Отличительной особенностью первой половины 19 века стало осознание боль шинством естествоиспытателей ведущей роли среды в существовании органическо го мира, что наиболее четко сформулировано в работах Ж.Б. Ламарка («Философия зоологии», 1809), И.Ж. Сент- Иллера («Естественная история органического мира», 1859), А. Гумбольдта («Идея географии растений», «Космос»). Отдельные аспекты влияния климата на растения и животных выявили О. и А. Декандоли; К.Глогер и К. Бергман описали изменения окраски и размеров тела животных с широтой; ряд экологических сведений сообщали также Д.Одюбон («Птицы Америки», 1827), А. Нордман («Степная фауна», 1843), Э. Эверсман (« Естественная история Оренбургского края», 1840-1866) и другие. В это же время профессор МГУ К.Ф. Рулье раз работал подробную программу и методику экологических ( зообиологических) исследований, блестяще примененную Н.А. Северцовым в работе «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии» (1851).
На дальнейшее развитие экологического направления сильное влияние оказала работа Ч. Дарвина « Происхождение видов……» (1859) и его эволюционная теория, которая в основном опиралась на экологические закономерности. Все это вместе взятое послужило важным стимулом для дальнейшего развития экологического направления и оформления его в самостоятельную биологическую науку об адаптациях, которую Э. Геккель назвал «экологией».
Однако предложение Э. Геккеля о необходимости введения нового термина и выделения новой самостоятельной биологической науки долгое время не находило признания у биологов, хотя масштабы экологических по своей сути исследований заметно увеличились. Основное внимание при этом обращалось на изучение адаптаций растений и животных к климатическим условиям. Так, Е. Варминг выделил основные экологические типы растений и ввел понятие «жизненная форма».
Н. Леваковский установил влияние условий обитания на корневую систему растений, а Дж. Хогг, Д. Аллен, М. Мензбир и Н. Зарудный выявили ряд закономерностей в экологии животных. Расширению интереса к экологическим исследованиям способствовали также отчеты путешественников и выход многотомной « Жизни животных» А. Брема.
К. Мебиус в работе «Устрицы и устричное хозяйство» (1877) показал наличие в природе сообществ тесно связанных между собой организмов - биоценозов и раскрыл ряд закономерностей их формирования и развития. Вскоре оказалось, что они применимы и к наземным растительным сообществам, учение о которых стало самостоятельной наукой «фотосициологией» (С.И. Коржинский, Ю.К. Пачоский), позднее переименованной в «Геоботанику» (А.Я. Гордягин, А.Н. Краснов, Н.И. Танфильев и другие).
С тридцатых годов 19 века работами А. Кетле, П. Верхольста, а затем Ч.Спенсера, У. Уэлдона, К.М. Бэра начато изучение закономерностей динамики численности одновидовых групповых объединений животных, позднее названных популяциями.