stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
Sinh thái học
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Bậc dinh dưỡng

Bài chi tiết: Bậc dinh dưỡng
Một bậc dinh dưỡng (từ tiếng Hy Lạp troph, τροφή, trophē, có nghĩa là "thức ăn" hoặc "cho ăn") là "một nhóm sinh vật thu được phần lớn năng lượng đáng kể từ bậc liền kề thấp hơn (chiếu theo tháp sinh thái) gần nguồn phi sinh học hơn." Các liên kết trong lưới thức ăn chủ yếu liên quan tới quan hệ cho ăn hoặc bậc dinh dưỡng giữa các loài. Đa dạng sinh học trong hệ sinh thái có thể được tổ chức thành các tháp dinh dưỡng, trong đó chiều dọc biểu thị những mối quan hệ cho ăn ngày càng bị loại bỏ khỏi gốc của chuỗi thức ăn hướng tới các loài săn mồi hàng đầu, còn chiều ngang biểu thị độ phong phú hoặc sinh khối ở mỗi cấp độ. Khi độ phong phú tương đối hoặc sinh khối của mỗi loài được sắp xếp theo bậc dinh dưỡng tương ứng, chúng sẽ tự nhiên sắp xếp thành một 'tháp số lượng'.
Các loài được phân loại rộng là sinh vật tự dưỡng (hoặc vật sản lượng sơ cấp), sinh vật dị dưỡng (hoặc sinh vật tiêu thụ) và sinh vật ăn mảnh vụn (hoặc sinh vật phân hủy). Sinh vật tự dưỡng là những sinh vật tự sản xuất thức ăn (sản xuất lớn hơn cả hô hấp) bằng quang hợp hoặc hóa tổng hợp. Sinh vật dị dưỡng là sinh vật phải ăn sinh vật khác để lấy chất dinh dưỡng và năng lượng (hô hấp vượt quá sản xuất). Sinh vật dị dưỡng có thể được chia nhỏ thành các nhóm chức năng khác nhau, bao gồm sinh vật tiêu thụ chính (động vật ăn cỏ thật sự), sinh vật tiêu thụ thứ cấp (động vật săn mồi ăn thịt chỉ ăn động vật ăn cỏ) và sinh vật tiêu thụ cấp ba (động vật ăn thịt ăn hỗn hợp động vật ăn cỏ và động vật ăn thịt). Động vật ăn tạp không nằm gọn trong thể loại chức năng vì chúng ăn cả mô thực vật và động vật. Có ý kiến cho rằng động vật ăn tạp có ảnh hưởng chức năng lớn hơn dưới dạng loài săn mồi vì so với động vật ăn cỏ, chúng tương đối kém hiệu quả trong khâu chăn thả.
Bậc dinh dưỡng là một phần của quan điểm hệ thống chính thể luận hoặc phức tạp của hệ sinh thái. Mỗi bậc dinh dưỡng chứa các loài không liên quan được lập nhóm với nhau vì chúng có chung chức năng sinh thái, mang lại một cái nhìn vĩ mô về hệ thống. Trong khi khái niệm về bậc dinh dưỡng cung cấp cái nhìn sâu sắc về dòng năng lượng và kiểm soát lưới thức ăn từ trên xuống, nhưng nó lại gây rối bởi sự thịnh hành của loài ăn tạp trong hệ sinh thái thực. Điều này làm một số nhà sinh thái học "nhắc lại quan điểm cho rằng hẳn nhiên các loài tập hợp thành bậc dinh dưỡng đồng nhất, rời rạc là hư cấu." Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng bậc dinh dưỡng thực sự có tồn tại, nhưng "xếp trên bậc dinh dưỡng của động vật ăn cỏ, lưới thức ăn được mô tả rõ hơn là một mạng lưới rối bời của các loài ăn tạp."
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Loài chủ chốt

Bài chi tiết: Loài chủ chốt
Loài chủ chốt là một loài được kết nối với một số lượng lớn các loài không cân xứng khác trong lưới thức ăn. Loài chủ chốt có mức sinh khối thấp hơn trong tháp dinh dưỡng so với vai trò quan trọng của chúng. Nhiều kết nối mà một loài chủ chốt nắm giữ tức là nó duy trì tổ chức và cấu trúc của toàn bộ các quần xã. Mất đi một loài chủ chốt dẫn đến một loạt các hiệu ứng thác chảy đột ngột (được gọi là thác dinh dưỡng) làm thay đổi động lực dinh dưỡng, các kết nối lưới thức ăn khác và có thể gây ra sự tuyệt chủng của những loài khác. Thuật ngữ loài chủ chốt được Robert Paine đưa ra vào năm 1969 và có liên quan đến đặc điểm kiến trúc đá đỉnh vòm vì việc xóa một loài chủ chốt có thể dẫn đến sự sụp đổ của quần xã giống như việc bỏ đá đỉnh vòm trong một vòm có thể dẫn đến mất tính ổn định của vòm.
Rái cá biển (Enhydra lutris) thường được xem là một ví dụ về loài chủ chốt vì chúng hạn chế mật độ cầu gai ăn tảo bẹ. Nếu rái cá biển bị xóa khỏi hệ thống, cầu gai sẽ ăn cỏ cho đến khi các luống tảo bẹ biến mất, tác động đáng kể đến cấu trúc quần xã. Ví dụ, nạn săn bắt rái cá biển được xem là nguyên nhân gián tiếp làm tuyệt chủng bò biển Steller (Hydrodamalis gigas). Mặc dù khái niệm loài chủ chốt đã được sử dụng rộng như một công cụ bảo tồn, nhưng nó bị chỉ trích vì tính xác định kém từ lập trường hoạt động. Thật khó để xác định xem loài nào có thể nắm giữ vai trò chủ chốt trong mỗi hệ sinh thái bằng thực nghiệm. Ngoài ra, thuyết lưới thức ăn đề xuất rằng các loài chủ chốt có thể không phổ biến, vì vậy không rõ mẫu loài chủ chốt có thể được áp dụng chung như thế nào.
Độ phức tạp

Bài chi tiết: Độ phức tạp
Xem thêm: Nguyên lý đột sinh
Độ phức tạp được hiểu là một công sức tính điện toán lớn cần thiết để ghép nối nhiều phần tương tác vượt quá sức ghi nhớ lặp lại của tâm trí con người. Các mẫu hình đa dạng sinh học toàn cầu mang tính chất phức tạp. Phức hợp sinh học này bắt nguồn từ tương tác giữa các quá trình sinh thái vận hành và ảnh hưởng đến các mẫu hình ở những quy mô khác nhau được phân loại lẫn nhau, chẳng hạn như khu vực chuyển tiếp hoặc vùng đệm trải rộng các cảnh quan. Tính phức tạp bắt nguồn từ tương tác giữa các cấp độ tổ chức sinh học dưới dạng năng lượng, rồi vật chất được tích hợp vào những đơn vị lớn hơn đặt chồng lên những phần nhỏ hơn. "Những gì là tổng thể ở một cấp độ sẽ trở thành những bộ phận ở cấp độ cao hơn." Những mẫu quy mô nhỏ không nhất thiết phải giải thích hiện tượng quy mô lớn, nếu không được ghi lại trong biểu thức (do Aristotle đặt ra) 'tổng lớn hơn các phần'.
"Độ phức tạp trong sinh thái học có ít nhất sáu loại riêng biệt: không gian, thời gian, cấu trúc, quá trình, tập tính và hình học." Từ những nguyên lý này, các nhà sinh thái học xác định những hiện tượng đột sinh và tự tổ chức hoạt động ở các quy mô khác nhau tác động đến môi trường, từ phân tử đến khắp hành tinh và những điều này đòi hỏi các phép giải thích khác nhau ở mỗi cấp độ tích hợp. Độ phức tạp sinh thái liên quan đến sức phục hồi động lực của hệ sinh thái chuyển đổi sang nhiều trạng thái ổn định đang dịch chuyển do các biến động ngẫu nhiên của lịch sử điều hướng. Những nghiên cứu sinh thái dài hạn cung cấp các ghi chép theo dõi quan trọng để nắm rõ hơn về độ phức tạp và sức phục hồi của hệ sinh thái theo thời gian dài hơn và quy mô không gian rộng hơn. Những nghiên cứu này được quản lý bởi Mạng lưới sinh thái dài hạn quốc tế (LTER). Thí nghiệm tồn tại lâu nhất là Thí nghiệm cỏ công viên, được khởi xướng vào năm 1856. Một ví dụ khác là nghiên cứu Hubbard Brook bắt đầu đi vào hoạt động từ năm 1960.
Độ phức tạp > Chính thể luận

Chính thể luận (tiếng Anh: holism) vẫn là một phần quan trọng của nền tảng lý thuyết trong nghiên cứu sinh thái đương đại. Chính thể luận dùng để chỉ tổ chức sinh học của sự sống tự tổ chức thành các lớp của toàn bộ hệ thống đột sinh hoạt động theo các đặc tính không rút gọn. Điều này có nghĩa là các mẫu bậc cao hơn của toàn bộ hệ thống chức năng (chẳng hạn như một hệ sinh thái) không thể dự đoán hoặc hiểu được bằng một phép cộng đơn giản các bộ phận. "Những đặc tính mới xuất hiện do các thành phần tương tác với nhau, không phải do bản chất cơ sở của những thành phần bị thay đổi."
Nghiên cứu sinh thái cần phải chính thể trái ngược với chủ nghĩa rút gọn. Chính thể luận có ba ý nghĩa hoặc cách sử dụng khoa học đồng nhất với sinh thái học: 1) độ phức tạp cơ học của hệ sinh thái, 2) mô tả các mẫu hình trên thực tế theo thuật ngữ rút gọn số lượng, trong đó mối tương quan có thể được xác định nhưng cách nào nắm được về quan hệ nhân quả mà không cần liên hệ đến toàn bộ hệ thống, từ đó dẫn đến 3) một hệ thống phân cấp siêu hình, theo đó mối quan hệ nhân quả của các hệ thống lớn hơn được hiểu mà không cần liên hệ đến các phần nhỏ hơn. Chính thể luận khoa học khác với chủ nghĩa thần bí mà cả hai có cùng thuật ngữ. Một ví dụ về chính thể siêu hình được xác định theo xu hướng tăng độ dày bên ngoài vỏ của các loài khác nhau. Lý do tăng độ dày có thể được hiểu nhờ tham khảo nguyên lý chọn lọc tự nhiên thông qua ăn thịt mà không cần tham khảo hoặc hiểu đặc tính phân tử sinh học của lớp vỏ bên ngoài.
Quan hệ với tiến hóa

Sinh thái học và sinh học tiến hóa được xem là các phân ngành chị em của khoa học sự sống. Chọn lọc tự nhiên, lịch sử sự sống, phát triển, thích nghi, quần thể và di truyền là những ví dụ về khái niệm đều xâu chuỗi đến thuyết sinh thái học và tiến hóa. Ví dụ, những đặc điểm hình thái, tập tính và di truyền có thể được lập bản đồ trên cây tiến hóa để nghiên cứu lịch sử phát triển của một loài liên quan đến chức năng và vai trò của chúng trong các hoàn cảnh sinh thái khác nhau. Trong khuôn khổ này, công cụ phân tích của các nhà sinh thái học và tiến hóa học chồng chéo lên nhau khi họ tổ chức, phân loại và khám phá sự sống thông qua những nguyên lý hệ thống chung, chẳng hạn như phát sinh loài hoặc hệ thống phân loại Linnaean. Hai phân ngành này thường xuất hiện cùng nhau, chẳng hạn như trong nhan đề của tạp chí Trends in Ecology and Evolution. Không có ranh giới rõ ràng nào giữa hệ sinh thái và tiến hóa, chúng khác nhau nhiều hơn trong những mảng ứng dụng trọng tâm của mỗi ngành. Cả hai phân ngành khám phá và giải thích các đặc tính và quy trình đột sinh và độc nhất hoạt động trên các quy mô tổ chức theo không gian hoặc thời gian khác nhau. Trong lúc ranh giới giữa sinh thái học và tiến hóa không phải lúc nào cũng rõ ràng, nhưng các nhà sinh thái học nghiên cứu những yếu tố phi sinh học và sinh học tác động đến quá trình tiến hóa, còn tiến hóa có thể xảy đến nhanh chóng trong giai đoạn sinh thái ngắn nhất là một thế hệ.
Quan hệ với tiến hóa > Sinh thái học tập tính

Bài chi tiết: Sinh thái học tập tính
Tất cả sinh vật đều có thể bộc lộ tập tính. Ngay cả thực vật cũng thể hiện tập tính phức tạp, bao gồm trí nhớ và giao tiếp. Sinh thái học tập tính là ngành nghiên cứu về tập tính của một sinh vật trong môi trường của nó cùng ý nghĩa sinh thái và tiến hóa của loài ấy. Tập tính học là ngành nghiên cứu về chuyển động hoặc tập tính có thể quan sát được ở động vật. Môn này có thể gồm các cuộc điều tra nghiên cứu về tinh trùng di động của thực vật, thực vật phù du di động, động vật phù du bơi về phía trứng cái, nuôi cấy nấm của bọ gạo, điệu giao phối của kỳ nhông hoặc những cuộc tụ tập xã hội của amip.
Thích nghi là khái niệm thống nhất trọng tâm trong môn sinh thái học tập tính. Các tập tính có thể được ghi chép dưới dạng tính trạng và được di truyền theo cách của màu mắt và màu tóc. Tập tính có thể tiến hóa bằng phương pháp chọn lọc tự nhiên dưới dạng tính trạng thích nghi, mang lại những tiện ích chức năng làm tăng khả năng sinh sản.
Tương tác giữa loài săn mồi và con mồi là khái niệm mở đầu cho các nghiên cứu về lưới thức ăn cũng như sinh thái học tập tính. Loài con mồi có thể biểu hiện những kiểu thích nghi tập tính khác nhau đối với loài săn mồi, chẳng hạn như tránh, chạy trốn hoặc phòng vệ. Nhiều loài con mồi phải đối mặt với nhiều con săn mồi khác biệt về mức độ nguy hiểm. Để thích nghi với môi trường của chúng và đối mặt với mối đe dọa bị săn đuổi, sinh vật phải cân bằng quỹ năng lượng khi chúng đầu tư vào các khía cạnh khác nhau trong lịch sử sự sống của chúng, chẳng hạn như phát triển, kiếm ăn, giao phối, giao tiếp xã hội hoặc thay đổi sinh cảnh. Các giả thuyết được đặt ra trong sinh thái học tập tính thường dựa trên những nguyên lý thích nghi về bảo tồn, tối ưu hóa hoặc hiệu quả. Ví dụ: "giả thuyết tránh loài săn mồi nhạy cảm với mối đe dọa dự đoán rằng con mồi nên đánh giá mức độ đe dọa của những loài săn mồi khác nhau và phù hợp với tập tính của chúng theo mức độ rủi ro hiện tại" hoặc "khoảng cách bắt đầu săn đuổi lý tưởng xảy ra khi thể lực dự kiến sau khi chạm trán đạt mức tối đa, phụ thuộc vào thể lực đầu tiên của con mồi, lợi ích có được nhờ không bỏ trốn, phí năng lượng để bỏ trốn và tổn thất thể lực dự kiến bởi rủi ro bị săn mồi."
Những màn khoe mẽ và tư thế tình dục phức tạp được bắt gặp trong sinh thái học tập tính của động vật. Ví dụ, chim thiên đường hót và khoe mẽ những món đồ trang trí phức tạp trong quá trình ve vãn. Những màn khoe mẽ này phục vụ mục đích kép là báo hiệu những cá thể khỏe mạnh hoặc giỏi thích nghi và mang gen mong muốn. Các màn khoe mẽ được thúc đẩy bởi chọn lọc giới tính như để quảng cáo về chất lượng tính trạng giữa những loài ve vãn.
Quan hệ với tiến hóa > Sinh thái học nhận thức

Sinh thái học nhận thức tổng hợp lý thuyết và các quan sát từ sinh thái học tiến hóa và sinh học thần kinh (chủ yếu là khoa học nhận thức), nhằm nắm rõ tác động mà tương tác của động vật với sinh cảnh gây ra lên những hệ thống nhận thức của chúng và cách mà các hệ thống ấy hạn chế tập tính trong khuôn khổ sinh thái học và tiến hóa. "Tuy nhiên, cho đến gần đây, các nhà khoa học nhận thức không để tâm đầy đủ đến thực tế cơ bản rằng những đặc tính nhận thức đã phát triển trong môi trường tự nhiên cụ thể. Với việc đánh giá áp lực lựa chọn trên nhận thức, sinh thái học nhận thức có thể đóng góp gắn kết trí tuệ cho nghiên cứu nhận thức đa ngành." Là một ngành nghiên cứu liên quan đến 'móc nối' hoặc tương tác giữa sinh vật và môi trường, sinh thái học nhận thức có liên quan mật thiết với thuyết thực thi, lĩnh vực dựa trên quan điểm rằng "...chúng ta phải xem sinh vật và môi trường gắn kết với nhau theo đặc điểm kỹ thuật và chọn lọc có đi có lại..."
Quan hệ với tiến hóa > Sinh thái học xã hội

Những tập tính sinh thái-xã hội đáng chú ý ở côn trùng xã hội, mốc nhầy, nhện xã hội, xã hội nhân loại và chuột dũi trụi lông, nơi xã hội ưu tú đã phát triển. Những tập tính xã hội gồm các tập tính có lợi lẫn nhau giữa dòng dõi và bạn cùng tổ và phát triển từ chọn lọc dòng dõi và nhóm. Chọn lọc dòng dõi giải thích lòng vị tha thông qua mối quan hệ di truyền, theo đó một tập tính tha mồi dẫn đến cái chết được đền đáp bằng việc các bản sao di truyền sống sót được phân bộ cùng các dòng dõi sót lại. Những con côn trùng xã hội, gồm kiến, ong và tò vò là các nghiên cứu nổi tiếng nhất về kiểu quan hệ này vì những con ong mật đực là những bản sao chung lớp hóa trang di truyền như mọi con đực khác trong đàn. Ngược lại, những loài theo chọn lọc nhóm tìm thấy các ví dụ về lòng vị tha giữa những loài dòng dõi không di truyền và giải thích điều này thông qua hành động chọn lọc trên nhóm; theo đó, điều trên trở thành chọn lọc có lợi dành cho các nhóm nếu các thành viên của nhóm thể hiện những tập tính tha mồi cho nhau. Các nhóm chủ yếu gồm các thành viên tha mồi ưu thế tốt hơn các nhóm có các thành viên đa phần là ích kỷ.
Quan hệ với tiến hóa > Đồng tiến hóa

Bài chi tiết: Đồng tiến hóa
Tương tác sinh thái có thể được phân loại chung thành mối quan hệ vật chủ và cộng tác. Một vật chủ là một thực thể bất kỳ chứa chấp một thực thể khác được gọi là đối tác. Mối quan hệ tương tác giữa hai hay nhiều loài trong đó ít nhất không có loài nào bị hại (gồm cả cộng sinh – hai loài cùng có lợi gắn bó chặt chẽ với nhau, hội sinh – một loài có lợi, loài kia không có lợi cũng không bị hại và hợp tác – hai loài có lợi nhưng không gắn bó chặt chẽ) được gọi là quan hệ hỗ trợ. Những ví dụ về quan hệ hỗ trợ gồm có kiến trồng nấm sử dụng cộng sinh nông nghiệp, vi khuẩn sống trong ruột côn trùng và các sinh vật khác, phức hợp thụ phấn của tò vò cây sung và bướm yucca, địa y với nấm và tảo quang hợp, và san hô với tảo quang hợp. Nếu có một liên kết vật lý giữa vật chủ và đối tác, mối quan hệ đó được gọi là cộng sinh. Ví dụ, khoảng 60% tổng số thực vật có mối quan hệ cộng sinh với nấm rễ có đầu sống trong rễ của chúng, lập thành một mạng lưới trao đổi carbohydrate để đổi lấy chất dinh dưỡng khoáng.
Quan hệ hỗ trợ gián tiếp diễn ra khi các sinh vật sống tách biệt. Ví dụ, cây gỗ sống ở các vùng xích đạo của hành tinh cung cấp oxy vào bầu khí quyển để duy trì sự sống của các loài sống ở những vùng cực xa xôi của hành tinh. Mối quan hệ này được gọi là hội sinh vì nhiều loài khác hưởng lợi của không khí sạch mà không mất chi phí hay gây hại cho cây cung cấp oxy. Nếu đối tác hưởng lợi còn vật chủ chịu tổn thất, mối quan hệ này được gọi là ký sinh. Mặc dù vật ký sinh áp đặt chi phí cho vật chủ của chúng (ví dụ, thông qua tổn thất cho cơ quan sinh sản hoặc chồi mầm của chúng, từ chối dịch vụ của đối tác có lợi), tác động thuần của chúng lên sức khỏe của vật chủ không nhất thiết là tiêu cực và do đó trở nên khó đoán. Đồng tiến hóa cũng bị điều khiển bởi cạnh tranh giữa các loài hoặc giữa các thành viên cùng loài dưới dạng quan hệ đối kháng (gồm cạnh tranh – ít nhất một loài bị hại, sinh vật ăn sinh vật, ký sinh và ức chế cảm nhiễm – một loài vô tình tiết chất ức chế loài khác), chẳng hạn như các loài cỏ tranh nhau không gian phát triển. Ví dụ, Thuyết Hoàng hậu Đỏ cho rằng vật ký sinh theo dõi và chuyên hóa các hệ thống bảo vệ di truyền phổ biến tại địa phương của vật chủ, điểu khiển tiến hóa của sinh sản hữu tính để đa dạng hóa khách hàng di truyền của quần thể phản ứng trước áp lực đối kháng.
Quan hệ với tiến hóa > Địa lý sinh học

Bài chi tiết: Địa lý sinh học
Địa lý sinh học (kết hợp giữa sinh học và địa lý) là môn nghiên cứu so sánh về phân bố địa lý của sinh vật và sự tiến hóa tương ứng ở đặc tính của chúng trong không gian và thời gian. Journal of Biogeography (tập san địa lý sinh học) ra đời vào năm 1974. Địa lý sinh học và sinh thái học có chung nhiều nguồn gốc nguyên lý. Ví dụ, thuyết địa lý sinh học đảo (do Robert MacArthur và Edward O. Wilson xuất bản năm 1967) được xem là một trong những cơ sở của thuyết sinh thái.
Địa lý sinh học có một lịch sử lâu đời trong các môn khoa học tự nhiên liên quan đến phân bố một phần của thực vật và động vật. Sinh thái học và tiến hóa cung cấp phạm vi giải thích cho các nghiên cứu địa lý sinh học. Những mẫu hình địa lý sinh học ra đời từ các quá trình sinh thái tác động đến phân bố phạm vi, chẳng hạn như di cư và phân tán; và từ các quá trình lịch sử chia cắt quần thể hoặc loài thành những khu vực khác nhau. Những quá trình địa lý sinh học dẫn tới sự phân chia loài tự nhiên, mà từ đấy giải thích đa phần phân bố hiện đại của khu hệ sinh vật trên Trái Đất. Sự phân chia các chuỗi thế hệ trong loài được gọi là hình thành loài khác vùng và đây là một phân ngành của địa lý sinh học. Còn có những ứng dụng thực tế của lĩnh vực địa lý sinh học liên quan đến các hệ thống và quá trình sinh thái. Ví dụ, phạm vi và phân bố của đa dạng sinh học và các loài xâm lấn phản ứng trước biến đổi khí hậu là một mối lo ngại nghiêm trọng và lĩnh vực nghiên cứu tích cực trong bối cảnh ấm lên toàn cầu.
Quan hệ với tiến hóa > Địa lý sinh học > Thuyết chọn lọc r/K

Bài chi tiết: Lý thuyết chọn lọc r/K
Một khái niệm sinh thái quần thể là thuyết chọn lọc r/K, một trong những mô hình dự đoán đầu tiên trong sinh thái học được dùng để giải thích tiến hóa trong lịch sử sự sống. Tiền đề đằng sau mô hình chọn lọc r/K là những áp lực của chọn lọc tự nhiên thay đổi theo mật độ dân số. Ví dụ, khi một hòn đảo lần đầu có sinh vật đến ở thì mật độ cá thể thấp. Sự tăng trưởng quy mô quần thể đầu tiên không bị sự cạnh tranh hạn chế, để lại nguồn sống dồi dào để phát triển dân số nhanh chóng. Những giai đoạn đầu của quá trình tăng dân số này trải qua tác động của chọn lọc tự nhiên không phụ thuộc vào mật độ, được gọi là chọn lọc r. Khi quần thể trở nên đông đúc hơn, nó sẽ đạt đến sức chịu tải của hòn đảo, do đó buộc các cá thể phải cạnh tranh gay gắt hơn với ít nguồn sống sẵn có hơn. Dưới điều kiện đông đúc, quần thể trải qua các tác động của chọn lọc tự nhiên phụ thuộc vào mật độ, được gọi là chọn lọc K.
Trong mô hình chọn lọc r/K, biến số đầu tiên r là tốc độ gia tăng tự nhiên nội tại của quy mô quần thể, còn biến thứ hai K là sức chịu tải của quần thể. Các loài khác nhau phát triển những chiến lược lịch sử sự sống khác nhau kéo dài liên tục giữa hai tác động chọn lọc này. Một loài chọn lọc r là loài có tốc độ sinh sản cao, mức đầu tư của phụ huynh thấp và tốc độ tử vong cao trước khi các cá thể trưởng thành. Sự tiến hóa ủng hộ tốc độ sức sinh sản cao ở các loài chọn lọc r. Nhiều loại côn trùng và loài xâm lấn thể hiện các tính trạng chọn lọc r. Ngược lại, một loài chọn lọc K có tốc độ sức sinh sản thấp, mức độ đầu tư cao của phụ huynh vào con non và tốc độ tử vong thấp khi các cá thể trưởng thành. Con người và voi là những ví dụ về các loài thể hiện tính trạng chọn lọc K, gồm tuổi thọ và hiệu quả trong việc chuyển đổi nhiều nguồn sống hơn thành ít lứa đẻ hơn.
Quan hệ với tiến hóa > Sinh thái học phân tử

Mối quan hệ mật thiết giữa sinh thái học và di truyền có mặt trước khi các kỹ thuật phân tích phân tử hiện đại ra đời. Nghiên cứu sinh thái phân tử trở nên khả thi hơn với sự phát triển của các công nghệ di truyền nhanh chóng và dễ tiếp cận, chẳng hạn như phản ứng chuỗi polymerase (PCR). Sự gia tăng của công nghệ phân tử và dòng câu hỏi nghiên cứu về lĩnh vực sinh thái mới này là nguyên nhận cho xuất bản tập san Molecular Ecology (sinh thái học phân tử) vào năm 1992. Sinh thái học phân tử sử dụng những kỹ thuật phân tích khác nhau để nghiên cứu gen trong bối cảnh tiến hóa và sinh thái. Năm 1994, John Avise còn đóng vai trò chính trong bộ môn khoa học này với việc cho xuất bản cuốn sách Molecular Markers, Natural History and Evolution. Những công nghệ tân tiến hơn đã mở ra một làn sóng phân tích di truyền lên các sinh vật từng khó nghiên cứu từ lập trường sinh thái hoặc tiến hóa, chẳng hạn như vi khuẩn, nấm và giun tròn. Sinh thái học phân tử đã lập ra một mô hình nghiên cứu mới để điều tra nghiên cứu các câu hỏi sinh thái bị xem là khó xử lý. Những cuộc nghiên cứu phân tử đã hé lộ những chi tiết từng gây khó hiểu trong những điều phức tạp nhỏ bé của tự nhiên và nâng cao khả năng giải quyết các câu hỏi thăm dò về tập tính và sinh thái địa lý sinh học. Ví dụ, sinh thái học phân tử tiết lộ tập tính tình dục lăng nhăng và nhiều bạn tình nam ở những con chim én cây mà trước đây bị xem là một vợ một chồng về mặt xã hội. Trong bối cảnh địa lý sinh học, sự kết hợp giữa di truyền học, sinh thái học và tiến hóa dẫn đến một phân ngành mới gọi là phát sinh địa lý học.
Liên hệ đến môi trường

Bài chi tiết: Môi trường tự nhiên
Môi trường của các hệ sinh thái bao gồm cả những thông số vật lý và thuộc tính sinh học. Môi trường được liên kết với nhau bằng động lực và mang nguồn sống dành cho các sinh vật vào bất kỳ thời điểm nào trong suốt vòng đời của chúng. Giống như sinh thái học, thuật ngữ môi trường mang ý nghĩa khái niệm khác nhau và trùng lặp với khái niệm tự nhiên. Môi trường “bao gồm thế giới vật chất, thế giới xã hội của quan hệ giữa con người với nhau và thế giới xây dựng do con người tạo ra”. Môi trường vật lý nằm ngoài cấp độ tổ chức sinh học hiện đang được nghiên cứu, có thể kể đến các yếu tố phi sinh học như nhiệt độ, bức xạ, ánh sáng, hóa học, khí hậu và địa chất. Môi trường sinh học thì gồm có gen, tế bào, sinh vật, các thành viên cùng loài (cùng loài) và những loài khác có chung sinh cảnh.
Tuy nhiên, khác biệt giữa môi trường bên ngoài và bên trong là một khái niệm trừu tượng phân tích sự sống và môi trường thành các đơn vị hoặc sự kiện không thể tách rời trong thực tế. Có một hiện tượng thâm nhập nhân quả giữa môi trường và sự sống. Ví dụ, định luật nhiệt động lực học áp dụng cho hệ sinh thái thông qua trạng thái vật lý của nó. Với hiểu biết về các nguyên lý trao đổi chất và nhiệt động lực học, người ta có thể giải thích toàn bộ dòng chảy năng lượng và vật chất thông qua một hệ sinh thái. Theo cách này, mối quan hệ môi trường và sinh thái được nghiên cứu thông qua liên hệ đến các phần quản lý khái niệm và duy vật riêng biệt. Sau khi các thành phần môi trường hiệu quả được hiểu nhờ tham khảo nguyên nhân của chúng; tuy nhiên, về mặt khái niệm, chúng tái liên kết với nhau thành một tổng thể tích hợp, hay hệ thống từng được gọi là holocoenotic. Đây được gọi là cách tiếp cận biện chứng đối với sinh thái học. Cách tiếp cận biện chứng đánh giá những bộ phận nhưng tích hợp sinh vật và môi trường thành một tổng thể động năng (hoặc môi trường thích hợp). Thay đổi trong một nhân tố sinh thái hoặc môi trường có thể đồng thời tác động đến trạng thái động của toàn bộ hệ sinh thái.