ВВЕДЕНИЕ. Термин "экология" был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э

Термин "экология" был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 году и в дословном пе­реводе с греческого обозначает науку о доме или домоводство (ойкос - дом, жилище; логос - учение).

Экология в течение длительного времени существовала как часть биологии и занималась выяснением взаимоотношений орга­низмов со средой обитания. Под взаимоотношениями при этом понимается как влияние среды на организмы, так и, в не мень­шей степени, влияние организмов на среду. Такую двусторон­нюю связь важно подчеркнуть в связи с тем, что это основопо­лагающее положение часто недоучитывается: экологию сводят только к влиянию среды на организмы. Ошибочность таких по­ложений очевидна, поскольку, как будет показано ниже, имен­но организмы сформировали современную среду.

Экология развивалась в рамках биологии практически на протяжении целого века - до 60-70-х годов настоящего столе­тия. Человек в этих системах, как правило, не рассматривался - полагалось, что его взаимоотношения со средой подчиняются не биологическим, а социальным закономерностям и являются объектом общественно-философских наук.

В настоящее время термин "экология" существенно транс­формировался. Она стала больше ориентированной на челове­ка, в связи с его исключительно масштабным и специфическим влиянием на среду и возникающими в связи с этим проблемами здоровья и выживания человечества.

Содержание термина "экология" таким образом приобрело социально-политический, философский аспект. Она стала про­никать практически во все отрасли знаний, с ней связывается гуманизация естественных и технических наук, она активно вне­дряется в гуманитарные области знаний. Экология при этом рас­сматривается не только как самостоятельная дисциплина, а как мировоззрение, призванное пронизывать все науки, технологи­ческие процессы и сферы деятельности людей.

Признано поэтому, что экологическая подготовка должна идти, по крайней мере, по двум направлениям: через изучение специальных интегральных курсов и через экологизацию всей научной, производственной и педагогической деятельности.

Наряду с экологическим образованием должно уделяться существенное внимание экологическому воспитанию, с кото­рым связывается бережное отношение к природе, культурному наследию, социальным благам. Появились понятия: "экология культуры", "экология сознания", "экология взаимоотношений людей" и т.п.

Вместе с тем, став, в своем роде, модной, экология не избе­жала вульгаризации понимания и содержания. Ее объем чаще всего сужается до состояния среды, окружающей человека. След­ствием этого стали обычными выражения (в том числе и в печа­ти) "хорошая и плохая экология", "чистая и грязная экология" и т.п. В ряде случаев экология становится разменной монетой в достижении определенных политических целей, положения в обществе.

Несмотря на отмеченные неясности и издержки в понима­нии объема, содержания и использования термина "экология", несомненным остается факт ее крайней актуальности в настоя­щее время.

В связи с этим особенную значимость приобретает необхо­димость экологической подготовки всех специалистов, в том чис­ле и педагогов вне зависимости от их специальности, поскольку они должны обладать необходимым минимумом экологических знаний и находить пути и методы применения их в своей дея­тельности.

В настоящем учебном пособии рассматриваются основные сведения из биологической (общей), или классической эколо­гии. Вопросы экологии, ориентированной прежде всего на че­ловека, результаты его деятельности рассматриваются обычно в курсах, которые носят различные названия: "Прикладная эко­логия", "Социальная экология", "Экология человека", "Промыш­ленная экология" и др. Мы в той или иной мере коснемся пере­численных дисциплин во второй части пособия.

В целом основная задача курса сводится к формированию хотя бы общих основ системного взгляда на природные и техногенные процессы как базы для оптимизации деятельности и по­ведения человека в окружающем мире с целью поиска путей относительно стабильного, а в дальнейшем и устойчивого раз­вития общества, к чему призвала Конференция ООН по окру­жающей среде и развитию, состоявшаяся в Рио-де-Жанейро в 1992 году.

Экологические подходы к рассмотрению и оценке природных явлений имеют длительную историю. По сути своей в зна­чительной мере экологичными были труды первых ученых-есте­ствоиспытателей, искавших зависимости между свойствами жи­вых существ и условиями обитания: Аристотель (384-322 г. до н.э.), его ученик-ботаник Теофраст (371-280 г. до н.э.). Много ценных материалов поставили исследователи-натуралисты, за­нимавшиеся описанием и систематизацией растений и живот­ных (ботаники, зоологи, географы и другие ученые).

Особо следует выделить труд Ч. Дарвина "Происхождение видов" (1859), в котором большое внимание уделяется приспо­соблениям (адаптациям) и взаимоотношениям организмов. Э. Геккель, вводя термин "экология", отмечал, что одной из задач данной науки является исследование всех тех взаимоотно­шений организмов, которые Ч. Дарвин условно обозначил как борьбу за существование.

Оригинальны в этом отношении исследования естествоис­пытателя-эволюциониста Жана-Батиста Ламарка (1744-1829). Он, наряду с раскрытием ряда закономерностей влияния среды на организмы, впервые обратил серьезное внимание на специ­фическую роль человека и ее возможные катастрофические по­следствия. Он писал: "Можно, пожалуй, сказать, что назначе­ние человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для оби­тания". Это высказывание перекликается с "Пророчествами" Ле­онардо да Винчи (1452-1519), предрекавшего появление существ, результаты деятельности которых "... ничего не оставят ни на земле, ни под водой, что не было бы преследуемо и не подвер­галось искоренению...".

Из отечественных ученых наиболее существенный вклад в развитие отдельных разделов общей экологии и прежде всего системного взгляда на различные природные явления внесли исследования почвоведа-географа В. В. Докучаева (1846-1903) и его школы (Г. Ф. Морозов, Г. Н. Высоцкий, В. И. Вернадский и др.). В. В. Докучаев показал тесную взаимосвязь живых орга­низмов и неживой природы на примере почвообразования и вы­деления природных зон. Г. Ф. Морозов (1867-1920) раскрыл всесторонние связи в лесных сообществах и рассмотрел их как единые системы, включающие весь свойственный им комплекс живых организмов и условий обитания, их средообразовательную роль. В этом же направлении, но применительно к реше­нию конкретных вопросов степного лесоразведения, проводил свои исследования ботаник, почвовед, географ Г. Н. Высоцкий (1865-1940).

В. И. Вернадский (1863-1945) системный подход приме­нил к раскрытию основополагающих геологических явлений и их эволюции, показал определяющую рольживых организмов и продуктов их жизнедеятельности в этих явлениях, стал автором учения о биосфере и закономерностях её существования, устой­чивости и развития.

Оригинальны и интересны исследования В. Н. Сукачева (1880-1967), посвятившего многие годы комплексному изуче­нию лесных систем (сообществ), результатом чего явилось все­стороннее рассмотрение единства и взаимообусловленности при­родных явлений, живой и неживой материи. Им в 1942 г. введен в науку термин "биогеоценоз", раскрыто его содержание.

Несколько раньше (в 1935 г.) подобные идеи сформулиро­вал английский ботаник-эколог А. Тенсли и ввел в науку тер­мин "экосистема", дал его определение. В настоящее время это понятие наряду с биогеоценозом является определяющим для экологии как науки.

В числе других ученых, которые либо развивали, либо обо­гащали различные аспекты экологии как науки (многие из них являются авторами учебников и учебных пособий), следует на­звать Д. Н. Кашкарова, Ч. Элтона, Н. П. Наумова, С. С. Шварца, М. С. Гилярова - труды по вопросам экологии животных;

А. П. Шенникова, Ф. Клементса, В. Лархера и др. - комплекс работ по экологии растений; Г. Одума, Ю. Одума, Р. Уиттекера, Р. Риклефса, М. Бигона и др., Р. Дажо, Н. М. Чернову, А. М. Былову, В. А. Радкевича, И. Н. Пономареву и др. - учебни­ки и учебные пособия по проблемам общей экологии.

Различные аспекты прикладной экологии и смежных с ней дисциплин содержатся в трудах и учебниках М. И. Будыко, Н. Н. Моисеева, Н. Ф. Реймерса, А. В. Яблокова, Б. Г. Розанова, Б. Коммонера, а также в переведенных в последнее время на рус­ский язык обстоятельных сводках по вопросам различных проблем экологии Б. Небела, Т. Миллера, П. Ревелля, Ч. Ревелля, Л. Р. Брауна и других авторов. Следует также обратить внимание на оригинальный труд "Проблемы экологии России", авторами которого являются К. С. Лосев, В. Г. Горшков, К. Я. Кондратьев и другие ученые.

На первый взгляд, казалось бы, возможно при знакомстве с экологией, как дисциплиной, ограничиться ее прикладными ас­пектами и прежде всего мероприятиями по оздоровлению сре­ды, которые сводятся в конечном счете к определенной системе технологических требований, запретов и санкций. Однако такой подход недостаточен и односторонен, поскольку не позволяет видеть глубинные причины сложившейся экологической ситуа­ции и тем более обоснованно прогнозировать возможные и ча­сто труднопредсказуемые последствия планируемых или осуще­ствляемых действий, в том числе и с самыми благими намерениями. Поэтому крайне важно рассмотреть основные положе­ния биологической (общей) экологии, которая является теоре­тической основой для решения проблем рационального приро­допользования и охраны природы, а также базовой для других, более частных экологических дисциплин.

Данный курс общей экологии состоит из нескольких взаи­мосвязанных разделов, которые иногда выделяются как отдель­ные дисциплины. Это: учение о факторах среды и закономерно­стях их действия на организмы (факториальная экология), эко­логия на уровне взаимоотношения отдельных организмов и сре­ды (экология организмов, или аутэкология), экология взаимо­связанных и относительно обособленных групп организмов од­них и тех же видов (популяционная,или демографическая эко­логия), экология взаимосвязанных популяций различных видов между собой (учение о биоценозах). Если биоценозы рассмат­риваются во взаимосвязи со средой обитания (как единая систе­ма), то этот раздел выделяется в учение об экосистемах или биогеоценозах (таблица 1).

1-билет. Экология. Основоположник экологии.

Экология изучает условия существования живых организмов с окружающей средой. Экология как наука сформировалась в середине 19 века, когда возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям. В 1866году немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель предложил термин «экология», а также ясно сформулировал ее содержание. Рождение экологии как самостоятельной науки состоялось к началу1900г.Но уже 20-30-ые годы ХХ века называют «золотым веком» экологии. К концу ХХ века сложилось мнение, что экология как наука выходит за рамки биологии, является междисциплинарной и стоит на стыке биологических, геолого-географических, технических и социально- экономических наук.

2-билет. Вклад ученых в развитии экологии. 1866- Геккель предложил термин «экология».

В 1798году Т.Мальтус описал уравнение экспоненциального роста популяции. Уравнение логистического роста популяции было предложено П.Ф.Ферхлюстом в 1838г. Французский врач В.Эдварс в 1824г. опубликовал книгу «Влияние физических факторов на жизнь», которая положила начало экологической и

сравнительно физиологии, а Ю.Либих (1840) сформулировал знаменитый «Закон минимума».

В России профессор Карл Францевич Рулье в 1841-1858гг. дал практически полный перечень принципиальных проблем экологии, но не нашел выразительного термина для обозначения этой науки.

Обсуждая механизмы взаимоотношений организмов со средой, Рулье очень близко подошел классическим принципам Ч.Дарвина, что по праву его можно считать предшественником Дарвина. Исследовал экологию и почвовед-географ В,В.Докучаев (1846- 1903), показавший тесную взаимосвязь живых организмов и неживой

природы на примере почвообразования и выделения природных зон. Также можно назвать и других ученых внесших свой вклад в создание экологии как науки – это и Г.Ф.Морозов, В.И.Вернадский, В.Н.Сукачев и др. Из современников, посвятивших себя и способствующих развитию экологии можно назвать целые плеяды исследователей, многие из которых являются авторами монографий, учебников и учебных пособий. Это Д.Н.Кашкаров, Ч.Элтон, Н.П.Наумов,С.С.Шварц, М.С.Гиляров, Ф.Клементс, В.Лахрер, Ю.Одум, Бигон, Дажо, Уиттекер и многие другие.

3-билет. Современная экология: предмет, объект и цель исследования. Целью современной экологии считается сохранение и развитие человеческой, общественной и природной подсистем Земли. Предмет изучения экологии – структура связей между организмом и окружающей средой.

Объект изучения экологии – экосистемы.

4-билет. Системы и свойства систем . Экология как наука рассматривает системы – звенья и члены, которых находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости. Система – это совокупность элементов, определенным образом связанных и взаимодействующих между собой, т.е. любой объект

может быть представлен как результат взаимодействия образующих его частей, и поэтому его можно считать системой. Части системы называют элементами системы, которые могут быть физическими, химическими, биологическими или смешанными. Универсальным свойством экосистемы является – эмерджентность (от англ. emergens – возникновение, появление), возникновение новых свойств системы как целого, которое не является простой суммой свойств, слагающих ее частей или элементов. Например, одно дерево, как и редкий древостой не составляет леса, поскольку не создает определенной среды (почвенного покрова, гидрологического режима, микроклимата) и свойственных лесу взаимосвязи различных звеньев. Недоучет эмерджентности приводит к крупным просчетам при вмешательстве человека в жизнь экосистем. Например, сельскохозяйственные поля (агроценозы) имеют низкий коэффициент

эмерджентности и поэтому характеризуются низкой способностью к саморегулированию и устойчивости. В них из-за бедности видового состава организмов, крайне незначительны связи и поэтому велика вероятность

интенсивного размножения отдельных нежелательных видов (сорняков, вредителей). Отличительной чертой любой системы является наличие у нее входа и выхода, причем определенное изменение входной величины влечет за собой некоторое изменение и величины выходной.

Обычно различают три вида систем:

1) замкнутые, которые не обмениваются с соседними системами ни

веществом, ни энергией;

2) закрытые, которые обмениваются с соседней системой энергией, но

не веществом;

3) открытые, которые обмениваются с соседними системами и веществом

и энергией.

5. Системы. Характреные особенности. Система обладает разл.свойствами(вопрос №4), делится на 3 вида (вопрос №4), в ней существуют разл. связи(вопрос №6), а также существуют законы поведения системы (вопрос №7).

6-билет. СВЯЗИ В СИСТЕМАХ. Прямая – это такая связь, при которой один элемент (А) действует на

другой (В) без ответной реакции (А → В). Пример – действие древесного яруса леса на случайно выросшее под его пологом травянистое растение. Или действие солнечной системы на земные процессы. При обратной связи элемент «В» отвечает на действие элемента «А». Обратные связи бывают положительными и отрицательными. Обратная положительная связь ведет к усилению процесса в одном

направлении. Пример, - заболачивание территории, например, после вырубки

Закон поведения

Свойства

ВХОД ВЫХОД леса. Снятие лесного полога и уплотнение почвы обычно ведет к накоплению воды на ее поверхности. Это в свою очередь, дает возможность поселяться здесь растениям – влагонакопителям, например, сфагновым мхам, содержание воды в которых в 25-30 раз превышает вес их тела. Процесс начинает действовать в одном направлении: увеличение увлажнения → обеднение кислородом → замедление разложения растительных остатков →накопление торф → дальнейшее усиление заболачивания.

Обратная отрицательная связь действует таким образом, что в ответ на усиление действия элемента «А» увеличивается противоположная по направлению сила действия элемента «В». Такая связь позволяет сохранять систему в состоянии устойчивого динамического равновесия, называемое гомеостазом ( homois-то же, statos-состояние), т.е. принципом равновесия. Гомеостаз- это механизм, посредством которого живой организм, противодействуя внешним воздействиям, поддерживает параметры своей внутренней среды на таком постоянном уровне, который обеспечивает его нормальную жизнедеятельность (величина кровяного давления, частота пульса концентрация солей в организме, температура и т.д.). Если же функционирование этого механизма будет нарушено, то возникший дискомфорт в организме может привести и к ее гибели.

7-билет. Законы поведения систем

Так согласно закону внутреннего динамического равновесия вещество, энергия, информация и качество биосферы в целом взаимосвязаны и любое изменение одного из этих показателей вызывает изменение всех других показателей. Т.е. в действие вступает принцип Ле-Шателье-Брауна : при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. В соответствии вышеназванным принципом эти изменения происходят в направлении, обеспечивающем сохранение общей суммы вещественно-энергетических и динамических качеств систем, т.е. ее устойчивости. Таким образом, экосистемы сопротивляются воздействиям, нарушающим их стабильность. Но если антропогенная нагрузка превысит способности природы к самоочищению и самовосстановлению, принцип Ле-Шателье-Брауна перестанет действовать. И тогда это может привести к полной гибели соответствующей экосистемы или биосферы в целом.

8-Билет. Характерная особенность (экосистем) Экосистема - это единый природный или природно-антропогенный комплекс, который выступает как функциональное целое и образован живыми организмами и средой обитания.

Любая экосистема состоит их двух блоков. Один из них представлен комплексом взаимосвязанных живых организмов – биоценозом, а второй факторами среды – биотопом или экотопом. В таком случае можно записать: экосистема = биоценоз + биотоп (экотоп).

Основным понятием и основной таксономической единицей в экологии является экосистема.

Этот термин ввел в науку в 1935 г. английский учёный ботаник-эколог А. Тенсли.

Под экосистемой понимается любое сообщество живых существ и среды их обитания, объединённых в единое функциональное целое.

9-билет.Блоковая модель биогеоценоза(по Сукачеву)

Для того чтобы экосистемы функционировали (существовали) нео­граниченно долго и как единое целое, они должны обладать свойствами связывания и высвобождения энергии, а также круговоротом веществ. Экосистема, кроме этого, должна иметь механизмы, позволяющие про­тивостоять внешним воздействиям (возмущениям, помехам), гасить их. Для раскрытия этих механизмов познакомимся с различными видами структур и другими характеристиками (свойствами) экосистем.

Блоковая модель экосистемы. Любая экосистема состоит из двух блоков. Один из них представлен комплексом взаимосвязанных живых организмов - биоценозом, а второй - факторами среды - биотопом или экотопом. В таком случае можно записать: экоси­стема = биоценоз + биотоп (экотоп). В. Н. Сукачев блоковую модель в ранге биогеоценоза в виде схемы изобразил на рис. 2.

Этот рисунок позволяет наглядно представить, чем отличаются понятия «экосистема» и «биогеоценоз», на что мы обращали внимание в разделе «Основные понятия...». Биогеоценоз, по В. Н. Су­качеву, включает все названные блоки и звенья. Это понятие обыч­но используют применительно к сухопутным системам. В биогеоценозах обязательно наличие в качестве основного звена расти­тельного сообщества (фитоценоза). Примеры биогеоценозов - однородные участки леса, луга, степи, болота и т. п.

Экосистемы могут и не иметь растительное звено. Таким при­мером являются системы, формирующиеся на базе разлагающих­ся органических остатков, гниющих в лесу деревьев, трупов жи­вотных и т. п. В них достаточно присутствие зооценоза и микробоценоза или только микробоценоза, способных осуществлять круго­ворот веществ.

Таким образом, каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, но не каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза.

Чтобы снять терминологические неясности, соавтор В. Н. Су­качева по формированию науки биогеоценологии - профессор В. Н. Дылис - образно определил биогеоценоз как экосистему, но только в рамках фитоценоза.

Биогеоценозы и экосистемы могут различаться и по временно­му фактору (продолжительности существования). Любой биогео­ценоз потенциально бессмертен, поскольку все время пополняется энергией за счет деятельности растительных фото- или хемосинтезирующих организмов. В то же время экосистемы без раститель­ного звена заканчивают свое существование одновременно с выс­вобождением в процессе разложения субстрата всей содержащей­ся в нем энергии. Надо, однако, иметь в виду, что в настоящее вре­мя термины «экосистема» и «биогеоценоз» нередко рассматрива­ются как синонимы

10-БИЛЕТ.Классификация по Одуму (экосистем)

Поскольку энергия является главной движущей силой всех экосистем, то в основу их классификации положен именно энергетический принцип. За Ю. Одум (1989) выделяют четыре типа экосистем:

Природные экосистемы, которые получают только энергию Солнца. Это открытые океаны, большие площади горных лесов, глубокие озера. Они занимают более 70% площади земного шара и имеют низкую производительность. Однако значение их на планете велико, поскольку они участвуют в круговороте воды, формирующие климат, очищают воздух, поддерживают гомеостаз биосферы.

Природные экосистемы, которые получают энергию Солнца и других природных источников энергии. Кроме Солнца, они используют энергию ветра, дождя, приливов, прибоя, течений. Примером такой экосистемы могут быть эстуарии.

Экосистемы, которые получают энергию от Солнца, а также от человека. Например, наземные и водные экосистемы, о которых Ю. Одум писал, что хлеб, рис, кукуруза, картофель частично сделаны из нефти (Одум, 1989).

Искусственные экосистемы существуют благодаря энергии Солнца. Это индустриальная городская экосистема.

Экосистемы можно разделить на наземные и водные или на экосистемы, трофические цепи которых начинаются с продуцентов, и экосистемы, цепи питания которых начинаются с детритоядних организмов.

11-билет.Свойства и виды (экосистем):

Свойства:

Способствовать осуществлению круговорота веществ в природе;

Противодействовать внешним воздействиям;

Производить биологическую продукцию.

Водные экосистемы-это реки, озера, пруды, болота -пресноводные экосистемы, а также моря и океаны -водоемы с соленой водой.

Наземные экосистемы- это тундровая, таежная, лесная, лесостепная, степная, полупустынная, пустынная, горная экосистема.

12-билет.Экосистема и биогеоценоз. Общность и отличие

Близкий по содержанию смысл имеет термин«биогеоценоз», введённый академиком В.Н. Сукачевым.

В понятие «биогеоценоз» относят обычно сухопутные природные системы, где обязательно в качестве основного звена присутствует растительный покров (фитоценоз). Исходя из этого, каждый биогеоценоз можно назвать экосистемой, но не каждая экосистема может быть отнесена к рангу биогеоценоза.

Близким по значению понятием является экосистема - система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема - более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь - класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды - почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами водные экосистемы, большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз - это экосистема, но не каждая экосистема - биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза используются два близких понятия: биотоп и экотоп(факторы неживой природы:климат, почва). Биотоп - это совокупность абиотических факторовв пределах территории, которую занимает биогеоценоз. Экотоп - это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов. По содержанию экологический термин «биогеоценоз» идентичен физико-географическому терминуфация.

Биогеоценозы и экосистемы могут различаться и по временному фактору (продолжительности существования). Любой биогеоценоз потенциально бессмертен, поскольку все время пополняется энергией за счет деятельности растительных фото- или хемосинтезирующих организмов. В то же время экосистемы без растительного звена заканчивают свое существование одновременно с высвобождением в процессе разложения субстрата всей содержащейся в нем энергии. Надо, однако, иметь в виду, что в настоящее время термины «экосистема» и «биогеоценоз» нередко рассматриваются как синонимы.

13.Экологические факторы. Классификация

14-билет.Адаптация.Виды и примеры Адаптация это приспособление строения, функций органов и организма в целом, а также популяции живых существ к изменениям окружающей среды. Различают генотипическую и фенотипическую адаптацию. В основе первой лежат механизмы мутаций, изменчивости, естественного отбора. Они явились причиной формирования современных видов животных и растений. Фенотипическая адаптация – это процесс, протекающий в течение индивидуальной жизни. В результате него организм приобретает устойчивость к какому-либо фактору внешней среды. Это позволяет ему существовать в условиях значительно отличающихся от нормальных. В физиологии и медицине это также процесс сохранения нормального функционального состояния гомеостатических систем, которые обеспечивают развитие, сохранение нормальной работоспособности и жизнедеятельности человека в экстремальных условиях. Выделяют также сложные и перекрестные адаптации. Сложные адаптации возникают в естественных условиях, например к условиям определенных климатических зона, когда организм человека подвергается влиянию комплекса патогенных факторов (на Севере низкая температура, пониженное атмосферное давление, изменение длительности светового дня и т.д.). Перекрестные или кросс – адаптации это адаптации, при которых развитие устойчивости к одному фактору, повышает резистентность к сопутствующему. Существует два типа адаптивных приспособительных реакций. Первый тип называют пассивным. Эти реакции проявляются на клеточно-тканевом уровне и заключается в формировании определенной степени устойчивости или толернтности к изменениям интенсивности действия какого-либо патогенного фактора внешней среды, например пониженного атмосферного давления. Это позволяет сохранять нормальную физиологическую активность организма при умеренных колебаниях интенсивности данного фактора. Второй тип приспособления – активный. Этот тип заключается в активации специфических адаптивных механизмов. В последнем случае адаптация идет по резистивному типу. Т.е. за счет активного сопротивления воздействию. Если интенсивность воздействия фактора на организм отклоняется от оптимальной величины в ту или иную сторону, но параметры гомеостаза при этом остаются достаточно стабильными, то такие зоны колебаний называется зонами нормы. Имеется две подобных зоны. Одна из них расположена в области недостатка интенсивности фактора, другая в области избытка. Любое смещение интенсивности фактора за пределы зон нормы вызывает перегрузку адаптивных механизмов и нарушению гомеостаза. Поэтому за пределами зон нормы выделяют зоны пессимума

В процессе адаптации выделяют два этапа: срочный и долговременный. Первый, начальный, обеспечивает несовершенную адаптацию. Он начинается с момента действия раздражителя и осуществляется на основе имеющихся функциональных механизмов (например усиление теплопродукции при охлаждении). Долговременный этап адаптации развивается постепенно, в результате длительного или многократного воздействия фактора внешней среды. В его основе лежит многократная активизация механизмов срочной адаптации и постепенное накопление структурных перестроек. Примером долговременной адаптации является изменения механизмов теплообразования и теплоотдачи в холодных климатических условиях. Базисом фенотипической является комплекс последовательных морфофизиологических перестроек, направленных на сохранение постоянства внутренней среды. Основным звеном в механизмах адаптации являются связи физиологических функций с генетическим аппаратом клеток. Под действием экстремального фактора среды происходит увеличение нагрузки на функциональную систему. Это ведет к усилению синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках органов, входящих в систему. В результате в них формируется структурный след адаптации. Активизируются аппараты этих клеток, выполняющие базисные функции: энергетический обмен, трансмембранный транспорт, сигнализацию. Именно этот структурный след является основой долговременной фенотипической адаптации.

Однако адаптационные механизмы позволяют компенсировать изменения фактора среды лишь в определенных пределах и определенное время. В результате воздействия на организм факторов, превышающих возможности адаптационных механизмов, развивается дизадаптация. Она приводит к дисфункции систем организма. Следовательно, происходит переход адаптационной реакции в патологическую – болезнь. Примером болезней дизадаптации являются сердечно-сосудистые заболевания у не коренных жителей Севера.

15-БИЛЕТ. Биологическая активность организма.Анализ. Количественное выражение (доза) фактора, соответствующая потребностям организма и обеспечивающее наиболее благоприятные условия для его жизни, рассматривают как оптимальное.На шкале количественных изменений фактора диапазон колебаний,соответствующий указанным условиям,составляет зону оптимума. Специфические адаптивные механизмы, свойственные виду, дают организму возможность переносить определенные отклонения от оптимальных значений без нарушения нормальных функций организма. Эти зоны определяются как зоны норм, таких как вы видите две, соответственно отклонение от оптимума в сторону недостаточной выраженности фактора и в сторону его избытка. Дальнейший сдвиг в сторону недостатка или избытка фактора снижает эффективность действия адаптивных механизмов и как следствие, нарушает жизнедеятельность организма – это может проявиться в виде замедления и приостановки роста, нарушения цикла размножения, неправильного течения линьки и т.д. На кривой этому состоянию соответствуют зоны пессимума при крайнем недостатке или избытке фактора. За пределами этих зон жизнь невозможна.

Виды, переносящие большие отклонения фактора от оптимальных величин, обозначаются термином, содержащим название фактора с приставкой эври. Например, эвритермные животные и растения – это организмы, переносящие большие колебания температур, соответственно устойчивые к этому фактору

Виды, малоустойчивые к изменениям фактора обозначаются термином с тем же корнем, но с приставкой стено (от греч. – узкий). Так, стенотермные организмы, это неустойчивые к изменениям температуры виды. Стеногалинные виды - это в основном земноводные и пресноводные организмы, не переносящие большие изменения солености воды.Для развития проростков кокосовой пальмы нужна (помимо других условий) температура не ниже 26°С и не выше 41°С для сибирской лиственницы средняя температура вегетационного периода должна быть не выше 16°С. Для нормального существования наземных животных и человека определены и нижние и верхние пределы температуры, освещенности, концентрации кислорода в воздухе, атмосферного давления и т.д. В отношении человека применяется понятие «прожиточный минимум», но нет правда, понятия «прожиточный максимум», с точки зрения экологии оно тоже должно бы существовать.

16-БИЛЕТ Взаимосвязи организмов по «интересам». Взаимосвязиклассифицируют по «интересам», на базе которых организмы строят свои отношения. Самый распространенный тип связей базируется на интересах питания – пищевых или трофических, которое означает питание одного организма другим, продуктами его жизнедеятельности или сходной пищей. Сюда относится опыление растений насекомыми – энтомофильные (рафлезия) или птицами, орнитофильные (колибри-орхидея). На базе трофических связей возникают цепи питания – пастбищные и детритные, когда одни организмы питаются другими.

Следующий тип связей – форический,возникает когда одни организмы участвуют в распространении других или их зачатков (семян, плодов, спор).

Выделяют также фабрический тип связей, характеризует использование одними организмами других или их продуктов жизнедеятельности, частей. Например, использование растений, перьевого покрова, шерсти, пуха для постройки гнезд, убежищ и т.д.

17-БИЛЕТ. Организмы. Взаимоотношения. Данная классификация строится по принципу влияния, которое оказывают организмы на другие организмы в процессе взаимных контактов..

ХРИСТИАНСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Учебная дисциплина: Прикладная экология

«История возникновения и основоположники развития экологических наук»

г. Одесса, 2007г.

Введение

Глава 3. Современная экология

Заключение

Введение

Экология - это наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. Часто встречается перевод термина экология как учения о доме, жилище. Это не точно. Древние греки понимали этот термин значительно шире. Экосом они называли любое место пребывания человека: и хороший пляж, где люди собирались для купания, и горное пастбище, где пастухи пасли овец.

Познание природы приобрело практическое значение еще на заре человечества. В первобытном обществе каждый должен был иметь определенные знания об окружающей среде, силах природы, растениях и животных. Уже тогда люди воздействовали на численность и разнообразие животных и растений, но отсутствие орудий и навыков охоты не позволяли им опустошать природную среду. Человек методом проб и ошибок накапливал эмпирические знания об окружающем его мире. Люди постепенно познавали повадки и пути передвижения животных, на которых охотились; полезные и вредные свойства растений, особенности их жизненных циклов и места произрастания; в поисках убежищ изучали рельеф местности и т. д.

Цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и орудия труда, позволившие ему изменять среду обитания. Более чем за 600 поколений до нас появилось земледелие, которое решило будущее человечества. «Этим рычагом, - писал В.И. Вернадский (1925), - человек овладел всем живым веществом на планете. Человек глубоко отличается от других организмов по своему действию на окружающую среду. Это различие, которое было велико с самого начала, стало огромным с течением времени» .

Переход к земледелию и затем к скотоводству явился кардинальным рубежом в истории человечества. Обеспечение продуктами питания способствовало росту народонаселения: к 2500 г. до н.э. население Земли достигло 100 млн. человек. По теории Н.И. Вавилова, древнейшие цивилизации зародились именно в центрах происхождения культурных растений.

С развитием цивилизации развивались экологические познания и экологические проблемы. Создавая первые города, человек еще неосознанно понимал необходимость соблюдения определенных санитарных норм. Первая из известных сегодня систем городской канализации появилась в III-I тысячелетиях до н.э. в Индии. В Риме был построен водопровод, действовала система канализации. После падения Римской империи в 400-х годах н.э. в городах государств, образовавшихся на ее развалинах, вплоть до XIII-XIV вв. царила антисанитария, т.к. необходимые знания были утрачены.

Уже к началу новой эры многие древние цивилизации погибали из-за неумелого хозяйствования. Так, например, Вавилонское царство погибло вследствие непродуманного строительства ирригационных систем и интенсивного использования воды из рек Тигр и Евфрат в целях орошения. По словам Л.Н.Гумилева (1990), очередная «победа над природой» погубила великий город: к началу новой эры от него остались одни руины.

То же самое наблюдалось в Египте, Шумере, Ассирии и других странах. Иероглифы на пирамиде Хеопса уже тогда предупреждали: «Люди погибнут от неумения пользоваться силами природы и от незнания истинного мира» .

Французский ученый Ф. Шатобриан (1768-1848) говорил, что леса предшествовали человеку, а пустыни следовали за ним.

Потребности человека, связанные с его основными занятиями - земледелием, одомашниванием животных, мореплаванием, строительством и др., предопределили необходимость экологических знаний и появление наук о природе.

Термин экология (гр. oikos - дом, жилище, родина, logos - учение, наука) впервые ввел в 1866 г. немецкий биолог, профессор Йенского университета Эрнст Геккель, (1834-1919), который выделил в самостоятельную науку и назвал этим словом раздел биологии, изучающий совокупность взаимосвязей между живыми и неживыми компонентами природной среды.

Решение экологических проблем требует огромной работы во всех областях науки и техники. И теоретическим фундаментом всей природоохранной деятельности является наука экология. Только знание объективных законов развития природных, техногенных и социальных процессов позволит поладить с природой и разрешить социальные конфликты.

Историю становления экологии как самостоятельной науки можно разделить на несколько периодов:

Накопление эмпирических познаний о природе в эпоху древних цивилизаций;

Изучение влияния природных условий на живые организмы в эпоху Возрождения;

Появление во второй половине ХIХ столетия эволюционного учения Ч. Дарвина и науки экологии;

Формирование в экологии системной концепции;

Современный период в экологии.

Глава 1. Зарождение основ экологии

Первый период характеризуется зарождением основ экологических знаний, которые появляются в сочинениях многих ученых античного мира и средних веков. В древних египетских, индийских, китайских и европейских источниках VI - II вв. до н.э. можно обнаружить сведения о жизни животных и растений. Особый интерес мыслители Древней Греции и Рима проявляли к вопросам происхождения и развития жизни на Земле, а также к выявлению связей предметов и явлений окружающего мира.

Так, древнегреческий философ, математик и астроном Анаксагор (ок. 500¾428 гг. до н.э.) выдвинул одну из первых теорий происхождения известного на тот момент мира и населяющих его живых существ.

Древнегреческий философ и врач Эмпедокл (ок. 487 ¾ ок. 424 гг. до н.э.) большее внимание уделил описанию самого процесса возникновения и последующего развития земной жизни

Одной из главных проблем, занимавших умы античных мыслителей, была проблема взаимоотношений природы и человека. Изучение различных аспектов их взаимодействия составило предмет научных интересов древнегреческих исследователей Геродота, Гиппократа, Платона, Эратосфена и др.

Древнегреческий историк Геродот (484¾425 гг. до н.э.) связывал процесс формирования у людей черт характера и установление того или иного политического строя с действием природных факторов (климата, особенностей ландшафта и др.).

Древнегреческий врач Гиппократ (460¾377 гг. до н.э.) учил, что лечить больного необходимо, принимая во внимание индивидуальные особенности организма человека и его взаимоотношения с окружающей средой. Он считал, что факторы внешней среды (климат, состояние воды и почвы, образ жизни людей, законы страны и т.д.) оказывают определяющее влияние на формирование телесных (конституция) и душевных (темперамент) свойств человека. Климат, по мнению Гиппократа, во многом определяет также и особенности национального характера.

Знаменитый философ-идеалист Платон (428¾348 гг. до н.э.) обращал внимание на изменения (преимущественно негативного характера), происходящие с течением времени в окружающей человека среде, и на влияния, оказываемые этими изменениями на образ жизни людей. Платон не связывал факты деградации жизненной среды человека с осуществляемой им хозяйственной деятельностью, считая их признаками естественного упадка, перерождения вещей и явлений материального мира. Платон писал: «Вода не исчезала, как теперь, скатываясь в море по оголенной земле, а то, что сохранилось, если сравнивать это с тем, что существовало раньше, похоже на истощенное тело больного человека; все плодородные, мягкие земли растратились и исчезли, оставив лишь остов суши».

Древнегреческий ученый-географ Эратосфен (ок. 276¾194 гг. до н.э.) предпринял попытку дать строгое описание современной ему Ойкумены ¾ части Вселенной, населенной людьми. Он составил наиболее точную для своего времени карту известного мира, на которой земля простиралась от Атлантического океана на западе до Бенгальского залива на востоке, от земли Туле (Западное побережье современной Норвегии) на севере до Тапробаны (остров Цейлон) на юге. Вся Ойкумена была подразделена им на зоны: жаркую, две умеренные и две холодные. Эратосфена считают автором подхода к изучению земли, согласно которому Земля рассматривается как «дом» человека.

Представления древних людей о мире, в котором они жили, не ограничивались только лишь рамками Ойкумены. По Анаксагору, Земля представляет собой верхнее основание свободно плавающего в пространстве цилиндра, вокруг которого обращаются Солнце и планеты. Пифагореец Филолай (ок. 500¾400 гг. до н.э.) утверждал, что в центре Вселенной находится центральный огонь, «хестна», вокруг которого Земля, имеющая сферическую форму, ежесуточно описывает окружность, из-за чего и происходит смена дня и ночи. Древнегреческий астроном Аристарх Самосский (ок. 310¾230 гг. до н.э.) предложил первую гелиоцентрическую систему мира, «поместив» Солнце в центр Вселенной. Однако подобный взгляд на мироустройство еще очень долго не получал признания.

Начатое древнегреческими учеными дело изучения среды обитания людей и взаимоотношений человека и природы получило свое продолжение в эпоху расцвета Древнего Рима.

Римский поэт и философ Лукреций Кар (ок. 99¾55 гг. до н.э.) вслед за своим духовным учителем, древнегреческим философом Эпикуром (ок. 342¾270 гг. до н.э.), утверждал, что природой управляют определенные законы, познание которых призвано избавить людей от страха перед смертью, богами и силами природы и открыть дорогу к счастью и блаженству. Он оставил после себя незавершенную поэму «О природе вещей», в которой, в частности, изложил естественную историю происхождения и развития человеческого рода. Рост могущества человека Лукреций связывал с развитием у него особых механизмов приспособления к условиям существования, делающим людей более конкурентоспособными по сравнению с другими разновидностями живых существ (ранее сходные мысли высказывал Эмпедокл). Основой мировоззрения Лукреция был своеобразный эпикурейский атомизм, согласно которому все сущее в мире составлено из одних и тех же мельчайших частиц ¾ атомов. Все складывается из них и со временем распадается на них. Атомы, необходимые живому организму для поддержания существования, черпаются им из внешней среды, в то же время ненужные либо утратившие связь с другими частицами отторгаются вовне.

Древнегреческий географ, геолог и историк Страбон (ок. 64¾24 гг. до н.э.) написал 17-томную «Географию», содержащую ценные сведения из области геологии, физической географии, этнографии, зоологии и ботаники. Как геолог Страбон предвосхитил споры «вулканистов» и «нептунистов», допуская, что поверхность Земли формировалась под влиянием обоих факторов динамической геологии ¾ воды и подземного жара. Страбон также высказал предположение, что за Атлантическим океаном, на западе существует неизвестный материк, возможно, населенный другими, не похожими на европейцев, людьми.

Римский натуралист Плиний (23¾79 гг. н.э.) составил 37-томное сочинение «Естественная история», своеобразную энциклопедию естествознания, в которой изложил сведения по астрономии, географии, этнографии, метеорологии, зоологии и ботанике. Описав большое количество растений и животных, он также указал места их произрастания и обитания. Определенный интерес представляет предпринятая Плинием попытка сравнения человека и животных. Он обратил внимание на то, что у животных в жизни доминирует инстинкт, а человек всё (в том числе умение ходить и говорить) приобретает путем выучки, через подражание, а также посредством сознательного опыта.

Для античного периода характерно описательное направление в науке, основанное на эмпирических знаниях о природе. В это же время человек был выделен из природы и поставлен в центр мироздания. Обожествление природы сменилось антропоцентризмом - человек стал мерой всех вещей.

В средние века науки о природе развивались медленно в силу религиозного догматизма и схоластики. Научные достижения античного мира отделены от новой истории тысячелетием библейских догм, сковывавших развитие естествознания.

Следует упомянуть, однако, о легендарном враче Авиценне (980 - 1037), родившемся и жившем в Средней Азии. Мировую известность имеет его книга «Канон врачебной науки», в которой есть разделы о влиянии на организм человека окружающего воздуха, места жительства и времен года.

Другим видным ученым этого времени был немецкий химик и врач Т. Парацельс (1493 - 1541), идеи которого о дозированном влиянии природных факторов были развиты в Х веке в работах Ю. Либиха и В. Шелфорда.

Большая часть знаний, накопленных, в основном, греками, была утрачена в связи с разрушением знаменитой Александрийской библиотеки Ю.Цезарем в 48 г. до н.э. Окончательно ее сожгли арабы в 642 г. н.э.

Второй период, начавшийся в эпоху Возрождения, во времена великих географических открытий, положил начало современному естествознанию.

Колонизация новых стран в ХV-ХVIвв. послужила толчком к развитию наук о природе. Этот период характеризуется описанием открытых земель, их растительного и животного мира. Много внимания уделялось влиянию погодно-климатических и других факторов на организмы. Положение вещей изменилось с наступлением эпохи Возрождения, о приближении которой возвестили труды таких выдающихся средневековых ученых, как Альберт Великий и Роджер Бэкон.

Перу немецкого философа и теолога Альберта Больштедтского (Альберта Великого) (1206¾1280) принадлежит несколько естественнонаучных трактатов. Сочинения «Об алхимии» и «О металлах и минералах» содержат высказывания о зависимости климата от географической широты места и его положения над уровнем моря, а также о связи между наклоном солнечных лучей и нагреванием почвы. Здесь же Альберт говорит о происхождении гор и долин под воздействием землетрясений и потопов; рассматривает Млечный Путь как скопление звезд; отрицает факт влияния комет на судьбы и здоровье людей; объясняет существование горячих источников действием тепла, идущего из глубин Земли и т.д. В трактате «О растениях» он разбирает вопросы органографии, морфологии и физиологии растений, приводит факты по селекции культурных растений, высказывает идею об изменяемости растений под воздействием среды.

Английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (1214¾1294) утверждал, что все органические тела представляют по своему составу различные комбинации тех же элементов и жидкостей, из которых сложены тела неорганические. Бэкон особо отмечал роль солнца в жизни организмов, а также обращал внимание на их зависимость от состояния среды и климатических условий в конкретной местности обитания. Он говорил также о том, что человек в не меньшей степени, чем все остальные организмы, подвержен влиянию климата ¾ его изменения способны приводить к изменениям в телесной организации и характерах людей.

Наступление эпохи Возрождения неразрывно связано с именем знаменитого итальянского живописца, скульптора, архитектора, ученого и инженера Леонардо да Винчи (1452¾1519). Он считал основной задачей науки установление закономерностей явлений природы, исходя из принципа их причинной, необходимой связи. Изучая морфологию растений, Леонардо интересовался влиянием, оказываемым на их строение и функционирование со стороны света, воздуха, воды и минеральных частей почвы. Изучение истории жизни на Земле привело его к заключению о связи судеб Земли и Вселенной и о ничтожности того места, которое занимает в ней наша планета. Леонардо отрицал центральное положение Земли как во Вселенной, так и в Солнечной системе.

В 1543 г. был опубликован труд Николая Коперника (1473¾1543) «Об обращениях небесных сфер», в котором излагалась гелиоцентрическая система мира, отражающая истинную картину мироздания. Итальянский философ, борец против схоластической философии и римско-католической церкви Джордано Бруно (1548¾1600) внес значительный вклад в развитие учения Коперника, а также в освобождение его от недостатков и ограниченности. Он утверждал, что во Вселенной имеется бесчисленное множество звезд, подобных Солнцу, значительная часть которых заселена живыми существами.

Расширению границ известного мира в значительной мере способствовало изобретение новых средств изучения звездного неба. Итальянский физик и астроном Галилео Галилей (1564¾1642) сконструировал телескоп, при помощи которого исследовал строение Млечного Пути, установив, что он является скоплением звезд. Галилей своим наблюдением лишил Землю последней привилегии по отношению к другим планетам Солнечной системы ¾ монополии на «владение» естественным спутником.

Наступление принципиально нового этапа в развитии науки традиционно связывают с именем философа и логика Фрэнсиса Бэкона (1561¾1626), разработавшего индуктивный и экспериментальный методы научного исследования. Главной целью науки он провозгласил увеличение власти человека над природой. Это достижимо, по мнению Бэкона, лишь при одном условии ¾ наука должна позволить человеку как можно лучше понять природу, чтобы, подчиняясь ей, человек в конце концов смог господствовать в ней и над ней. Бэкон писал: «Не должно считать малозначащим и то, что дальние плавания и странствия открыли и показали в природе много такого, что может подать новый свет философии» . Ф.Бэкон предполагал начать работу по систематизации накопленных наблюдений, но его намерения скорее дали толчок в этом направлении другим ученым.

Английскому естествоиспытателю Роберту Гуку (1635¾1703) принадлежит первая работа ¾ «Микрография» ¾ рассказывающая об использовании микроскопной техники. Один из первых микроскопистов голландец Антони ван Левенгук (1632¾1723) получил линзы, позволившие получить почти трехсоткратное увеличение наблюдаемых объектов. На их основе он создал прибор оригинальной конструкции, при помощи которого изучил не только строение насекомых, простейших организмов, грибов, бактерий и клеток крови, но и пищевые цепи, регулирование численности популяций, которые впоследствии стали важнейшими разделами экологии. Исследования Левенгука фактически положили начало научному исследованию неведомого до тех пор живого микромира, этого неотъемлемого компонента среды обитания людей.

В XVIII веке ботанические и зоологические наблюдения были обобщены в работе «Система природы» шведского естествоиспытателя Карла Линнея (1707 - 1778), который разработал основы научной систематики животных и растений. Хотя он и сформулировал гипотезу постоянства видов: «их столько, сколько было сотворено Творцом» , но, тем не менее, признавал образование разновидностей под влиянием условий жизни. Он внес значительный вклад в дело формирования истинного представления о месте человека в природе, в системе классификации растительного и животного мира, по которой человек включался в систему животного царства и относился к классу млекопитающих, отряду приматов, в результате человеческий вид получил название Homo sapiens.

Среди многих ученых выделяется французский натуралист Жорж Луи де Бюффон. Он издал огромный труд в 44 томах «Естественная история», из которой взошли ростки эволюционной теории о происхождении организмов». Бюффон пишет: «Перед нами встает вопрос об изменении видов, вопрос о преобразованиях, происходящих с незапамятных времен, и, по-видимому, имевших место в каждом семействе» . Жорж Бюффон высказывал мысли о единстве животного и растительного мира, об их жизнедеятельности, распространении и связи со средой обитания, отстаивал идею изменяемости видов под влиянием условий среды. Он обратил внимание современников на поразительное сходство в строении тела человека и обезьяны. Однако, опасаясь обвинений в ереси со стороны католической церкви, Бюффон вынужден был воздержаться от высказываний относительно их возможного «родства» и происхождения от единого предка.

В Германии поборником естественного происхождения организмов, их родства и постепенного развития был Иммануил Кант (1724 - 1804).

Существенной вехой в развитии науки об образе жизни различных живых организмов является труд английского священника, экономиста и демографа Томаса Роберта Мальтуса (1766¾1834), в котором приведены уравнения экспоненциального роста популяций как основы демографических концепций. Им был сформулирован так называемый «закон народонаселения», согласно которому народонаселение увеличивается в геометрической прогрессии, тогда как средства к существованию (прежде всего пища) могут увеличиваться лишь в арифметической прогрессии. С неизбежно возникающим при таком развитии событий перенаселением Мальтус предлагал бороться при помощи регламентации браков и ограничения рождаемости. Он также призывал всячески «способствовать действиям природы, вызывающим смертность...»: перенаселять дома, делать в городах узкие улицы, создавая тем самым благоприятные условия для распространения смертельных болезней (таких, как чума). Взгляды Мальтуса были подвергнуты суровой критике еще при жизни их автора не только за их антигуманность, но и за умозрительность.

Несколько позже П.Ф. Ферхюльст предложил уравнение «логистического» роста. Эти работы обосновали представления о динамике численности популяций. Тогда же в трудах врача В.Эдвардса, философа О. Конта и биолога И.И. Мечникова было положено начало экологии человека. Социальные аспекты экологии человека отражены в трудах О. Конта, Д. Милля и Г. Спенсера, а также американских социологов Р. Парка и Е. Берджеса.

В России путь эволюционной идее прокладывал М.В. Ломоносов (1711 - 1765). Он писал, что лик Земли многократно менялся, на месте морей появлялась суша, и наоборот; земные пласты постепенно поднимались и изгибались, образуя горные складки, из менялся климат, изменялись флора и фауна: «слоны и южных земель травы на севере важивались».

Крупным событием XVIII в. стало появление эволюционной концепции французского естествоиспытателя Жана Батиста Ламарка (1744¾1829), согласно которой главной причиной развития организмов от низших форм к высшим является присущее живой природе стремление к совершенствованию организации, а также влияние на них различных внешних условий. Изменение внешних условий меняет потребности организмов; в ответ на это возникают новые виды деятельности и новые привычки; их действие, в свою очередь, изменяет организацию, морфологию рассматриваемого существа; приобретенные таким образом новые признаки наследуются потомками. Ламарк считал, что данная схема справедлива и по отношению к человеку. Жан Батист Ламарк - один из самых крупных представителей науки того времени. В книге «Философия зоологии» он впервые широко поставил вопрос о влиянии среды на организмы, но не сумел объяснить причин их «пригнанности» к среде обитания. Ж.Б.Ламарк так сформулировал выводы своих изысканий: «Спустя множество следующих друг за другом поколений, индивиды, относившиеся по происхождению к одному виду, в конце оказываются превращенными в новый вид, отличный от первоначального».

Экологическое направление в географии растений на протяжении всей первой половины XIX в. развивал немецкий естествоиспытатель-энциклопедист, географ и путешественник Александр Фридрих Вильгельм Гумбольдт (1769¾1859). Он был одним из первых естествоиспытателей, понявших необходимость синтеза наук при изучении природы, ее живых и неживых элементов. Говоря о целостном изучении природы в обобщенном теоретическом труде «Космос», он писал: «Мое внимание будет устремлено на взаимодействие сил, влияние неодушевленной природы на растительный и животный мир, их гармонию» . Он подробно изучил особенности климата в различных районах Северного полушария и составил карту его изотерм, обнаружил связь между климатом и характером растительности, предпринял попытку выделения на этой основе ботанико-географических областей (фитоценозов).

В России заслуга в формировании основных положений экологии и экологического мировоззрения принадлежит знаменитому российскому зоологу, проф. Московского университета Карлу Францевичу Рулье (1814- 1858), который одновременно с Александром Гумбольдтом указывал на существующее в природе единство среды и организмов и их эволюционное развитие. Он утверждал, что природа вечна; все ее явления взаимосвязаны и составляют единое целое. В природе все образуется путем медленных непрестанных изменений. Еще до выхода в свет труда Э.Геккеля он сформулировал основной принцип взаимоотношений организма и среды, названный им «Законом двойственности жизненных начал». Им же обозначены проблемы изменчивости, адаптации, миграций и влияния человека на природу. К. Рулье в своих лекциях и печатных трудах обсуждал взаимодействие организмов со средой с позиций, близких дарвиновским.

Они были предвестниками эволюционной идеи и целостного восприятия природных комплексов, состоящих из живых и неживых компонентов. Большой вклад в развитие экологических представлений в этот период внесли российские естествоиспытатели А.Т. Болотов (1738 - 1833), И.И. Лепехин (1740 - 1802), П.С. Паллас (1741 - 1811).

Во второй половине ХIXв. благодаря многочисленным экспедиционным исследованиям флоры и фауны (работы А. Гумбольдта, А. Уоллеса, Ф Склеттера) в виде отдельной науки начала оформляться биогеография, позже ставшая одной из основ современной экологии. В России ее развитие связано с трудами К.М. Бэра, Н.А. Северцева и др.

Глава 2. Появление науки экологии

Появлению науки экологии предшествовал выход в свет 24 ноября 1859 г. знаменитой книги Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь». С этого времени начинается новый период в истории становления экологии как самостоятельной науки.

Третий период ознаменован появлением новой эволюционной теории Ч. Дарвина; сходные положения были одновременно разработаны английским ученым А. Уоллесом.

Позднее В.И.Вернадский писал: «В ходе геологического времени живое вещество изменяется морфологически, согласно законам природы. История живого вещества в ходе времени выражается в медленном изменении форм жизни, форм живых организмов, генетически между собой непрерывно связанных от одного поколения к другому, без перерыва. Веками эта мысль поднималась в научных исканиях, в 1859 г. она, наконец, получила прочное обоснование в великих достижениях Ч. Дарвина и А. Уоллеса. Она вылилась в учение об эволюции видов - растений и животных, в том числе и человека» .

Ключевое положение в учении Дарвина занимает теория естественного отбора в результате борьбы за существование. Обычно производится гораздо больше живых организмов, чем может выжить, поэтому ведется борьба за существование либо между особями одного или различных видов, либо с физическими условиями жизни. Дарвин писал, что каждый организм зависит не только от условий местообитания, но и от всех других окружающих его существ. В результате естественного отбора сохраняются те организмы, в которых произошли изменения, дающие преимущества для существования в данных условиях.

Такой ход рассуждения дал основание современнику и последователю Дарвина немецкому ученому Эрнсту Геккелю заявить о целесообразности выделения новой науки о взаимоотношениях живых организмов и их сообществ друг с другом и с окружающей средой. Взгляды Ч.Дарвина на борьбу за существование не только как на борьбу организмов друг с другом, но и с окружающей неживой средой послужили тем научным фундаментом, на котором Э.Геккель в 1866 г. возвел здание новой науки.

В России страстным поборником и популяризатором эволюционной теории Ч.Дарвина и последователем Э.Геккеля был К.А. Тимирязев. В 1939 г. в работе «Чарльз Дарвин и его учение» он писал: «С установлением понятия приспособления явилась новая область науки, получившая придуманное Геккелем название экология» .

В своем труде «Всеобщая морфология» (1866) Э. Геккель дал такое определение этой отрасли науки: «Экология - это познание экономики природы, одновременное исследование взаимоотношений всего живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременно неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом. Одним словом, экология - наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование» . Преимущественно экология изучает живые системы с уровнем организации от организма и выше. Труд Геккеля построен на громадном фактическом материале, накопленном классической биологией, и главным образом посвящен тому направлению, которое сейчас называют аутэкологией или экологией отдельных видов. Кроме того, в трудах Геккеля прослеживается еще одно важное обстоятельство - понимание экологии как «экономики природы». С этого времени экология из раздела биологии превращается в междисциплинарную науку, охватывающую многие области знаний.

Важным шагом на пути становления экологии следует считать введение в 1877г. немецким гидробиологом К. Мебиусом понятия биоценоза. Биоценоз (гр. bios - жизнь, koinos - сообщество) - закономерное сочетание разных организмов, обитающих в определенном биотопе. Биотоп (гр. bios - жизнь, topos - место) - совокупность условий среды, в которых обитает биоценоз (Ф. Даль, 1903).

Значительный вклад внесли в развитие экологии русские ученые А.Н. Бекетов (1825 - 1902), Н.А. Северцев (1827 - 1885) и др.

В самом конце ХIХ века с призывом развернуть междисциплинарные комплексные исследования природных систем выступил выдающийся русский ученый-почвовед В.В. Докучаев (1846 - 1903). Именно закономерная связь между «силами», «телами» и «явлениями», между «мертвой» и «живой» природой, растительными, животными и минеральными царствами, с одной стороны, и человеком, его бытом и духовным миром - с другой, и составляет сущность познания «естества», - считал он. Практическое осуществление этих идей связано с именем Г.Ф. Морозова (1867 - 1920) - создателя учения о лесе. Он подчеркивал, что лес и его территория должны сливаться для нас в единое целое, в географический индивидуум. В 1925 г. эти идеи реализовались немецким гидробиологом А. Тинеманом, который рассматривал озера как целостную систему, где биоценоз и биотоп образуют органическое единство.

Во второй половине ХIХ - начале ХХ вв. большое внимание уделяли изучению влияния отдельных факторов (главным образом, климатических) на распространение и динамику организмов. К догеккелевскому периоду развития экологии относят, в частности, работы ученого-агронома Ю. Либиха, который сформулировал известное правило «лимитирующего фактора».

В начале ХIХ века оформились экологические школы ботаников, зоологов, гидробиологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки: экология животных, экология растений, экология микроорганизмов, экология насекомых, экология озера, экология леса и т. п.

Основное внимание стало уделяться анализу плотности, рождаемости, смертности, возрастной структуре, взаимодействию групп организмов и их взаимосвязям с окружающей средой.

Этот период, по сравнению с предыдущим, был более прогрессивным. Благодаря ему в экологии зародилось научное направление - популяционная экология, приоритетной проблемой которой являются биотические взаимодействия в биоценозе. Недостаток этого направления в том, что даже при изучении сообщества суть явлений сводится к функционированию отдельных популяций, т.е. к разложению биоценоза на составляющие элементы.

Представления о целостности природных систем, объединяющих сообщества живых организмов и условия их обитания в единую функциональную структуру, сформулированные а трудах одиночек, не стали господствующими взглядами в научных кругах конца ХIX века. Системный подход к изучению биоценоза и биотопа как единого целого возник в экологии позже.

Глава 3. Современная экология

Современная экология базируется на основной концепции содержания этой науки - системной концепции, которая зародилась в конце ХIX столетия и сформировалась лишь к середине ХХ столетия.

Четвертый период истории экологии связан с особым интересом мировой ученой общественности к работам русского геохимика В.И. Вернадского (1863-1945). Учение В.И. Вернадского о биосфере сыграло важную роль в подготовке целостного восприятия природных процессов как системы. Изучение общепланетарных процессов развернулось после выхода в свет в 1926 г. книги В.И. Вернадского «Биосфера», где рассмотрены свойства «живого вещества» и его функции в формировании, как современного лика Земли, так и всех сред жизни на планете (водной, почвенной и воздушной). Предшественником и единомышленником В.И. Вернадского был В.В. Докучаев (1846-1903), создавший учение о почве как о естественноисторическом теле. В.И.Вернадский вновь привлек внимание научного мира к проблеме взаимодействия живых организмов с неживой природой. Биосфера предстала как глобальная система, функционирование которой основано на динамическом единстве и взаимодействии «косных», «живых», и «биокосных» компонентов. В созданном им учении о биосфере рассматривались не только основные свойства «живого вещества» и воздействие на него «косной» природы, но и огромное обратное влияние жизни на неживую природу и формирование «биокосных природных тел» (таких, например, как почва или озеро).

В.И. Вернадский обосновал роль живого вещества как наиболее мощного геохимического и энергетического факторов - ведущей силы планетарного развития. В его работах ясно прослеживается значение для космоса жизни на планете Земля, а также значение космических связей для биосферы. Впоследствии эта космическая линия в экологии была развита в трудах А.Л. Чижевского, основателя современной науки гелиобиологии. В.И.Вернадский раскрывает ведущую роль живых организмов в аккумуляции солнечной энергии и преобразовании веществ, слагающих оболочки Земли: «По существу биосфера может быть рассматриваема, как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию», - писал он . «Живое вещество» производит огромную «геохимическую» работу, формируя состав и структуру поверхности Земли. Глины, известняки, доломиты, железняки, бокситы - это все породы органического происхождения.

В.И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и пришел к выводу, что деятельность современного человека, преобразующего поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. В результате стало ясно, что использование природных ресурсов планеты происходит без учета закономерностей и механизмов функционирования биосферы. Тем не менее завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы - сферы разума. В.И. Вернадский отмечал, что жизнь в геологически обозримый период всегда существовала в форме биоценозов - сложно организованных комплексов разных организмов. При этом живые организмы всегда были тесно связаны со средой обитания, образуя целостные динамические системы. В ходе развития жизни неоднократно происходила смена одних групп организмов другими, но всегда поддерживалось более или менее постоянное соотношение форм, выполняющих те или иные геохимические функции.

В 1927 г. Ч. Элтон выпустил первый учебник-монографию по экологии. В нем было описано своеобразие биоценотических процессов, дано понятие экологической ниши, обосновано «правило экологических пирамид», сформулированы принципы популяционной экологии. Вскоре были предложены математические модели роста численности популяций и их взаимодействия (В. Вольтерра, А. Лотка), проведены лабораторные опыты по проверке этих моделей (Г.Ф. Гаузе). Таким образом, в 20-30-е годы сформировалось направление экологии популяций, в 30-е годы - понятие экосистемы. С особой убедительностью эти выводы были сформулированы английским геоботаником А. Тэнсли, которому принадлежит честь введения в 1935г. термина для обозначения экологической системы - экосистема. Под экосистемой понимали совокупность организмов и неживых компонентов среды их обитания, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот (с участием продуцентов, консументов и редуцентов). В то же время продолжались широкие количественные исследования функциональных особенностей различных экосистем - их структуры, продуктивности, условий их устойчивости, трофических связей в экосистемах. А. Тэнсли последовательно развил взгляд на экосистему как на образование надорганизменного уровня, включающее не только организмы, но и всю совокупность физических условий местообитания. Он обратил внимание на невозможность отделения организмов от окружающей их среды, вместе с которой они образуют одну систему – экосистему,- целостную подсистему природы, в которой как организмы, так и неорганические факторы находятся в относительно устойчивом равновесии.

В отечественной научной литературе представления об экосистемах появились в 1942 г. в работах В.Н. Сукачева (1880-1967),который обосновал концепцию биогеоценоза (синоним термина «экосистема»), имевшую большое значение для развития теоретической базы экологии. В 50-е годы сформировалась общая экология, основное внимание в которой уделяется изучению взаимодействия организмов и структуры образуемых ими систем. В этом учении нашли отражение идеи о единстве организмов с физическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе таких связей, об обмене веществами и энергией между ними.

Середина ХХ века была отмечена расширением комплексных исследований экосистем (В.И. Жадин, Г.Г. Винберг, Р. Линдеман, Г. Одум и Ю. Одум, Р. Маргалеф и многие другие). В 1956 г. под редакцией В.И. Жадина издается 4-томный труд «Жизнь пресных вод»; в 1961 г. выходит монография В.И Жадина и С.В. Герда «Реки, озера и водохранилища СССР». В этих работах описываются особенности водных экосистем. В 1964 г. коллективом авторов под руководством В.Н. Сукачева была опубликована книга «Основы лесной биоценологии». В ней сделана попытка путем синтеза информации раскрыть количественные закономерности функционирования и эволюции такой сложной динами ческой системы, как лесной биогеоценоз.

В ХХ в. в рамках экологии сформировалось самостоятельное направление физиологии, посвященное исследованию механизмов адаптации. В нашей стране представителями этого направления, достигнувшего расцвета в 60-70-х годах ХХ столетия, были Н.И. Калабухов, А.Д. Слоним, а в последние годы - акад. И.А. Шилов.

Однако эффективная реализация методологии системного подхода к изучению экосистем стала возможной лишь в начале 70-х годов ХХ столетия, когда в распоряжение экологов поступили мощные ЭВМ и были разработаны методы моделирования динамических систем, которые в совокупности с экспериментами и наблюдениями получили название системного анализа.

Успехи в изучении и моделировании экосистем, особенно реализация проектов в рамках международного сотрудничества, способствовали окончательному утверждению во второй половине ХХ столетия экосистемной концепции как основы современной экологии.

К 70-м годам ХХв. сложились направления, называемые «физиологической» и «эволюционной» экологией. В наши дни получили развитие «количественная» экология и математическое моделирование биосферных и экосистемных процессов.

Параллельно с упомянутыми развивались географическое и геологическое направления экологии, а именно ландшафтная экология и динамическая геология - система наук о взаимодействии геосфер Земли и о воздействии на них антропогенных факторов.

Пятый период истории экологии - это современная экология. В последние два десятилетия изменился взгляд на экологию как на сугубо биологическую науку. Уже с начала века в экологии, помимо антропоцентрического (гр. anthropos - человек) направления, рассматривающего человеческое сообщество как отдельное царство, возвышающееся над царствами минералов, растений и животных, появилось биоцентрическое направление. Представители последнего считают человека продуктом эволюции биосферы; люди, как и другие млекопитающие, подчиняются законам природы, и их развитие идет параллельно с развитием остальных организмов. Поэтому сейчас Homo sapiens (Человека разумного) со всей его многообразной деятельностью включают в сферу интересов науки экологии.

Рост общественного интереса к экологическим проблемам оказал глубокое влияние на академическую экологию. До 1970г. на нее смотрели, главным образом, как на один из разделов биологии. Хотя и сейчас экология уходит своими корнями в биологию, она вышла за ее рамки, переросла в новую интегрированную дисциплину, связывающую естественные, технические и общественные науки. В некоторых крупных университетах развитых стран введены междисциплинарные квалификационные степени по экологии. Все большее признание приобретают взгляды на экологию как науку не только о природных, но и созданных человеком экосистемах.

Современная экология не только изучает законы функционирования природных и антропогенных экосистем, но и ищет оптимальные формы взаимоотношения природы и человеческого сообщества.

Эта точка зрения стала доминантной в современном обществе, которое осознало опасность экологического кризиса, катастрофических преобразований планетарной системы. Предотвратить разрушение биосферы можно только на основе экологических знаний, которые помогают рационально эксплуатировать природные ресурсы, управлять естественными, аграрными, техногенными и социальными системами в соответствии с объективными законами природы. «И нет силы на Земле, - писал В.И.Вернадский (1940), - которая могла бы удержать человеческий Разум в его устремлении» . Он верил, что течение событий будущего может быть определено волей и разумом человека, планета вступит в новый этап эволюции - ноосферу (гр. noos - разум, sphaira - область) - эру, управляемую человеческим разумом, гарантирующим прогрессивное развитие на основе экологически грамотного использования и приумножения природных ресурсов. «Все человечество, взятое вместе, представляет ничтожную долю массы планеты. Мощь его связана не с материей, а с его мозгом. В истории биосферы перед человечеством открывается огромное будущее, если оно не будет употреблять свой разум и труд на самоистребление»(цит. по кн.: «В.И. Вернадский». М., 1994).

Основная задача современной экологии - найти пути сохранения биосферы и управления природными, антропогенными системами и человеческим обществом в соответствии с законами природы, а не вопреки им, найти гармонию между экономическими и экологическими интересами человека.

Заключение

В заключение, можно еще раз отметить основные периоды в истории становления экологии как самостоятельной науки.

Период древней цивилизации, охватывающий конец старого и начало нового летоисчисления, характеризуется накоплением эмпирических знаний о природе.

Эпоха Возрождения - период с ХV по ХVIII век, который характеризуется прогрессирующими наблюдениями натуралистов, осмысливанием накопленных эмпирических знаний и изучением влияния природных факторов на живые организмы.

Появление науки экологии в ХIX веке - период, который был ознаменован эволюционным учением Ч. Дарвина о происхождении видов, указавшим на взаимозависимость и взаимовлияние всех форм живой и неживой природы. На фундаменте учения об эволюции живых организмов Э.Геккель возвел здание новой науки - экологии, изучающей все взаимосвязи в природе. Эта наука стала быстро развиваться усилиями многих зарубежных и русских ученых, находивших все новые и новые доказательства единства мертвой и живой природы. Введены термины биоценоз и биотоп. В рамках биологии оформляются различные экологические школы. Однако человек с его духовным миром как бы отделен от растительного, животного и минерального царств. Представления о единстве живых организмов и условий среды еще не стали господствующей системой взглядов.

Начало ХХ столетия - В.И.Вернадский впервые убедительно раскрыл огромное обратное влияние «живого вещества» на «косную» природу и формирование «биокосных природных тел». А.Тэнсли ввел термин экосистема для обозначения целостных функциональных природных систем надорганизменного уровня. Он указал на невозможность отделения организмов от окружающей среды. Расширяются комплексные исследования экосистем. Появляются новые направления - аутэкология, синэкология, популяционная экология. В экологии утверждается экосистемная концепция.

Вторая половина ХХ столетия характеризуется озабоченностью мирового сообщества угрозой экологического кризиса, обусловленного неразумной властью человека над природой. Утверждается биоцентрическое направление в экологии. Осознана роль человека как части природы и зависимость его от ресурсов планеты и природных процессов. Человек тоже становится предметом экологии. Возрастает интерес к экологии всех слоев общества. Развитие науки и техники дает в руки людей инструменты, позволяющие изучать экосистемы и биосферу в целом. Развивается системный анализ как методологическая основа экологии. Экология изучает не только совокупность взаимосвязей в природных экосистемах, она выходит за рамки биологии, превращаясь в интегрированную науку, наводящую мосты между естественными, техническими и общественными дисциплинами, исследует общие закономерности, справедливые как для природы, так и для общества.

В табл. 1 приведен календарь событий, иллюстрирующий долгий путь становления экологии как науки.

Таблица 1

Календарь становления экологии как науки (по К.М. Петрову, с дополнениями)

			Экологическая информация
VI–IV вв. до н.э.	-----	Древняя Индия	Эпическая поэма «Махабхарата» и «Рамаяна» - дано описание образа жизни и места обитания около 50 видов животных.
490 - 430 до н.э.	Эмпедокл из Акраганта	Древняя Греция	Рассмотрел связь растений со средой
384 - 322 до н.э	Аристотель	Древняя Греция	«История животных» - привел классификацию животных, имеющих окраску, связанную с условиями жизни
372 – 287 до н.э.	Теофраст(Феофраст)	Древняя Греция	«Исследования о растениях» - описал около 500 видов растений и их сообществ
79 – 23 до н.э.	Плиний старший	Древний Рим	«Естественная история» - обобщил данные по зоологии, ботанике, лесному хозяйству
1749	К. Линней	Швеция	«Экономика природы» - описал типологию местообитаний. Основы систематики.
1749	Ж. Бюффон	Франция	«Естественная история» - высказал идеи изменчивости видов под влиянием среды
1798	Т.Мальтус	Англия	«Опыты о законе народонаселения» - предложил уравнение геометрического (экспоненциального) роста популяции, представил первую математическую модель роста популяции
1802	Ж.-Б.Ламарк	Франция	«Гидрогеология» - заложил основы концепции о биосфере, предложил термин «биология»
1809	Ж.-Б.Ламарк	Франция	«Философия зоологии» - дал представление о сущности взаимодействий в системе «организм – среда»
1836	Ч. Дарвин	Англия	Кругосветное путешествие на корабле «Бигль» - описал экологические наблюдения, которые легли в основу труда «Происхождение видов...»
1840	Ю. Либих	Германия	Сформулировал закон о лимитирующих факторах
1845	А. Гумбольдт	Германия	«Космос», в 5 томах - сформировал законы географической зональности и вертикальной поясности в распределении растений и животных
1859	Ч. Дарвин	Англия	«Происхождение видов…» - привел большой материал о влиянии абиотических и биотических факторов среды на изменчивость организмов
1861	И.М.Сеченов	Россия	«…организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него».
1866	Э.Геккель	Германия	Предложил понятие «экология»
1870	Г. Спенсер	Англия	«Изучение социологии» - заложил основы экологии человека
1875	Э. Зюсс	Австрия	Предложил понятие «биосфера»
1877	К. Мебиус	Германия	Предложил понятие «биоценоз»
1895	Е. Варминг	Дания	«Экологическая география растений» - впервые использовал термин «экология» по отношению к растениям; предложил понятие «жизненная форма»
1896	У. Хэдсон	Англия	Предложил понятие «волны жизни» для описания динамики численности животных
1898	А. Шимпер	Германия	«География растений на физиологической основе - одна из первых работ по экофизиологии
1903	К. Раункиер	Дания	Создал учение о жизненных формах растений на основе понятия, введенного Е. Вармингом
1910	---	---	Решением Ш Международного ботанического конгресса закреплено разделение экологии на экологию организмов (аутэкологию) и сообществ (синэкологию)
1911	В. Шелфорд	США	Сформулировал закон толерантности
1912	Г.Ф.Морозов	Россия	«Учение о лесе» - классическая работа по изучению лесных сообществ
1915	Г.Н.Высоцкий	Россия	Предложил понятие «экотоп»
1915	И.К.Пачоский	Россия	Предложил понятие «фитоценоз»
1918	Х. Гамс	Швейцария, Австрия	Предложил понятия «биоценологии» как науки о сообществах живых организмов; «фитоценологии» - науки о растительных сообществах
1921	Х. Берроуз	США	«География как человеческая экология» - сформулировал задачу изучения взаимоотношения человека и территории, на которой он проживает
1926	В.И.Вернадский	СССР	«Биосфера» - определил глобальные функции живого вещества
1927	Э. Леруа	Франция	Предложил понятие «ноосфера», получившее дальнейшее развитие в трудах Т.де Шардена, В.И.Вернадского
1933	Д.Н.Кашкаров	СССР	«Среда и сообщества», «Основы экологии животных» - первые отечественные учебники по экологии
1935	А. Тенсли	США	Предложил понятие «экосистема»
1939	Ф.Клементс, В.Шелфорд	США	Ввели термин «биоэкология», опубликовав одноименную монографию
1939	К.Тролль	Германия	Обосновал новое научное направление – «экология ландшафта»
1942	В.Н. Сукачёв	СССР	Предложил понятие «биогеоценоз», заложил основы биогеоценологии
1942	Р. Линдеман	США	Развил представление о трофических уровнях и «пирамиде энергий», установил правило 10%
1944	В.И.Вернадский	СССР	«Несколько слов о ноосфере»
1953	Ю. Одум	США	«Основы экологии» и «Экология» - одни из лучших современных учебников по экологии. Неоднократно переизданы. Русские переводы – 1975 и 1986 гг.
1963	В.Б.Сочава	СССР	Предложил понятие «геосистема»
1968	Дж. Форрестер, Д.Медоуз	США	Выдвинули идеи глобальной экологии в работах «Римского клуба»
1971	Б. Коммонер	США	«Замыкающийся круг» - сформулировал четыре закона экологии. Русский перевод - 1974 г.
1994	Н.Ф. Реймерс	Россия	«Экология (теории, законы, принципы и гипотезы)»- систематизировал понятия современной «большой экологии»

Литература

1. Л.И. Цветкова, М.И. Алексеев, Ф.В. Кармазинов; Е.В. Неверова - Дзиопак, Б.П. Усанов, Л.И. Жукова. Экология. Учебник для технических вузов. Санкт – Петербург, 2001.

2. В.П. Максаковский. Географическая картина мира. Ч.2. - Ярославль: Верх.-Волж. кн. изд-во, 1995.

3. Н.Ф. Реймерс. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы) - М.: Россия Молодая, 1994.

4. В.М. Хачатурян. История мировых цивилизаций с древнейших времен до начала ХХ века./Под ред. В.И. Уколовой. - М.: Дрофа, 1997.

5. Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. Экология. Учебник для вузов. М.: Дрофа, 2003.

6. В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. Экология в вопросах и ответах. Уч. пособие. Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.

7. А.А. Горелов. Экология. Уч. пособие. М.: Центр, 2002.

8. В.А.Ситаров, В.В.Пустовойтов. Социальная экология: Учеб. Пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. ¾ М.: Издательский центр «Академия», 2000.

24.09.2017 статья

Как известно, экология - достаточно молодая наука, появившаяся как отдельная дисциплина на рубеже XIX и XX веков. Собственно, наукой её стали считать лишь в ближе к 60м годам XX века, когда состояние окружающей среды вызвало у людей серьёзное беспокойство. А вот предыстория экологии началась гораздо раньше: далеко не каждому известно, что, возможно, первым экологом на Земле был… Аристотель!

«История животных» Аристотеля - первый в мире учебник экологии

Трактат Аристотеля «История животных» стала первой попыткой систематизировать представителей животного мира в соответствии с их строением, средой обитания, способом размножения и т.д. В наше время некоторые названия, использованные философом, кажутся по-детски наивными. Например, Аристотель поделил животных на «кровяных» (собака, лошадь) и бескровных (сюда вошли насекомые). Однако не стоит недооценивать значение этого труда, состоящего из 10 книг, для становления современной науки экологии. На протяжении столетий, начиная с эпохи Средневековья и заканчивая XVIII веком, «История животных» использовалась как важнейший источник систематизированной информации о животных и природе.

Авторы Античного мира и тема экологии

Аристотель оказался не единственным среди своих современников, кого волновали вопросы экологии. В частности, Гиппократ (460 - 356 до н.э.), называемый отцом медицины, является автором множества трудов, посвящённых врачеванию и анатомии человека, а также темам, непосредственно связанным с экологией.

Говоря о произведениях, посвящённых изучению природы в те дни, нельзя не упомянуть и Гераклита, считающегося первооснователем диалектики. К сожалению, из всех произведений Гераклита, частично сохранился лишь труд «О природе», да и то в виде нескольких крошечных отрывков-цитат.

Сборник эпических произведений «Махабхарата», ставших одним из крупнейших литературных сборников Древней Индии, содержит сведения о повадках и особенностях более чем 50 животных, описанию которых придается не меньшее значение, чем текстам на богословскую, правовую и политическую тематики.

Теофраст Эрезийский (371 - 280 до н.э.), являющийся учеником Аристотеля, продолжил дело своего учителя по исследованию мира природы и посвятил немало времени изучению сортов и форм растений, а также их зависимости от условий существования. Результатом упорного многолетнего труда стали книги «История растений» и «Причины растений», сделавшие философа в глазах всего мира «отцом ботаники».

Средневековая наука экология

Интерес к экологии в Средние века заметно поутих в сравнении с Древним миром. Внимания общества, сосредоточенного на богословии, элементарно не хватало на изучение природы и её законов. Весь интерес к природе ограничивался изучением целебных свойств трав, а происходящее вокруг принято было считать промыслом Божиим и принимать как неизбежность.

Однако наблюдалось и проявление интереса к характеру природы в чужих, неизведанных странах. В XIII веке немалую роль в развитии экологии сыграли путешествия бесстрашного Марко Поло и его книга, написанная под впечатлением посещения невиданных в те времена далёких земель ― «Книга о разнообразии Мира».

Существенные изменения в плане интереса к экологии произошли лишь в XIII веке.

Альберт Великий (Альберт фон Больштедт)

Альберт Кельнский, возведённый в ранг святых в 1931 году, был в высшей степени примечательной личностью.

Родившийся в конце XII столетия, будущий философ примерно в 1212 году стал студентом Падуанского университета, где проявил недюжинные способности к естественным наукам, не пользующихся в то время особым успехом среди молодёжи.

Тщательно изучая труды Аристотеля, Альберт стал автором нескольких книг, в которых главное внимание уделялось основным положениям ботаники, законам жизнедеятельности растений. Именно он впервые подчёркивает взаимосвязь размножения растений с питанием и наличием «солнечного тепла», обращает особенное внимание на причины их зимнего «сна».

Венсант де Бове (1190 ―1264)

Доминиканский монах, живший во Франции в XIII, внёс свою лепту в развитие экологии как науки в виде огромной энциклопедии «Зерцало великое», одна из частей которой посвящена естественным наукам ― астрономии, алхимии, биологии ― и названа «Зерцало природное».

В качестве примера трудов, направленных на изучение природы в Средние века, можно привести также и «Поучение Владимира Мономаха», получившее распространение в XI веке, и произведение доминиканского монаха Иоанна Сиенского «О поучениях и сходствах вещей», написанное в начале XIV века.

Однако следует заметить, что отношение к природе в те времена было исключительно потребительским, и основной целью исследований являлся поиск путей обогащения и максимального использования природных ресурсов наряду с приложением минимальных усилий.

Экологическая наука эпохи Возрождения

В этот период наблюдается перелом во всех сферах жизни человека ― от выхода экономических отношений на более высокий уровень до стремительного и разностороннего развития наук.

Предпосылками подобных метаморфоз послужили политические процессы, происходящие в социуме XIV - начала XVII веков: становление буржуазного общества заставило его членов по-новому взглянуть на природу и собственно на человека как её неотъемлемую часть.

Пришла пора систематизировать стихийно копившиеся на протяжении веков знания и разделить их на самостоятельные отрасли, не смешивая воедино открытия из области физики, географии, химии и ботаники. Черты биологии как науки начали чётко прорисовываться в общественном сознании.

Конечно же, науки тех веков были далеки от экологии в современном понимании этого слова, но нельзя не согласиться, что в сравнении со Средневековьем, это был прорыв…

Имена, вошедшие в историю экологии Реннесанса

Если развитие экологии как науки в Средние века было сопряжено с накоплением знаний, то вполне естественным является то, что основной особенностью периода Возрождения стала систематизация и анализ имеющихся данных.

Первыми систематиками стали:

• Андреа Цезальпин или Чезальпино (1519-1603), открывший период искусственных систем в ботанике и систематизировавший растения согласно строению их семян, цветков и плодов, опираясь на труды Аристотеля;
• Джон Рей (1623-1705), создавший научное естественноисторическое общество в Англии, автор книги «Catalogue de la flore de Cambridge» и других научных сочинений, посвященных ботанике;
• Жозеф Питтон де Турнефор (1656- 1708) ― член Парижской академии наук, создавший оригинальную классификацию растений на основании строения венчика цветка.

Можно назвать ещё множество имён, чья деятельность была объединена одной общей идеей: состояние и обилие растений непосредственно зависит от условий их произрастания, качества почвы, погодных условий и прочих факторов.

Первые экологические эксперименты

Проведение первого в истории человечества эксперимента экологической направленности стало своеобразным предвестником появления экологии как науки. Роберт Бойль (1627- 1691) ― известный английский химик ― доказал посредством эксперимента влияние атмосферного давления на животных.

Интересно, что эксперименты, связанные с растениями, начали проводиться гораздо раньше, чем с животными.

Экология и путешествия

Немалый вклад в развитие экологии сделали и путешественники XVII-XVIII веков, обращавшие внимание на образ жизни животных в разных странах, миграции и межвидовые взаимоотношения, проводя параллели и делая логические заключения о зависимости этих фактов от условий обитания.

Среди них ― Антони ван Левенгук, натуралист из Нидерландов. Французский биолог Жорж-Луи Лекле́рк, граф де Бюффо́н, чьи работы стали основой учения Дарвина и Ламарка.

Наука и сплетни

Путь становления экологии нельзя назвать гладким и планомерным ― бытовавшие в мире средневековые нелепицы продолжали провозглашаться в качестве научных аксиом.

К примеру, идея самопроизвольного зарождения жизни на Земле, господствовавшая в обществе, была наголову разбита итальянским биологом Франческо Реди ещё в конце XVII столетия, но продолжала существовать вплоть до XIX века.

Учёные мужи свято верили, что птицы и насекомые могут зарождаться из веток деревьев, а выращивание гомункулуса (человекоподобного существа) в колбе считалось вполне реальной задачей, хотя и противозаконной. Для создания мыши предположительно требовался человеческий пот, поэтому на роль лучшего материала для таких целей претендовала грязная рубашка.

Становление экологии в России

Российские натуралисты XVIII века, как и географы, уделяли серьёзное внимание взаимосвязи растительного и животного мира с климатом. Самые известные имена ученых, посвятивших этому вопросу свои труды, ― это И. И. Лепёхин и С.П. Крашенников, М. Ломоносов и С. Паллас.

Симон Паллас (1767 – 1810)

Настоящим шедевром стал труд Петера Симона Палласа, немецкого учёного, пребывавшего на русской службе, под названием «Зоография». Книга содержала подробное описание 151 вида млекопитающих и 425 видов птиц, включая их экологию и даже экономическое значение, которое они представлялидля страны. В ней Паллас особое внимание уделяет миграциям и развивает идею расселения животных по территории России с целью увеличения популяций. Благодаря этому труду Паллас заслуженно считается основателем зоогеографии.

Михаил Ломоносов (1711 – ­1765)

Известный российский учёный придавал большое значение влиянию окружающей среды на живые организмы и предпринимал попытки выяснить особенности существования древних моллюсков и насекомых, изучая их останки. Его труд «Слово о слоях земных» стало одним из первых трактатов, посвящённых вопросам геологии.

Рождение современной экологии

Если ранее экология как наука находилась на стадии зарождения, проявляясь в смежных формах ботанической географии, зоогеографии и т.д., то XIX век может по праву считаться веком появления науки экологии как биологической дисциплины.

Теория естественного отбора, идея которой принадлежит одновременно нескольким учёным (Ч. Дарвин, А. Уоллес, Э. Блайт, В. Уэллс, П. Мэтью), как и труды датского ботаника и первого эколога Йоха́ннеса Эуге́ниуса Ва́рминга, стали основой новой науки.

В конце века (1896г.) была выпущена первая книга на тему экологии, где в названии употреблялся экологический термин: «Экологическая география растений». Автор книги ― Й.Э. Варминг – создал концепцию экологии и впервые прочитал курс экологии в университете, за что обрёл заслуженное имя основателя этой науки, существовавшей первое время в форме раздела биологии

Автором самого термина «экология» является Эрнст Генрих Геккель ― естествоиспытатель и философ, живший в Германии в конце XIX― начале XX века. Кроме этого названия новой науки, Геккелю принадлежат такие термины как «питекантроп», «онтогенез» и «филогенез».

Первоначальное значение термина заметно отличалось от современного понимания этого слова. Геккель видел экологию как «…науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все условия существования» (Э. Геккель, «Всеобщая морфология организмов»).Таким образом, предназначение экологии учёный видел в изучении взаимоотношений отдельных видов, что соответствует современному пониманию аутэкологии.

Трансформация смысла, вкладываемого в термин, происходила постепенно, по мере того, как перед человечеством вставали вопросы охраны окружающей среды.

Самостоятельной наукой экология стала лишь в первой половине XX века, когда человечество вплотную подошло к вопросу необходимости охраны природы и окружающей среды. Только к середине века опыт, кропотливо накопленный на протяжении веков человечеством, был собран воедино, как мельчайшие фрагменты сложной мозаики, чтобы дать жизнь науке, чьей целью является сохранение жизни всей планеты.

В России профессор Московского университета Карл Францевич Рулье на протяжении 1841-1858 гг. дал практически полный перечень принципиальных проблем экологии, не найдя, однако, выразительного термина для обозначения этой науки. Он первый четко определил принцип взаимоотношений организма и среды: "Ни одно органическое существо не живет само по себе; каждое вызывается к жизни и живет только постольку, поскольку находится во взаимодействии с относительно внешним для него миром. Это закон общения или двойственности жизненных начал, показывающий, что каждое живое существо получает возможность к жизни частию из себя, а частию из внешности". Развивая этот принцип, К.Ф. Рулье делит взаимоотношения со средой на две категории: "явления жизни особной" и "явления жизни общей", что соответствует современным представлениям об экологических процессах на уровне организма и на уровне популяций и биоценозов. В опубликованных лекциях и отдельных статьях он поставил проблемы изменчивости, адаптации, миграций, ввел понятие "стация", рассмотрел влияние человека на природу и т. д. При этом механизм взаимоотношений организмов со средой К.Ф. Рулье обсуждал с позиций, настолько близких к классическим принципам Ч. Дарвина, что его по праву можно считать предшественником Дарвина. К сожалению, К.Ф. Рулье умер в 1858 г., за год до выхода в свет "Происхождения видов". Труды его практически неизвестны за рубежом, но в России они имели огромное значение, послужив основой формирования мощной когорты экологов-эволюционистов, некоторые из которых были его прямыми учениками (Н.А. Северцов, А.П. Богданов, С.А Усов).

И все же начало развития экологии как самостоятельной науки следует отсчитывать от трудов Э. Геккеля, давшего четкое определение ее содержания. Надо лишь отметить, что, говоря об "организмах", Э. Геккель, как это было тогда принято, не имел в виду отдельных особей, а рассматривал организмы как представителей конкретных видов. По существу, основное направление, сформулированное Э. Геккелем, соответствует современному пониманию аутэкалогии , те экологии отдельных видов. В течение долгого времени основное развитие экологии шло в русле аутэкологического подхода. На развитие этого направления большое влияние оказала теория Ч. Дарвина, показавшая необходимость изучения естественной совокупности видов растительного и животного мира, непрерывно перестраивающихся в процессе приспособления к условиям среды, что является основой процесса эволюции.

В середине XX в. на фоне продолжающихся работ по изучению образа жизни выделяется серия исследований, посвященных физиологическим механизмам адаптации. В России это направление в основном сформировалось в 30-е годы трудами Н.И Калабухова и А.Д. Слонима. Первый из них, зоолог, пришедший к необходимости применения физиологических методов для изучения адаптации; второй - физиолог, понявший необходимость исследования адаптивного значения отдельных физиологических процессов. Такие пути формирования физиологического направления в экологии характерны для мировой науки того времени. Эколого-физиологическое направление в экологии животных и растений, накопив огромный фактический материал, послужило основой появления большой серии монографий, "всплеск", которой приходится на 60.70-е годы.

Одновременно с этим в первой половине XX в. начались широкие работы по изучению надорганизменных биологических систем. Их основой послужило формирование концепции биоценозов как многовидовых сообществ живых организмов, функционально связанных друг с другом. Эта концепция в основном создана трудами К. Мебиуса (1877), С. Форбса (1887) и др. В 1916 г. Ф. Клементе показал динамичность биоценозов и адаптивный смысл этого; А. Тинеманн (1925) предложил понятие "продукция", а Ч. Элгон (1927) опубликовал первый учебник-монографию по экологии, в котором четко выделил своеобразие биоценотических процессов, определил понятие трофической ниши и сформулировал правило экологических пирамид. В 1926 г. появилась книга В.И. Вернадского "Биосфера", в которой впервые была показана планетарная роль совокупности всех видов живых организмов-"живого вещества". Начиная с 1935 г. с введением А. Тенсли понятия экосистема экологические исследования надорганизменного уровня стали развиваться особенно широко; примерно с этого времени стало практиковаться возникшее в самом начале XX в. деление экологии на аутэкологию (экологию отдельных видов) и синэкологию (экологические процессы на уровне многовидовых сообществ, биоценозов). Последнее направление широко использовало количественные методы определения функций экосистем и математическое моделирование биологических процессов, направление, позднее получившее название теоретической экологии. Еще раньше (1925-1926) А. Лотка и В. Вольтерра создали математические модели роста популяций, конкурентных отношений и взаимодействия хищников и их жертв. В России (30-е годы) под руководством Г.Г. Винберга велись обширные количественные исследования продуктивности водных экосистем. В 1934 г. Г.Ф. Гаузе опубликовал книгу "Борьба за существование" (The struggle for existence. Baltimore, 1934), в которой экспериментально и с помощью математических расчетов показал принцип конкурентного исключения и исследовал взаимоотношения типа хищник - жертва. Экосистемные исследования остаются одним из основных направлений в экологии и в наше время. Уже в монографии Ч. Элтона (1927) впервые отчетливо выделено направление популяционной экологии. Практически, все исследования экосистемного уровня строились на том, что межвидовые взаимоотношения в биоценозах осуществляются между популяциями конкретных видов. Таким образом, в составе экологии сформировалось популяционное направление, которое иногда называют демэкологией.

В середине нашего столетия стало ясно, что популяция не просто "население", т.е. сумма особей на какой-то территории, а самостоятельная биологическая (экологическая) система надорганизменного уровня, обладающая определенными функциями и механизмами авторегуляции, которые поддерживают ее самостоятельность и функциональную устойчивость. Это направление наряду с интенсивным исследованием многовидовых систем занимает важное место в современной экологии.

Некоторые исследователи полагают, что исследования на популяционном уровне представляют центральную проблему экологии. Раскрытие роли многовидовых совокупностей живых организмов в осуществлении биогенного круговорота веществ и поддержании жизни на Земле привело к тому, что в последнее время экологию чаще определяют как науку о надорганизменных биологических системах или же только о многовидовых сообществах - экосистемах. По-видимому, такой подход обедняет содержание экологии, особенно если учесть тесную функциональную связь организменного, популяционного и биоценотического уровней в глобальных экологических процессах.

Вероятно, более правильно рассматривать экологию как науку о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями среды. При таком подходе экология включает в себя все три уровня организации биологических систем: организменный, популяционный и экосистемный; в последних сводках такой подход звучит все более четко.