Введение

Термин «экология» (от греч. oikos – жилище и logos – наука) предложил Эрнст Геккель в 1866 г. для обозначения биологической науки, изучающей взаимоотношения организмов со средой. Экология – это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их неорганической природой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем. Среда осваиваются организмами на уровне популяций и многовидовых сообществ, а не отдельными особями вида.

Основные формы существования видов в естественной среде обитания – это внутривидовые группировки (популяции) или многовидовые сообщества (биоценозы). Поэтому экология изучает надорганизменные макросистемы. Целью экологии является выяснение путей, с помощью которых вид сохраняется в постоянно меняющихся условиях среды. Процветание вида заключается в поддержании оптимальной численности его популяции. Следовательно, предметом исследования экологии становится совокупность или структура связей между организмами и средой, а также между самими организмами. Главным объектом исследования экологии являются экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций (популяционный уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень).

Из содержания и предмета исследований экологии вытекают ее основные задачи: изучение механизмов адаптации организма к среде, исследование регуляции численности популяций, познание биологического разнообразия и механизмов его поддержания, исследование продукционных процессов, изучение протекающих в биосфере процессов с целью поддержания ее устойчивости, разработка общей теории устойчивости экосистем, моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Курс данного учебного пособия построен на основе учебника Шилова И.А. «Экология» (М.: Высшая школа, 2000).

Краткий очерк истории экологии

Экология сформировалась в середине XIX века, но превратилась в самостоятельную науку позже, на рубеже XIX-XX вв. Но еще в древних египетских, индийских, китайских и особенно европейских письменных источниках VI-II вв до н. э. можно обнаружить сведения об образе жизни и изменениях численности животных и растений. Эмпедокл пишет о связях растений с условиями существования, об их зависимости от окружающего мира. Гиппократ (ок. 460 - ок. 370 гг. до н. э.) выдвигает идеи о влиянии факторов среды на здоровье людей. Аристотель (384-322 гг. до н. э.), описывая свыше 500 видов животных, повествует об их поведении (миграциях и зимней спячке животных, перелетах птиц) и классифицирует по образу жизни и способу питания. Ученик Аристотеля, Теофраст Эрезийский (371- 280 гг. до н. э.) приводит сведения о зависимости формы и особенностей роста растений от почвы и климата. Широко известны «Естественная история» Плиния Старшего и сочинения других античных философов, где многие явления природы характеризуются с экологических позиций.

Великие географические открытия, колонизация новых земель послужили толчком к развитию естествознания. А. Цезальпин (1519-1603 гг.), Д. Рей (1623-1705 гг.), Ж. Турнефор (1656-1708 гг.) и другие авторы сообщали о зависимости распространения растений от условий окружающей среды. В XVII-XVIII вв. экологические сведения нередко составляли значительную часть работ, посвященных отдельным группам животных: Р.А.Реомюр – о насекомых (1734 г.), Л.Трамбле – о гидрах и мшанках (1744 г.). Карл Линней (1707-78 гг.) закладывает основы научной систематики, Ж.-Л. Бюффон (1707-88 гг.) в 13-томной «Естественной истории» много внимания уделяет связям организма со средой и влиянию на него климатических факторов. Жан-Батист Ламарк (1744-1829 гг) – автор первого эволюционного учения - считал, что влияние «внешних обстоятельств» - основная причина изменений организмов и их эволюции. А. Декандоль (1806-93 гг) в «Ботанической географии» (1855 г.) описывает влияние абиотических факторов на растения.

Большой вклад в развитие экологических представлений внесли русские естествоиспытатели Петр Паллас (1741-1811 гг.), Иван Лепехин (1711-1802 гг.), Степан Крашенинников (1711-55 гг.) и др. В их трудах описывается животный и растительный мир Сибири, Дальнего Востока, Урала и Казахстана, делаются экологические обобщения. М.В. Ломоносов (1711-65 гг.) высказал идею о влиянии среды на организмы. А.А.Каверзнев (годы жизни неизв.) в книге «О перерождении животных» (1775) рассматривает с экологических позиций вопрос об изменяемости животных. А.Т.Болотов (1738-1833 гг.) в труде «Примечания о травах вообще и о различии их» разработал классификацию местообитаний растений.

В XIX в. появляется биогеография благодаря работам Александра Гумбольдта (1769-1859 гг.). В 1807 г. он издает труд «Идеи о географии растений», где разрабатывает положения о формах растений, ассоциациях и других экологических понятиях. В сходных зональных и вертикально-поясных географических условиях у растений разных таксономических групп вырабатываются сходные формы (одинаковый внешний облик).

К.Ф. Рулье (1814-58 гг.) считается одним из предшественников Чарльза Дарвина и основоположником экологии животных. Он проводит идею о том, что развитие органического мира определяется воздействием изменяющейся внешней среды. Его ученик Н.А. Северцов (1827-85 гг.) опубликовал диссертацию «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губ.» (1855) - первое детальное экологическое исследование в мировой литературе. Другой ученик К.Ф.Рулье – А.Н.Бекетов (1825-1902 гг) возглавлял школу русских фитогеографов. Он в 1896 году издал свой труд – «География растений». В 1859 году появилась книга Ч.Дарвина (1809-82 гг) «Происхождение видов путем естественного отбора», где показано, что борьба за существование в природе приводит к естественному отбору.

Сам термин «экология» был принят не сразу (к концу XIX в). В 1877 году немецкий гидробиолог К.Мёбиус (1825-1908 гг) разработал учение о биоценозе как о сообществе организмов, связанных между собой, а датский ботаник Й.Э.Варминг (1841-1924 гг) в книге «Ойкологическая география растений» (1895) обосновал понятие о жизненной форме растения. В.В.Докучаев (1846-1903 гг), являясь одним из основоположников почвоведения, создал учение о природных зонах. Его работы положили начало учению о ландшафтах, дали толчок широким исследованиям взаимоотношений растительности и почвы.

Бурное развитие экологии характерно для XX века. Г.Ф.Морозов (1867-1920 гг) создал капитальный труд «Учение о лесе» (1920), где лес определяется как «общежитие» растений и животных – пример экологического подхода к природным экосистемам. В этом направлении работал Д.Н.Кашкаров, рассматривавший роль среды в формировании сообщества организмов («Среда и сообщество», «Основы экологии животных»). В.Н.Вернадский (1863-1945 гг) пришел к созданию учения о биосфере («Биосфера», 1926) и ее эволюции («Несколько слов о ноосфере», 1944).

В 1935 г. англичанин Артур Тенсли разработал учение об экосистемах, а в 1942 г. русский ботаник В.Н.Сукачев – понятие о биогеоценозе как едином комплексе организмов и их абиотической среды.

Большой вклад в развитие экологии внесли отечественные ученые: Л.А. Зенкевич, С.А. Зернов, Г.Г. Винберг, Г.В. Никольский, В.И. Жадин, Б.Г. Иоганзен, М.С. Гиляров. В.В. Догель, В.Н. Беклемишев, А.Н. Формозов, С.С. Шварц, Л.Г. Раменский и др.

В Беларуси отдельные направления экологии развиваются с 1920-х годов. Проблемы общей экологии разрабатываются в НАН Беларуси Белорусском и Гомельском университетах, Технологическом университете, педагогических ВУЗах, заповедниках и др.