Вопрос 2. Принципы и методология экологических исследований

Важный вывод, вытекающий из представления о несводимых свойствах, заключается в принципе непосредственного изучения (или принципе несводимости свойств целого к сумме свойств его частей). Этот принцип должен служить первой рабочей заповедью экологов. Хотя философия науки всегда стремилась быть холистической, рассматривая явления в их целостности, в последние годы практика науки становится все более редукционистской, пытаясь понять явления путем детального анализа все более и более мелких компонентов. Редукционистский подход, преобладавший в науке и технике со времен Исаака Ньютона, дал много полезного, но на современном этапе он исчерпал себя. Насущной проблемой современной науки является синтез знаний. Экология как общебиологическая дисциплина по самой свое природе холестична. По-видимому, возрождение на современном этапе развития науки холистического подхода по крайней мере частично связано с неприязнью общества к ученому — узкому специалисту, который не может переключаться на решение крупномасштабных проблем, требующих неотложного рассмотрения.

Например, исследования на клеточном и молекулярном уровнях создают прочную основу для решения в будущем проблем на организменном уровне. Однако, проводя исследования только на клеточном уровне мы не получим ответов на вопросы, связанные с благополучием или сохранением цивилизации, таких как излишний рост народонаселения, социальные беспорядки, загрязнение среды и другие формы «рака» общества и окружающей среды. Для этого необходимо изучать механизмы функционирования высших уровней организации.

Рассматривая экологическую систему в целом не следует забывать о необходимости учета специфики компонентов, определяющих совокупные свойства системы. В идеале, следует исходить из принципа дуалистичности исследования - холистический и редукционистский подходы следует использовать в равной мере, не противопоставляя их друг другу. Новая наука — экология — стремится к синтезу, а не к разделению.

Поскольку на всех уровнях функционируют гомеостатические механизмы, а именно корректирующие и уравновешивающие процессы, действующие и противодействующие силы, амплитуда колебаний имеет тенденцию уменьшаться, когда мы переходим к рассмотрению более мелких единиц, функционирующих внутри крупных. Статистически разброс значений целого меньше суммы разброса частей.

Например, интенсивность фотосинтеза леса как целого менее изменчива, чем интенсивность фотосинтеза у отдельных листьев или деревьев его составляющих. Объясняется это тем, что если в одной части интенсивность фотосинтеза снижается, то в другой возможно его компенсаторное усиление.

Если учесть эмерджентные свойства и усиление гомеостаза на каждом уровне, то станет ясно, что для изучения целого не обязательно детально знать все свойства составляющих его компонент – принцип самостоятельности. Это важный момент, поскольку некоторые исследователи считают, что не имеет смысла пытаться изучать популяции и сообщества, не изучив досконально составляющие его более мелкие единицы.

Напротив, изучение можно начать с любой точки спектра при условии, если принять во внимание принцип интегрированности, требующий учитывать свойства не только изучаемого, но и соседних уровней, поскольку, как уже было сказано, некоторые свойства целого можно предсказать, исходя из свойств его частей (совокупные свойства), другие же нельзя (эмерджентные свойства). Идеальное изучение любой экологической системы включает изучение трехчленной иерархии: системы, подсистемы (соседний нижний уровень) и надсистемы (следующий верхний уровень), поскольку некоторые свойства целого можно предсказать, исходя из свойств его частей (совокупные свойства), другие же нельзя (эмерджентные свойства).