Background storico
L’ecologia non ha avuto un inizio solido. Si è evoluto dalla storia naturale degli antichi greci, in particolare Teofrasto, un amico e socio di Aristotele. Teofrasto descrisse per primo le interrelazioni tra organismi e tra organismi e il loro ambiente non vivente. Le basi successive per l’ecologia moderna furono poste nei primi lavori dei fisiologi vegetali e animali.
All’inizio e alla metà del 1900 due gruppi di botanici, uno in Europa e l’altro negli Stati Uniti, studiarono le comunità vegetali da due diversi punti di vista., I botanici europei si occupavano dello studio della composizione, della struttura e della distribuzione delle comunità vegetali. I botanici americani hanno studiato lo sviluppo delle comunità vegetali, o successione (vedi ecologia della comunità: successione ecologica). Sia l’ecologia vegetale che quella animale si svilupparono separatamente fino a quando i biologi americani enfatizzarono l’interrelazione delle comunità vegetali e animali come un insieme biotico.
Nello stesso periodo si è sviluppato l’interesse per le dinamiche della popolazione. Lo studio delle dinamiche della popolazione ha ricevuto un impulso speciale all’inizio del 19 ° secolo, dopo che l’economista inglese Thomas Malthus ha richiamato l’attenzione sul conflitto tra le popolazioni in espansione e la capacità della Terra di fornire cibo. Nel 1920 lo zoologo americano Raymond Pearl, il chimico e statistico americano Alfred J., Lotka e il matematico italiano Vito Volterra hanno sviluppato basi matematiche per lo studio delle popolazioni, e questi studi hanno portato a esperimenti sull’interazione di predatori e prede, relazioni competitive tra specie e regolazione delle popolazioni. Le indagini sull’influenza del comportamento sulle popolazioni sono state stimolate dal riconoscimento nel 1920 della territorialità negli uccelli nidificanti., I concetti di comportamento istintivo e aggressivo sono stati sviluppati dallo zoologo austriaco Konrad Lorenz e dallo zoologo britannico di origine olandese Nikolaas Tinbergen, e il ruolo del comportamento sociale nella regolazione delle popolazioni è stato esplorato dallo zoologo britannico Vero Wynne-Edwards. (Vedi ecologia della popolazione.)
Mentre alcuni ecologisti studiavano le dinamiche delle comunità e delle popolazioni, altri si occupavano dei bilanci energetici. Nel 1920 August Tienemann, un biologo tedesco di acqua dolce, introdusse il concetto di livelli trofici, o di alimentazione (vedi livello trofico), mediante il quale l’energia del cibo viene trasferita attraverso una serie di organismi, dalle piante verdi (i produttori) fino a diversi livelli di animali (i consumatori)., Un ecologo animale inglese, Charles Elton (1927), sviluppò ulteriormente questo approccio con il concetto di nicchie ecologiche e piramidi di numeri. Nel 1930, i biologi americani di acqua dolce Edward Birge e Chancey Juday, nel misurare i bilanci energetici dei laghi, svilupparono l’idea della produttività primaria, la velocità con cui l’energia alimentare viene generata, o fissata, dalla fotosintesi. Nel 1942 Raymond L. Lindeman degli Stati Uniti sviluppò il concetto trofico-dinamico di ecologia, che descrive in dettaglio il flusso di energia attraverso l’ecosistema., Studi quantificati sul campo del flusso di energia attraverso gli ecosistemi sono stati ulteriormente sviluppati dai fratelli Eugene Odum e Howard Odum degli Stati Uniti; un simile lavoro iniziale sul ciclismo dei nutrienti è stato fatto da JD Ovington di Inghilterra e Australia. (Vedi ecologia della comunità: piramidi trofiche e il flusso di energia; biosfera: Il flusso di energia e il ciclo dei nutrienti.,)
Lo studio del flusso energetico e del ciclo dei nutrienti è stato stimolato dallo sviluppo di nuovi materiali e tecniche—traccianti radioisotopi, microcalorimetria, informatica e matematica applicata—che hanno permesso agli ecologi di etichettare, tracciare e misurare il movimento di particolari nutrienti ed energia attraverso gli ecosistemi. Questi metodi moderni (vedi sotto Metodi in ecologia) hanno incoraggiato una nuova fase nello sviluppo dell’ecologia—ecologia dei sistemi, che riguarda la struttura e la funzione degli ecosistemi.