Phức tạp sinh thái
Bài chi tiết: Tính phức tạp
Xem thêm: Emergence
Sự phức tạp được hiểu là một nỗ lực tính toán lớn cần thiết để ghép nhiều phần tương tác vượt quá khả năng nhớ lặp đi lặp lại của tâm hồn con người. Các mô hình đa dạng sinh học toàn cầu là phức tạp. Sự biến đổi sinh học này bắt nguồn từ sự tương tác giữa các quá trình sinh thái hoạt động và ảnh hưởng đến các mô hình ở các cấp độ khác nhau mà xếp loại vào nhau, chẳng hạn như các khu vực chuyển tiếp hoặc các vùng sinh thái trải dài cảnh quan. Sự phức tạp xuất phát từ sự tương tác giữa các cấp độ tổ chức sinh học như năng lượng, và vật chất được tích hợp vào các đơn vị lớn hơn mà lớp này được chồng lên các phần nhỏ hơn. 209 Các mô hình quy mô nhỏ không nhất thiết phải giải thích các hiện tượng quy mô lớn, nếu không được ghi lại trong biểu thức (do Aristotle tạo ra) thì ‘tổng số lớn hơn các bộ phận’ .
Từ những nguyên tắc này, các nhà sinh thái học đã xác định các hiện tượng khẩn cấp và tự tổ chức hoạt động ở các quy mô môi trường khác nhau ảnh hưởng, từ phân tử đến hành tinh, và chúng đòi hỏi những giải thích khác nhau ở mỗi mức độ tích hợp Sự phức tạp về sinh thái liên quan đến khả năng phục hồi năng động của các hệ sinh thái chuyển tiếp sang các trạng thái ổn định chuyển hướng nhiều do các biến động ngẫu nhiên của lịch sử. Các nghiên cứu sinh thái dài hạn cung cấp các hồ sơ theo dõi quan trọng để hiểu rõ hơn tính phức tạp và khả năng thích ứng của các hệ sinh thái trong các không gian thời gian và không gian rộng hơn. Các nghiên cứu này được quản lý bởi Mạng lưới Sinh thái Dài hạn quốc tế (LTER). Thử nghiệm dài nhất trong sự tồn tại là thí nghiệm Grass Park, được bắt đầu vào năm 1856. Một ví dụ khác là nghiên cứu Hubbard Brook, đã được hoạt động từ năm 1960.
Holism
Bài chi tiết: Holism
Holistic vẫn là một phần quan trọng của nền tảng lý thuyết trong các nghiên cứu sinh thái đương đại. Chủ nghĩa duy nhất nói về tổ chức sinh học của cuộc sống mà tự tổ chức thành các lớp của toàn bộ hệ thống đang nổi lên có chức năng theo các thuộc tính không thể giảm bớt. Điều này có nghĩa là các mô hình bậc cao hơn của toàn bộ hệ thống chức năng, chẳng hạn như một hệ sinh thái, không thể dự đoán hay hiểu bằng một tổng kết đơn giản của các phần. “Các thuộc tính mới xuất hiện bởi vì các thành phần tương tác, chứ không phải vì bản chất cơ bản của các thành phần bị thay đổi.”
Các nghiên cứu về sinh thái là nhất thiết phải có tính toàn diện như trái ngược với reductionistic Holistic có ba ý nghĩa khoa học hoặc sử dụng có thể xác định với sinh thái học: 1) sự phức tạp về mặt cơ học của các hệ sinh thái, 2) mô tả thực tế các mô hình trong các thuật ngữ giảm thiểu định lượng, nơi mối tương quan có thể được xác định nhưng không có gì được hiểu về quan hệ nhân quả mà không tham chiếu đến toàn bộ hệ thống , dẫn đến 3) một hệ thống phân cấp siêu hình mà qua đó quan hệ nhân quả của các hệ thống lớn hơn được hiểu mà không cần tham khảo đến các phần nhỏ hơn. Holistic khoa học khác với chủ nghĩa thần bí đã sử dụng cùng một thuật ngữ. Một ví dụ về chủ nghĩa toàn thân siêu hình học được xác định trong xu hướng tăng chiều dày bên ngoài trong vỏ của các loài khác nhau. Lý do tăng độ dày có thể được hiểu thông qua tham chiếu đến các nguyên tắc chọn lọc tự nhiên thông qua việc ăn thịt mà không cần phải tham khảo hoặc hiểu các đặc tính sinh học phân tử của vỏ bên ngoài.
Liên quan đến tiến hóa
Bài chi tiết: Sinh thái học tiến hóa
Sinh thái học và sinh học tiến hóa được coi là các môn học của các ngành khoa học đời sống. Lựa chọn tự nhiên, lịch sử cuộc sống, sự phát triển, thích nghi, dân số và thừa kế là những ví dụ về các khái niệm liên quan đến lý thuyết sinh thái và tiến hóa. Ví dụ, các đặc điểm về hình thái, hành vi và di truyền có thể được ánh xạ trên cây tiến hóa để nghiên cứu sự phát triển lịch sử 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, các công cụ phân tích của các nhà sinh thái học và các nhà tiến hóa đã chồng chéo nhau khi họ tổ chức, phân loại và điều tra cuộc sống thông qua các nguyên tắc hệ thống chung, chẳng hạn như phylogenetics hoặc hệ thống phân loại của Linnaean . Hai nguyên tắc này thường xuất hiện cùng nhau, chẳng hạn như trong tiêu đề của tạp chí Những xu hướng về Sinh thái học và Sự tiến hóa. Không có ranh giới sắc bén nào ngăn cách sinh thái khỏi sự tiến hoá, và chúng khác biệt nhiều hơn trong các khu vực tập trung áp dụng. Cả hai ngành đều khám phá và giải thích những đặc tính và quy trình đột ngột và độc đáo hoạt động trên các quy mô không gian và thời gian khác nhau của tổ chức. Mặc dù ranh giới giữa sinh thái và tiến hóa không phải lúc nào cũng rõ ràng, nhưng các nhà sinh thái học nghiên cứu các yếu tố sinh học và sinh học ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa, và tiến hóa có thể nhanh chóng, xảy ra trong khoảng thời gian sinh thái chỉ trong một thế hệ.