Предмет и объекты экологии, определение экологии

Возникновение жизни на Земле связано с биологическим круговоротом веществ, который осуществляется посредством взаимодействия огромного множества различных живых организмов. Элементарной единицей в круговороте веществ и основной формой организации материи является вид. Эволюция видов - основной вопрос эволюционной теории.

Экологов интересуют не эволюционные процессы, а поведение отдельных организмов, особей, составляющих вид в том или ином природном окружении, воздействие на них определенного комплекса окружающих условий (факторов среды). Одними из основных таких факторов являются климатические (освещенность, температура, влага и т.п.). Например, в умеренной зоне Земли развитие природы ограничено главным образом температурными показателями, а, скажем, в пустыне – недостатком влаги. Ясно, поэтому, что растения теплых местообитаний не смогут произрастать в нашем климате, а наши лесные звери в условиях повышенной температуры воздуха буду страдать от недостатка влаги. Так же для водных и почвенных организмов вода и почва являются главными и основными средами обитания. Таким образом, изучение поведения организмов при воздействии различных факторов окружающей среды и их реакция на эти воздействия является одним из объектов изучения экологии.

Следующий объект изучения экологии представляет собой группировку особей, которые составляет тот или иной вид живых организмов. В такой группировке особи развиваются не изолированно, а в составе группы таких же особей, занимающих определенную территорию. Такие группы называют популяциями. Здесь мы имеем дело уже не с отдельной особью, но с их совокупностью, а значит факторы окружающей среды начинают влиять уже на группу организмов, на изменение ее численности и состава.

Отличительная особенность популяции состоит в том, что ее свойства, как цельного образования, отличаются от свойств отдельных особей. Скажем, поймав муравья возле муравейника, мы можем описать его характеристики, его поведение, повадки и т.д. Но на основании этих характеристик мы не сможем описать характерные особенности муравейника в общем, как целой системы. Один муравей – это отдельная особь. Совокупность муравьев – это популяция, объединяющая в себе множество особей одного определенного вида, каждая из которых индивидуально неповторима. Все вместе они образуют своеобразную «общность», живущую по своим законам, отличным от законов каждого его члена. Это же касается и любой популяции, в том числе и популяции человека.

Итак, еще одним объектом экологии является группировка особей одного вида – популяция. Исследованием закономерностей существования, структуры, поведения популяций занимается популяционная эколгия.

Вполне очевидно, что живые организмы, составляющие популяции (как и сами популяции) встречаются на Земле не в любых случайных сочетаниях, а образуют закономерные комплексы – сообщества. Организмы и популяции обязательно вступают во взаимоотношения друг с другом. Это могут быть конкурентные взаимоотношения, когда особи и популяции подавляют друг друга в борьбе за жизненные ресурсы, а могут быть и взаимовыгодные связи.

В природе популяции разных видов всегда обитают совместно и образуют цельное природное сообщество, которое называется биоценоз. Это довольно устойчивое биологическое образование, так как обладает способностью к самоподдержанию своих природных свойств и видового состава при внешних воздействиях, вызываемых обычными изменениями климатических и других факторов. Устойчивость сообщества определяется не только устойчивостью входящих в него популяций, но и особенностями взаимодействия между ними.

Таким образом мы имеем следующий объект изучения экологии – биоценоз (или сообщество). Исследованием биоценозов занимается направление экологии, которое называется биоценология.

Говоря о популяциях и сообществах мы рассматривали только взаимодействия самих живых организмов, вне взаимосвязи их с окружающей средой. В живой природе особи и популяции контактируют друг с другом, находятся во взаимодействии, воздействуют друг на друга, но это не происходит в отрыве от окружающей эти особи и популяции окружающей среды. Следовательно, факторы среды, в пределах которых происходит взаимодействие особей и популяций, являются важной характеристикой.

Сообщество развивается в некотором пространстве со свойственным для него набором условий, например географических, физических, химических, биологических, климатических. Такое природное жизненное пространство, занимаемое сообществом, называется биотопом.

Биотоп (окружающая среда, факторы среды) вместе с сообществом (живыми оргганизмами) образуют единую природную систему, которая называется экологическиая система, или экосистема. В экосистеме длительное время поддерживаются устойчивые взаимосвязи между элементами живой и неживой природы.

Центральным разделом экологии является изучение экосистем, которые, по сути, являются тем, что мы обычно называем окружающей нас природой. В отличие от популяции или сообщества экологическую систему можно считать самостоятельным объектом - в ней имеется все, что необходимо для ее существования. Поэтому экосистемы являются главным предметом экологии.

Совокупность разнообразных экосистем Земли (сухопутные, водные, океанические, горные, полярные, пустынные, лесные, степные и т.п.) образует самую крупную экологическую систему Земли, называемую биосферой. Изучение биосферы - наивысший по сложности раздел экологии, именуемый глобальной экологией.

Таким образом, объектами изучения экологии являются не только отдельные организмы, но, и их разнообразные группировки - популяции, сообщества в определенных средах обитания, то есть природные системы, развивающиеся и действующие по своим законам. Объекты изучения экологии представлены как отдельными видами, так и природными системами различной сложности.

Исходя из отмеченных нами объектов и предмета экологии можно сформулировать обобщенное определения экологии как науки. Итак, экология – это наука, которая изучает взаимоотношения организмов между собой и с окружающей их средой, а также структуру и организацию биологических систем различного уровня (популяции, биоценозы, экосистемы).

Так как все живое организовано в экосистемы (вся биосфера в целом - это тоже экосистема высокого уровня), то человек также оказывается включенным в многочисленные экологические взаимосвязи.