2

Федеральное агентство по образованию

Российской федерации

Воронежский государственный университет

Биология с основами экологии

Часть I

Учебно-методическое пособие по специальности 020101 (011000) – ХИМИЯ ЕН.Ф.04

Воронеж 2006

Утверждено научно – методическим советом химического факультета ВГУ, протокол № 6 от 14 февраля 2005 г.

Составитель Медведева С.М.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре органической химии химического факультета Воронежского государственного университета.

Рекомендуется для студентов 4 курса дневного и вечернего отделений химического факультета.

История развития экологических знаний

Экология приобрела практический интерес еще на заре развития человечества. Как и другие области знания, экология развивалась непрерывно, но неравномерно на протяжении истории человечества. Экология как наука имеет длительный предварительный этап накопления сведений об органическом мире и природных условиях на Земле. Этот этап охватывает период от социального становления человека до XVIII в.

По дошедшим до нас орудиям охоты, наскальным рисункам о способах культивирования растений, лова животных видно, что люди еще на заре становления человечества имели отдельные представления о повадках животных, образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними. Например, в древнеиндийских сказаниях «Махабхарата» (IV-II вв. до н.э.) даются сведения о повадках и образе жизни около 50 видов животных, сообщается об изменениях численности некоторых из них. В трудах ученых античного мира - Гераклита, Гиппократа, Аристотеля - были сделаны попытки дальнейшего обобщения наблюдаемых фактов. Так начинался первый этап развития науки - накопление фактического материала и первый опыт его систематизации.

В средние века интерес к изучению природы ослабевает, заменяясь господством схоластики и богословия. Связь строения организмов с условиями среды толковалась как воплощение воли бога. Людей сжигали на костре не только за идеи развития природы, но и за чтение книг древних философов. Большинство сведений этого периода имеют прикладной характер, опираются на описание целебных трав (Разес, Авиценна), на знакомство с природой далеких стран.

Второй этап развития науки связан с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями в природе. Появление в начале 19-го в. биогеографии способствовало дальнейшему развитию экологического мышления. Подлинным основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта. Он впервые показал значение климатических условий, особенно температурного фактора, для распределения растений.

Экологическое направление в зоологии лучше всего было сформулировано в конце XVIII – середине XIX вв. русским ученым профессором Московского университета К. Ф. Рулье. (1814-1858 гг.), которого можно считать основателем экологии, хотя предложенные им для обозначения этой науки названия «зообиология» и «зооэтика» оказались неудачными. Рулье признавал историческое развитие органического мира и его неразрывную связь со всей окружающей средой, что было отражено в «Законе двойственности жизненных начал». Он первым дал определение понятию «среда», предложил классификацию факторов («наружных условий»), среди которых различал физические, биотические и связанные с воздействием человека.

Идеи Рулье воплотились в трудах его ученика Н. А. Северцова (1827-1885 гг.) опубликовавшего первую монографию по экологии «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии». В ней был осуществлен всесторонний экологический анализ животного мира обширной территории - лесостепи.

Победа эволюционного учения в биологии открыла третий этап в истории экологии, для которого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от других наук. Экология, родившись в недрах биогеографии, в конце XIX в. благодаря учению Ч. Дарвина превратилась в науку об адаптациях организмов.

Термин «Экология» – от греческого «iokos», что означает дом (жилище, место-обитание), непосредственное окружение человека и «logos» - наука, появился в середине XIX в. Первое общее определение экологии дал в 1866 г., в работе «Общая морфология организмов», знаменитый немецкий биолог Эрнст Геккель: «Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и проще всего – его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология – это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Чарльз Дарвин называет условиями, порождающими борьбу за существование».

В буквальном смысле экология - это наука об организмах «у себя дома». В настоящее время большинство исследователей считает, что экология - это наука, изучающая отношения живых организмов между собой и окружающей средой, или наука, изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают, с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.

Время Геккеля и Дарвина можно назвать эпохой накопления фактов. Естествоиспытатели только начинали выявлять ошеломляющее разнообразие животных и растений и свойственный каждому из них особый образ жизни.

Сформулированная Ч. Дарвином теория эволюции путем естественного отбора заставила рассматривать организм в неразрывной связи окружающей его средой: оказалось, что форма и поведение каждого организма приспособлены к той среде, в которой он обитает.

Карл Линней создал удобную для практического использования классификацию видов растений и животных и систематизировал сведения об условиях жизни разных видов.

Жан Батист Ламарк первым высказал мысль о том, что все живое и неживое на Земле составляет единое целое – биосферу, и предупредил человечество о возможных последствиях влияния человека на природу.

В. И. Вернадский (1864-1945 гг.) развил идеи Ламарка и создал целостное учение о биосфере, показав геологическую роль, которую сыграли живые организмы в преобразовании нашей планеты.

Для развития экологии немало сделали и другие русские ученые. Замечательный биофизик А. Л. Чижевский (1896-1964 гг.) подчеркивал еще в 1915 г., что космический мир и мир земной биосферы связаны воедино: «Живая клетка представляет собой результат космического (солярного) и теллурического (земного) воздействия и является тем объектом, который был создан напряжением творческих способностей всей Вселенной». В. И. Сукачев (1808-1967 гг.) создал учение об однородных наземных экосистемах – биогеоценозах. Большой вклад внесли К. Э. Циолковский, В. В. Докучаев, Г. Р. Морозов, Н. В. Тимофеев - Ресовский.

В 1913-1920 гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы. После разносторонних исследований к 30 гг. XX в. экологию начали преподавать в ряде университетов.

В 30-40 гг. появились новые сводки по экологии животных, где излагались теоретические проблемы общей экологии: К. Фридерикса, Ф. Боденгеймера.

В 50-90 гг. вопросам экологии посвящены работы многих ученых, таких как Р. Дажо, Г. А. Новиков, B. А. Радкевич, В. Ф. Протасов, Н. Ф. Реймерс и др.

В конце ХХ столетия произошла «экологизация» науки. Это связано с осознанием огромной роли экологических знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не просто наносит вред окружающей среде, но и воздействует на нее отрицательно, изменяя условия жизни людей, угрожает самому существованию человечества.

Современная экология — это быстро развивающаяся наука, характеризующаяся своим кругом проблем, своей теорией и своей методологией. Сложная структура экологии определяется тем, что объекты ее относятся к очень разным уровням организации: от целой биосферы и крупных экосистем до популяций, причем популяция нередко рассматривается как совокупность отдельных особей. Масштабы пространства и времени, в которых происходят изменения этих объектов и которые должны быть охвачены исследованиями, также варьируют чрезвычайно широко: от тысяч километров до метров и сантиметров, от тысячелетий до недель и суток.