Лекция 1.. Экология как наука

Лекция 1.

Экология как наука

Введение в экологию

Экология (от греч. «oikos» - дом, жилище, местообитание и «logos» - наука) - дословно означает «наука о доме, о местообитании».

В науку термин ввел немецкий биолог Эрнст Геккель (1834-1919) в 1866 году для обозначения биологической науки, изучающей взаимоотношения организмов с окружающей средой. Во 2-м томе своей книги «Всеобщая морфология организмов» Э. Геккель дал следующее определение экологии как науки: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все «условия существования». Они частично органической, частично неорганической природы; но как те, так и другие... имеют весьма большое значение для форм организмов, так как они принуждают их приспосабливаться к себе».

Э. Геккель предложил термин «экология» для применения его исключительно в сфере биологических наук, главным образом зоологии. Только с 20-40-х годов нашего века экология стала целостной, самостоятельной научной дисциплиной.

В современном виде экология охватывает очень широкий круг вопросов и тесно переплетается с социальными, техническими и гуманитарными науками. Экология рассматривается как универсальная, фундаментальная, комплексная наука, бурно развивающаяся и имеющая большое практическое значение для всех жителей планеты.

Существует несколько различных толкований содержания этого термина:

- экология - одна из биологических наук, изучающих живые системы в их взаимодействии со средой обитания;

- экология - комплексная наука, синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и ее взаимодействии с обществом;

- экология - особый общенаучный подход к исследованию проблем взаимодействия организмов, биосистем и среды (экологический подход);

- экология - совокупность научных и практических проблем взаимоотношений человека и природы (экологические проблемы).

Содержание, предмет, задачи и методы исследования общей экологии

Основным содержанием общей экологии становится исследование взаимоотношений организмов друг с другом и с окружающей средой на популяционно-биоценотическом, биогеоценотическом (экосистемном) и биосферном уровнях.

Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве.

Основные задачи экологии заключаются в изучении динамики популяции, биоценозов и их систем, вскрытии законов экологических процессов и овладении управлением ими в условиях неизбежной индустриализации и урбанизации планеты.

Экология обладает целым комплексом различных методов и приемов исследования.

Основными теоретическими методами исследования экологии являются описательный метод, системный анализ, моделирование.

Основными эмпирическими методами выступают: наблюдение, сравнительный анализ, эксперименты (лабораторные и полевые), а также мониторинг. Наблюдение и сравнительный анализ являются традиционными методами науки, на основе которых экологи получают первичную информацию, описываемую и подвергаемую анализу. Становясь при этом вторичной, информация используется для дальнейших теоретических построений.

В экологии объектом исследования служат не единичные особи, а группы особей - популяции, сообщества, экосистемы, т. е. биологические макросистемы. Многообразие связей, формирующихся на уровне биологических макросистем, обусловливает разнообразие методов экологических исследований.

Уровни организации живой материи и биологические системы,

изучаемые экологией

Все объекты живой материи представляют собой настоящие системы. Для них характерно иерархическое соподчинение входящих в систему элементов, а именно - структурных уровней организации, начиная от элементарных частиц (электроны, протоны, кварки), атомов, молекул, субмолекулярных систем (полимеров) и т.д., вплоть до организмов и сообществ из них, заканчивая биосферой.

На основе разных способов структурно-функционального объединения элементов, составляющих живую материю, выделяют уровни ее организации (таблица 1). Экология изучает организмы и их взаимоотношения на всех уровнях.

Таблица 1 - Уровни организации живых систем

Уровни организации жизни		Разделы биологической экологии
Биологические макросистемы	Биосфера Биогеоценоз (экосистема) Биоценоз Вид Популяции	Глобальная экология Биогеоценология Синэкология (экология сообществ) Эйдэкология (экология видов) Демэкология (популяционная экология)	Общая экология (Экзоэкология)
Биологические мезосистемы	Организмы (особи) Органы Ткани	Аутэкология (экология особей) Экологическая морфология, экологическая физиология Экология тканей	Эндоэкология
Биологические микросистемы	Клетки Гены Молекулы	Экология клеток Экологическая генетика Молекулярная экология	Эндоэкология

Молекулярный уровень. Любая живая система, как бы она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул - биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и других важных органических веществ.

Клеточный уровень. Клетка является структурной и функциональной единицей развития всех живых организмов.

Тканевый уровень. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции.

Органный уровень. Органы - это структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей, которые выполняют целый ряд функций.

Эти уровни изучает отдельный раздел экологии -эндоэкология. В него входят такие науки, как молекулярная экология, экологическая генетика, экология клеток, экология тканей, экологическая морфология и другие.

Общая экология (экзоэкология) изучает более высокие уровни живой материи:

- организменный,

- популяционно-видовой,

- биоценотический,

- биогеоценотический,

- биосферный.

Такой подход позволяет рассматривать общую экологию как науку о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями среды.

В соответствии с уровнями организации живой материи общая экология подразделяется на отдельные разделы: аутэкологию, демэкологию, эйдэкологию, синэкологию, биогеоценологию и глобальную экологию.

Аутэкология (от греч. autos - сам) - раздел экологии, изучающий взаимоотношения отдельных организмов с окружающей средой. Аутэкология рассматривает, прежде всего, организмы (особи) как живые существа, которые обладают совокупностью свойств, отличающих их от неживой материи: клеточная организация, обмен веществ, размножение, изменчивость и наследственность, рост и развитие, раздражительность, движение, а также приспособляемость к условиям существования.

Организм - это открытая биологическая система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношение которых и особенности строения детерминированы их функционированием как целого. Каждый организм имеет свою структуру (строение), абсолютно специфичную и присущую только его виду. Организм представляет собой конкретную единицу обмена веществ, и в этой функции он выступает как самостоятельная биологическая система, находящаяся в тесных взаимосвязях с внешними условиями и с более крупными биологическими системами.

Все уровни организации живого по отношению к организму являются надорганизменными системами.

Демэкология (от греч. demos - народ), или популяционная экология - наука о популяциях, которая изучает действие факторов среды в популяциях, динамику численности популяций. Популяции - элементарные надорганизменные макросистемы, являющиеся структурной единицей вида и эволюции.

Популяция - это группа организмов (особей) одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию, и в той или иной степени изолированная от других сходных групп.

Эйдэкология (от греч. eidos - образ, вид), или экология видов - наименее разработанный раздел современной экологии.

Вид - совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал, обладающих рядом общих морфо-физиологических признаков и типов взаимоотношений с окружающей средой. Вид - основная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап их эволюции, поэтому вид принят в качестве основной таксономической категории в биологической систематике. Вместе с тем вид является и экологической единицей.

Синэкология (от греч. syn - вместе), или экология сообществ (биоценология), изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы (сообщества), их пути формирования, развитие, структуру и динамику, взаимодействие с факторами среды.

Биоценоз (от греч. bios - жизнь, koinos - общий), или сообщество - это группа организмов различных видов, существующих в одном и том же местообитании и взаимодействующих посредством трофических (пищевых) и пространственных взаимоотношений.

Биогеоценология (от греч. bios - жизнь, geo - земля, koinos - общий) - наука, изучающая взаимодействия между экологическими компонентами внутри биогеоценоза.

Биогеоценоз - однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (биотоп) компонентов, объединенных обменом вещества и энергии в единый природный комплекс. Биогеоценоз - элементарная единица биосферы. Основоположником биогеоценологии является русский ученый Владимир Николаевич Сукачев(1880-1967).

Биогеоценоз часто используется как синоним термина «экосистема», однако эти понятия не совсем совпадают, так как последний является более общим по сравнению с биогеоценозом. Термин «экосистема» был предложен английским ботаником А. Тенсли в 1935 году.

Экосистема (от греч. oikos - жилище, местообитание и systema - сочетание, объединение, целое, состоящее из частей), экологическая система - совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом. Экосистема является основным объектом экологии, а изучение экосистем - центральным разделом экологии.

Совокупность всех экосистем Земли в пределах трех геосфер (литосферы, гидросферы и атмосферы), с которыми взаимодействуют живые организмы, образует самую крупную экологическую систему Земли, называемуюбиосферой (от греч. bios - жизнь, sphaira - шар). Проблемы биосферы в целом разрабатываетглобальная экология.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒