發現關鍵物種
1960年代，有些生物學家開始對大自然提出一些單純的問題。例如：雖然地球上長滿了植物，但是為什麼不會被動物吃光？還有，如果將某種動物從某個地方移除，會發生什麼事？美國科學家，羅伯特．佩恩教授在華盛頓州的海岸線研究生機蓬勃的潮池，發現有趣的現象─原來，在食物網中，並不是每一種生物都一樣重要；其實是其中的某些生物對於當地生態系的平衡，扮演更關鍵的角色。
佩恩教授的實驗顯示，在一個生態系中，有些物種非常重要。有時只是一種掠食者的變化就會影響其他生物。他把這樣的生物稱為「關鍵物種」。他的靈感來自砌石拱橋中央最重要的那塊石頭―拱心石。移除了拱心石，整座拱橋就會坍塌。而關鍵物種就是維持生態系平衡、不可或缺的角色。
友善又凶猛的獵人
沿著華盛頓州的海岸線往北，另一位科學家詹姆斯．埃斯特斯在佩恩的協助下，發現了北太平洋海域的另一個關鍵物種：海獺！毛茸茸的海獺看起來十分可愛，但牠們其實是強壯且凶猛的掠食者。海獺會捕食生活在海底、多刺的海膽；而海膽最愛吃海洋中的大型海藻―也稱為海帶。因此海獺對於維持海藻森林的健全非常重要。
海洋中的森林
海獺只生活在阿留申群島（位於阿拉斯加西部）中的某些島嶼上。少了海獺的捕食，海膽的數量迅速增加，牠們毫無節制的啃食海帶，直到摧毀整座海藻森林。當海藻消失，許多賴以維生的動物也會跟著消失。這就像連鎖反應，科學家將這種現象稱為「營養瀑布」；意思是當食物鏈中的某個生物消失後，其他生物也會連帶受到影響。
頂級掠食者
頂級掠食者就像人類世界的國王或女王。牠們位在食物鏈的最頂端─這代表沒有任何天敵或掠食者會獵捕、吃掉牠們。這些掠食者對生態的平衡非常重要，因為當牠們獵食其他動物，就是在控制其他動物的數量。
當某個地區的頂級掠食者被移除，就會破壞整個生態的平衡。美國的黃石國家公園就曾發生這種狀況：原本灰狼是當地的頂級掠食者，但牠們在1920年代遭到大量獵殺，最後完全從國家公園內消失。
灰狼消失後，國家公園裡的紅鹿再也沒有天敵，數量迅速增加。這些大型鹿不僅吃草，也啃食灌木、樹皮和樹苗的嫩芽。在紅鹿肆無忌憚的過度啃食下，國家公園的地景變得一片荒蕪。
1995年，科學家從加拿大和蒙大拿州帶來野生灰狼，在黃石國家公園野放。灰狼的重新引入為國家公園帶來連鎖反應，讓生態系重新回到平衡。
認識關鍵物種
生態學家很快就發現，關鍵物種不一定是掠食者。事實上，有些植物、鳥類、昆蟲和草食動物，也扮演了關鍵物種的角色。
草食動物
透過啃食植物，草食動物可以塑造棲地，成為關鍵物種。
植物
植物也能成為關鍵物種。它們經常為其他物種提供食物或棲地，讓動物能夠繁殖。
重要的獵物
有些動物是其他動物的獵物。掠食動物需要依賴牠們才能生存，因此獵物在食物
網中，同樣扮演非常重要的角色。少了牠們，整個生態系都會受到影響。
合作夥伴
會相互合作、共同維持生態系運作的物種，稱為互利關鍵物種。
棲地改造者
有的動物或植物會改變生活環境的地形地貌，因此被稱為生態系工程師。