Живой мир нашей планеты необычайно сложен. На суше и в воде растут самые разнообразные растения и живут различные животные. Среди них есть как совсем маленькие, так и огромные, достигающие десятков тонн. Есть организмы, которые считаются и растениями, и животными одновременно. К отдельным группам организмов относятся грибы и бактерии. И везде — в воздухе, воде, почве — распространены не видимые простым глазом бактерии. И во все живое проникают совсем крошечные вирусы. Все это многообразие живых организмов существует совместно друг с другом и находится в сложнейшей взаимосвязи.
Круговорот сложных веществ в живой природе включает пищевые цепи. Это линейная замкнутая последовательность, в которой каждое живое существо питается кем-то или чем-то и само служит питанием для другого организма. Внутри пастбищной пищевой цепи органические вещества создаются автотрофными организмами, например растениями. Растения поедаются животными, которых, в свою очередь, съедают другие животные. Грибы-редуценты разлагают органические останки и служат началом детритной трофической цепи.
Каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем (от греческого слова «трофос» — «питание»).
Существует два основных типа пищевых цепей — пастбищные (цепи выедания) и детритные (цепи разложения). Основу пастбищной пищевой цепи составляют автотрофные организмы, которых поедают животные. А в детритных трофических цепях большая часть растений не потребляется травоядными животными, а отмирает и затем разлагается сапротрофными организмами (например, дождевыми червями) и минерализуется. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, а затем идут к детритофагам и к их потребителям — хищникам. На суше преобладают именно такие цепи.
Экологическая пирамида — это графическое изображение соотношения различных трофических уровней пищевой цепи. Пищевая цепь не может содержать больше 5—6 звеньев, потому что при переходе на каждое следующее звено 90% энергии теряется. Основное правило экологической пирамиды основывается на 10%. Так, например, для образования 1 кг массы дельфину нужно съесть около 10 кг рыбы, а им, в свою очередь, 100 кг корма — водных позвоночных, которым для образования такой массы необходимо съесть 1000 кг водорослей и бактерий. Если в соответствующем масштабе изобразить эти величины в порядке их зависимости, то действительно образуется своеобразная пирамида.
Зачастую взаимодействие между живыми организмами в природе более сложно, и визуально это похоже на сеть. Организмы, особенно хищники, могут питаться самыми разными существами, причем из различных пищевых цепей. Таким образом, пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые сети.
Cимбиоз — совместное существование двух организмов разных видов, которые могут приносить друг другу пользу. Например, только некоторые бактерии обеспечивают пищеварение животных и лишь определенные насекомые могут опылять цветки орхидей. Их сосуществование и есть симбиоз.
Мутуализм — вид симбиоза, при котором пользу получают оба существа, причем такие взаимоотношения являются обязательными для их существования.