Historischer Hintergrund
Ökologie hatte keine festen Anfänge. Es entwickelte sich aus der Naturgeschichte der alten Griechen, insbesondere Theophrastus, ein Freund und Mitarbeiter von Aristoteles. Theophrastus beschrieb zuerst die Wechselbeziehungen zwischen Organismen und zwischen Organismen und ihrer nichtlebenden Umwelt. Spätere Grundlagen für die moderne Ökologie wurden in der frühen Arbeit von Pflanzen-und Tierphysiologen gelegt.
In den frühen und mittleren 1900er Jahren untersuchten zwei Gruppen von Botanikern, eine in Europa und die andere in den Vereinigten Staaten, Pflanzengemeinschaften aus zwei verschiedenen Blickwinkeln., Die europäischen Botaniker beschäftigten sich mit der Untersuchung der Zusammensetzung, Struktur und Verteilung von Pflanzengemeinschaften. Die amerikanischen Botaniker untersuchten die Entwicklung von Pflanzengemeinschaften oder Nachfolge (siehe community ecology: Ecological Succession). Sowohl die Pflanzen-als auch die Tierökologie entwickelten sich getrennt, bis amerikanische Biologen die Wechselbeziehung zwischen Pflanzen-und Tiergemeinschaften als biotisches Ganzes betonten.
Im gleichen Zeitraum entwickelte sich das Interesse an der Bevölkerungsdynamik. Jahrhunderts besondere Impulse, nachdem der englische Ökonom Thomas Malthus auf den Konflikt zwischen expandierenden Bevölkerungsgruppen und der Fähigkeit der Erde, Nahrung zu liefern, aufmerksam gemacht hatte. In den 1920er Jahren der amerikanische Zoologe Raymond Pearl, der amerikanische Chemiker und Statistiker Alfred J., Lotka und der italienische Mathematiker Vito Volterra entwickelten mathematische Grundlagen für das Studium von Populationen, und diese Studien führten zu Experimenten zur Interaktion von Raubtieren und Beute, zu Wettbewerbsbeziehungen zwischen Arten und zur Regulierung von Populationen. Untersuchungen des Einflusses des Verhaltens auf Populationen wurden durch die Anerkennung der Territorialität bei Nistvögeln im Jahr 1920 angeregt., Konzepte des instinktiven und aggressiven Verhaltens wurden vom österreichischen Zoologen Konrad Lorenz und dem in den Niederlanden geborenen britischen Zoologen Nikolaas Tinbergen entwickelt, und die Rolle des sozialen Verhaltens bei der Regulierung von Populationen wurde vom britischen Zoologen Vero Wynne-Edwards untersucht. (Siehe Populationsökologie.)
Während einige Ökologen die Dynamik von Gemeinschaften und Bevölkerungen untersuchten, beschäftigten sich andere mit Energiebudgets. Im Jahr 1920 führte August Thienemann, ein deutscher Süßwasserbiologe, das Konzept der trophischen oder Fütterungsniveaus ein (siehe trophische Ebene), durch die die Energie der Nahrung durch eine Reihe von Organismen übertragen wird, von grünen Pflanzen (die Produzenten) bis zu mehreren Ebenen von Tieren (die Verbraucher)., Ein englischer Tierökologe, Charles Elton (1927), entwickelte diesen Ansatz mit dem Konzept der ökologischen Nischen und Zahlenpyramiden weiter. In den 1930er Jahren entwickelten die amerikanischen Süßwasserbiologen Edward Birge und Chancey Juday bei der Messung der Energiebudgets von Seen die Idee der Primärproduktivität, der Geschwindigkeit, mit der Nahrungsenergie durch Photosynthese erzeugt oder fixiert wird. 1942 entwickelte Raymond L. Lindeman aus den Vereinigten Staaten das trophisch-dynamische Konzept der Ökologie, das den Energiefluss durch das Ökosystem detailliert beschreibt., Quantifizierte Feldstudien des Energieflusses durch Ökosysteme wurden von den Brüdern Eugene Odum und Howard Odum aus den Vereinigten Staaten weiterentwickelt; Ähnliche frühe Arbeiten zum Kreislauf von Nährstoffen wurden von JD Ovington aus England und Australien durchgeführt. (Siehe Gemeinschaftsökologie: Trophische Pyramiden und Energiefluss; Biosphäre: Energiefluss und Nährstoffkreislauf.,)
Die Untersuchung sowohl des Energieflusses als auch des Nährstoffkreislaufs wurde durch die Entwicklung neuer Materialien und Techniken—Radioisotopentracer, Mikrokalorimetrie, Informatik und angewandte Mathematik—angeregt, die es Ökologen ermöglichten, die Bewegung bestimmter Nährstoffe und Energie durch Ökosysteme zu kennzeichnen, zu verfolgen und zu messen. Diese modernen Methoden (siehe unten Methoden in der Ökologie) förderten eine neue Stufe in der Entwicklung der Ökologie—Systemökologie, die sich mit der Struktur und Funktion von Ökosystemen befasst.