Раздел «общая экология»

1. Экология как наука

Экология (от греческого «ойкос» - дом, жилище и «логос» - учение) – наука, изучающая условия существования живых организмов со средой, в которой они обитают.

Главный объект изучения в экологии – экосистемы, то есть единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, то есть совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень), и биосферы в целом (биосферный уровень).

Основной, традиционной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека как биологическое существо).

В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы:

• аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма (виды, особи) с окружающей его средой;

• популяционную экологию (демэкологию), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов;

• синэкологию (биоценологию) – изучающую взаимоотношение популяций, сообществ и экосистем со средой.

Для всех этих направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей среде и задачи перед ними стоят преимущественно биологического свойства – изучить закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы, и так далее.

В изложенном выше понимании общую экологию нередко называют биоэкологией, когда хотят подчеркнуть ее биоцентричность.

С точки зрения фактора времени экология дифференцируется на историческую и эволюционную.

Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования, то есть различают экологию животных, экологию растений и экологию микроорганизмов.

Экологическими проблемами Земли как планеты занимается интенсивно развивающаяся глобальная экология, основным объектом изучения которой является биосфера как глобальная экосистема. В настоящее время появились и такие специальные дисциплины, как социальная экология, изучающая взаимоотношения в системе «человеческое общество - природа», и ее часть – экология человека (антропоэкология), в которой рассматривается взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающим миром.

Теоретическая экология вскрывает общие закономерности организации жизни.

Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов.

Термин «Экология» предложил Геккель в 1866г. С греч. переводится «наука о доме». Экология наука о взаимодействии живых организмов между собой и с окружающей средой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и свойствах этих систем в их естественной среде обитания и с учетом изменений, привносимых в эту среду деятельностью человека.

Как самостоятельная наука экология оформилась с начала ХХ века. Сейчас это бурно развивающаяся наука, которая основывается на принципах холизма – целостности природных систем. Предметом экологии являются экосистемы. Цель этой науки – создание общей картины организации природы на основе изучения механизмов самоподдержания жизни.

Задачи: 1) Изучение принципов организации надорганизменных систем; 2) Изучение места и роли человека в природе.

Жизнь – это активно идущий процесс самоподдержания и самовоспроизведения своей специфической структуры на основе определенной информации. Жизнь реализуется в биологических системах, к которым относятся клетки, организмы, биоценозы и экосистемы в целом, биосфера.

Для жизни необходима энергия. Биологические системы – это открытые, динамические, саморегулирующиеся системы, способные извлекать вещество и энергию из внешней среды. Значит, они не могут существовать изолированно от среды. То есть жизнь поддерживается на основе взаимодействия со средой, следовательно, она экологически обусловлена.

Природа организована так, что жизнь в ней может поддерживаться неопределенно долгое время, пока поступает энергия Солнца. Механизмом самоподдержания жизни является круговорот веществ на основе потока энергии.

1. Реализуется этот механизм благодаря тому, что живая природа представляет собой иерархический ряд живых систем (биосистем) разного уровня сложности. Причем система каждого уровня в свою очередь организована так, что может обеспечить собственный гомеостаз (постоянство базовых системных свойств) и выполнить функцию, необходимую для осуществления этого общего круговорота веществ на основе потока энергии.

1 уровень – биосферный

2 уровень – экосистемный

3 уровень – популяционный

4 уровень – организменный

5 уровень – клеточный

На клеточном уровне выполняется функция – метаболизм (обмен веществ и энергии). Метаболизм – это комплекс биохимических реакций, в ходе которых идет синтез органических веществ с поглощением энергии и распад органических веществ с выделением энергии. Т.е. происходит превращение вещества и энергии.

В природе есть 2 типа метаболизма:

-автотрофный, связанный с образованием органических веществ из неорганических,

- гетеротрофный, связанный с поглощением и преобразованием готовых органических веществ.

Гомеостаз на уровне клетки – это поддержание в ней определенного набора белков-ферментов, обеспечивающих реакции метаболизма.

2. Непосредственное взаимодействие со средой происходит на уровне организмов. Те компоненты окружающей среды, которые влияют на жизнь организмов, и организмы в ответ на их действие отвечают выработкой адаптаций, называются экологические факторы. Они бывают:

По природе – абиотические (неживые), биотические (живые) и антропогенные (связанные с деятельностью человека).

По составу – элементарные (неделимые) и комплексные (состоящие из нескольких элементарных).

По участию в жизнедеятельности – ресурсы (вспомогательные средства, обеспечивающие возможность осуществления жизнедеятельности, например, факторы, потребляемые как источник энергии и вещества) и условия (не потребляемые, но создающие обстановку, в которой происходит жизнедеятельность).

По влиянию на жизнедеятельность – фундаментальные (обязательные, которые действуют в течение всей жизни организма), факторы воздействия (приобретают значение экологического факторы только в отдельные периоды жизни организма) и лимитирующие (ограничивающие возможность существования организма).