"Wie anziehend es ist, ein mit verschiedenen Pflanzen bedecktes Stückchen Land zu betrachten, mit singenden Vögeln in den Büschen, mit zahlreichen Insekten, die durch die Luft schwirren, mit Würmern, die über den feuchten Boden kriechen, und sich dabei zu überlegen, dass alle diese so kunstvoll gebauten, so sehr verschiedenen und doch in so verzwickter Weise voneinander abhängigen Geschöpfe durch Gesetze erzeugt worden sind, die noch rings um uns wirken."

So beginnt Charles Darwin den letzten Absatz seines 1859 erschienenen Werks "Über die Entstehung der Arten". Er war damals den ineinandergreifenden Regeln und Kräften der Evolution auf der Spur, die er im Wesentlichen erkannt hatte. Was allerdings ökologische Gesetzmäßigkeiten betrifft – also Beziehungen und Wechselwirkungen zwischen Organismen und ihrer lebenden und unbelebten Umwelt –, so haben die Forscher auch heute noch große Mühe, die jeweils wirkenden Einflüsse und Entwicklungsmuster zu verstehen. Selbst scheinbar simple Fragen entpuppen sich oft als reichlich kompliziert – etwa warum eine bestimmte Population gerade an jenem Ort vorkommt und an einem anderen ganz ähnlichen nicht oder weshalb von einer Eidechse in einem Waldgebiet pro Hektar rund 500 Exemplare leben und nicht 50 oder 5000. Verblüffend ist oft auch, wie stark sich Artenbestände mit der Zeit verändern können. Welche Faktoren jeweils in den Vordergrund treten, kann sogar von der Größe des betrachteten Ausschnitts eines Ökosystems abhängen.

Zur Umwelt eines Organismus gehören zum Beispiel: andere Vertreter der eigenen Art sowie Angehörige weiterer Spezies, deren Verteilung und Raumnutzung, zudem Faktoren wie Temperatur, Lichtmenge, Wasser oder auch verschiedenste chemische Stoffe. Mit vielen dieser Komponenten tritt ein Organismus auf diverse Weise in Wechselwirkung, etwa wenn er sich Nährstoffe beschafft, Paarungspartner sucht, sich vor Fressfeinden schützt und wenn er sich gegen Kälte, Überhitzung oder Austrocknung wappnet.

Die dabei auf ganz verschiedenen Ebenen auftretenden Wechselwirkungsmuster möchten Ökologen verstehen. Wegen der großen Anzahl von Einflussfaktoren existieren allerdings zu manchen beobachteten Zuständen eine Reihe teils widersprüchlicher Erklärungsansätze...