Algumas das estruturas mais persistentes da história são os aquedutos construídos pelos antigos romanos para levar água das montanhas para as áreas densamente povoadas. Muitos ainda operam hoje, mais de 2.000 anos depois de iniciarem o serviço. O que torna os aquedutos tão fortes é a cascata de arcos apoiando a estrutura. Se você examinar um desses arcos, verá que ele consiste de uma série de tijolos - o que os engenheiros chamam de voussoirs - suportados no centro por uma pedra angular (pedra de fecho ou pedra do topo). Quando a pedra de fecho está na posição, o arco pode se sustentar indefinidamente. Se você remover essa pedra-chave, a estrutura inteira desaba.

© Agnieszka Gaul / iStockphoto A Pont du Gard, aqueduto romano na França, é um exemplo de longevidade estrutural; retire a pedra fundamental de um dos arcos e toda a estrutura de 2.000 anos desmoronará

 Em 1969, o zoólogo Robert T. Paine percebeu que certas espécies em um ecossistema funcionam do mesmo modo que uma pedra angular no arco romano. Ele cunhou o termo espécie-chave para descrevê-las.  Tais espécies têm um papel essencial na estrutura, no funcionamento ou na produtividade de um ecossistema e, como a ponte romana, impede que o ecossistema desintegre-se. Espécies-chave não ganham essa distinção pela sua abundância, mas pela influência. Elas podem ser carnívoras ou herbívoras, plantas ou animais, marinhas ou terrestres. Podem ser muito mais altas que você, como um elefante, ou caber na palma da sua mão, como uma estrela-do-mar.
Foi, na verdade, uma espécie particular de estrela-do-mar que levou ao desenvolvimento do conceito de espécie-chave de Paine. A estrela-do-mar era a Pisaster ochraceous, que vive nas comunidades rochosas na faixa cobertas pela maré no oeste da América do Norte e se alimenta de  mexilhões. Quando Paine removeu a Pisaster de uma área da Baía Mukkaw, em Washington, ele observou uma drástica diminuição na diversidade de espécies. A população de mexilhões, claro, explodiu, mas as outras espécies viram seus números declinarem drasticamente. Das 15 espécies contabilizadas no começo do experimento, apenas oito restaram no fim. Em uma área de controle da qual a Pisaster não havia sido removida, Paine não observou quaisquer mudanças na diversidade de espécies.
Paine caracterizou a Pisaster como uma espécie-chave. Logo depois, ecologistas e biólogos em todo o mundo saíram à caça de identificar outras espécies. Como Paine, para encontrá-las eles usaram experimentos de remoção - tirando uma única espécie, registrando as mudanças que ocorriam e devolvendo os organismos aos seus habitats quando o experimento terminava. No decorrer das décadas seguintes, a lista de espécies-chave cresceu para incluir uma ampla variedade de organismos, incluindo lontras marinhas, vespas parasitas, elefantes, tubarões-tigre, bem como morcegos e pássaros que ajudam na polinização