1.4. Об'єкти вивчення в екології

Як і будь-яка інша наука, екологія має справу з безліччю об'єктів. Ці об'єкти своєрідні

за внутрішньою структурою та функціями. Але в таких наборах об'єктів можна виділити

цілісний об'єкт, що лежить в основ/ утворення інших екологічних об'єктів. В екології та-

ким об'єктом є екосистема.

Живі організми представлені в екосистемах особинами. В одноклітинних рослин і

тварин, як і у мікроорганізмів, особини представлені окремими клітинами (рис.2). У них

реалізуються всі життєві функції організму: обмін речовин, розмноження та ін. У

багатоклітинних організмів особина формується із заплідненої яйцеклітини або іншого

зачатка. Оскільки у таких особин забезпечена єдність генотипу в усіх клітинах організму,

то для їх найменування був запропонований термін «генет». Особливо часто цей термін

використовують для назви особин у рослин.

При наявності вегетативного размноження та розростання, що особливо характерне

для рослин, структура організму ускладнюється. Ті чи інші частини відокремлюються та

набувають здатності до самостійного існування. Межі окремих індивідуумів в цих випад-

ках стають розмитими. Для таких організмів може бути застосована назва «рамети».

Рамет — це продукт розпаду генета на самостійно існуючі біологічні одиниці, що мають

єдиний для всіх (в межах даного генета) генотип. Рамети широко поширені серед рос-

лин. Це окремі кущики брусниці в її клонах, це пагони малини, це такі ж самостійні

пагони бур'янів пирію чи будяка.

Видиме різноманіття форми, розмірів та властивостей особин рослин та тварин

поєднується з наявністю у них загальної фундаментальної властивості — усі вони живі.

Навіть сучасній науці досить складно дати визначення життя, хоча окремих таких визна-

чень існує досить багато. Одне з останніх належить В.І.Гольданському (1986): «Життя —

це форма існування біополімерних тіл (систем), здатних до самореплікації в умовах

постійного обміну речовиною та енергією з навколишнім середовищем». Але корисніше

не шукати єдиного формального визначення, а намагатися підійти до визначення життя

функціонально, з'ясувавши основні, обов'язкові для живих організмів властивості. Таких

властивостей шість.

1. Живі організми характеризуються певним хімічним складом, обов'язковим

компонентом їхнього тіла є білки та нуклеїнові кислоти.

2. Живі організми характеризуються високовпорядкованою будовою, яка

самопідтримується протягом їхнього існування. Саме ця особливість складає суть

принципу організованості.

3. Життєдіяльність полягає в тому, що організми постійно отримують з навко-

лишнього середовища енергію та багато різних речовин. У той же час вони виді-

ляють у навколишнє середовище продукти своєї життєдіяльності. Ця властивість

живих організмів отримала назву метаболізму, або обміну речовин.

4. Існуючи, живі організми постійно змінюють свої розміри та властивості,

тобто розвиваються. На певних етапах життя особин здатність до росту та розвит-

ку може зовні проявлятися досить мало (наприклад, у насіння, що знаходиться в

стані спокою), але в цілому це обов'язкова властивість усіх живих істот.

5. Живі організми розмножуються. Самоутворення живих організмів із неживої

матерії поки не зареєстровано. Ця закономірність отримала назву принципу біогенезу.

6. Інформація про особливості кожного виду живих організмів зберігається в

них самих як генетичний код. При розмноженні особин вона зчитується і передається

потомкам, тому діти в основних рисах та властивостях схожі на своїх батьків.

Кожну з названих особливостей живих організмів, взяту окремо, можна знайти і в нежи-

вих тіл природи. Життя визначає саме повний комплекс цих властивостей та особливостей.

Використання ідей термодинаміки розкриває явище життя на рівні організмів з нової

сторони. Відповідно до другого закону термодинаміки, усі спонтанні автономні процеси у

природі йдуть в одному напрямку — від впорядкованого стану до невпорядкованого. За

міру безладності прийнято використовувати поняття ентропії (5). На його основі для

матеріального світу можна запропонувати вираз

Останні відкриття в галузі синергетики показують, що зростання ентропії в неорганічній

матерії не є універсальним правилом, хоча воно досить широко проявляється. Знайом-

ство з живими організмами засвідчує, що під час їх життєдіяльності, навпаки, йде

закономірне впорядкування внутрішньої структури, тобто процес, протилежний тому, який

має місце в навколишньому матеріальному світі. Ентропія в межах світу живих організмів

таким чином зменшується:

У навколишньому світі тільки живі організми перешкоджають загальному процесу

зростання ентропії, що з погляду термодинамічного підходу і є суттєвою ознакою життє-

діяльності. При цьому стає очевидною унікальність життя в усьому Всесвіті, де тільки

прояви життя забезпечують зворотність ентропійного процесу.

Екологія вивчає широке коло об'єктів, але дослідження живого — її центральна зада-

ча. Пізнання явищ життя дозволяє сформулювати декілька важливих принципів, пов'яза-

них з існуванням та функціонуванням живої матерії.

Принцип дискретності стверджує, що жива матерія не існує як континуальна маса,

вона завжди розчленована на дискретні одиниці. Ними є особини рослин та тварин.

Принцип найпростішої конструкції свідчить, що з усіх можливих конструкцій

біосистем в природі реалізується найпростіший за організацією варіант. Можливо, це є

результатом мінімізації витрат речовини та енергії на формування даної біосистеми.

Принцип адекватності конструкції показує, що біологічні системи відповідають за

своєю конструкцією та функціями тому абіотичному середовищу, в якому вони мешкають.

Принцип структурно-функціональної єдності свідчить про наявність відповідності

структури функціям та навпаки.

Принцип біологічної ієрархії полягає в наявності в природі біосистем різних рангів

и та можливості їхнього впорядкування у форму структурних ієрархій, коли кожний вищий

І член ієрархії базується на нижчих членах цієї ж ієрархії.

І Принцип найменшої взаємодії з середовищем поки що залишається дискусійним,

І але здається досить правдоподібним, оскільки живі організми завжди володіють

> механізмами захисту від флуктуацій навколишнього середовища. Чим краще захищена

жива матерія від непередбачених коливань абіотичних факторів, тим вона стійкіша.

І Принцип якісної неоднорідності засвідчує те, що будь-яка біосистема складається

І з компонентів, якісно не схожих між собою.

І Принцип зворотних зв'язків стверджує, що біосистеми самопідтримуються та са-