İnsanların ve diğer canlıların yaşamları boyunca ilişkilerini sürdürdükleri ve karşılıklı olarak etkileşimde bulundukları fiziki, biyolojik, sosyal, ekonomik ve kültürel ortama çevre, belirli bir bölgedeki canlı ve cansız çevrenin tümüne ise ekosistem denir.
Canlıların birbirleriyle ve çevreleriyle olan ilişkilerini inceleyen bilim dalına ise ekoloji denir. Bir popülasyonda bireylerin renkleri, fizyolojik yapıları, davranışları vb. özellikleri farklı olabilir. Canlılarda genler tarafından saptanan ve döllere aktarılan kalıtsal değişikliklere kalıtsal varyasyon, canlılarda çevrenin etkisi ile oluşan ve kalıtsal olmayan farklılıklara çevresel varyasyon (modifikasyon) denir. Spor yapan kişilerin kaslarının gelişmesi, güneş ışığının deri rengini koyulaştırması, kaza sonucu meydana gelen organ ve doku kayıpları yavru bireylere aktarılmaz. Kalıtsal varyasyonlar ise nesilden nesile aktarılabilir. Bazı bireylerin sahip oldukları özellikler de bulundukları çevre şartlarına uyum sağlamalarını kolaylaştırır. Örnek olarak; aşırı soğuk ya da sıcağa dayanabilme özellikleri sayesinde bireyler, tür içindeki üreme ve yaşama şanslarını arttırırlar.
Bireyin bulunduğu ortam şartlarında yaşama ve üreyebilme şansını arttıran kalıtsal özelliklerin tamamına adaptasyon denir. Örnek olarak; bukalemunların tehlike algıladıklarında bulunduğu ortama renk değiştirerek uyum sağlaması, kaktüslerin gövdelerinde su depolaması, develerin hörgüçlerinde yağ depolaması verilebilir. Kurak bölgelerde yaşayan bitkilerin yaprak yüzeyinin dar olması ve yapraklarında örtü tüylerinin bulunması vb. adaptasyonlar bitkinin su kaybını önler. Ortam rengine uyum sağlayan hayvanların avcılar tarafından fark edilmeleri de zor olduğu için hayatta kalma şansları yüksektir.
Yaşamlarını sürdürebilmek ve doğadaki kaynakları kullanabilmek için popülasyondaki bireyler arasında sürekli bir rekabet söz konusudur. Doğal seçilime göre; ortam koşullarına uyumlu canlılar yaşamaya devam ederlerken, diğerleri mücadeleyi kaybederler. Doğal seçilimde bireylerin sahip oldukları bazı kalıtsal özellikleri, onları diğer bireylere göre daha yüksek üreme ve yaşama şansına sahip kılar. Bir popülasyonu oluşturan canlılarda; insanlar tarafından seçilen bazı özelliklerin nesiller boyu aktarılmasının sağlanmasına ise yapay seçilim denir. Böylece beğenilen karakterlere sahip bitki ve hayvan ırkları elde edilebilir ancak yapay seçilim, bireylerin değişen ortam koşullarına direnç geliştirmelerini engelleyebilir.
Bakteri kökenli hastalıklarla mücadelede antibiyotikler kullanılmaktadır ancak hastalık yapan bakterilere karşı uygun antibiyotiğin seçilmemesi, kullanım süresine uyulmaması, çok sık kullanılması sonucunda doğal seçilim ile antibiyotiklere dirençli mikroorganizmalar oluşmaktadır. Antibiyotik direnci, bakterinin hayatta kalma çabasıdır. Doğal seçilimle zayıf olan bakteriler antibiyotiklerin etkisiyle yok olurlar, güçlü olan bakteriler ise nesillerini devam ettirirler. Bilinçsiz antibiyotik kullanımı, antibiyotiğe dirençli bakteri soylarını arttırmakta ve vücudumuzda yer alan sindirimden sorumlu yararlı bakterilerin de sayısının azalmasına neden olmaktadır. Ülkemizde de bu nedenle antibiyotik kullanımı doktor reçetesi ile sınırlandırılmıştır.
Enfeksiyona neden olan bakterinin hangi antibiyotiklere duyarlı olduğunu belirlemek için, laboratuvar ortamında yapılan teste antibiyogram denir. Antibiyogram testi ile gereksiz antibiyotik kullanımının önüne geçilmiş olur.
Tarım alanında bit, pire, sinek vb. zararlılara karşı kullanılan zirai ilaçlara pestisit denir. Herbisitler ise tarım ürünlerinin verimini düşüren yabani otlarla mücadelede kullanılan kimyasal ilaçlardır. İnsektisit (böcek öldürücü), fungusit (küf öldürücü) diğer pestisitlerdendir. Pestisitlerin bilinçsiz ve sık kullanılması; pestisitlere dirençsiz olan bireylerin yok olmasına neden olur, dirençli bireyler ise doğal seçilim mekanizmasıyla ortamda kalır. Dirençli olan popülasyonlarla mücadele için de sık aralıklarla ve fazla miktarda ilaçlama yapılır. Bunun sonucunda da; çevre kirliliği artar ve insanlarla birlikte diğer canlılara olumsuz etkisi olur.
Böcek ilacı olan DDT’nin (dikloro difenil trikloroethan) günümüzde kullanılması yasaklanmıştır. DDT, ilk kullanıldığı yıllarda sineklerle mücadelede etkili olmuş ancak bazı sineklerin sahip oldukları kalıtsal farklılıklar nedeniyle DDT’den etkilenmediği görülmüştür. Bunun sonucunda; DDT kullanılmış olan bölgelerde başlangıçta az sayıda olan dayanıklı bireyler zamanla çoğalmışlardır.
Çevresel etmenlerden dolayı DNA’nın (Deoksiribo Nükleik Asit) nükleotit diziliminde meydana gelen değişimlere mutasyon, mutasyona sebep olan etmenlere ise mutajen denir. Canlıya olumlu veya olumsuz herhangi bir etkisi olmayan mutasyonlara nötr mutasyonlar, canlının yaşamını sürdürdüğü ortamdaki uyum yeteneğini arttıran mutasyonlara ise yararlı mutasyon denir. X ışınları, ultraviyole ışınlar, radyoaktif maddeler, ilaçlar ve virüsler mutasyona neden olabilirler. Mutasyonlar canlıların değişen çevre şartlarına uyumunu değiştirebilir. Mutasyonların çoğu öldürücü olabilir. Eşeyli üreyen canlılarda; vücut hücrelerinde meydana gelen mutasyonlar, yavrulara aktarılmaz. Yalnızca bireyi etkiler ve kalıtsal değildir. Eşey (üreme) hücrelerinde meydana gelen mutasyonlar ise kalıtsaldır ve nesilden nesile aktarılabilir.
