На вершине пищевой пирамиды находятся хищники, последнее звено в цепи передачи энергии, которая началась от растений – изначальных продуцентов пищи. Эта пища в форме листвы и плодов переходит к травоядным, находящимся на пирамиде выше, и исключительно через них к хищникам. Подобные пирамиды существуют по всему миру, от тропиков до полюсов.Иногда хищник, представленный здесь белым медведем, может находиться на вершине пирамиды, включающей как наземные, так и водные организмы. Сложные пищевые взаимоотношения, которые существуют между растениями и животными, живущими совместно в одном местообитании, объединяются в самодостаточную структуру, известную как экосистема. Экосистемы в тропических областях могут включать тысячи видов.
Общими уровнями пирамиды являются уже упоминавшиеся выше первичные продуценты, травоядные и хищники. На всех уровнях пирамиды действуют падальщики и микроскопические разрушители органики. Если один из ключевых членов уровня пищевой пирамиды будет удалён из-за болезни или изменений внешней среды, её структура будет нестабильной. Виды, находящиеся ниже освободившейся ячейки, могли бы увеличивать свою численность бесконтрольно до тех пор, пока позволяет пищевая база, и их численность контролировалась бы голодом. В действительности это происходит редко, и вскоре появляется другой хищник, способный занять свободную нишу.
На поле клевера (A) интересно предположить, что может случиться, если один уровень пищевой пирамиды будет удалён. Если полёвки будут большей частью уничтожены болезнью (B), совы будут лишены пищи, и вскоре покинут это место (C), предоставив популяции насекомых возможность бесконтрольно размножаться (D). Эта ситуация вряд ли продолжится, и свободная ниша будет быстро занята одним из трёх путей: совершенно новое насекомоядное существо, например, птица, поселится здесь, принеся с собой своего хищника (E), или здесь поселится иной вид полёвок, и за ним вернётся сова (F), или остатки былой популяции полёвок, устойчивые к болезни, возродят её (G).
Согласно приблизительному «правилу большого пальца» хищник, требующий для существования одну единицу энергии, должен взять десять эквивалентных единиц энергии от травоядных, на которых он охотится. Сходным образом каждое травоядное должно получить десять единиц от растительности. Энергия для растений исходит исключительно от солнца, и вновь из десяти единиц, поглощённых растением, не более одной используется эффективно.
Растения могут использовать только столько энергии солнца, сколько могут уловить. Её трудно измерить, но только не более, чем примерно одна восьмая процента энергии солнечного света, падающего на растение, может быть запасена путём превращения в сахар. Химическая энергия из сахара используется растением, чтобы строить всевозможные органические составляющие, которые идут на построение его тела. Это тот сахар, и та энергия, заключённая в нём, которые получает травоядное животное, когда ест траву. Тем не менее, и оно не может использовать всю запасённую растением энергию для своих нужд – максимальная эффективность животных составляет около десяти процентов. Этот фактор десяти процентов присутствует на всех стадиях пищевой цепи, и означает, что в любом местообитании сто травоядных могут обеспечить пищей только десять хищников, которые, в свою очередь, обеспечивают существование только одного хищника «второго уровня». Эти построения упрощены и относятся только к животным одного размера. Вес животных является более важным фактором, чем число особей. Фактор десяти процентов справедлив для любого уровня в сложном переплетении пищевых цепей, и является важным фактором, поддерживающим стабильные очертания пищевой пирамиды.Зависимость достатка в снабжении пищей от солнечного света – это причина, по которой разные части Земли обеспечивают существование весьма различного количества живых организмов. В тропиках, где солнечное освещение интенсивно, растениям для усвоения доступно гораздо больше солнечной энергии. Следовательно, там, где позволяют другие факторы, такие, как количество осадков, на единицу площади приходится больше растительности, чем в областях с умеренным и полярным климатом. Это большое количество растительного материала может обеспечить пищей большее количество травоядных, которые, в свою очередь, являются пищей для большего количества хищников. С другой стороны, в Арктике меньшее количество солнечной энергии поддерживает гораздо более редкую растительность, и следовательно, там меньше травоядных и гораздо меньше хищников.Разнообразие видов на каждом уровне пищевой пирамиды зависит от разнообразия растений в её основании. В тропической саванне, например, где есть низкие злаки, травы, не относящиеся к злакам, высокие злаки, кустарники и деревья, каждый из большого числа видов туземных животных поедает разный набор растений.* Потому животное, которое ест корни, не конкурирует с животным, которое ест низкорослые травянистые растения, или с животным, поедающим высокие злаки. Даже те виды, которые имеют во многом похожий рацион, достаточно заметно различаются в иных аспектах таким образом, что не конкурируют непосредственно – например, один вид питается днём, а другой ночью.** Таким способом увеличивается число экологических ниш, а процесс эволюции гарантирует, что все они будут заполнены.