Ecologia este o ramură a biologiei care se concentrează pe examinarea organismelor vii din mediul natural. Ecologiștii se uită la modul în care organismele interacționează cu mediul și între ele și studiază sistemele complexe și interconectate care influențează viața pe Pământ. Ecologia este uneori cunoscută și sub denumirea de biologie a mediului și există o serie de subdiscipline în această ramură a științelor care se ocupă de subiecte specifice de interes, cum ar fi relația dintre oameni și mediul natural.
Cercetătorii în ecologie pot studia indivizi, populații, comunități și ecosisteme. La fiecare nivel, sunt mai multe lucruri de învățat. Mediul natural este de obicei puternic interconectat; cercetătorii se pot concentra asupra unei singure populații de plante sau animale, de exemplu, și pot găsi mult furaj pentru studiu, variind de la modul în care acea populație modelează mediul fizic până la modul în care alte organisme interacționează cu acesta. De exemplu, populațiile de rumegătoare pot crea căi și gropi de adăpare, modelând pământul și, de asemenea, pot influența populațiile de plante mâncând unele specii de plante, lăsându-le pe altele în pace și excretând semințe pe care plantele le pot folosi pentru a se răspândi.
În secolul al XX-lea, ecologistii au devenit deosebit de interesați de activitățile umane care au avut un efect dăunător asupra mediului, recunoscând că oamenii ar putea avea o influență extraordinară și nu întotdeauna benefică asupra naturii. De exemplu, aruncarea poluanților într-un râu poate provoca o varietate de schimbări în natură, la fel cum pavarea unei zone umede poate elimina un habitat și poate pune stres asupra animalelor și plantelor care sunt obișnuite să trăiască acolo.
Ecologiștii sunt adesea interesați să se uite la ecosisteme întregi și să studieze toate organismele care trăiesc în ele și le influențează. Fiecare ecosistem găzduiește specii unice de plante și animale care s-au adaptat la mediu și între ele, iar studiul acestora poate oferi oamenilor de știință informații despre istoria acelui ecosistem și rădăcinile evolutive ale animalelor care trăiesc acolo. Ecologia poate fi studiată și în medii urbane.
Studiul ecologiei nu se limitează la mediul terestru; mediile marine, lacurile și pâraiele pot oferi, de asemenea, o mare cantitate de hrană pentru gândire și inspirație pentru studiu. Mediul marin, în special, nu este foarte bine înțeles, cercetătorii descoperă în mod constant că există mai multe de învățat despre ocean, despre creaturile care trăiesc acolo și despre geografia și geologia subiacente. De exemplu, timp de secole oamenii au presupus că fundul oceanului era inactiv și sumbru, dar în secolul al XX-lea, cercetătorii au descoperit zone de activitate biologică în jurul gurilor hidrotermale, cu organisme care s-au adaptat la mediul întunecat, cu presiune ridicată și cu oxigen scăzut al marea adâncă.