Die Ökologie befasst sich mit den komplexen Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt. Ein zentrales Konzept ist die ökologische Potenz, die den Toleranzbereich eines Lebewesens gegenüber Umweltfaktoren beschreibt.
Die ökologische und physiologische Potenz zeigt sich in verschiedenen Beispielen: Während Euryöke Arten wie Ratten eine breite Toleranz aufweisen, haben stenöke Organismen wie Korallen sehr spezifische Anforderungen an ihre Umwelt. In der Populationsökologie wird das Zusammenleben von Artgenossen untersucht, wobei das logistische Wachstum eine wichtige Rolle spielt. Dieses Wachstum wird durch dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren beeinflusst. Die Lotka-Volterra-Regeln beschreiben dabei die Dynamik zwischen Räuber und Beute-Populationen.
Ein weiterer fundamentaler Prozess in der Biologie ist der Calvin-Zyklus, der den wichtigsten CO2-Fixierungsmechanismus der Photosynthese darstellt. Der Ablauf des Calvin-Zyklus gliedert sich in drei Phasen: Carboxylierung, Reduktionsphase und Regeneration. In der ersten Phase wird CO2 an Ribulose-1,5-bisphosphat gebunden, während in der Reduktionsphase energiereiche Verbindungen entstehen. Die komplexe Reaktionsgleichung des Calvin-Zyklus zeigt, wie aus CO2 und Wasser unter Verwendung von Lichtenergie Glucose gebildet wird. Dieser Prozess ist fundamental für das Verständnis der Photosynthese und damit der Energiegewinnung in Pflanzen.
