Предмет, задачи, методы исследования экологии как науки. Структура экологии.

Термин экология (от греческого "oicos" - дом, убежище, "logos" - наука, учение) был впервые введен в 1866 г. немецким ученым Эрнстом Геккелем. В современном понимании экология - это наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей неживой (косной) природой.

Основными задачами экологии можно считать следующие:

1. Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенным воздействием на природные системы;

2. Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов;

3. Прогнозирование изменений в природе, возникающих под влиянием хозяйственной деятельности человека;

4. Определение допустимых пределов воздействия человека на окружающую среду;

5. Сохранение среды обитания живых организмов, в том числе и человека;

6. Разработка рекомендаций путей развития человеческого общества.

Структура современной экологии

Экологические знания разнообразны, образуют комплекс наук, рассматривающих различные стороны взаимодействия всех компонентов природы и человеческого общества

Глобальная (всеобщая) экология рассматривает особенности взаимодействия природы и общества в рамках всего Земного шара, в том числе глобальные экологические проблемы (потепление климата планеты, сокращение площади лесов, опустынивание, загрязнение среды обитания живых организмов и т. п.).

Классическая (биологическая) экология исследует связи между живыми системами (организмами, популяциями, сообществами) и условиями их обитания, как в настоящее время, так и в прошлом (палеоэкология). Различные разделы биологической экологии изучают разные живые системы: аутэкология - экологию организмов, популяционная экология - экологию популяций или демэкология, синэкология - экологию сообществ.

Прикладная экология определяет нормы (пределы) использования природных богатств, рассчитывает допустимые нагрузки на окружающую природную среду для поддержания ее в пригодном для жизнедеятельности природных систем состоянии.

Социальная экология объясняет и прогнозирует основные направления развития взаимодействия общества с природной средой.

Такое подразделение экологии происходит на предметной основе (в зависимости от предмета исследования). Кроме того, выделяют также региональную экологию. Она раскрывает особенности взаимного влияния природной среды и деятельности человека в конкретных условиях отдельных территорий, в административных или природных границах. В нашем регионе этими вопросами занимается экология Ярославской области.

Взаимосвязь экологии с другими науками

Экология тесно взаимодействует с другими науками: как биологическими, так и других областей знаний.

На стыке экологии и других биологических наук возникли:

экоморфология - выясняет, как условия среды формируют строение организмов;

экофизиология - изучает физиологические адаптации организмов к факторам среды;

экоэтология - исследует зависимость поведения организмов от условий их жизни;

генетика популяций - изучает реакции особей с разным генотипом на условия среды обитания;

биогеография - изучает закономерности размещения организмов в пространстве.

Экология взаимодействует и с географическими науками: геологией, физической и экономической географией, климатологией, почвоведением, гидрологией; другими естественными науками (химией, физикой). Она неотделима от морали, права, экономики и т. д.

Методы экологии подразделяются на наблюдения и описание (изучение жизни организмов и их сообществ в естественных условиях, т. е. длительное наблюдение в природе с помощью различной аппаратуры) и экспериментальные (эксперименты в стационарных лабораториях, где имеется возможность не только варьировать, но и строго контролировать влияние на живые организмы любых факторов по заданной программе). При этом экологи оперируют не только биологическими, но и современными физическими и химическими методами, используют моделирование биологических явлений, т. е. воспроизведение в искусственных экосистемах различных процессов, происходящих в живой природе. Посредством моделирования можно изучить поведение любой системы с целью оценки возможных последствий применения различных стратегий и методов управления ресурсами, т. е. для экологического прогнозирования. Для изучения и прогнозирования природных процессов широко используется также метод математического моделирования. Такие модели экосистем строятся на основе многочисленных сведений, накопленных в полевых и лабораторных условиях. При этом правильно построенные математические модели помогают увидеть то, что трудно или невозможно проверить в эксперименте. Однако сама по себе математическая модель не может служить абсолютным доказательством правильности той или иной гипотезы, но она служит одним из путей анализа реальности.

Уровни организации живой природы.

Изучение биосистем и экосистем осуществляется на разных уровнях организации живого.

Так, основные процессы жизнедеятельности (обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации) происходят на молекулярном уровне, поэтому без его изучения нельзя глубоко познать свойства живых систем и экосистем.

На клеточном уровне становится возможным проявление функций отдельных органоидов. Клетка - структурная единица всего живого, поэтому чрезвычайно важно изучение данного уровня организации жизни.

Органно-тканевый уровень раскрывает строение и функции органов и составляющих их тканей.

Черты строения и поведения особей (организмов), а также физиологические процессы в них изучают на организменном уровне.

На популяционно-видовом уровне изучают надорганизменные биосистемы - популяции, виды. На этом уровне начинают осуществляться процессы исторического развития, завершающиеся образованием новых видов.

Биоценотический и биогеоценотический (экосистемный) уровни раскрывают проблемы взаимоотношений между особями популяций разных видов в биоценозах, устойчивости природных экосистем.

Биосферный уровень представлен глобальной экосистемой - биосферой. На этом уровне биология решает глобальные проблемы, связанные с влиянием деятельности человека на природу Земли.

В задачи экологии входит рассмотрение закономерностей, протекающих на уровнях, начиная с организменного и заканчивая биосферным.

Среда обитания.

Часть природы (совокупность конкретных абиотических и биотических условий), непосредственно окружающая живые организмы и оказывающая прямое или косвенное влияние на их состояние, рост, развитие, размножение, выживаемость и т. п., — это и есть среда обитания. На нашей планете организмы освоили четыре основные среды обитания: водную, наземную (воздушную), почвенную и тело другого организма, используемое паразитами и полупаразитами.