Ewolucja przez selekcję naturalną: Teoria Darwina – Jest eko teorią i opiera się na następujących założeniach:

- Osobniki tworzące populację nie są identyczne, ale się różnią

- Niektóre z tych zmienności są dziedziczne

- Różni przodkowie pozostawiają po sobie różną liczbę potomstwa (także potomstwo potomstwa)

- Liczba pozostawionego potomstwa w dużym stopniu zależy od oddziaływań między cechami osobników i jego środowiskiem

- Osobnik przeżyje, będzie się rozmnażał i pozostawi potomstwo w jednych środowiskach a w 2 nie.

- Osobniki najbardziej pasujące pozostawią największą liczbę potomstwa.

- Jeżeli wskutek tego zmienią się dziedziczne cechy populacji, mówimy, że wyst ewolucja przez naturalną selekcję

- Obecne cechy osobników są wynikiem histerii ewolucyjnej

- Precyzyjne dopasowanie się do środowiska

Wpływ czynników historycznych: Przesunięcia lądów np. Rozmieszczenie największych ptaków nielotnych. Zmiany klimatyczne np. Obecność wyizolowanych arktycznych populacji roślin tolerujących zimno. Model wyspowy np. Na wyspie jest mniej gat i różnią się od tych na lądzie.

Ewolucja konwergenta: Dopasowanie się organizmów do środowiska może być obserwowane w postaci budowy i behawioru org żyjących w podobnym środowisku, lecz należących do różnych gałęzi drzew ewolucji. Struktury mogą być: analogiczne (podobne w budowie lub funkcji), homologiczne (pochodzące od tego samego organu wspólnego przodka).

Ewolucja równoległa: Gatunki pokrewne ewoluują w sposób zbliżony, aby dopasować się do podobnych warunków środowiskowych. Przytoczyć tutaj możemy przykład os oraz pszczół, które ewoluowały tworząc społeczeństwa odrębne

Obieg materii w ekosystemie - Ruch pierwiastków (azot, fosfor, tlenu, węgiel i inne) i związków nieorganicznych (woda) , koniecznych do życia, od środowiska do organizmów i z powrotem do środowiska. Podstawowym poziomem troficznym w obiegu materii są rośliny zielone (producenci). Wytworzona przez nie materia organiczna jest następnie wbudowana w tkanki zwierząt (konsumentów) i powraca do obiegu w ekosystemie po rozłożeniu przez reducentów na rozpuszczalne w wodzie sole mineralne.

Azot – Niezbędny do życia (białko budulcowe, enzymy, chromosomy). Pula gazowa. Przychody – Wiązanie biologiczne, Skomplikowany rozkład materii, Wyładowania atmosferyczne, elektryczne (burze, błyskawice), Wulkany uwalniają azot, Eutrofizacja – pogłębiana przez azot, nawożenie mineralne, Wnoszenie z wody (ptaki, ryby, ssaki). Ubytki – Pobieranie (blokowanie), Denitryfikacja, Wymywanie

Fosfor – Składnik protoplazmy (nukleotydy, fosfolipidy, ATP, ADP), aktywizuje środowisko – eutrofizacja gleby – struktura gruzełkowata, aktywność biologiczna. Pula sedymentacyjna. Przychody – Wietrzenie skał, rozkład materii organicznej, nawozy fosforowe, wynoszenie z wody. Ubytki – Pobieranie przez organizmy, wymywanie, uwstecznianie

Siarka – Potrzebna do syntezy niektórych aminokwasów w glebie obecna (emisje so2), kwaśne deszcze, duże potrzeby – ziemniaki, kapusta. Obieg typu mieszanego (pula w glebie i w powietrzu). Przychody – Emisje przemysłowe, rozkład substancji organicznej, nawożenie, wietrzenie skał, wybuchy wulkanów, wynoszenie z wody. Ubytki – Redukcja i utlenianie do postaci gazowej, pobieranie przez organizmy, wymywanie do morza. Rośliny korzystają z 2 pól (S stymuluje obieg P – rozpuszczanie uwstecznione fosforanów.

Cykl biogeochemiczny – krążenie pierwiastka lub związku chemicznego w obrębie całej ekosfery, łącznie z biosferą. W każdym cyklu dość łatwo można wyróżnić dwie części zasobów danego pierwiastka:

- Pulę zasobów (stanowi ją podstawowa część całkowitej ilości pierwiastka, która znajduje się w formie nieorganicznej poza ciałami organizmów żywych: przemiany w tej puli mają charakter abiotyczny)

- Pulę wymienną (stanowi ją ta część pierwiastka, która znajduje się w żywych organizmach i ich bezpośrednim środowisku: pulę tę cechują znacznie szybsze przemiany o charakterze biotycznym)

Ekosystem – fragment przyrody stanowiący funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana między jej częścią żywą – biocenozą, a nieożywioną – biotopem. Każdy w pełni rozwinięty ekosystem składa się z elementów: abiotycznych (nieożywionych), biotycznych (żywych).

Elementami abiotycznymi są: woda, gleba, gazy atmosferyczne (tlen, azot, dwutlenek węgla), rzeźba terenu, klimat, temperatura. Tworzą one biotop czyli nieożywioną część ekosystemu. Elementy biotyczne to wszystkie żywe organizmy ( rośliny i zwierzęta ) pozostające między sobą w różnego rodzaju zależnościach. Tworzą one biocenozę czyli ożywioną część ekosystemu.

Struktura troficzna każdego ekosystemu jest zazwyczaj taka sama. Wyróżnia się w niej:

- producentów, czyli organizmy autotroficzne, które są zdolne do wytwarzania materii organicznej w procesie fotosyntezy ( rośliny zielone i bakterie fotosyntetyzujące ) oraz chemosyntezy ( bakterie chemosyntetyzujące ),

- konsumentów, czyli organizmy heterotroficzne, niezdolne do wytwarzania związków organicznych z nieorganicznych, a przystosowane do pobierania gotowej materii organicznej; należą tu wszystkie zwierzęta,

- reducentów (destruentów ), czyli grupę organizmów heterotroficznych, które odżywiają się martwą materią organiczną i rozkładając ją na proste związki nieorganiczne dostarczają je roślinom zielonym; należą tu głównie bakterie i niektóre grzyby.

Autotrofy - Organizmy samożywne przekształcające nieprzyswajalne lub trujące związki mineralne w formy dostępne dla ich życia i rozwoju. Produkują potrzebne im do życia substancje organiczne (białka, tłuszcze, węglowodany) z wody, soli mineralnych i dwutlenku węgla, przy wykorzystaniu energii świetlnej lub chemicznej. Organizmy te dzielą się na fotoautotrofy (do produkcji potrzebnych im substancji wykorzystują światło słoneczne, np. rośliny zielone) i chemoautotrofy (bakterie samożywne, np. siarkowe, nitryfikacyjne Nitrobacter, których źródłem energii jest utlenienie substancji nieorganicznych, żelazowe i wodorowe). Rola w ekosystemie:

- Wiązanie energii (siła napędowa ekosystemu), Produkcja tlenu, Kształtowanie krajobrazu i klimatu.

Heterotrofy – Organizm odżywiający się cudzożywnie, są to bakterie saprofityczne i pasożytnicze, protisty zwierzęce i grzybopodobne, rośliny pasożytnicze, grzyby i zwierzęta. Heterotrofy takie jak bakterie i grzyby są zaliczane do reducentów, czyli organizmów rozkładających martwą materię organiczną do prostych związków mineralnych, niezbędnych dla organizmów samożywnych.

Łańcuch troficzny – szereg organizmów ustawionych w takiej kolejności, że każda poprzedzająca grupa (ogniwo) jest podstawą pożywienia następnej. Wiążą one ze sobą producentów, konsumentów i reducentów w poszczególnych biocenozach. Łańcuchy troficzne tworzą sieć zależności pokarmowych. Dzięki nim możliwy jest obieg materii i przepływ energii w ekosystemach.

Sukcesja ekologiczna - Uporządkowany proces rozwoju ekosystemu polegający na zachodzących w czasie zmianach struktury gatunkowej i procesów biocenotycznych, które wynikają ze zmian w abiotycznym środowisku (abiotyczne czynniki) pod wpływem biocenozy.

Koncepcje tłumaczące modele biocenoz:

- Model monoklimaksu - Wszystkie szeregi sukcesji w określonej strefie klimatycznej są zbieżne i zmierzają do tego samego → klimaksu.

- Model hamowania - Wymiana gatunków jest hamowana przez wcześniejszych kolonizatorów, a szeregi sukcesyjne zależą, od tego, jaki gatunek osiedlił się pierwszy.

- Model tolerancji - Na wymianę gatunków w toku sukcesji nie mają wpływu wcześniejsi kolonizatorzy, a gatunki późniejszych stadiów sukcesji to te, które są w stanie tolerować niższy poziom zasobów, niż gatunki wczesnych faz sukcesji.

- Model kolonizacji losowej - Sukcesja polega jedynie na losowym przeżywaniu różnych gatunków i losowej kolonizacji przez nowe gatunki. Nie ma żadnego "ułatwiania" i żadnej konkurencji międzygatunkowej

- Model poliklimaksu – Klimat na ziemi nie zmienia się, mogą istnieć obok sto różne klimaksy.

- Model edaficzny – Wpływ gleby > od wpływu klimatu.

- Klimaks - To końcowe, stabilne stadium rozwoju roślinności i gleby, osiągające równowagę produkcji, dekompozycji i liczby gatunków, zdolne do regeneracji po zaburzeniu.

Dysklimaks (subklimaks antropogeniczny) – Biocenoza zastępująca klimaks na skutek zaburzeń środowiskowych, np. intensywny wypas może przekształcić step (klimaks) w półpustynię

Kierunek zmian biocenozy w trakcie sukcesji: Wzrost biomasy biocenozy, Wzrost zróżnicowania gatunkowego, Wzrost udziału drapieżników i pasożytów, Komplikacja i zacieśnianie powiązań między gr troficznymi, Wydłużenie łańcuchów troficznych, Wzrost homeostazy ekosystemu i zdolności biocenozy do zatrzymywania składników odżywczych w ekosystemie