Ekologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari interaksi antara organisme dan lingkungan mereka, termasuk interaksi di antara organisme itu sendiri. Dalam ekologi, kita akan mempelajari berbagai konsep dasar seperti ekosistem, komunitas, populasi, dan biosfer.
Ekosistem adalah unit fungsional dari alam yang terdiri dari organisme hidup (biotik) dan komponen tidak hidup (abiotik) serta interaksi di antara keduanya. Komponen biotik mencakup semua makhluk hidup seperti tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Komponen abiotik mencakup faktor fisik dan kimia seperti cahaya matahari, air, udara, tanah, dan suhu. Dalam ekosistem, energi mengalir dari satu organisme ke organisme lain melalui rantai makanan dan jaring-jaring makanan. Selain itu, materi juga didaur ulang melalui proses yang dikenal sebagai daur biogeokimia.
Komunitas adalah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup di suatu daerah tertentu dan berinteraksi satu sama lain. Populasi adalah kelompok individu dari spesies yang sama yang hidup di suatu daerah tertentu dan mampu melakukan reproduksi antar sesamanya. Dalam komunitas, organisme berinteraksi dalam berbagai cara seperti predasi, kompetisi, mutualisme, komensalisme, dan parasitisme.
Biosfer adalah lapisan bumi tempat seluruh kehidupan berlangsung, mencakup atmosfer (lapisan udara), hidrosfer (lapisan air), dan litosfer (lapisan tanah dan batuan). Biosfer adalah sistem tertinggi dalam hierarki ekologi yang mencakup semua ekosistem di planet ini.
Interaksi antar organisme dalam ekologi sangat kompleks dan dapat dikategorikan dalam beberapa tipe. Predasi adalah interaksi di mana satu organisme (predator) menangkap dan memakan organisme lain (mangsa). Kompetisi terjadi ketika dua atau lebih organisme berusaha mendapatkan sumber daya yang sama, seperti makanan atau tempat hidup. Mutualisme adalah interaksi di mana kedua organisme mendapatkan keuntungan. Komensalisme adalah interaksi di mana satu organisme mendapatkan keuntungan tanpa mempengaruhi organisme lain. Parasitisme adalah interaksi di mana satu organisme (parasit) hidup pada atau di dalam organisme lain (inang) dan mendapatkan keuntungan dengan merugikan inangnya.
Aliran energi dalam ekosistem dimulai dari produsen (tumbuhan) yang mampu menghasilkan makanan melalui fotosintesis. Konsumen primer (herbivora) memakan produsen, kemudian konsumen sekunder (karnivora) memakan konsumen primer. Konsumen tersier (karnivora puncak) memakan konsumen sekunder. Selain itu, terdapat juga dekomposer seperti bakteri dan jamur yang menguraikan materi organik mati dan mengembalikannya ke lingkungan sebagai nutrisi.
Daur materi dalam ekosistem melibatkan siklus biogeokimia seperti siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus air. Dalam siklus karbon, karbon dioksida diubah menjadi bahan organik melalui fotosintesis dan kembali ke atmosfer melalui respirasi dan dekomposisi. Dalam siklus nitrogen, nitrogen di atmosfer diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tumbuhan melalui proses fiksasi nitrogen, kemudian dikonsumsi oleh hewan dan kembali ke tanah melalui dekomposisi.
Melalui pemahaman ekologi, kita dapat lebih menghargai kompleksitas dan keanekaragaman kehidupan di bumi serta pentingnya menjaga keseimbangan ekosistem untuk kelangsungan hidup semua organisme.