2. Вид, популяция, сообщество, экосистема, биосфера. Группировка, комплекс. Фауна и животное население.

Вид - исторически сложившаяся совокупность популяций особей, сходных по морфофизиологическим свойствам, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, занимающих определенный ареал.

Популяция – это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей того же вида.

Популяция обладает биологическими свойствами, присущими составляющим ее организмам, и групповыми свойствами, присущими только популяции в целом. Как и отдельный организм, популяция растет, дифференцируется и поддерживает сама себя. Но такие свойства, как рождаемость, смертность, возрастная структура, характерны только для популяции в целом.

Сообщество - совокупность совместно обитающих организмов разных видов, представляющая собой определённое экологич. единство (напр., фитопланктон к.-л. озера, почвенные животные участка леса). Иногда С. определяется как совокупность всех организмов (растений, животных, микроорганизмов), населяющих участок суши или водоёма, и трактуется как синоним термина биоценоз. Выделяют также С. растений (фитоценоз) и С. животных (зооценоз). С. представляет собой систему определённого уровня организации живой материи. Элементы С. — популяции разных видов, а само С. является элементом экосистемы (или биогеопеноза).

Экосистема - (от греч. oikos - жилище - местопребывание и система), единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т. п.), в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.

Биосфера - область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. Термин "биосфера" введен в 1875 Э. Зюссом. Учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов (в т. ч. человека) проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и значения, создано В. И. Вернадским (1926).

Экологические группировки

Наиболее крупная внутривидовая экологическая группировка называется климатип, или географическая раса. К представляет собой подвид. Каждый климатип приспособлен к почвенно-климатическим условиям определенного географического региона.

Следующий уровень экологической структуры вида – экотип, или экологическая раса. Экотип представляет собой разновидность. Каждый экотип приспособлен к условиям определенного местообитания. Например, экотип сосны на болоте отличается от экотипа сосны на песчаных дюнах.

Более дробная группировка – изореагент, или физиологическая раса. Это группа особей одного вида, реагирующих на действие экологических факторов сходным образом. Изореагент представляет собой форму. Например, дуб черешчатый образует две формы (зимнюю и летнюю), у которых наблюдаются различные фотопериодические реакции.

И, наконец, мельчайшая внутривидовая экологическая группировка называется биотип. Биотип – это особи с одинаковым генотипом (линия, или клон), у которых совершенно одинаковые генетически обусловленные реакции на воздействие экологических факторов.

Природный территориальный комплекс (ПТК) — совокупность природных предметов, явлений или свойств, образующих одно целое. П.к. - исторический предшественник понятия природная система. Термин применяется для обозначения: 1) любых взаимосвязанных явлений природы; 2) закономерных пространственных сочетаний (мозаик) почв, растительности, ландшафтов (напр., солончаковые комплексы и т.п.). П.к. более широкое понятие, чем напр., ландшафт или ПТК, поскольку не содержит указаний ни на географичность, ни на территориальность, ни на полноту охвата компонентов.еньшего количества компонентов [в пределах одной сферы, например водный биоценоз]).

ПТК - Комплекс функционально и естественно связанных между собой природных объектов, объединенных географическими и иными соответствующими признаками.

Фауна - совокупность видов животных, обитающих на определенной территории. Фауну следует отличать от животного населения — совокупности особей животных, входящей в какое-либо сообщество (например, светлохвойной тайги, высокотравной саванны) и характеризующейся не только видовым составом, но и численностью особей, структурной организованностью и типологией слагающих животное население группировок (например, болотные, луговые животные; сапрофаги, хищники, паразиты). Фауна любой территории складывается из разных фаунистических комплексов (каждый такой комплекс включает виды животных, которые имеют сходные ареалы). Например, фауна степной зоны образована господствующим здесь степным фаунистическим комплексом, комплексом видов-космополитов, представителями пустынного фаунистического комплекса.

3 вопрос История экологии животных как составная часть развития зоо- и биогеографии в целом. Современные отечественные и зарубежные программы и разработки в области экологии животных. Перспективы развития и интеграции в решении проблем природопользования, охраны природы и оценки и сохранения биологического разнообразия.

Уже с давних времён люди стали замечать различные закономерности во взаимодействии животных друг с другом и с окружающей средой. Однако, в те времена даже биология не была отдельной наукой, являясь частью философии.

Античность

Первые описания экологии животных можно отнести к индийским и древнегреческим трактатам:

Индийские трактаты «Рамаяна», «Махабхарата» (VI—I века до н. э.) — Образ жизни зверей (более 50 видов), места обитания, питание, размножение, суточная активность, поведение при изменениях природной обстановки.

Аристотель — «История животных» — экологическая классификация животных, среда обитания, тип движения, места обитания, сезонная активность, общественная жизнь, наличие убежищ, использование голоса.

Теофраст — даны основы геоботаники, а также описано приспособительное значение изменений в окраске животных.

Плиний Старший — «Естественная история» — представлен экономический характер зооэкологических представлений.

Древние греки в целом представляли себе жизнь как нечто, не требующее понимания и адаптации, что близко к современным экологическим представлениям[3].

Новое время

В Новое время, которое характеризуется подъёмом в области научного знания, экологические закономерности выявлялись учёными-энциклопедистами, зачастую весьма далекими от биологии в своих основных исследованиях.

Р. Бойль — им проведён один из первых экологических экспериментов — влияние атмосферного давления на животных, стойкость к вакууму водных, земноводных и др. пойкилотермных животных.

Антони Ван Левенгук — описание пищевых цепей, регулирование численности популяций.

Дэрем — «Физико-теология» (1713) — в этой работе впервые описан термин баланс в смысле регуляции численности животных.

Р. Брэдли — впервые экология описывается количественно — роль воробьиных птиц в истреблении вредных насекомых.

Рене Реомюр — «Мемуары по естественной истории насекомых» — рассматриваются количественные климатические факторы — постоянство суммы средних дневных температур в тени для сезонного периода в жизни организмов.

К. Линней — «Экономия природы», «Общественное устройство природы» — описана концепция равновесия в природе, применён системный подход к природе, оценено ведущее влияние климатических условий, описаны фенологические наблюдения — гибель одних организмов как средство для существования других, сравнение природы с человеческой общиной.

Ж. Бюффон — «Естественная история» — описано влияние факторов среды, исследования по популяционной экологии — влияние климата, характера местности и других внешних условий на популяции. Описан рост численности некоторых животных в геометрической прогрессии.

С. П. Крашенинников (1713—1755) «Описание земли Камчатки» (1755) — частная экология животных, описание растений, образ жизни.

И. И. Лепёхин «Дневные записки путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепёхина по разным провинциям Российского государства», перевод Бюффона. Биологические характеристики зверей и птиц. Зависимость существования и географического распределения животных от климатических условий и растительности Зависимость численности, распределения, плодовитости и миграций белки, кедровки и прочих от урожая кедровых орехов и других хвойных пород.

Петер Симон Паллас «Путешествия по различным провинциям Российского государства», «Zoographia rosso-asiatica» — экологический подход к изучению животных (влияние внешних условий на животную жизнь). Климатология и физическая география, описание частной экологии грызунов. Программа наблюдений периодических явлений в популяциях животных.

В. Ф. Зуев (ученик П. С. Палласа) «Начертания естественной истории» — первый в России школьный учебник. Описания экологии белки.

Э. Циммерман — Зоогеография (1777) — Зависимость распространения млекопитающих от климата как по причине его прямого влияния, так и через растительность, как важнейший источник пищи для животных.

Первая половина XIX века [править]

Ж. Б. Ламарк — «Философия зоологии» — Описано взаимодействия организм — среда.

Т. Фабер «О жизни птиц далекого севера» (1825) — экология птиц.

Константин Глогер — 1833 Правило Глогера (географические расы животных в тёплых и влажных регионах пигментированы сильнее, чем в холодных и сухих регионах), заложены начала современной зоогеографии. Влияние климата на птиц — поведение, выбор местообитания, степень оседлости, окраску.

В. Эдвардс — «Влияние физических агентов на жизнь» (1824) — сравнительная экологическая физиология. Эксперименты по влиянию температуры и водной среды на развитие головастиков лягушки. Влияние температуры, влажности, света и др. на дыхание, кровообращение, температуру, рост тела у рыб, земноводных, рептилий, птиц, зверей, человека.

Спейн (1802) — эксперименты с длиной светового дня и яйценоскостью кур.

Е. П. Менетрие — изучение вертикального распределения животных в горах Кавказа.

Г. Бергхаус — «Всеобщий зоологический атлас» (1851) — сочетание климатических условий и биотических отношений. Зоогеографическое районирование на основе распространения хищных млекопитающих (хищники интегрируют совокупное воздействие элементов природы).

Ш. Морран (1840) — закрепление понятия «Фенология».

К. Хойзингер (1822) — разделение зоологии на зоографию и зоономию. Изучение причин и законов возникновения и существования отдельных животных и всего животного царства.

Генрих Георг Бронн (1850) — «Экономия животных»

Э. А. Эверсманн (1794—1860), М. Н. Богданов — «Естественная история Оренбургского края» (1840—1866) — географическая зональность смены ландшафтов на основе изменений характера почвы. Биоценотические отношения между животными. Экологический оттенок в описаниях групп животных. Оценка экономического значения животных. Характеристика пустынных экосистем — бедность фауны при обилии особей. Прообраз в описаниях грызунов, как представителей R-стратегов. Морфологические приспособления к условиям обитания — тушканчики на разных грунтах, адаптивное строение и добывание пищи у дятлов. Экономия природы.

К. М. Бэр — экспедиция на Новую Землю. Основы современной теории динамики популяций рыб.

А. Ф. Миддендорф — «Путешествие на север и восток Сибири», «Сибирская фауна» — зоологическая география. Природа, как единое целое. Ландшафтно-экологический подход. Экоморфология и её приспособительное значение. Изопиптезы. Сезонные миграции птиц. Значение кочёвок птиц и зверей. Экология леммингов. Влияние полярного дня на морфофизиологические функции. Криптическая роль окраски. Сопряженность ареалов.

К. Ф. Рулье и Н. А. Северцов — основоположники российской экологии животных:

Карл Францевич Рулье — лекция «Жизнь животных по отношению к внешним условиям» (1852). Экологическая концепция, метод экологического изучения животных.

Прямые и обратные явления жизни. Внутривидовые и межвидовые отношения животных. Существование общин (популяций). Проблема адаптации, морфобиологические особенности: жизненные формы животных, экологическая морфология, зоопсихология. Термины: зооэтика — зоогнозия, зообиология = этология Сент-Илера (от Милля).

Н. А. Северцов «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии» — синэкологический аспект. Методический аспект — эколого-географический метод. Необходимость биоценологического подхода «местные мелкие фауны»: «Каждое явление мы изучаем у всех животных, у которых заметили его. Порядок в описании явлений определяется их естественной последовательностью — от весны до весны, только явления линяния отделены от прочих, современных им».

Жоффруа Сент-Илер «Естественная история органического мира» — этология = зоопсихология + экология.

Ч. Дарвин — «Путешествие натуралиста вокруг света». Экономия природы. Объяснение паразитизма кукушки. Гибель крупных животных от катастрофических причин. Теория происхождения коралловых рифов.

«Происхождение видов». Синэкологические взаимоотношения, как наиболее важные. Классификация взаимоотношений организмов. Продуктивность и состав сообществ. «Прочно укоренившееся заблуждение — считать физические условия за наиболее важные». Демография популяций. Синэкология: Взаимосвязь кошки — мыши — шмели-клевер и его ареал. Роль птиц в расселении семян — количественные исследования. Адаптивное строение цветка энтомофильных орхидей. Эколого-морфологический анализ челюстного аппарата гусеобразных.

Э. Геккель и формирование экологии как особой отрасли науки:

«Всеобщая морфология организмов». Биология делится на: морфологию (биостатику) и физиологию (биодинамику), а для узкого понимания термина биологии мы вводим термин экология, синоним — биономия — «Общие основы науки об органических формах, механически основанной на теории эволюции, реформированной Чарлзом Дарвином».

Экология — наука об экономии, об образе жизни, о внешних жизненных отношениях организмов друг с другом и т. д. (1 глава) = этологии Сент-Илера, хотя сам Геккель этого не знал.

Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все условия существования (19 глава). Экология — физиологическая дисциплина: форономия (общая физиология) — эргология (физиология функций) и перилогия (физиология отношений) — экология и хорология. Отсутствие обязательной корреляции между плодовитостью, численностью и масштабами географического распространения (глупыш и многие плодовитые виды). Для каждого отдельного вида в экономии природы имеется только определённое число мест (=экологические ниши Элтона). В одном месте может существовать тем большее количество животных индивидов, чем более разнообразна их природа.

Экология животных после Дарвина и Геккеля

Форбс (1895) — замечание о понятии науки экология. Определение: наука об отношениях животных и растений к другим живым существам и ко всему их окружающему.

К. А. Тимирязев. Противник термина экология (биономия, биология в узком смысле).

М. А. Мензбир «Птицы России» — революция в зоологии: экологический подход к составлению систематических зоологических сводок.

М. Н. Богданов (1841—1888) «Птицы и звери Черноземной полосы Поволжья, долины средней и нижней Волги» («Биогеографические материалы» 1871) — широко используется понятие биоценоза (введённого К. А. Мёбиусом в 1877 году. Курс лекций зоологии в Петербургском университете с широкой биологической точки зрения, введена концепция саморегуляции биоценоза.

Современная классическая экология

Современная экология — сложная, разветвлённая наука. Ч. Элтон использовал концепции трофической (пищевой цепи), пирамиды численности, динамики численности

Полагают, что вклад в теоретические основы современной экологии внёс Б. Коммонер, сформулировавший основные 4 закона экологии:

Всё связано со всем

Ничто не исчезает в никуда

Природа знает лучше — закон имеет двойной смысл — одновременно призыв сблизиться с природой и призыв крайне осторожно обращаться с природными системами.

Ничто не даётся даром (вольный перевод — в оригинале что-то вроде «Бесплатных обедов не бывает»)

Второй и четвёртый законы по сути являются перефразировкой основного закона физики — сохранения вещества и энергии. Первый и третий законы — действительно основополагающие законы экологии, на которых должна строиться парадигма данной науки. Основным законом является первый, который может считаться основой экологической философии. В частности, эта философия положена в основу понятия «глубокая экология» в книге «Паутина жизни» Фритьофа Капры.

В 1910 г. на Третьем Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе были выделены три подраздела экологии:

Аутэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой (жизненные циклы и поведение как способ приспособления к окружающей среде).

Демэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой.

Синэкология — раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами.

Также выделяют геоэкологию, биоэкологию, гидроэкологию, ландшафтную экологию, этноэкологию, социальную экологию, химическую экологию, радиоэкологию, экологию человека, антэкологию и др.

В связи с многогранностью предмета и методов исследований в настоящее время некоторые ученые рассматривают экологию как комплекс наук, который изучает функциональные взаимосвязи между организмами (включая человека и человеческое общество в целом) и окружающей их средой, круговорот веществ и потоков энергии, делающих возможность жизнь

По наумову в кратце там написано:

Предыстория

1 Античный период: ему свойственна недифференцированная биология с неточными и часто наивными, но во многом верными, общими представлениями о жизни и развитии органического мира.

2 Эпоха возрождения Время разделение биологии на науки, расширения представлений об органическом мире и его многообразии, накоплении новых факторов и точных данных, в том числе и экологических.

Возникновение и развитие экологии как самостоятельной науки:

3 Дадарвиновский период : экология формируется как самостоятельная наука с двумя основными разделами – аутэкология (Экология видов) и синэкология, или биоценология (экология сообществ)

4 Дарвиновский период: Экология животных – самостоятельная наука с главной практической задачей регулирования численности экономически важных видов животных и измерения естественных сообществ (биоценозов) в выгодном для хозяйства направлении.

5 Современный период (Прошу придпать большое внимание этому периоду так как книга была напечатана в СССР и современным периодом в данной книге считался именно СССР) Экология развивается интенсивно в широком плане. Ставится основная проблема управления динамикой популяции и продуктивности сообществ, что обуславливает разделение экологии животных на три раздела: экологию особей, популяций и сообществ. Возникают специальные организации,Ю занимающиеся учетом численности животных и наблюдением за ее динамикой.

Природоохранная организация может быть глобальной, региональной, национальной или местной. Могут быть учреждены государством или частными лицами.

Природоохранное движение базируется на том принципе, что естественная среда, как наследие, важнее рукотворных вещей, особенно в том, что касается культурного и интеллектуального развития индивидуума или группы.

Сохранение, воспроизводство, совершенствование натуральной среды - вот чем занимаются природоохранные организации. Особое внимание они проявляют к антропогенному воздействию на природу и индустриальному загрязнению, как и к загрязнению вообще. Также внимание природоохранных организаций привлекают сохранение естественного разнообразия, контроль затрат, переработка отходов, глобальное изменение климата, озоновые дыры и генная инженерия.

Охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов должны предусматривать:

- рациональную стратегию борьбы с вредителями, знание и соблюдение агротехнических приемов, дозировку минеральных удобрений, хорошее знание экологических агроценозов и процессов, происходящих в них, а также на их границах с природными системами;

- cовершенствование технологии и добычи природных ресурсов;

- максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;

- рекультивацию земель после использования месторождений;

- экономичное и безотходное использование сырья в производстве;

- глубокую очистку и технологии использования отходов производства;

- вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;

- использование технологий, позволяющих извлечение рассеянных минеральных веществ;

- использование природных и ископаемых заменителей дефицитных минеральных соединений;

- замкнутые циклы производства (разработку и применение);

- применение энергосберегающих технологий;

- разработку и использование новых экологически чистых источников энергии.

В целом охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов должны предусматривать:

- локальный и глобальный логический мониторинг, т.е. измерение и контроль состояния важнейших характеристик состояния окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве;

- восстановление и сохранение лесов от пожаров, вредителей, болезней;

- расширение и увеличение числа заповедников, зон эталонных экосистем, уникальных природных комплексов;

- охрану и разведение редких видов растений и животных;

- широкое просвещение и экологическое образование населения;

- международное сотрудничество в деле охраны окружающей среды.

Такая активная работа во всех областях человеческой деятельности по формированию отношения к природе, разработка рационального природоиспользования, природосберегающие технологии будущего смогут решать экологические проблемы сегодняшнего дня и перейти к гармоничному сотрудничеству с Природой.

В наши дни потребительское отношение к природе, изъятие ее ресурсов без осуществления мероприятий по их восстановлению уходит в прошлое. Проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы от губительных последствий хозяйственной деятельности человека приобретает государственное значение.

Сохранению животного и растительного мира способствует организация заповедников и заказников. Помимо охраны редких и исчезающих видов заповедники служат базой для одомашнивания диких животных, обладающих ценными хозяйственными свойствами. Заповедники являются также центрами по расселению животных, исчезнувших в данной местности, помогают обогащению местной фауны. В России успешно прижилась северноамериканская ондатра, дающая ценный мех. В суровых условиях Арктики успешно размножается овцебык, завезенный из Канады и Аляски. Восстановлена численность бобров, почти исчезнувших в начале века[3].

Подобные примеры многочисленны. Они показывают, что бережное отношение к природе, основанное на глубоких знаниях биологии растений и животных, не только сохраняет ее, но и дает значительный экономический эффект.