Современная экология

Понятие «экология» в настоящее время приобретает глобальный характер, однако сами ученые-экологи вносят разный смысл в определение этого термина.

Одни говорят, что экология — это раздел биологии. Другие утверждают, что это биологическая наука. Действительно, экология как наука сформировалась на базе биологии, но в настоящее время является самостоятельной, обособленной наукой. Теоретик современной экологии Н.Ф. Реймерс указывал: «Современная экология — биологизированная (как и географизированная, математизированная и т.д.) биоцентричная наука, но не биология. Биологическая ее составляющая — взгляд от живого на окружающую среду и от этой среды на живое. Такой угол зрения имеют десятки наук: антропология, этнография, медицина и др. Но для экологии характерен широкий системный межотраслевой взгляд».

Развитие экологии повысило теоретическое и практическое значение таких наук о Земле, как метеорология, климатология, гидрология, гляциология, почвоведение, океанология, геофизика, геология. Существенно меняется роль географии, которая теперь стремится не только дать более полную и многоплановую картину облика планеты, но и разработать научные основы ее рационального преобразования, сформировать прогрессивную концепцию природопользования.

Однако главное — это интегрирующая функция современной экологии, оформившейся в широкую комплексную отрасль, занимающуюся исследованием, прикладной деятельностью и содействующую развитию новых областей естественных, технических и общественных наук. Экология стимулирует «междисциплинарность» научной деятельности, ориентирует все науки на решение своего рода «сверхзадачи» — поиски гармонии человечества и природы. В этом плане глобальная экология творчески ассимилировала наиболее рациональные аспекты многих наук и научных теорий. Отталкиваясь от эволюционного понимания живой природы, современная экология в то же время учитывает специфику беспрецедентного по масштабам и характеру антропогенного воздействия на биосферу. Это воздействие во многом обусловлено переходом научно-технической революции на более высокий этап развития, объективно требующий осмысления многих порожденных ею противоречивых процессов и явлений в природе и обществе и ослабления наиболее опасных из них.

Одним из реальных вкладов экологии в развитие науки в целом можно считать расширение рамок использования ряда концепций и научных понятий, которые ранее входили в арсенал лишь отдельных, довольно узких научных дисциплин.

Таким образом, с одной стороны, признается, что экология — это наука, а с другой — подчеркивается, что это совокупность научных дисциплин. Действительно, экология в той или иной мере затрагивает почти все сферы жизнедеятельности живых организмов (и их совокупностей) и человека. Экология — синтетическая наука.

На одном из форумов экологи попытались официально определить, что такое экология. Каждый предлагал свое определение. В результате в протокол была занесена такая фраза: «Экология — это то, чем занимаюсь я, а не занимаетесь вы».

Термин «экология» и производное от него слово «экологический» превратились к концу XX — началу XXI в. в расхожие емкие слова, охватывающие и отражающие те глобальные изменения, которые произошли не только в окружающей человека среде, но и во взаимоотношениях людей.

Резюмируя, можно дать следующее определение экологии: экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей их природной средой, а также исследующая структуру и функционирование биологических (надор- ганизменных) систем различного уровня. К надорганизменным системам относятся популяции, биоценозы, экосистемы и биосфера. Они также являются предметом изучения экологии.

Экологию можно определить и как науку о «нишах» организмов в экологических системах.

Ответ №52

уществует несколько различных типов взаимоотношений живых организмов в приро­де. Основными среди них являются: хищничество; паразитизм; конкуренция; симбиоз. Термин симбиоз образован от греческого слова symbiosis — «совместная жизнь». Под симбиозом обычно понимают форму совмест­ного существования двух организмов, выгод­ную для каждого из них. Примером может служить взаимодействие клубеньковых бакте­рий с растениями. Растения обеспечивают приток питательных веществ к бактериям, а бактерии усваивают азот, образуя азотсодер­жащие органические соединения, необходи­мые растениям. Бактерии, живущие в желу­дочно-кишечном тракте жвачных, питаются клетчаткой, переваривая ее. При этом значи­тельная часть продуктов переваривания доста­ется млекопитающему-хозяину. Вопрос 3. Расскажите о хищничестве в живот­ном и растительном мире и дайте определение это­го явления. Хищничество — это тип взаимоотноше­ний между организмами, когда одна особь (хищник) ловит, умерщвляет и поедает дру­гую (жертву). Первая из них называется хищ­ником, вторая — жертвой. Хищничество ши­роко распространено в природе, особенно в царстве животных. Хищниками являются волки, совы, змеи, крокодилы и т. д. Хищные растения встречаются гораздо реже (напри­мер, росянка и венерина мухоловка). Также есть несколько видов хищных грибов. Хищничество оказывает сильное воздействие как на хищника, так и на жертву. Хищники, как правило, уничтожают более слабых и боль­ных, способствуя обновлению и укреплению по­пуляции жертвы. Многие жертвы адаптируют­ся в целях защиты: используют сложное при­способительное поведение, мимикрирующую окраску, различные яды. Хищники тоже совер­шенствуются, у некоторых из них в ходе эволю­ции сформировалось согласованное охотничье поведение (охота стаей у волков, дельфинов). Долгое совместное существование хищников и жертв приводит к относительной стабилиза­ции численности как одной, так и другой попу­ляции. Когда возрастает численность жертв, то в связи с улучшением питания возрастает и численность хищников, тем самым ограничи­вая разрастание первой популяции. Когда же хищники чрезмерно уменьшают популяцию жертвы, то и их количество снижается. Вопрос 4. Что такое паразитизм? Что вы можете сказать о разных формах паразитизма? Приведите примеры. Паразитизм — это форма межвидовых отношений, в процессе которых один из видов (паразит) использует другого (хозяина) в каче­стве среды обитания и источника пищи. Су­ществует несколько форм паразитизма. Он мо­жет быть обязательным, когда вид не может жить, не паразитируя (ленточные черви), или необязательным (некоторые круглые чер­ви). Также паразиты бывают наружными и внутренними. Наружные паразиты обитают на поверхности тела хозяина, на коже и жаб­рах (комары, слепни, клещи), а внутрен­ние — в полостях тела, органах, клетках (аскариды, печеночный сосальщик, малярий­ный плазмодий). Паразитизм может быть вре­менным, когда паразит использует хозяина только в момент питания (кровососущие насе­комые), или постоянным. В последнем слу­чае паразит связан с хозяином в течение всей жизни. Некоторые паразиты меняют хозяина на разных стадиях жизненного цикла. Вопрос 5. По каким критериям можно отличить хищничество от паразитизма? Хищничество принципиально отличается от паразитизма по нескольким параметрам: хищники активно ищут добычу, а парази­ты ведут преимущественно прикрепленный образ жизни; хищник сначала умерщвляет добычу, а потом ее поедает; паразит способен питаться лишь на живом хозяине; для хищника смерть жертвы обязательна; для паразита — обычно нежелательна и даже опасна (поскольку гибнет «среда обитания» паразита); хищник за свою жизнь уничтожает и по­едает много жертв; паразит использует одного, реже нескольких хозяев; анатомически хищники приспособлены для захвата и умерщвления добычи (наличие когтей, зубов, паутины и др.); паразиты имеют органы для прикрепления (крючья, присоски и т. п.). Вопрос 6. Как сказывается конкуренция на интен­сивности жизнедеятельности соперничающих видов? Представим себе, что в установившуюся эко­систему проник новый вид животных. Его кон­куренция со сходным видом-аборигеном может привести к трем различным результатам. Во-первых, эти виды могут достичь посте­пенной специализации на определенном типе корма (насекомоядные и зерноядные птицы). Также взаимная изоляция может насту­пить в том случае, если виды займут разные места обитания (например, один оставит за со­бой верхний ярус леса, а другой спустится на уровень травяного покрова). В обоих случаях общее количество пищи, получаемое популя­цией вида-аборигена, скорее всего, снизится, т. е. интенсивность жизнедеятельности и чис­ленность этого вида уменьшатся. Если же виды не смогут разделить «сферы влияния», то, как правило, в результате меж­видовой борьбы за существование произойдет конкурентное исключение — один вид вытес­нит другой.

Ответ №53

При классификации наземных экосистем обычно используют признаки растительных сообществ (составляющих основу экосистем) и климатические (зональные) признаки. Так, выделяются определенные типы экосистем, например тундра лишайниковая, тундра моховая, лес хвойный (еловый, сосновый), лес лиственный (березняк), лес дождевой (тропический), степь, кустарники (ивняк), болото травянистое, болото сфагновое. Часто в основу классификации природных экосистем кладут характерные экологические признаки местообитаний, выделяя сообщества морских побережий или шельфа, озер или прудов, пойменные или суходольные луга, каменистые или песчаные пустыни, горные леса, эстуарии (устья больших рек) и др.

Земная поверхность представлена огромным разнообразием естественных и преобразованных (антропогенных) систем. Общим свойством каждой из них является автотрофность в результате фотосинтеза под действием однонаправленного потока энергии Солнца, проходящего через вещества и живые организмы как естественных, так и измененных экосистем.

Развитие и рост как процесс образования органов растений и процесс продуцирования биомассы начинаются после формирования оптико-фотосинтетической системы листа и дальнейшего осуществления реакций фотосинтеза. Это единственный процесс на Земле, в ходе которого накопление и превращение энергии простых неорганических веществ в энергию химических связей органических веществ обеспечивается поглощением энергии естественного источника лучистой энергии — Солнца. При отсутствии ограничений других экологических факторов, обеспечивающих процесс фотосинтеза, за счет поглощенной энергии света образуется от 95 до 97% органических соединений, представленных растительной биомассой. При этом часть энергии расходуется на дыхание.

Изучение превращения энергии внутри экологической системы является одной из важнейших задач экологии. Усваивая солнечную энергию, зеленые растения создают потенциальную энергию, которая при потреблении пищи организмами превращается в другие формы.

Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. В конечном счете, вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фото- синтезирующими организмами (автотрофами) в потенциальную — в органические соединения.

Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т.е. связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые (трофические) связи в сообществах — механизмы передачи энергии от одного организма к другому. В каждом сообществе трофические связи переплетены в сложную сеть. Организмы любого вида являются потенциальной пищей многих других видов. Таким образом, трофические сети в экосистемах очень сложные и создается впечатление, что энергия, поступившая в них, может долго мигрировать от одного организма к другому.

На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток. Она может передаваться не более чем через 4-6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов.

Ответ №54

Экосистема — это функциональное единство живых организмов и среды их обитания. Основные характерные особенности экосистемы — ее безразмерность и безранговость. Замещение одних биоценозов другими в течение длительного периода времени называется сукцессией. Сукцессия, протекающая на вновь образовавшемся субстрате, называется первичной. Сукцессия на территории, уже занятой растительностью, называется вторичной.

Единицей классификации экосистем является биом — природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных.

Особая экосистема — биогеоценоз — участок земной поверхности с однородными природными явлениями. Составными частями биогеоценоза являются климатоп, эдафотоп, гидротоп (биотоп), а также фитоценоз, зооценоз и микробоценоз (биоценоз).

С целью получения продуктов питания человек искусственно создает агроэкосистемы. Они отличаются от естественных малой устойчивостью и стабильностью, однако более высокой продуктивностью

Экологическая система, или экосистема, — основная функциональная единица в экологии, так как в нее входят организмы и

неживая среда — компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга, и необходимые условия для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле. Термин экосистема впервые был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли.

Таким образом, под экосистемой понимается совокупность живых организмов (сообществ) и среды их обитания, образующих благодаря круговороту веществ, устойчивую систему жизни.

Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально- энергетическими связями. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Гетеротрофы живут за счет автотрофов, но нуждаются в поступлении таких неорганических соединений, как кислород и вода.

В любом конкретном месте обитания запасов неорганических соединений, необходимых для поддержания жизнедеятельности населяющих его организмов, хватило бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись. Возврат биогенных элементов в среду происходит как в течение жизни организмов (в результате дыхания, экскреции, дефекации), так и после их смерти, в результате разложения трупов и растительных остатков.

Следовательно, сообщество образует с неорганической средой определенную систему, в которой поток атомов, вызываемый жизнедеятельностью организмов, имеет тенденцию замыкаться в круговорот.