En keystone-art er en art, der spiller en kritisk rolle i at bevare strukturen i et økologisk samfund og hvis indflydelse på samfundet er større end forventet på baggrund af dets relative overflod eller samlede biomasse. Uden keystone-arter, økologisk samfund som den hører til vil blive meget ændret, og mange andre arter ville blive påvirket negativt.
I mange tilfælde er en keystone-art et rovdyr. Årsagen hertil er, at en lille bestand af rovdyr er i stand til at påvirke fordelingen og antallet af mange byttearter. Rovdyr påvirker ikke kun byttedyr populationer ved at reducere deres antal, men de ændrer også adfærd hos byttearter - hvor de foder, når de er aktive, og hvordan de vælger naturtyper såsom huler og ynglepladser.
Selvom rovdyr er almindelige keystone-arter, er de ikke de eneste medlemmer af et økologisk samfund, der kan tjene denne rolle. Planteetere kan også være keystone arter. For eksempel i Serengeti, elefanter fungerer som keystone-arter ved at spise unge planter såsom akacia, der vokser i de store græsarealer. Dette holder savannerne fri for træer og forhindrer, at den gradvist bliver en skov. Ved at styre den dominerende vegetation i samfundet sikrer elefanter desuden, at græsser trives. Til gengæld drager en lang række andre dyr fordel, såsom gnu, zebraer og antiloper. Uden græs ville populationer af mus og skår blive reduceret.
Konceptet med en keystone-art blev først introduceret af University of Washington-professor, Robert T. Paine i 1969. Paine studerede et samfund af organismer, der beboede den tidtidssone langs Washingtons stillehavskyst. Han fandt, at en art, den kødædende søstjerner Pisaster ograce, spillede en nøglerolle i at opretholde balancen mellem alle andre arter i samfundet. Paine observerede, at hvis Pisaster ograce blev fjernet fra samfundet, bestanden af to muslingearter i samfundet voksede ukontrolleret. Uden et rovdyr til at kontrollere deres antal overtog muslingerne snart samfundet og overfyldte andre arter, hvilket reducerede samfundets mangfoldighed i høj grad.
Når en keystone-art fjernes fra et økologisk samfund, er der en kædereaktion gennem mange dele af samfundet. Nogle arter bliver flere, mens andre lider af befolkningstallet. Fællesskabets plantestruktur kan ændres på grund af øget eller formindsket gennemsyn og græsning af visse arter.
Ligner keystone-arter er paraplyarter. Paraplyarter er arter, der giver beskyttelse af mange andre arter på en eller anden måde. For eksempel kan en paraplyart kræve en stor mængde levesteder. Hvis paraplyarten forbliver sund og beskyttet, beskytter denne beskyttelse også en række mindre arter.
Keystone-arter er på grund af deres forholdsmæssigt store indflydelse på artsdiversiteten og samfundsstrukturen blevet et populært mål for bevarelsesbestræbelser. Begrundelsen er forsvarlig: beskyt en, nøgleart og stabiliserer et helt samfund ved at gøre det. Men keystone-artsteorien forbliver en ung teori, og de underliggende begreber er stadig under udvikling. For eksempel blev udtrykket oprindeligt anvendt på en rovdyrart (Pisaster ograce), men nu er udtrykket 'keystone' blevet udvidet til også at omfatte byttearter, planter og endda habitatressourcer.