MacArthur Award Lecture (Toronto 1989) i opublikowana w czasopiśmie ESA (MacArthur Award Series, 1992). Artykuł osiągnął rekordową liczbę cytowań w innych publikacjach. Biosfera jako system adaptacyjny Simon Levin ze współpracownikami apelował o podjęcie trudnych wyzwań dla statystyki i teorii systemów dynamicznych w dziedzinie populacjologii i badań ekosystemów (w tym ekologia, genetyka, epidemiologia, immunologia). Wskazywał, że wzrost potencjału obliczeń o dużej szybkości umożliwia przeanalizowanie powiązań dynamiki procesów zachodzących w dużych heterogenicznych zespołach jednostek ze zjawiskami obserwowanymi w małych częściach złożonego układu, sterowanego adaptacyjnie (Ecosystems and the Biosphere as Complex Adaptive Systems, 1998).
W ekosystemach traktowanych jak złożone systemy adaptacyjne o różnych wymiarach (od skali komórek do biosfery), wzorce wyższych poziomów organizacji wynikają z procesów interakcji i selekcji przebiegających na niższych poziomach (cechy systemu są określane – w różnym stopniu – przez samoorganizację i zewnętrzne warunki środowiskowe). Obliczenia mogą dostarczyć odpowiedzi na pytania m.in. o struktury migrujących stad zwierząt (wyłanianie lidera i sprawowanie przywództwa), o kształtowanie się struktur ekosystemów o różnej wielkości (np.