2.3.3. Функціональний напрямок

У процесі історичного розвитку екологічної науки постійно поставали питання про роль різних організмів у природних процесах, або у сучасному розумінні — у прояві функцій екосистем, їх складових компонентів. Ще відомий зоолог Ж. Б. Ламарк, основоположник теорії впливу екологічних факторів на еволюцію організмів, у «Гідрогеології» виклав основи концепції кругообігу речовин у біосфері, де провідна роль відводилася життєдіяльності організмів. Він вважав, що в результаті такої життєдіяльності формувалися стійкі хімічні сполуки, які протидіяли процесам розкладу мінеральних речовин. Він писав: «...у природі існує особлива сила, могутня та постійно діюча, яка володіє здатністю утворювати поєднання, примножувати, урізноманітнювати їх, впливаючи на речовини, які знаходяться на поверхні земної кулі й утворюють її зовнішню кору. Цю силу становлять істоти, безкінечно різноманітні та численні, що безупинними поколіннями покривають своїми скупченнями всі ділянки земної кулі». Його співвітчизник Ж. Кюв’є (1769—1832) у своїх багатьох працях повідомляв, що живі організми можуть існувати лише шляхом обміну речовин із навколишнім середовищем.

Функціонування екосистем — інтегральна дія всіх їх компонентів. Головні узагальнення про роль фітоценозу в основному визначені К. А. Тимірязєвим, який у цілому ряді праць (1868—1875) розробляв проблеми фотосинтезу у рослин. Він першим встановив, що фотосинтез здійснюється у суворій відповідності до законів збереження енергії: енергія сонячного світла поглинається хлорофілом і використовується для утворення органічних речовин із вуглекислого газу, води та мінеральних речовин. Ці дослідження стали підтвердженням вчення про єдність і зв’язки живої та неживої матерії у кругообігу речовин і енергії у природі.

Формування функціонального напрямку пов’язане із вченням про біосферу В. І. Вернадського (1926), яке ґрунтується на уявленні про геологічне значення живої речовини, біогеохімічні процеси, фіксацію та перетворення сонячної енергії, еволюцію планети й відображає глобальні закони екології. Він писав, що «жива речовина може розглядатися як речовина, яка перебуває у дієвому стані, як акумулятор сонячної енергії. Вона перетворює сонячну енергію — променеву та термічну — на хімічну енергію, на молекулярний рух, на механічну енергію величезної сили». Перехоплюючи променеву енергію Сонця та переводячи її за допомогою хлорофілу на складні комбінації дієвої енергії, біосфера є важливою ланкою глобального «механізму», який забезпечує організованість планети. Енергія відіграє величезну роль в еволюції видів, і це якнайтісніше пов’язано з нарощуванням геохімічних процесів. Нарощування енергії планети — «розтікання» життя по ній за рахунок розмноження. Таким чином, жива речовина стає регулятором дієвої енергії біосфери. У цих висновках В. І. Вернадського сконцентрована суть сучасної екології.

Іншим підґрунтям у розвитку функціональної екології стали вчення про екосистеми (Тенслі, 1935) та біогеоценози (Сукачов, 1942), де викладені структура та роль різних компонентів у функціонуванні екологічних систем, в яких питання про біологічну продуктивність, біологічний кругообіг і енергетичний баланс є основними.

Із кінця ХІХ ст. і особливо із середини ХХ ст. інтенсивно досліджувався редукційний блок екосистем. Основоположником цього напрямку став С. М. Виноградський. У його працях, присвячених ґрунтовій мікробіології, уперше доведено існування мікроорганізмів, які одержують енергію, окислюючи неорганічні речовини (1889). Він уперше виділив із ґрунту анаеробну бактерію (1894) і вказав на участь мікроорганізмів у кругообігу речовин у природі. Всі ці питання він узагальнив у своїй фундаментальній праці «Микробиология почв» (1952). Роботи С. М. Виноградського стали базою подальших досліджень ролі редукційного блока в мінералізаційних процесах, ролі мікробоценозу в екосистемах (А. А. Імшецький,

Л. Н. Васильєва, Н. А. Красильников, Т. В. Аристовська, Д. Г. Звягінцев, Є. Н. Мишустін, В. П. Стефурак та ін.).

Особливе місце у дослідженнях займали паразитичні організми. Одні з них вивчалися як біологічні об’єкти, що сприяють розвитку стійкості різних природних систем, як важливі елементи у створенні біологічних методів захисту рослин. Інші — як ті, що являють суттєву загрозу, викликаючи паразитарні захворювання. Ще в 1937 році, вивчаючи паразитів, Є. Н. Павловський вказав на те, що паразити утворюють особливі паразитоценози, а О. П. Маркевич розвинув новий паразитофункціональний напрямок у паразитології.

Починаючи з 1950-х років почали інтенсивно вивчатися консортивні зв’язки, які визначають «стратегію життя в екосистемах». Першим у 1951 р. виявив наявність консорцій зоолог В. М. Беклемішев у роботі «О классификации биогеоценологических (симфизиологических связей)» і дав цим зв’язкам визначення. Із того часу дослідження консорцій як особливих функціональних зв’язків у екосистемах одержало у працях зоологів значний розвиток (В. В. Мазінг, А. Г. Воронов, П. М. Рафес, В. Л. Булахов, В. І. Гаранін, А. В. Івашов, Б. Н. Вернуцький, О. Л. Пономаренко та ін.).

У подальшому велике значення у встановленні функціональної ролі рослин мали вже згадані роботи А. Тенслі та В. Сукачова, якими дано поштовх у розвитку досліджень фітоценозу як функціонального компонента екосистем. З’явилося багато робіт, які визначали межі біогеоценозів, їх функціональну структуру, вплив на формування фітоклімату, водного режиму мікроорганізмів, тваринного населення, матеріально-енергетичний баланс в екосистемах.

Разом із тим велика увага приділялася середовищетворній ролі фітоценозу. Ще у 1938 р. Г. М. Висоцький вказав на гідрологічний і метеорологічний вплив лісів, а також дав загальну характеристику впливу лісу на зміни середовища та довкілля (1950). Ці та інші положення одержали подальший розвиток у роботах А. О. Молчанова (1950,1952, 1973, 1975), де особливе місце посідають питання про роль лісів у формуванні продуктивності, гідрологічних процесах, температурному режимі, енергетичному балансі, впливі на формування тваринних організмів тощо.

Значним поштовхом у розвитку функціональної екології стали події другої половини ХХ століття, що проявилося, зокрема, у міжнародному природоохоронному співробітництві. У 1948 р. засновано Міжнародну спілку охорони природи (МСОП, або IUSN). У багатьох країнах з’явились природоохоронні громадські організації під загальною назвою «Зелений світ» («Грінпіс») і політичні партії «зелених». Під егідою МАБ ЮНЕСКО у 1964 р. розпочато Міжнародну біологічну програму (МБП), яка об’єднала зусилля вчених більшості країн світу для вивчення біопродукційних та інших природних процесів.

Дослідження ролі тварин у створенні вторинної продукції та їх участі у збереженні й формуванні первинної почалися з кінця 1950-х — початку 1960-х років. Окрім виконання МБП, цього вимагало і господарське освоєння природних ресурсів. Перш за все визначалися обсяги вторинної продукції водних ресурсів.

Нині значна увага в екології приділяється застосуванню математичних методів і моделюванню. Розроблено методики градієнтного, ординаційного аналізу, методи головних компонент тощо. Експериментальні дослідження із лабораторій перенесено у польові умови. Зокрема, Р. Макартур розробив методику оцінки перекриття екологічних ніш співіснуючих видів, зв’язок видової ємності угруповань та їх внутрішньої структури, що вивело дослідження на проблеми механізму витіснення одного виду іншим. Р. Макартур і Уїлсон в 1960-х роках розробили рівноважну теорію острівної біогеографії, що моделює залежність стану популяції від розміру та віддаленості островів.

В останні 20 років розроблено нові напрямки, спрямовані на вивчення ролі тварин та рослин у створенні захисного буферного блока у стресових екологічних ситуаціях, викликаних техногенним тиском на природні процеси.

Одна з найважливіших подій цього періоду — Конференція ООН із питань довкілля та розвитку в Ріо-де-Жанейро (Бразилія) у 1992 році, а згодом, у 2002 р., — Всесвітній саміт зі стійкого розвитку в Йоганнесбурзі (Південно-Африканська Республіка). Важливими подіями для природоохоронного орієнтиру та практичних заходів України стали міжнародні Конвенції про захист Чорного моря від забруднення, про збереження його біорізноманіття та ланд- шафтів (1992), а також про охорону та сталий розвиток Карпат (1993). У 1998 р. Верховна Рада України затвердила «Основні напрямки державної політики України у галузі охорони довкілля, використання природних ресурсів і забезпечення екологічної безпеки». У 2003 році у Києві відбувся міжнародний екологічний форум «Довкілля для Європи».

Отже, оглянувши екологічні набутки в історичному ракурсі, у тому числі в Україні, можна стверджувати, що в ХХІ століття суспільство вступило, попри відомі колізії, досить підготовленим для подальшого прогресу в ставленні до природного довкілля. Необхідні тільки зусилля для цивілізованого прискорення реалізації наявних надбань і впровадження новітніх методів і підходів.

ВИКОРИСТАНА І РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

Кучерявий В. П. Загальна екологія. — Львів: Світ, 2010. — 520 с. Мустафин А. Г., Лагнуев Ф. К., Быстренина Н. Г. Биология: пособие для поступающих в вузы. — М.: Высшая школа, 2008. — 492 с.

Биология: справ. студента / А. А. Каменский, А. И. Ким, Л. Л. Великанов и др. — М.: Физиол. о-во «Слово», изд-во АСТ, 2006. — 640 с.

Брем З., Мейнке И. Биология: справ. школьника и студента. — М.: Дрофа, 2009. — 400 с.

Вахненко Д. В., Гарнизоненко Т. С., Колесников С. И. Биология с основами экологии: учебник для вузов. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2009. — 448 с.

Воронцов Н. Н. Экологические кризисы в истории человечества

// Соросовский образовательный журнал. — 1999. — № 10. — С. 2—

10. http://bib.convdocs.org/docs/21/20760/conv_1/file1.pdf

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания. — М.: Изд. дом «Оникс 21 век», изд-во «Мир и образование», 2009. — 592 с.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. — М.: Мир, 2007. — Т. 1. — 368 с.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. — М.: Мир, 2009. — Т. 2. — 325 с.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. — М.: Мир, 2006. — Т. 3. — 325 с.

Грушевицкая Т. Г., Садохин А. П. Концепции современного естествознания. — М.: Юнити-Дана, 2009. — 670 с.

Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания. — М.: Академия, 2006. — 608 с.

Кемп П., Армс К. Введение в биологию. — М.: Мир, 2008. — 671 с.

Концепции современного естествознания /под ред. В. Н. Лавриненко, В. П. Ратникова. — 3-е изд. — М.: Юнити-Дана, 2006. — 317 с.

Лысов П. К., Акифьев А. П., Добротина Н. А. Биология с основами экологии. — М.: Высшая школа, 2007. — 655 с.

Пехов А. П. Биология с основами экологии. — СПб.: Лань, 2007. — 672 с.

Работнов Т. А. Фитоценология. — М.: МГУ, 2006. — 292 с.

Свиридов В. В. Концепции современного естествознания. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2008. — 349 с.

6

Соломина С. Н. Взаимодействие природы и общества: философские проблемы. — М.: Мысль, 1983. — 252 с.

Федоров Е. К. Взаимодействие общества и природы. — Л.: Гидрометеоиздат, 1972. — 88 с.

АДРЕСИ В МЕРЕЖІ ІНТЕРНЕТ

Національна екологічна політика України: оцінка і стратегія розвитку (http://www.un.org.ua/files/national_ecology.pdf).

Одум Ю. Основы экологии. — М.: Мир, 1975. — 740 с. (http:// www.yugzone.ru/x/osnovy-ekologii).

Одум Ю. Экология. — М.: Мир, 1986. — Т. 1. — 328 с.; Т. 2. — 376 с. (http://www.yugzone.ru/x/ekologiya).

Моисеев Н. Н. Человек и ноосфера (http://philos.omsk.edu/ libery/index/m.htm).

Каттон У. Р. Конец техноутопии (http://biospace.nw.ru/books/ overshoot.pdf).

ПИТАННЯ

ДЛЯ САМОСТІЙНОГО КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

1. Яким показником характеризується еконіша у Хатчинсона?

2. Екологічні проблеми у працях античних натурфілософів.

3. Екологічні проблеми в епоху Відродження.

4. Розвитку яких досліджень в екосистемах сприяла розпочата у 1964 р. під егідою ЮНЕСКО Міжнародна біологічна програма (МБП) ?

5. Які думки про роль тварин у природних процесах висловлені Ч. Дарвіном?

6. За якими напрямками розвивалась екологія у XIX столітті?

7. За якими напрямками розвивалась екологія на початку XX століття?

8. Як визначав сутність екології Е. Геккель? Відкриття яких фундаментальних напрямів екології належить вітчизняним вченим?

9. Що вивчає функціональна екологія та хто її очолює?

10. Як розвивалась концепція консортивних зв’язків?

11. Чим суттєво відрізняється підхід Ю. Одума до екології від теорій його попередників?

12. Які поняття ґрунтуються на біосферній концепції В. І. Вернадського?

13. Хто перший показав, що ареал — не тільки історичне та географічне, а й екологічне явище та чому?

14. Як називається етап формування екології на основі синтезу, інтегрованості, системності?

15. Доісторичні уявлення про природу первісної людини в історичному розвитку екологічної науки.

16. Охарактеризуйте перші думки натурфілософів в античний період, які відіграли певну роль у майбутньому розвитку екологічної науки.

17. Екологічні уявлення у період Середньовіччя.

6

18. Ідеї про взаємозв’язки між організмами та середовищем в уявленнях еволюціоністів — попередників Ч. Дарвіна.

19. Еволюційні ідеї Ч. Дарвіна як основа у розвитку екологічних ідей.

20. Роль вітчизняних учених XIX століття в розвитку екологічної науки.

21. Роль вітчизняних учених у розвитку сучасної екології.

22. Ернст Геккель як основоположник нового напрямку біології — екології.

23. Роботи А. Болотова та К. Шпренгеля про роль комах як один із початків розвитку ідей про функціональні зв’язки в екосистемах.

24. Екологічні розробки у працях Ч. Дарвіна.

25. Значення праць В. В. Докучаєва, П. А. Костичева та І. Леваківського у розвитку системної екології.

26. Роботи К. Мебіуса, В. Шелфорда та С. Зернова як основа розвитку системної екології.

27. Вчення В. І. Вернадського про біосферу як основу сучасної екології.

28. Розвиток системного підходу у вивченні природи в цілому і окремих природних угруповань. Роботи А. Тенслі і В. Сукачова про екосистеми та біогеоценоз.

29. Споріднені і відмінні погляди А. Тенслі та В. Сукачова щодо визначення термінів «екосистема» та «біогеоценоз».

30. Роль Г. Г. Вінберга та Р. Ліндемана у визначенні та розрахунку кругообігу речовин і потоків енергії.

31. Роль робіт М. С. Гілярова і його школи у визначенні та розвитку нового наукового напрямку — ґрунтової зоології.

32. Назвіть фундаментальні праці екологів і наукові екологічні форуми, які відіграли і відіграють значну роль у розвитку сучасної екологічної науки.

33. Міжнародна біологічна програма (МБП) як об’єднуюча наукова платформа у вивченні продукційних процесів у екосистемах