选自吴国盛的《科学的历程》

任何生物与其环境构成一个不可分割的整体，任何生物均不能脱离环境而单独生存，这被美国学者康芒纳确定为生态学的第一定律。运用系统科学已经取得的成就，生态学家使用稳恒态、反馈、能量流等概念，来研究生态系统间的相互作用。在整体论思维的支配下，生态学重视种群，重视在群落中研究个体。

在整体的观念之下，循环的观念、平衡的观念、多样性的观念，是生态学中突出的三大观念。

构成生态系统之整体性的，首先是生态系统各子系统之间构成的循环关系。自然生态系统基本的循环，是生产者-消费者-分解者之间的循环。通过光合作用储存太阳能的绿色植物和光合细菌是生产者，食草动物是初级消费者，食肉动物是次级消费者，大型食肉动物是三级消费者。在这些逐次为后者提供能量和营养的生命之间，形成了一个金字塔形的食物链。中国有句俗话叫“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”，形象地反映了水生生物的食物链。所谓的金字塔是指，越是处在塔基的生物数量越多，植物最多，初级食草动物次之，食肉动物再次，大型食肉动物最少。比如昆虫吃植物，鸟类吃昆虫，狐狸吃鸟类，狮虎吃狐狸，狮虎是最少的，因此才有“一山不容二虎”的说法。以海洋食物链为例，一条鲸鱼一顿要吃1吨、约5000条鲱鱼，一条鲱鱼饱食一顿需要近10只小甲壳动物，一只甲壳动物一顿要吃约13万片硅藻。

如果只是一味地单向生产和消费，那么一个有限的地球很快就会被消耗掉。地球上将会到处是动物和植物的尸体。新生的动植物既没有生存物质，也没有生存空间了。所幸的是，地球生态系统中还有一个极为重要的环节，那就是分解者——微生物。微生物直到19世纪才被法国生物学家巴斯德发现并确立起来，从而将地球生命系统由原来的植物-动物两界说扩展成植物-动物-微生物三界说。微生物专事分解动植物的尸体，将之转化成为植物生产所需的新养料。有了微生物这个分解者，地球生命系统的循环就建立起来了。在一个池塘里，浮游植物是鱼的营养源，鱼死后，水里的微生物把鱼的尸体分解为基本的化合物。这些化合物又是浮游植物的营养源。

通过食物链，大大小小的生态系统各以其特有的方式紧密地联系在一起。达尔文在他的《物种起源》中曾经提到三叶草与蜜蜂共生的故事。英国盛产三叶草，它是牛的主要饲料。英国也盛产野蜂，而且正是因为盛产野蜂才盛产三叶草，因为野蜂有很长的舌头，能够有效地替三叶草深红色的花朵传授花粉。但是，田鼠喜欢吃野蜂的蜜和幼虫，从而影响三叶草的授粉。但猫吃田鼠，有猫的地方田鼠少，三叶草就长得茂盛，养牛业就发达。猫少的地方田鼠多，三叶草少，牛饲料就少，养牛业发达不起来。后来有人将这个故事进一步演绎下去，说英国海军的主要食品是牛肉罐头，所以英国雄霸海上的大功臣应该是猫。生物学家赫胥黎听了这个故事之后，又补充说，英国的猫主要都是由老小姐喂养的，因此英国有如此强大的海军，功劳在英国的老小姐们身上。

像猫与三叶草这样的故事在地球生命系统中普遍存在，因此一种生物的减少或灭绝将会引起一连串意想不到的神奇的连锁反应。美国西部落基山脉以东，曾经是辽阔的大草原。印第安民歌这样唱道：“高高的落基山，无边的大草原/莽莽苍苍的绿色原野/曾是我们祖先的家园。”但如今，这里已是一片沙漠。早期的欧洲移民导致了这一切。他们为了自己的经济利益，大兴畜牧业，改造大草原；他们大量枪杀野牛和羚羊，因为它们与家养的牛羊争夺水、草；他们大量枪杀狼，因为它们吃家养的牛羊；他们还在草原上放毒药，大量捕杀草原犬鼠，因为它们的洞穴使牛足深陷其中，伤害牛腿。没过多长时间，草原上的野牛、羚羊消失了，狼和鼠灭绝了。不久，那些误食了有毒犬鼠尸体的鹰隼和其他动物纷纷死去。再过些时候，那些过去被鹰隼捕食的小型啮齿动物大批繁殖起来，对草原进行大肆破坏。加上牛羊越来越多，过度放牧，草原上的草越来越少，最后连草根也被吃光了。植被破坏后，经风力的侵蚀，大草原逐渐被沙化，成了荒凉的大沙漠。生物之间的食物链关系、金字塔结构和循环体系处在一种动态的平衡之中。如果这种平衡被打破，整个生态系统都会受到损害。正所谓“一损俱损，一荣俱荣”。20世纪初年，美国总统老罗斯福为了保护亚利桑那州北部森林中的鹿，大肆捕杀狼。结果，鹿过量地繁殖，小草和树木都被吃光了，绿色植被急剧减少。植被一减少，鹿又大量地死亡，结果森林和鹿都没有保住。本来狼吃掉一些鹿，可以控制鹿的种群数量，而且吃掉的都是一些病鹿，反而有效地控制了疫病对鹿群的威胁。老罗斯福总统为了保护鹿，却毁了整体森林生态系统。这真是人算不如天算。