Чем глубже биологическая наука проникает в тайны живого, тем сильнее растет убеждение, что животный и растительный мир находятся в тесной взаимосвязи, как друг с другом, так и с окружающей их неживой природой. Растительные и животные виды расселяются повсюду, где только находят подходящую для себя природную среду и приспосабливаются к господствующим там законам природы. Некоторые особенности неживой природы оказывают влияние на размеры и состав биологического сообщества, типичного для данного места.
Зависимость сообщества растений и животных от их среды обитания, разумеется, ведет к различиям в плотности их популяций, продолжительности развития и последовательности смены видов, почти всегда следующей за изменениями характерных особенностей данной среды обитания. Природное сообщество, следовательно, не есть нечто застывшее и неизменное в своем составе. Оно претерпевает закономерные изменения, и при благоприятных условиях в нем может сложиться биологическое равновесие. Полная биологического смысла, гармонично сложенная живая структура, состоящая из отдельных существ и сообществ, вместе с окружающей ее жизненной сферой образует экосистему, которая может иметь гигантские размеры, к примеру в море, или представлять собой крошечное сообщество живых существ, скажем в дождевой луже. На первый взгляд экосистемы кажутся как бы независимыми от внешнего мира. Их можно сравнить с неким разумно управляемым космическим кораблем, мчащимся в безграничных просторах. Однако в конечном счете все они зависят от определенного внешнего фактора-света. Он служит для них источником жизненной энергии, как будто бы некий прибор, находящийся в капсуле солнечной батареи космического корабля, снабжает их электрической энергией.
Солнечная энергия вместе с водой, углекислым газом и минеральными солями преобразуется зелеными растениями в процессе фотосинтеза в органическое вещество. Животные не способны сами преобразовывать солнечный свет в вещества своего тела. Жизненную энергию в конечном счете они получают прямо от растительных продуцентов или косвенным путем, питаясь мясом. Таким образом, солнечная энергия, воспринятая когда-то растением, продолжает свой круговорот по всей экосистеме в виде органической материи. В конце цепи стоит конечный потребитель, питающийся как растениями, так и животными; он снова расщепляет эту пищу на ее первоначальные составные части-воду, углекислый газ и минеральные соли. В конце концов в этот очень сложный круговорот включается также и человек.
Рассматривая отдельных членов этого круговорота с учетом последовательности каждого и его роли (не упуская, однако, из виду естественные условия), хорошо уясняешь внутреннее взаимодействие жизненных процессов и глубокий смысл прочного биологического единства в тщательно сбалансированном равновесии. Если же факторы, обеспечивающие жизнедеятельность экологической системы, оказываются внезапно нарушенными, то произойдет чувствительное отклонение от установившегося равновесия, что в свою очередь может привести даже к полной катастрофе всей экосистемы. Однако в естественных условиях такие «экологические катастрофы» крайне редки, и через некоторое время все снова входит в свои рамки. Так, например, регулируется численность популяций многих животных, после того как плохие условия сменяются более благоприятной средой обитания, стремясь всегда к равновесию между числом организмов и емкостью среды.