wzrostu ma tendencję do zwiększania się (+), ale jeśli jest poszkodowana, tempo to ma tendencję do zmniejszania się (-).
Czasami interakcje są korzystne dla obu grup (+/+), inne mają mieszane efekty (+/-), a jeszcze inne są szkodliwe dla dwóch zaangażowanych populacji (-/-). Efekt zerowy jest oznaczony jako 0.
Istnieje siedem typów relacji międzygatunkowych:

1. Współpraca (+/+). Oba gatunki odnoszą korzyści, ale nie są zależne, ponieważ mogą żyć w izolacji.
2. Wzajemność (+ / +). Korzyści dla obu gatunków, ale ich związek jest tak bliski, że nie mogą już przetrwać w przypadku rozdzielenia. Np.: bakterie nitryfikacyjne w korzeniach roślin.
3. Komensalizm (+/0). Jeden z gatunków odnosi korzyści, ale nie wyrządza szkody drugiemu.
4. Amensalizm (-10). Jeden gatunek hamuje wzrost i przetrwanie drugiego, nie ulegając żadnym zmianom. Nazywa się to również wykluczeniem.
5. Kompetencja (-/-). Występuje, gdy dwie populacje różnych gatunków rywalizują o pozyskanie zasobu środowiskowego. Jeśli dwie populacje potrzebują tego samego zasobu, każda z nich próbuje przeciwdziałać tempu wzrostu drugiej.
6. Drapieżnictwo (+/-). Związek, w którym jeden gatunek (drapieżnik) atakuje i zabija inny (ofiarę), aby się pożywić. Populacja drapieżna odnosi korzyści, podczas gdy populacja ofiar jest zahamowana. Powszechne są duże drapieżniki, takie jak lwy, tygrysy, wilki, pumy itp.
7. Pasożytnictwo (+/-). Jest to interakcja dwóch gatunków, z których jeden (pasożyt) żywi się kosztem drugiego (żywiciela). Ten związek jest niezbędny do przetrwania pasożyta i czasami powoduje śmierć żywiciela. Np.: robak w jelicie człowieka.

Spośród wszystkich tych związków, szczególnie interesujące dla ekologii populacji są drapieżnictwo, konkurencja i pasożytnictwo.