Блок 1. Основные понятия, определения и законы экологии

Глава 1. Введение в экологию

1.1. История экологии

Подобно всем другим областям знания, экология развивалась непрерывно, но неравномерно. Труды Гиппократа, Аристотеля и др. древнегреческих философов содержат сведения явно экологического характера. Однако греки не знали слова «экология». Термин этот недавнего происхождения. Он был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г.:

«Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей средой, как органической, так и неорганической, и, прежде 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 Дарвин назвал условиями, порождающими борьбу за существование».

Время Геккеля и Дарвина - эпоха «биологического возрождения» (XVIII - XIX вв.) - время накопления фактов. Естествоиспытатели только-только начинали выявлять ошеломляющее разнообразие животных и растений и свойственный каждому из них особый образ жизни. Сформулированная Чарльзом Дарвином теория эволюции путём естественного отбора заставила рассматривать организм в неразрывной связи с окружающей его средой: оказалось, что форма и поведение каждого организма приспособлены к той среде, в которой он обитает.

Вначале экология занималась в основном изучением естественной истории организмов, образом жизни животных и растений: где и когда их можно встретить, чем они питаются, кому они сами служат пищей, как реагируют на изменения в окружающей среде. Однако к концу XIX в. этот узкий взгляд на экологию уступил место более широким представлениям о взаимоотношениях между всеми растениями и животными. Если аутэкология изучала организм со всем тем, что его окружает, то синэкология, как было названо это новое более широкое направление, изучала совокупности растений и животных и характерные особенности структуры и функций таких совокупностей, формирующихся под влиянием среды.

Пример: разве луг не отличается от леса и разве нельзя связать различия между ними с различиями в температуре, количестве осадков и характере почвы?

1.2. Современные экологические проблемы, роль экологии в их решении

В течение последних 40 лет слово «экология» стало повседневным. Оно стало не только печатным, но и разговорным термином. Особенно популярным стало прилагательное «экологический»: «экологический подход», - «экологическая ситуация», «экологическое мышление», «экологический кризис» и т.п. И, вероятно, каждый думает, что он с пониманием употребляет эти слова. Но это не всегда так. Даже специалисты учёные-экологи не могут придти к единому мнению, и существует много противоречивых определений экологии.

«Так что же такое экология? - задает себе и нам вопрос Франческо ди Кастри-директор Отдела экологических наук ЮНЕСКО, биолог, бывший профессор экологии животных в Чилийском университете (Сантьяго), директор Института экологии в Вальдивии (Чили), который был основан им в 1969 г., - Этико-философская концепция и форма зашиты растений и животных? Политическое течение? Движение протеста против ядерной энергетики и загрязнения? Неоромантическая тоска о возврате к Природе? Научная дисциплина, отпочковавшаяся от биологии? Или нечто, сочетающее в себе всё? Что это: философия, проповедь, миф или наука?»[1]

Действительно, что же это? Термин «экология» (от греческого оikos - дом, место обитания) был предложен немецким учёным-биологом Эрнстом Геккелем для определения науки, изучающей взаимосвязь между организмом и окружающей его средой. И все существующие ныне определения экологии исходят из этого простого и ясного, путём добавления самых разных аспектов, деталей и прочего.

Если рассматривать возникновение экологии как науки, со своим объектом изучения и своими методами исследования, то её рождение нужно отнести к концу XIX в. В 1870 - 1889 г.г. появились «Записки энтомолога» («Souvenirs Entomologigues») французского естествоиспытателя Жана-Анри Фабра, в которых содержались точные наблюдения и лирические описания природных явлений.

Вскоре пришло время более детальных исследований окружающей среды. Разграничились два подхода к изучению природных объектов: синэкология и аутэкология. Аутэкологию определяют как экологию видов организмов, синэкологию - как экологию сообществ видов. Это произошло уже в начале XX в. (20-е годы).

Наблюдения, описания популяций и сообществ привели к появлению концепций, позволяющих сгруппировать, систематизировать факты. Это «цепь питания», «пирамида чисел», в соответствии с которыми численность особей снижается в прогрессии от растений - в основе пирамиды - до травоядных и хищных животных — на её вершине.

В. Вольтера, Г.Ф. Гауза и Умберто д'Анкона вывели математические законы, регулирующие динамику популяций взаимодействующих групп

особей. Эти сведения оказались полезными в акватической экологии, где они помогли решить проблемы, связанные с глубоководным ловом рыбы, и расширить понимание таких явлении, как инвазий насекомых.

Однако все эти отдельные концепции и законы не описывали какую-то базовую единицу исследования, такую как, например, атом в физике, клетка в биологии, ткань в гистологии, орган в физиологии и т.д.

Такой единицей изучения стали теперь экосистема - в литературе английской и американской, и биогеоценоз - в русской. Оба эти понятия появились почти одновременно. Термин «экосистема» был впервые предложен в 1935 г. А.Дж. Тензлеем, термин «биогеоценоз» - в 1942 г. В.Н. Сукачёвым. Термин «экосистема» - более общий и более абстрактный, термин «биогеоценоз» - более осязаемый, но громоздкий. Экосистема и биогеоценоз - это элементарные единицы биосферы, т.е. те кирпичики, из которых состоит последняя.

Таким образом, была определена элементарная единица исследования биосферы. Описательный период в экологии закончился, наступило время оперировать имеющимися фактами, выводить закономерности, открывать законы. Экология из науки для себя стала наукой для всех видов деятельности человека.

По своему развитию экология отличается от других наук. Если большинство наук можно представить в виде ствола дерева, от которого отходят многочисленные ветви, например, цитология, биохимия, микробиология - это ветви биологии, то экология не разветв;1яется, а собирает воедино данные многих наук. Вначале идут ботаника, зоология, климатология, почвоведение и физическая география, затем биохимия и микробиология (для изучения процессов биологической продуктивности), высшая математика (для построения моделей) и, наконец, социология, география населённости, психология и даже экономика.

«Нельзя утверждать, - говорит Франческо ди Кастри, - что этот общий ствол - экология - столь же взаимоувязан и однороден, как и у других наук. Различные дисциплины, образующие его, пока не согласовали свои подходы и взаимодействия. Возможно, что полностью этого не удастся добиться никогда. И всё" же именно это широкое слияние дисциплин придаёт экологии силу, вооружает её средствами для поиска решений всё более сложных проблем окружающей среды, помогает разобраться в многообразии различных сторон социальных и природных систем, в рамках которых любые изменения, даже если оно ограничивается одним единственным элементом в системе, обязательно вызывает ряд цепных реакции, воздействующих на все остальные элементы» [1].