§1. Необходимость появления науки и ее лидеры в разное время

От ботаники и зоологии к экологии

Тесная зависимость организмов от той среды, в которой они обитают, была очевидна еще древним людям. Так что экологические идеи стары если не как мир, то во всяком случае — как человеческое общество. Все начиналось с классификации организмов. Сначала она сводилась к их простому перечислению и описанию. Это был первый опыт первых зоологических и ботанических изысканий. Далее эти разрозненные сведения усложнялись, появилась систематика живого. Системы были различной сложности, строились по предполагаемым родственным связям. Обычно создавалась некоторая иерархия по предполагаемой сложности устройств. Наивысшим достижением в построении таких систем была линнеевская классификация (бинарная номенклатура), существующая и в настоящее время.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ
 
Вводная глава Что такое экология?
1. Необходимость появления науки и ее лидеры в разное время
2. Предмет и методы экологии
3. Связь экологии с другими науками
4. Область экологии — охрана природы
Глава I Факторы и ресурсы среды
1. Классификация факторов
2. Действие физических и биотических факторов
3. Классификация ресурсов
4. Описание основных ресурсов
Глава II Экология особи (аутэкология)
1. Приспособление организмов к условиям среды
2. Некоторые экологические закономерности
3. Закономерности биологических ритмов
Глава III Основы учения о популяции
1. Популяционная экология, характеристики популяций
2. Закономерности в обеспеченности ресурсами
3. Учение об экологической нише
4. Перекрывание ниш и смещение признаков
5. Динамика численности популяций
Глава IV Биоценозы, экосистемы, биосфера
1. Экология сообществ (биоценология)
2. Эволюция сообществ (учение о сукцессии)
3. Некоторые проблемы биоценологии
4. Биосфера Земли
Глава V Экосистемы урбанизированных ландшафтов
1. Разнообразие населения разнообразие биоценозов
2. Экология городской фауны и формирование сообществ
Глава VI Биоценотические закономерности эволюции городов
1. Особенности городских экосистем
2. Колонизация городов организмами из окрестных биоценозов
3. Проявление экологических закономерностей в эволюции городов
4. Стратегия охраны природы
Глава VII Законы экологии и деятельности человека
1. Поле сельскохозяйственных культур с точки зрения эколога
2. Смягчение экологических последствий введения монокультуры
3. Глобальные воздействия человека на природу
4. Изменять или сохранять природу
Глава VIII Природоохранное законодательство России
1. Российский Закон об охране окружающей среды
Приложение
Хартия экологических прав и обязанностей
отдельных лиц, групп и организаций
Краткий словарь терминов
Рекомендуемая литература
 

Даже простое перечисление живых организмов неизбежно повлекло за собой и перечисление сообществ. Организмы ведь не живут поодиночке. Сначала это было связано с географическими зонами. В дальнейшем выделялись биотические сообщества (биоты) — тундра, пустыня, прерия, саванна, листопадный и хвойный леса, дождевой тропический лес. И, наконец, появилось учение о среде обитания. Ею назвали ту часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. На нашей планете в настоящее время живое освоило четыре основные среды обитания: водную, наземную, почву и живые организмы.

 

Зарождалась экология преимущественно как описательная наука. Ее творцы большую часть времени тратили на определение и классификацию различных экологических явлений. Этот процесс послужил необходимой предпосылкой для развития современной экологии. Экологи, как и другие ученые, исходят из допущения, что природа представляет собой некоторую реальность, она определенным образом организована, а поэтому можно сформулировать какие-то принципы, адекватно отражающие естественный порядок вещей.

2. Сообщества организмов и их сохранение

Итак, растения и животные не живут независимо, сами по себе, а объединены в сообщества. Там они вступают в определенные, часто очень сложные, взаимоотношения. Это либо взаимное поедание, когда каждый организм, питаясь другим, сам оказывается пищей для какого-то следующего. Взаимодействие может быть и вполне дружеским, с разделением труда, когда один кормит другого, а за это получает от него защиту. Так часто складываются отношения муравьев и тлей. Может такая же связь оказаться и в растительном мире — гифы многих грибов проникают в корни деревьев. Такое сожительство встречается очень часто, оно носит особое название — микориза. От него получается взаимная польза и корню, и грибу. Такие грибы, как подосиновики, подберезовики, белые, рыжики, грузди и многие другие, без деревьев жить не могут, да и деревья лучше чувствуют себя в окружении этих грибов. Случается, что одно растение почти целиком создает климат для другого — особую температуру, влажность, освещенность и прочее. Так, под пологом леса формируется совершенно особенный климат, который пригоден лесным травам. Этих трав обычно в поле не встретишь, их жизнь прочно связана с деревьями.

Любое растение, с точки зрения потребителя, производит массу разнообразной продукции — корни, листья, ветки, семена, нектар, пыльца. Всем этим питаются различные животные, и такая общая столовая связывает их между собой. Связи могут оказаться и более сложными, когда один организм откладывает свои яйца в другой и там развиваются его личиночные стадии. Сам же хозяин яиц питается нектаром, и жизнь его связана с цветами. Такой сложной жизнью живут наездники. Вот и получается, что организмы в силу разнообразия связей между ними поодиночке жить не могут и группируются. Эти группы в зависимости от их величины, разнообразия и сложности называются либо популяциями, либо сообществами, либо биоценозами.

Сообщества формируются в различных природно-климатических зонах, что накладывает отпечаток на их состав, сложность, насыщенность особями. В процессе жизнедеятельности сообществ в них происходит множество различных изменений. Меняется их конструкция, составляющие их виды оказываются в разных соотношениях. Облик и жизнедеятельность их тоже различны. Мы имеем дело не с видом, а со всем природным комплексом (хотя и выделяем в своей деятельности так называемые полезные и вредные виды). Поэтому возникает необходимость познания природных сообществ и закономерностей их развития. В живой природе организмы изменяются, приспосабливаясь к среде своего обитания. Одновременно изменяется и сама среда (в большой мере под влиянием этих организмов). Невероятно, чтобы один вид животного в данном биоценозе приспосабливался к факторам среды, а его соседи — нет, приспособления всегда совместны. Поэтому и виды, обитающие в одном сообществе, с приспособлением друг к другу совместно изменяются. То же и с эволюцией видов, она тоже идет совместно (не может один вид эволюционировать, а его сосед не реагировать на это). Поэтому-то и эволюционирует биоценоз в целом. В конечном счете жизнь человеческая оказывается в зависимости не от определенных видов (вредителей, помощников), а от их сообщества.

Долгое время человек нещадно эксплуатирует природу, считая, что она неистощима и что его действия только способствуют ее улучшению. Ведь создает же он все лучшие породы животных и сорта растений! Это примитивное представление не было опасным, пока принадлежало малочисленным народам, лишенным мощных средств воздействия на природу. Американский ученый Р. Парсон в своей книге «Природа предъявляет счет» объясняет, как повезло американцам при освоении территории их страны. Пионеры-поселенцы осваивали все новые и новые участки прерий, завоевывая Дикий Запад, но двигались они на телегах, в кибитках. Землю они копали лопатами, пахали на лошадях. После такого освоения понадобилось всего каких-то 100–150 лет, чтобы компенсировать результаты их деятельности и спасти многие природные ландшафты. Как было бы страшно, восклицает Парсон, если бы эти поселенцы шли на гусеничных тракторах и были вооружены современной техникой. Тогда результаты их деятельности нельзя было бы исправить и за тысячу лет.

Нужно заметить, что мы российские просторы осваиваем, используя современную технику. След от гусениц вездехода не зарастает в тундре много лет, а каждый покоритель, сидя за рулем машины, норовит пройти обязательно своим путем!

За последнее столетие численность населения земного шара возросла, и потребности человечества в пище и сырье увеличились настолько, что обширные районы нашей планеты оказались совершенно преобразованы человеком. К сожалению, использование природных богатств и по сю пору осуществляется людьми, не знакомыми с экологией и пренебрегающими законами живой природы. Поэтому такое природопользование обычно приводит к тяжелым и неоправданным последствиям. Это выражается в загрязнении природной среды отходами хозяйственной деятельности, истощении ресурсов, разрушении экосистем и целых ландшафтов.

Так что можно считать, что появление науки экологии было в некоторой степени вынужденным. Происходило же оно поначалу стихийно. Человек изучал животных и растения и замечал, что тот или иной вид встречается в природе не повсеместно. Одни растения растут только по берегам водоемов, другие — под покровом леса. Интуитивно можно понять, что, если данные расте­ния или животные обитают в одних местах и не встречаются в других, значит подходящие условия для своего существования они находят не везде. Это соображение относится к наиболее простым и очевидным положениям экологии. Оно появилось еще у древних исследователей. Там, на заре развития ботаники и зоологии, ученые рассматривали не только особенности строения организмов. Труды Гиппократа, Аристотеля и других древнегреческих философов содержат и сведения вполне экологического характера. В эту же область внесли свой вклад и деятели «биологического возрождения» XVIII–XIX веков. Например, в начале XVIII века Антони ван Левенгук, более известный как первый микроскопист, был также первым в изучении пищевых цепей и регуляции численности организмов. По сочинениям английскою ботаника Ричарда Брэдли видно, что он имел четкое представле­ние о биологической продуктивности.

3. Экология появилась, ее направления

Термин «экология» был введен Эрнстом Геккелем в 1868 году в его основном труде «Всеобщая морфология». Это слово состоит из двух греческих слов: «ойкос» — жилище, местопребывание и «логос» — понятие, учение.

Особенное развитие в начале XX века экология получает в Англии. Там формируется школа Ч. Элтона. Это полевое направление в экологических исследованиях. Оно начинает формулирование первых, наиболее общих, экологических правил. Полевым оно называется потому, что ученые изучают животных и растения непосредственно в природе, в поле. Исследователи стараются не вмешиваться в жизнь организмов, а, в основном, подглядывать за их повадками, взаимоотношениями. Последователи этого направления обычно подвергали сомнению и критике результаты работы всех прочих экологов. Они ведь были убеждены, что в дикой природе все устроено не так, как в лабораторном эксперименте. Любое вмешательство в эту дикую природу, считали они, немедленно исказит все природные закономерности. В нашей стране лидерами таких исследований были К.Ф. Рулье, Д.Н. Кашкаров. Они понимали сложность и комплексность своей науки и определяли в ней три раздела, соответствующих уровням организации живого. Первый был посвящен экологии особи, его назвали аутэкологией. Здесь рассматривали только жизнь особи, которая была элементом далее не делимым в этой системе. Аутэкология была главным разделом экологии того времени. Другой раздел — экология популяций только наметился, и больших исследований здесь не проводилось. Популяционная экология начнет бурно развиваться несколько десятилетий спустя. Последний раздел посвящен биоценозам, экосистемам. В нем элементом далее не делимым служит биоценоз. Этот раздел назвали синэкологией, или экологией сообществ. К нашему времени он развился в целую науку — биоценологию.

Одновременно с полевой экологией начинается развитие экспе­риментальной. Это направление основывается на понимании того, что природа довольно консервативна. Животное, помещенное в вольер, считают экспериментаторы, не теряет своих экологических качеств. А стало быть, многие природные закономерности можно постичь и в лабораторных условиях. Результаты таких опытов будут не отличимы от проведенных в природе. Зато в лаборатории проводить их проще, в ход их можно вмешиваться, изменяя условия. Таким образом можно выяснить причины тех или иных изменений. Все это дает новое экологическое знание. Окончательное формирование экспериментального направления в экологии принято связывать с появлением книги русского биолога Г.Ф. Гаузе «Борьба за существование». Она вышла в Балтиморе в 1934 году. Событие это было не меньшим по значимости, чем появление трудов Ч. Дарвина. Развитие и становление экспериментальной экологии связано с именами Р. Чепмана, В. Шелфорда.

В недрах экспериментальной экологии формируется эволюционная экология. В ее рамках рассматривается, как возникали и развивались в процессе эволюции отношения между популяциями, видами и целыми сообществами. Возникновение у разных форм различных тактик размножения, колонизации пространства тоже предмет рассмотрения эволюционной экологии. Развитие этого направления связано с именами Э. Майра, С.С. Шварца, Э. Пианки.

Накопление экологического материала неизбежно повлекло за собой появление теоретических построений в этой науке, ее математизацию. Количественные методы, впрочем, практиковались еще в опытах Р. Чеп­мана. Стройность они приобрели в моделях А. Лотки и В. Вольтерры, трудах Т. Добжанского и Р. Фишера. К нашему времени математические описания в экологии стали привычными и университетский учебник ее может на треть состоять из выводов формул и уравнений.

Таким образом, экология, как и другие биологические науки, развивалась поэтапно. Сначала шло накопление зоологических и ботанических знаний о повадках и потребностях организмов. Это начальный этап. Затем эмпирически формулировались экологические правила. В них уточнялись наиболее общие закономерности. На последнем этапе следовала математизация (формализация) представлений и моделирование экологических явлений.

Экспериментальная и теоретическая экология в содружестве дали прекрасные плоды. Так, А. Лотка и В. Вольтерра независимо друг от друга сделали математическое описание процессов межвидовой конкуренции, хищничества и паразитизма. Они теоретически доказали, что происходит полное вытеснение одного из двух видов при конкуренции их за общий ресурс. Спустя немного времени классические эксперименты Г.Ф. Гаузе по борьбе за существование на микроорганизмах и простейших подтвердили математическую теорию Вольтерры–Лотки. Одновременно они подтвердили и теорию роста популяций, уравнение которой было составлено П. Ферхульстом еще в 1838 году. В опытах Гаузе с микроскопическими организмами было показано, как реально протекают процессы конкуренции в одновидовых и смешанных культурах. Живущие в одной пробирке, близкие по пищевым потребностям виды простейших совершенно вытесняли конкурентов, хищные инфузории полностью выедали своих жертв и умира­ли от голода. В культурах простейших и бактерий такие опыты можно было делать быстро и получать очень точные результаты. Поэтому Г.Ф. Гаузе удалось добиться очень многого и показать, как в таких системах возникают колебательные процессы, как функционируют системы типа «хищник — жертва».

В 1957 году начался новый этап развития науки — Э. Хатчинсон закончил теоретическую разработку и сформулировал понятие многомерной экологической ниши. Это ключевое понятие экологии, и мы рассмотрим его в специальной главе. А еще через 10 лет (в 1968 году) прошел первый симпозиум по теоретической биологии. В нем приняли участие виднейшие экологи мира — К.X. Уоддингтон, Э. Майр, В. Гудвин.

Взаимодействие популяционной экологии, генетики и эволюционной теории привело к созданию междисциплинарной области исследований, получившей название «популяционная биология».

 

1. Что такое среда обитания? Какова она у человека?

2. Сообщество организмов, что это?

3. Какие связи могут быть между видами в сообществах?

4. Как человек осваивает природу? Чем он считает природу для себя?

5. Как давно появились элементы экологии в научном знании?

6. Откуда взялся термин «экология» и что он обозначает?

7. Чем экспериментальное направление в экологии отличается от полевого? Причины их разногласий?

8. Объясните разделение экологических направлений по уровням организации живого.

9. Что такое теоретическая экология, а что такое — эволюционная?

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Активисты Общероссийского народного фронта в Москве добиваются ликвидации несанкционированной свалки, обнаруженной в поселении Краснопахорское и занесенной на интерактивную карту свалок проекта ОНФ «Генеральная уборка». «На данный момент администрация района уже установила, что территория, на которой обнаружены залежи мусора: строительные материалы, пластиковые пакеты с различными отходами и даже кассовые аппараты, является частной, – рассказал эксперт регионального отдел...
Малые реки Новосибирска, являющиеся притоками Оби, озёра и болота составляют водную систему города. Речные водотоки являются воздуховодами, зелёными коридорами и осуществляют сток воды. Болота играют средообразующую функцию, выделяют кислород, поддерживают уровень влажности. Водоёмы города вместе с прибрежной зелёной зоной чрезвычайно важны для экологического благополучия города. Они являются местом рекреации для жителей мегаполиса. Многие из них, являясь ценными природными территориями, сохраня...
Проблемы и возможности осуществления мегапроектов  в "Эпоху ПиП" Для стран Евразийского континента, да и мира в целом, рамочным процессом, все больше влияющим на многие аспекты развития и использования ресурсов, является заявленная в 2013 году Китаем Инициатива «Пояс и путь»(ПиП), состоящая из «Экономического пояса Шелкового пути» и «Морского шелкового пути XXI века». Выдвижение Инициативы ПиП в 2013 г. было вызвано как социально-экономической и...
Понимание и оценка современного состояния гео- и экосистем невозможны без знания истории их развития. Как подчеркивал Л. С. Берг, «ландшафты не есть нечто неизменное во времени… понять данный ландшафт можно лишь тогда, когда известно, как он произошел и во что со временем превратился» (цит. по: [ 14, с. 3]). В полной мере это относится и к озёрным комплексам, как одним из важнейших компонентов ландшафтной структуры Западно-Сибирской равнины и субарктических регионов Сибири....
Катунь – судоходная река Республики Алтай и Алтайского края. Берёт начало на леднике Геблера. Катунского хребта, на южном склоне г. Белухи. При слиянии с р. Бией образует Обь.  Почти весь бассейн Катуни расположен в горах Алтая. Река относится к алтайскому типу, с высоким растянутым (2-3 месяца) весенне-летним половодьем и низкой осенне-зимней меженью. В годовом цикле почти всегда выражены две волны половодья: первая в конце апреля – начале мая, обусловленная таянием снега в пре...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Интересные ссылки

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

Активность на сайте

сортировать по иконкам
2 недели 9 часов назад
Екатерина Алтайская
Екатерина Алтайская аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,838 |

Добрый день, уважаемые форумчане! Я пишу статьи про ФККО, на самые злободневные темы. Предлагаю вам ознакомиться с последними материалами о...

2 года 47 недель назад
Юсуп Хизиров
Юсуп Хизиров аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,838 |

Отзывы на гипотезу:­­

Викизнание: Обсуждение: Приливы_и_отлив­­ы
http:/.../goo.gl/JTHKlX
Википедия: Обсуждение: Прилив и...

2 года 47 недель назад
Юсуп Хизиров
Юсуп Хизиров аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,838 |

Стоячие волны, и волны убийцы, полагаю ­результат деятельности водоворотов.
http:/.../goo.gl/vC3a3j
https:/.../goo.gl/nR1WNZ...

2 года 47 недель назад
Юсуп Хизиров
Юсуп Хизиров аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,838 |

Причиной вертикальньного перемещения ок­еанических вод также является прецессия ­водоворотов. В природе нет суеты и если ­прецессия водоворо...

2 года 47 недель назад
Юсуп Хизиров
Юсуп Хизиров аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,838 |

Схема движения приливной волны, по пери­­метру Североантлантического­ планетарно­г­о водоворота (съемка со­ спутника)
...

размешен 19.10.18 | Тип: Статью

Благодаря активности местных жителей и привлечения к проблематике экологов и СМИ информация о массовом негативном воздействии открытой угледобычи в Кузбассе в т.ч. и на реки Сибири, получила...

размешен 17.10.18 | Тип: Статью

Случаи экстремально высокого загрязнения воздуха в Москве чрезвычайно редки, заявили эксперты Общероссийского народного фронта в сфере экологии на заседании круглого стола, посвященного теку...

размешен 16.10.18 | Тип: Новость

16 октября 2018 год

...
размешен 16.10.18 | Тип: Статью

Малые реки Новосибирска, являющиеся притоками Оби, озёра и болота составляют водную систему города. Речные водотоки являются воздуховодами, зелёными коридорами и осуществляют сток воды. Боло...

размешен 16.10.18 | Тип: Статью

Любые процессы, связанные с производством, характеризуются не только преобразованием ресурсов и получением нужных веществ, но и образованием побочных продуктов. В большинстве случаев эти про...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал