1. Élő közösségek

A korábbiakban megismerkedhettetek az egyes éghajlati övek időjárás elemeivel (hőmérséklet, csapadék, évi hőingás stb.), földrajzi elhelyezkedésükkel és magyarázatott adtatok arra, hogy milyen okokra vezethetők vissza az egyes területek eltérő éghajlati viszonyai. A következőkben egy-egy éghajlati öv talajait és élővilágát fogjuk vizsgálni. Előbbiekkel csak nagyon röviden foglalkozunk. Nyílvánvaló, hogy a csapadék és a hőmérséklet viszonyok jelentősen meghatározzák, hogy adott területen milyen tulajdonságú talajok alakulnak ki. A trópusi öv heves esőzései kimossák a talaj szervesanyag tartalmát, a sivatagok csapadék szegény környezete szintén kedvezőtlen tápanyag ellátást biztosít, míg a fagyos területeken a talaj aprózódása emelendő ki fő talajformáló erőként. Virágboltban, kertészetben járva biztos megfigyeltétek, hogy különböző növények más-más talajokat igényelnek (ezért kapható annyiféle virágföld). Ha az éghajlat meghatározza a talajok tulajdonságát, akkor a talajok meghatározzák, hogy adott területen milyen növényzet alakul ki. Értelemszerűen ez csak egyetlen szempont, ún. környezeti tényező, amely meghatározza egy-egy növényfaj elterjedését.

Egy adott éghajlaton, az adott környezeti tényezőkkel szemben hasonló igényű növény- és állatfajok fordulnak elő. Az ilyen élőlénycsoportokat életközösségeknek nevezzük. Az életközösségek egyed feletti szerveződési szintek (bioszféra, biom, társulás, populáció - ld. később). Az élőlények egymással és környeztükkel való kölcsönhatásával, valamint az egyed feletti szerveződési szintekkel a biológia ökológia nevű tudományterülete foglalkozik.

Környezeti tényező lehet a csapadék mennyisége, eloszlása, a hőmérséklet és a hőingás, a napfénytartam, a talaj szerkezete és kémhatása valamint tápanyagtartalma, a sort még hosszan lehetne folytatni.

Természetesen a környezeti tényezők nemcsak a növény- hanem az állatfajok elterjedését is befolyásolják. Az egyes fajok, azonban nem azonos mértékben érzékenyek a környezeti tényezőkre. A fenyőfajok többsége kiválóan bírja a nedves és a száraz talajt is, míg a vízinövények egyes fajai alig 1 órát bírnak ki víz nélkül. Valamennyi faj, valamennyi környezeti tényezővel szemben különböző toleranciát mutat. Egy adott környezeti tényezővel szembeni elviselőképességet tűrőképességnek nevezzük, amelyet az ábrán látható haranggörbével szokás szemléltetni.
A vízszintes tengelyen a vizsgált környezeti tényező értékét, a függőlegesen az életműködések mértéke van feltüntetve. Mindig van egy optimális érték (legkedvezőbb), amelyet az adott faj a legjobban kedvel, mindig van egy minimum és egy maximum érték, amelyet még ép elviselnek, ez alatt és e felett az adott faj nem képes megélni.
Egy-egy faj az adott környezeti tényezővel szemben lehet szűktűrésű, azaz csak kismértékű változását bírja elviselni (pl.: vízinövények), lehet átlagos tűrésű és lehet tágtűrésű. Utóbbi esetben az adott környezeti tényező nagymértékű ingadozását is elviseli (pl.: mérsékelt övi fajok).
Természetesen egy-egy faj valamilyen tényező (pl. fény) szempontjából lehet szűktűrésű, míg egy másik szempontjából (pl. hőmérséklet) tágtűrésű. Azokat a fajokat, melyek sok tényező szempontjából tágtűrésűek generalistának nevezik, a sok tényező szempontjából szűktűrésűek pedig a specialisták.
Ha egy élőlény összes környezeti tényezője szempontjából nézzük meg a tűrését, akkor megkaphatjuk az általa elfoglalt ökológiai fülkét (niche). Ha már kettőnél több tényezőt veszünk figyelembe, akkor grafikusan nem tudjuk ábrázolni a fülkét, de annak semmi akadálya, hogy matematikailag kifejezzük, számoljunk vele.
Miközben mi eddig elsősorban fajok szerint osztottuk be az élőlényeket, addig látnunk kell, hogy a faj egy jobbára az ember által kreált kategória. A természetben az élőlények fajokba rendeződnek, hanem szaporodási közösségekbe populációkba. Azok az egyedek melyek egymással reális eséllyel hozhatnak létre közös utódot egy-egy populációba tartoznak. Egy populációt alkotnak például a balatoni nyurgapontyok vagy a Bükk hegység szürkebegyei. A populációk jellemzője az egyedszám, a kor- és a nem eloszlás valamint az elterjedés (area).
A populációk egymással is kölcsönhatásban vannak. A közöttük levő viszonyokat mutatja az alábbi tábla aszerint, hogy a kölcsönhatás az egyes populációk számára előnyös (+) vagy hátrányos (-).
egyik populáció
másik populáció
kapcsolat neve
példa
+
+
szimbiózis
levéltetű-hangya
+
-
predáció
farkas-nyúl
-
-
kompetíció
mezei egér-mezei pocok
+
0
kommenzalizmus
keselyű-oroszlán
-
0
antibiózis
diófa-fű
A képlet természetesen nem ilyen egyszerű, magyarázhatjuk úgy is a kapcsolatokat, hogy a nyúl populációnak, jó a farkasok létezése, mivel azok kiválogatják a beteg és gyenge egyedeket, hozzájárulva a nyúlpopuláció egészének javításához. Másfelől a diófának sem közömbös, hogy nő-e a környékén fű, mivel a fa a fűvel verseng (kompetícióban van) a vízért és a talaj tápanyagaiért. Mindezek figyelembe vételével ez az elnagyolt modell mégis sokat segíthet abban, hogy megértsük, mi is történik a populációk között.
Az egyes populációk közötti versengés mértékét ki is számolhatjuk abból, hogy mennyire fedi át egymást az ökológiai fülkéjük. Minél jobban átfedi egymást két faj ökológiai fülkéje, annál nagyobb köztük a versengés. Általános szabály, hogy olyan fajok, amik mindenben tökéletes versenytársai egymásnak nem élhetnek ugyanazon a helyen (az angol megfogalmazás a CCCC, vagyis Complete Competitors Cannot Coexist). A versengés az evolúciónak is fontos hajtóereje.
Egy-egy területen tehát olyan növény- és állatfajokat találunk, melyek az ott előforduló környezeti tényezőket kedvelik. A fajoknak ezt az összességét társulásnak (cönózis) nevezik. A társulásokat többnyire a bennük előforduló jellemző növényekről nevezik el (pl. gyöngyvirágos tölgyes), vagy a környezet jelemzőiről (pl. dolomit sziklagyep). Hazánkban mintegy 360 társulást különböztetnek mg a kutatók. A társulások fontos jellemzője a sokféleség, más néven diverzitás. Minél többféle élőlény alkot egy társulást és minél egyenletesebb a fajok eloszlása, annál nagyobb egy-egy terület sokfélesége.
Az élőlények azonban nem csak egymással vannak kapcsolatban hanem az élettelen környezetükkel is, a talajjal, a levegővel stb. szoros a kapcsolat az élő és az élettelen rendszerek között, anyag és energia áramlik közöttük. Az ilyen együttmőküdő rendszereket nevezzük ököszisztémáknak. Az ökoszisztéma tág fogalom, tekinthető annak egy pocsolya és akár maga a Föld bolygó is.
A Földünkön előforduló élőlények (élőhelyek) összességét bioszférának nevezzük. Egy-egy éghajlati terület hasonló megjelenésű életközösségei a biomok. Az alábbi ábra Földünk biomjait és azok előfordulását szemlélteti.
környezeti tényező, tűrőképesség, szűktűrésű, tágtűrésű, ökológia, egyed feletti szerveződési szint, biom, társulás, populáció, szimbiózis, kompetíció, kommenzalizmus, antibiózis, specialista, generalista, bioszféra, ökoszisztéma, bioszféra, diverzitás