thumb|240px|Liczba gatunków na wyspie, zajmujących określone nisze ekologiczne, ustala się w procesie sukcesji obejmującym imigrację i emigrację, ekstynkcję i specjację, połączone z przekształceniami biotopu Biogeografia wysp – część ekologii dotycząca rozmieszczenia i liczebności gatunków na wyspach ekologicznych – obszarach z granicami, na których istnieje bariera ekologiczna utrudniająca migrację organizmów, co prowadzi do powstawania odizolowanych ekosystemów o strukturze zależnej od wielu czynników biotycznych i abiotycznych. W tym przypadku pojęcie „bariery ekologiczne” oznacza takie przeszkody utrudniające przemieszczanie się organizmów, jak łańcuchy górskie, szerokie pasy wody dla zwierząt lądowych, duże obszary rolne (bez zadrzewień śródpolnych) i ogrodzone sady, tereny zabudowane i autostrady. W ekologii o pojawieniu się bariery ekologicznej mówi się również w przypadku wystąpienia innych czynników powodujących izolację rozrodczą, takich jak zanik kontaktów w wyniku przyjęcia przez grupy organizmów jednego gatunku różnych strategii ekologicznych (np. różne pory aktywności, różne preferencje pokarmowe, różne pory kwitnienia roślin). Klasycznymi przykładami wysp ekologicznych są wyspy oceaniczne o zróżnicowanej powierzchni i różnej odległości od innych wysp i kontynentu.

Szybkość i kierunek zmian liczby gatunków istniejących na wyspie zależy od dwóch wielkości: liczby nowych gatunków pojawiających się w jednostce czasu (imigracja, specjacja) i liczby gatunków ubywających w tym samym okresie (emigracja, ekstynkcja). Obie wielkości – zrównoważone (zob. klimaks) lub niezrównoważone (np. w okresie sukcesji pierwotnej albo wtórnej – po klęskach żywiołowych lub innych zakłóceniach równowagi biocenotycznej) – zależą od wielu czynników, m.in. od odległości wyspy od zewnętrznego źródła nowych gatunków, zróżnicowania siedlisk na wyspie, zróżnicowania gatunków na obszarze źródłowym, współczynników śmiertelności (d) i rozrodczości (b) poszczególnych imigrantów (b i d zależą od cech gatunku oraz biotycznych i abiotycznych czynników ekologicznych).

Wyspa ekologiczna Wyspami ekologicznymi nazywa się pojedyncze ekosystemy lub grupy ekosystemów o zbliżonym charakterze, położone w odmiennym siedlisku, np. wyspa oceaniczna lub kontynentalna, jezioro lub śródpolne oczko wodne, zadrzewienia śródpolne, określona część obszaru leśnego (np. polana), zieleń wysoka w mieście (np. park miejski), łąka naturalna i półnaturalna, torfowisko.

Zależność tempa zmian liczby gatunków w określonym siedlisku od jego powierzchni, odległości od obszaru źródłowego lub kilku sąsiednich obszarów źródłowych oraz innych czynników opisują modele biogeograficzne, wciąż, od połowy XX w., opracowywane przez wielu badaczy. Badania nie są ograniczone do gatunków współcześnie istniejących, co ilustruje przykład badań historii ekosystemów wysp Morza Śródziemnego (Maria Palombo, 2007). Nieoczekiwanie stwierdzono, że na niemal wszystkie większe wyspy spadł niegdyś „prawdziwy deszcz propagul pod postacią stad słoni”. Wskutek ich radiacji na prehistorycznych wyspach żyło kilkanaście gatunków słoniowatych.

Możliwości teoretycznego prognozowania biologicznej różnorodności i stabilności ekosystemów izolowanych w różnym stopniu – z barierami naturalnymi lub sztucznymi – są cenne jako jedna z podstaw sozologii. Z punktu widzenia ochrony środowiska bardzo istotne są np. możliwości określenia, jaka minimalna wielkość powierzchni lądowych wysp ekologicznych jest niezbędna, aby biocenoza o określonej liczbie gatunków była trwała. + Wyspy ekologiczne wyodrębnione w województwie śląskimZobacz – mapa Struktury ekologiczne w województwie śląskim (2003). Symbol obszaru Nazwa Powierzchnia ha Symbol obszaru Nazwa Powierzchnia ha WR11 Julianka 10530 WR21 Bajerka 2567 WR12 Turzyn 414 WR22 Ligota 141 WR13 Mitręga 8274 WR23 Bestwina 207 WR14 Wyspa ekologiczna Panewnicka 3416 WR24 Jawiszowice 148 WR15 Wyspa ekologiczna Miechowicka 3130 WR30 Lasy Chrzanowskie 540 WR20 Dębowiec 851 WR32 Wilkoszyn 139

Badania biogeograficzne wysp Zmiany struktury ekosystemów wysp zachodzą pod wpływem wielu różnych procesów – geologicznych, klimatycznych, biologicznych (w tym genetycznych i ekologicznych). Ich szybkości są bardzo zróżnicowane. Procesy geologiczne, np. wędrówka kontynentów i cykl skalny, zachodzą w geologicznej skali czasu. Nieustające powolne procesy tektoniczne były w przeszłości przyczyną rozpadu i ponownego łączenia kontynentów (zob. cykl superkontynentalny), zdarzeń powodujących zmiany prądów morskich i zmiany w atmosferze, a w związku z tym zmiany klimatu (zob. cykle oceaniczne Fischera, El Niño, oscylacja północnoatlantycka i północnoatlantyckie wody głębinowe).

Na oddalających się fragmentach wcześniejszych kontynentów zachodziły zmiany początkowego składu gatunkowego zespołów roślin i zwierząt – część z nich wymierała (np. wskutek niekorzystnej zmiany cech siedliska lub wzrostu śmiertelności z powodu zwiększonych antagonistycznych oddziaływań innych gatunków), a inne podlegały zmianom ewolucyjnym (np. dostosowania do nowych warunków, radiacja adaptacyjna). Zapis tych zmian jest częściowo zachowany w postaci skamieniałości (zob. paleontologia). Równocześnie ze zmianami genotypów zachodziły procesy o charakterze ekologicznym – zajmowanie nowych nisz ekologicznych i tworzenie nowych międzygatunkowych zależności (np. sieci troficznych, piramid ekologicznych i pozatroficznych zależności międzygatunkowych). Analogiczne przekształcenia struktur ekosystemów następowały po ponownym połączeniu się mniejszych kontynentów w większy i po kolejnych zmianach klimatu.

Procesy ewolucyjne (przykłady) thumb|240px|Wyspy wulkaniczne ang. Galapagos Islands (wiek ok. 1 mln lat) – miejsce radiacji adaptacyjnej obserwowanej przez Karola Darwina thumb|240px|Żółw słoniowy z Galapagos (Chelonoidis nigra) thumb|240px|Zięby Darwina z archipelagu Galapagos Obiektami szczególnie interesującymi ewolucjonistów i ekologów są stosunkowo młode (w skali geologicznej) wyspy wulkaniczne, np. powstające w strefie subdukcji płyty oceanicznej pod płytę kontynentalną lub w strefie grzbietów śródoceanicznych (zob. spreading) oraz młode jeziora, powstające np. w strefach ryftów kontynentalnych. Oba rodzaje obiektów badań są wyspami ekologicznymi, na których w znanym czasie (zob. datowanie) rozpoczęła się sukcesja pierwotna.

Galapagos Wyspy wulkaniczne są od dawna obiektami badań ewolucjonistów i ekologów. Takie wyspy pozwoliły Darwinowi sformułować hipotezę o powstawaniu nowych gatunków z gatunków innych (O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, 1859). Stwierdził m.in., że na odległych od kontynentu o ponad 5000 km małych wyspach występują tylko takie ssaki lądowe, które są zdolne do samodzielnego dotarcia tam z kontynentu lub bliżej niego położonych wysp (np. nietoperze). Na wyspach archipelagu Galapagos dokonał przełomowych obserwacji zróżnicowania morfologicznego i behawioralnego, np. wielkich żółwi Testudo obingdonii, T. ephippium i T. microphyces o różnej budowie dostosowanej do sposobu odżywiania się (np. długa i wzniesiona szyja T. obingdonii, który odżywia się wysoko rosnącą roślinnością). Zaobserwował też zróżnicowanie budowy ptaków, dokładniej opisanych 100 lat później przez Davida Lacka i nazwanych ziębami Darwina. Karol Darwin pisał o nich m.in.:

Archipelag powstał ok. 1 mln lat temu, w grzbiecie podmorskim, biegnącym od styku płyt Nazca, kokosowej i pacyficznej do wybrzeży Ameryki Południowej. Wyspy znajdują się w odległości ponad 1000 km od wybrzeży Ameryki, co ogranicza migrację gatunków z kontynentu. Rozwojowi pierwszych imigrantów (sukcesja pierwotna) nie sprzyjał też suchy klimat równikowy. Jednymi z organizmów pionierskich były ptaki wróblowate z rodziny łuszczaków, należące pierwotnie prawdopodobnie do jednego gatunku. Po 100 latach od ekspedycji Darwina stwierdzono (David Lack), że na Galapagos żyje 13 gatunków endemicznych łuszczaków, należących do 5 rodzajów, w tym: rodzaj Geospiza – 6 gatunków zięb naziemnych o zróżnicowanych dziobach, przystosowanych do spożywania nasiona o różnej wielkości, gatunki Geospiza fortis i G. fuliginosa, które mają dzioby o prawie jednakowych wymiarach, gdy występują pojedynczo na małych wysepkach (odpowiednio Daphne i Los Heranos), ale dzioby o różnej wielkości, gdy zasiedlają wspólnie większą wyspę (zakresy wewnątrzgatunkowej zmienności nie pokrywają się). Kolejni badacze stwierdzili, że wymiary dziobów są cechą dziedziczną, co świadczy o rzeczywistym ewolucyjnym rozszczepieniu cech pod wpływem konkurencji o pożywienie (specjacja sympatryczna, wyodrębnienie dwóch nisz ekologicznych).

Dane doświadczalne, świadczące o dużej szybkości ewolucyjnych dostosowań zięb z Galapagos, uzyskali po kolejnych 40 latach, które upłynęły od czasu badań D. Lacka, brytyjscy ekolodzy, Peter i Rosemary Grantowie (odznaczeni Medalem Darwina w 2002 roku). Zaobserwowali oni np. ewolucyjno-ekologiczne zmiany zachodzące w powiązaniu z klimatycznym cyklem El Niño–La Niña (zob. też indeks oscylacji południowej), np.: pojawienie się nowego przystosowania do lat suchych (faworyzowane są ptaki o grubszych dziobach, zdolne do rozłupywania większych i twardych ziaren), zmniejszenie się dziobów G. fortis z wyspy Daphne po tym, gdy zaczął tam gniazdować G. magnirostris, co nastąpiło po wyjątkowo deszczowym roku 1983 (uważa się, że przesunięcie ekologicznej niszy G. fortis nastąpiło w wyniku konkurencji o większe ziarna).

Jezioro Wiktorii thumb|240px|Powstawanie zbiorników wodnych w dolinie ryftowej (zob. Wielkie Rowy Afrykańskie) thumb|240px|Wielki Rów Wschodni – zamarłe ramię „trójzłącza ryftów” Afar thumb|240px|Zmiany gęstości zaludnienia obszarów wokół Jeziora Wiktorii; intensyfikacja eksploatacji okonia nilowego (introdukowanego w latach 50. XX w.) powoduje radykalne zmiany struktury wodnego ekosystemu (zob. np. Koszmar Darwina) Dziesiątki ekologów, genetyków, etologów i taksonomów zajmują się od lat 70. XX w. ekosystemem Jeziora Wiktorii, w którym zgromadzono liczne dowody radiacji adaptacyjnej pielęgnicowatych, charakteryzujących się bardzo dużą różnorodnością morfologiczną, behawioralną i ekologiczną. Gatunkowe zróżnicowanie pielęgnicowatych tego jeziora badał m.in. Tijs Goldschmidt, holenderski zoolog. Przebieg i wyniki obserwacji dokonanych w latach 1981–1986 opisał w popularnej książce pt. Darwin’s Dreampond. Drama in Lake Victoria, 1994 (wyd. polskie Wymarzone jezioro Darwina. Dramat w Jeziorze Wiktorii, 1999), w której zamieścił zdanie:

Jezioro jest jednym z wzajemnie nie połączonych Wielkich Jezior Afrykańskich – stanowiących odrębne wyspy ekologiczne, leżących w Wielkim Rowie Wschodnim w strefie Wielkich Rowów Afrykańskich. Jest ona uważana z zamarłe ramię (ramię porzucone, aulakogen) potrójnego ryftu powstałego pod wpływem pióropusza lawy w „trójzłączu Afar”; w aktywnych ramionach tego trójkąta leżą Morze Czerwone i Zatoka Adeńska. W pobliżu Jeziora Wiktorii, które utworzyło się ok. 1 mln lat temu, znajdują się nieco starsze jeziora łańcucha Tanganika, Kiwu, Edwarda, Alberta, Malawi. Znajdują się w nich współcześnie liczne gatunki pielęgnicowatych o zróżnicowanej morfologii, nazywane przez mieszkańców otoczenia wspólną nazwą „furu”.

W latach 50. XX w. badania biologii furu z ugandyjskiej części jeziora wykonywał P.H. Greenwood (były kustosz Muzeum Historii Naturalnej w Londynie).