Предмет, задачи и методы экологии. Основоположником экологии растений принято считать

История развития экологии

Историю развития экологии можно условно разделить на 3 этапа.

I. Этап зарождения и становления экологии как науки (с глубокой древности до середины XIX в.).

II. Этап оформления экологии в самостоятельную отрасль знаний (с середины XIX в. до середины XX в.).

III. Этап превращения экологии в междисциплинарную науку (с середины XX в. по настоящее время).

I. Первый этап – зарождение и становление экологии как науки (с глубокой древности до середины XIX в.). На этом этапе накапливались данные о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания, делались первые научные обобщения. Это самый длительный в истории экологии этап.

Еще в первобытном обществе люди имели отдельные представления о повадках животных, образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними. Сведения подобного рода встречаются в сохранившихся памятниках древнеегипетской, индийской, тибетской культур. Например, в древнеиндийских сказаниях «Махабхарата» (VI–II вв. до н. э.) даются сведения о повадках и образе жизни около 50 видов животных, сообщается об изменениях численности некоторых из них. В рукописных книгах Вавилонии есть описания способов обработки земли, указывается время посева культурных растений, перечисляются птицы и животные, вредные для земледелия. В китайских хрониках IV–II вв. до н. э. описываются условия произрастания различных сортов культурных растений.

В античный период накопленные экологические сведения нашли свое отражение в трудах философов. Аристотель (384–322 гг. до н. э.) описал поведение свыше 300 видов животных и классифицировал их по образу жизни и характеру потребностей. В его трудах имеются сведения о перелетах птиц, миграции и спячке рыб, строительной деятельности животных. Ученик Аристотеля Теофраст Эрезийский (372–287 гг. до н. э.) описал особенности растений в разных условиях среды. Он отмечал зависимость формы и роста растений от типа почвы и климата. Им впервые было предложено разделить растения на основные жизненные формы: деревья, кустарники, полукустарники, травы. Известный древнегреческий врач Гиппократ (460–377 гг. до н. э.) в своих трудах описывал влияние факторов среды на здоровье человека.

В период Средневековья накопления экологических сведений практически не происходило, поскольку в науке доминирующей была теологическая теория происхождения жизни и виды считались неизменными, влияние среды вообще отрицалось. Только единичные труды этого периода содержат факты научного значения. Большинство из них имеют прикладной характер: описание целебных трав (Авиценна, 980–1037), культивируемых растений и животных, природы далеких стран (Марко Поло, XIII в.).

В эпоху Возрождения великие географические открытия послужили толчком дальнейшему развитию естественных наук и экологии в том числе. В этот период происходило накопление и описание фактического материала о разнообразии живых организмов, их распространении, выявление особенностей строения растений и животных, живущих в условиях той или иной среды. Первые систематики – А. Цезальпин (1519–1603), Д. Рей (1623–1705), Ж. Турнефор (1656–1708) утверждали, что существует зависимость растений от условий и мест их произрастания или возделывания. Сведения о поведении, повадках, образе жизни животных, сопровождавшие описание их строения, называли «историей» жизни животных.

На основании путешествий по неизведанным краям России в XVIII в. в трудах С.П. Крашенинникова, И.И. Лепехина, П.С. Палласа и др. русских исследователей указывается на изменения животного и растительного мира в зависимости от климата в различных частях обширной страны. Идеи о влиянии среды на организм высказывали М.В. Ломоносов (1711–1765), ученый-агроном А.Г. Болотов (1738–1833) и др.

Французский естествоиспытатель Ж. Бюффон (1707–1788) считал возможным превращения одного вида в другой под влиянием климата, температуры, качества пищи, одомашнивания, то есть признавал изменчивость видов под влиянием внешней среды, хотя и не подкрепил этой догадки серьезными доказательствами.

Другой французский натуралист Ж.Б. Ламарк (1744–1829) полагал, что влияние «внешних обстоятельств» является одной из основных причин возникновения у организмов адаптации, эволюции животных и растений. Однако Ламарк не смог вскрыть механизмы эволюционного процесса. Его гипотеза о наследовании благоприобретенных признаков оказалась несостоятельной, а утверждение о внутреннем стремлении организмов к усовершенствованию – ненаучным.

С конца XVIII в. быстрыми темпами развивалась биогеография, что способствовало дальнейшему развитию экологического мышления. Основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта (1769–1859), который на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Америке показал влияние климатических условий, особенно температурного фактора, на распространение растений. В 1807 г. А. Гумбольдт высказал идею об изолиниях растений, суть которой заключается в том, что в сходных географических условиях у растений разных таксономических групп вырабатываются сходные «физиономические» формы, то есть одинаковый внешний облик.

Позднее появились работы, посвященные влиянию климатических факторов на распространение и биологию животных, среди них книги немецкого зоолога К. Глогера (1833) об изменениях птиц под влиянием климата, датчанина Т. Фабера (1826) об особенностях северных птиц, К. Бергмана (1848) о географических закономерностях в изменении размеров теплокровных животных.

А. Декандоль в 1832 г. обосновал идею, что среду, в которой существуют растения, надо понимать как совокупность действующих экологических факторов, а в 1855 г. отметил повышенную экологическую пластичность растений по сравнению с животными.

Русский ученыйЭ.А. Эверсман (1840) разделил факторы среды на абиотические и биотические, описал примеры борьбы и конкуренции между особями одного и разных видов.

Профессор Московского университета К.Ф. Рулье (1814–1858) по праву считается основателем экологии животных. Он написал более 160 работ по зообиологии. Через все эти труды проходит мысль, что развитие органического мира обусловлено влиянием изменяющейся внешней среды. Он разработал широкую систему экологических исследований животных.

Ученик К.Ф. Рулье Н.А. Северцов (1827–1885) в 1855 г. опубликовал магистерскую диссертацию на тему «Периодические явления в жизни птиц, гад и зверей Воронежской губернии», в которой впервые в России изложил глубокие экологические исследования животного мира отдельного региона.

II. Второй этап – оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (с середины XIX в. до середины XX в.).

В 1859 г. английский ученый Ч. Дарвин (1809–1882) опубликовал научный труд «Происхождение видов путем естественного отбора», в котором вскрыл механизм эволюционного процесса путем естественного отбора. С появлением эволюционного учения Ч. Дарвина экология стала развиваться на качественно новой основе.

В 1866 году немецкий биолог Э. Геккель впервые употребил термин «экология» в своем труде «Всеобщая морфология организмов», а в 1868 году в книге «Натуралистическая теория мирообразования» он дал определение сущности новой науки. Однако этот термин прижился только к концу XIX в.

Во второй половине XIX в. экологические исследования в основном касались влияния климатических факторов на растительные и животные организмы. В 1895 г. Е. Варминг обосновал представление о жизненных формах растений. А.Ф. Миддендорф в конце XIX в. применил учение А. Гумбольдта об изолиниях к животным.

В конце 70-х годов XIX в. в экологии возникло новое направление. Немецкий гидробиолог К. Мебиус в 1877 г. на основе изучения устричных банок Северного моря обосновал представление о биоценозе как о глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды. Биоценозы, или природные сообщества, по К. Мебиусу, обусловлены длительной историей приспособления видов друг к другу и к исходной экологической обстановке. Он утверждал, что всякое изменение в каком-либо из факторов биоценоза вызывает изменения в других факторах последнего.

Учение о растительных сообществах в дальнейшем обособилось в отдельную науку фитоценологию. Большую роль в ее развитии сыграли С.И. Коржинский, И.К. Пачоский, Г.Ф. Морозов, В.Н. Сукачев, Т.А. Работнов и др.

В конце XIX в. русский ученый В.В. Докучаев (1846–1903) создал учение о почве, учение о природных зонах, положил начало учению о ландшафтах. В.В. Докучаев ввел в науку комплексный подход к изучению природы. Его идеи получили дальнейшее развитие в работе видного лесовода Г.Ф. Морозова «Учение о лесе», в учении В.Н. Сукачева о биогеоценозах.

В 1910 году на III Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе экология растений разделилась на аутэкологию и экологию сообществ – синэкологию. Такое разделение в дальнейшем распространилось на экологию животных и общую экологию. Этому способствовали появившиеся новые научные труды Ч. Адамса, В. Шелфорда, С.А. Зернова и др.

В 1913-1920 г. были созданы научные экологические общества, основаны экологические журналы, экологию начали преподавать в университетах. Получили развитие количественное рассмотрение изучаемых явлений и процессов, связанных с именами А. Лотки (1925), В. Вольтерры (1926).

Выдающийся русский ученый В.И. Вернадский (1863–1945) в 1923–1927 гг. создал учение о биосфере как глобальной биологической системе планеты Земля, а в 1944 г. – учение о ноосфере как высшей стадии развития биосферы.

В 30-40-е годы как самостоятельное направление обособилась экология популяций – демэкология. Основателем ее считается Ч. Элтон. Наряду с ним в ее развитие большой вклад внесли С.С. Шварц, Н.П. Наумов, Д.Н. Кашкаров, В.В. Догель, В.Н. Беклемишев и др.

В 40-е гг. в экологии возник новый принцип исследования природных сообществ в их взаимосвязи со средой обитания. В 1935 г. английский ученый А. Тенсли ввел термин «экосистема», а в 1940 г. советский ученый В.Н. Сукачев (1880–1967) ввел термин «биогеоценоз».

III. Третий этап – превращение экологии в междисциплинарную науку (с середины XX в. по настоящее время). С середины XX в. успехи экологии, на фоне усугубляющихся проблем состояния природной среды привели к «экологизации» многих биологических (и не только биологических) наук. Из строго биологической науки экология превратилась в комплекс знаний, включающих в себя науки об охране природной и окружающей человека среды. На границе экологии и других наук начали возникать пограничные науки, такие, как экологическая биохимия, экологическая физиология, математическая экология, промышленная экология, сельскохозяйственная экология, медицинская экология, инженерная экология, экономическая экология, социальная экология, правовая экология и др. В настоящее время достижения экологии являются теоретической основой для выработки стратегии взаимоотношений человечества с природой, рационального природопользования и охраны природы.

Современный период развития экологии в мире связан с именами таких крупных зарубежных ученых, как Ю. Одум, Дж.М. Андерсен, Э. Пианка, Р. Риклефс, М. Бигон, А. Швейцер, Дж. Харпер, Р. Уиттекер, Н. Борлауг, Т. Миллер, Б. Небел и др. Среди отечественных ученых следует назвать И.П. Герасимова, А.М. Гилярова, В.Г. Горшкова, Ю.А. Израэля, Ю.Н. Куражковского, К.С. Лосева, Н.И. Моисеева, Н.П. Наумова, Н.Ф. Реймерса, В.В. Розанова, Ю.М. Свирижева, В.Е. Соколова, В.Д. Федорова, С.С. Шварца, А.Л. Яншина и др.

Часть I. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ (ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ)

Предмет, задачи и методы экологии

Стр 1 из 24Следующая ⇒

Экология (от греч. oikos – дом, жилище, местообитание и logos – учение)– наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой их обитания.

Экология – биологическая наука, синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и взаимодействии природы и общества*. Термин «экология» впервые ввел немецкий зоолог Эрнст Геккель в книге «Всеобщая морфология организмов» (1866).

Биоэкология (общая экология) – раздел экологии, изучающий отношения организмов (особей, популяций, сообществ) между собой и окружающей средой. Направления биоэкологии: экология особей (аутэкология, факториальная экология), экология популяций (демэкология, популяционная экология), экология сообществ (синэкология). С биоэкологией тесно связано учение о биосфере (глобальная экология). По отношению к систематическим группам живых организмов в составе биоэкологии выделяют экологию прокариот, грибов, растений, животных.

Геоэкология бщая экология– раздел экологии, основанный на приложении экологических закономерностей к географическим процессам, применительно к экосистемам высоких уровней иерархии. По отношению к типу ландшафта выделяют экологию тундры, степи, пустыни и др. ландшафтов. По отношению к средам выделяют экологию суши, моря, пресных водоемов и др.

Прикладная экология разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов и сохранения среды жизни. Ее задача – оптимизация взаимодействия природы и общества, решение которой возможно только на основе знания и соблюдения законов, правил и принципов экологии и природопользования. Прикладная экология включает промышленную (инженерную), сельскохозяйственную, медицинскую, урбоэкологию и т.д.

Экология человекаи социальная экология изучают взаимодействие человека и человеческого сообщества со средой, но в первом случае подчеркивается биологическая составляющая человека, а во втором – социальная.

Задачи экологии: изучение двусторонних связей между биологическими объектами разных уровней организации и средой; изучение механизмов адаптации к среде; изучение механизмов устойчивости экосистем; изучение механизмов поддержания биоразнообразия; исследование продукционных процессов; моделирование экологических систем и процессов; изучение законов взаимодействия человеческого общества и природы, прогноз и оптимизация этого взаимодействия и др.

Методы экологических исследований. Современная экология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы. Метод наблюдения и описания заключается в сборе и описании фактов. Сравнительный метод основан на анализе сходства и различий изучаемых объектов. Исторический метод изучает ход развития исследуемого объекта. Метод эксперимента дает возможность изучать явления природы в заданных условиях. Метод моделирования позволяет описывать сложные природные явления относительно простыми моделями.

Связь экологии с другими науками. Экология тесно связана с фундаментальными науками (математикой, физикой, химией), естественными (биологией, географией, геологией, почвоведением), общественными (экономикой, социологией, политологией, психологией), прикладными (охраной природы, биотехнологией, растениеводством).

Значение экологии. Экология является теоретическим фундаментом рационального природопользования и охраны природы. Экологические знания используются в сельском, лесном и промысловом хозяйстве, экономике, медицине, социологии и т.д. Достижения экологии применяются при решении глобальных проблем современности: взаимоотношения общества с окружающей средой, рационального природопользования и охраны природы, продовольственного обеспечения.

История развития экологии

Историю развития экологии можно условно разделить на 3 этапа.

I. Этап зарождения и становления экологии как науки (с глубокой древности до середины XIX в.).

II. Этап оформления экологии в самостоятельную отрасль знаний (с середины XIX в. до середины XX в.).

III. Этап превращения экологии в междисциплинарную науку (с середины XX в. по настоящее время).

II. Второй этап – оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (с середины XIX в. до середины XX в.).

Часть I. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ (ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ)

Ekologia

1-билет. Экология. Основоположник экологии.

Экология изучает условия существования живых организмов с окружающей средой. Экология как наука сформировалась в середине 19 века, когда возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям. В 1866году немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель предложил термин «экология», а также ясно сформулировал ее содержание. Рождение экологии как самостоятельной науки состоялось к началу1900г.Но уже 20-30-ые годы ХХ века называют «золотым веком» экологии. К концу ХХ века сложилось мнение, что экология как наука выходит за рамки биологии, является междисциплинарной и стоит на стыке биологических, геолого-географических, технических и социально- экономических наук.

2-билет. Вклад ученых в развитии экологии. 1866- Геккель предложил термин «экология».

В 1798году Т.Мальтус описал уравнение экспоненциального роста популяции. Уравнение логистического роста популяции было предложено П.Ф.Ферхлюстом в 1838г. Французский врач В.Эдварс в 1824г. опубликовал книгу «Влияние физических факторов на жизнь», которая положила начало экологической и

сравнительно физиологии, а Ю.Либих (1840) сформулировал знаменитый «Закон минимума».

В России профессор Карл Францевич Рулье в 1841-1858гг. дал практически полный перечень принципиальных проблем экологии, но не нашел выразительного термина для обозначения этой науки.

Обсуждая механизмы взаимоотношений организмов со средой, Рулье очень близко подошел классическим принципам Ч.Дарвина, что по праву его можно считать предшественником Дарвина. Исследовал экологию и почвовед-географ В,В.Докучаев (1846- 1903), показавший тесную взаимосвязь живых организмов и неживой

природы на примере почвообразования и выделения природных зон. Также можно назвать и других ученых внесших свой вклад в создание экологии как науки – это и Г.Ф.Морозов, В.И.Вернадский, В.Н.Сукачев и др. Из современников, посвятивших себя и способствующих развитию экологии можно назвать целые плеяды исследователей, многие из которых являются авторами монографий, учебников и учебных пособий. Это Д.Н.Кашкаров, Ч.Элтон, Н.П.Наумов,С.С.Шварц, М.С.Гиляров, Ф.Клементс, В.Лахрер, Ю.Одум, Бигон, Дажо, Уиттекер и многие другие.

3-билет. Современная экология: предмет, объект и цель исследования. Целью современной экологии считается сохранение и развитие человеческой, общественной и природной подсистем Земли. Предмет изучения экологии – структура связей между организмом и окружающей средой.

Объект изучения экологии – экосистемы.

4-билет. Системы и свойства систем. Экология как наука рассматривает системы – звенья и члены, которых находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости. Система – это совокупность элементов, определенным образом связанных и взаимодействующих между собой, т.е. любой объект

может быть представлен как результат взаимодействия образующих его частей, и поэтому его можно считать системой. Части системы называют элементами системы, которые могут быть физическими, химическими, биологическими или смешанными. Универсальным свойством экосистемы является – эмерджентность (от англ. emergens – возникновение, появление), возникновение новых свойств системы как целого, которое не является простой суммой свойств, слагающих ее частей или элементов. Например, одно дерево, как и редкий древостой не составляет леса, поскольку не создает определенной среды (почвенного покрова, гидрологического режима, микроклимата) и свойственных лесу взаимосвязи различных звеньев. Недоучет эмерджентности приводит к крупным просчетам при вмешательстве человека в жизнь экосистем. Например, сельскохозяйственные поля (агроценозы) имеют низкий коэффициент

эмерджентности и поэтому характеризуются низкой способностью к саморегулированию и устойчивости. В них из-за бедности видового состава организмов, крайне незначительны связи и поэтому велика вероятность

интенсивного размножения отдельных нежелательных видов (сорняков, вредителей). Отличительной чертой любой системы является наличие у нее входа и выхода, причем определенное изменение входной величины влечет за собой некоторое изменение и величины выходной.

Обычно различают три вида систем:

1) замкнутые, которые не обмениваются с соседними системами ни

веществом, ни энергией;

2) закрытые, которые обмениваются с соседней системой энергией, но

не веществом;

3) открытые, которые обмениваются с соседними системами и веществом

и энергией.

5. Системы. Характреные особенности. Система обладает разл.свойствами(вопрос №4), делится на 3 вида (вопрос №4), в ней существуют разл. связи(вопрос №6), а также существуют законы поведения системы (вопрос №7).

6-билет. СВЯЗИ В СИСТЕМАХ. Прямая – это такая связь, при которой один элемент (А) действует на

другой (В) без ответной реакции (А → В). Пример – действие древесного яруса леса на случайно выросшее под его пологом травянистое растение. Или действие солнечной системы на земные процессы. При обратной связи элемент «В» отвечает на действие элемента «А». Обратные связи бывают положительными и отрицательными. Обратная положительная связь ведет к усилению процесса в одном

направлении. Пример, - заболачивание территории, например, после вырубки

Система

Закон поведения

Свойства

ВХОД ВЫХОД леса. Снятие лесного полога и уплотнение почвы обычно ведет к накоплению воды на ее поверхности. Это в свою очередь, дает возможность поселяться здесь растениям – влагонакопителям, например, сфагновым мхам, содержание воды в которых в 25-30 раз превышает вес их тела. Процесс начинает действовать в одном направлении: увеличение увлажнения → обеднение кислородом → замедление разложения растительных остатков →накопление торф → дальнейшее усиление заболачивания.

Обратная отрицательная связь действует таким образом, что в ответ на усиление действия элемента «А» увеличивается противоположная по направлению сила действия элемента «В». Такая связь позволяет сохранять систему в состоянии устойчивого динамического равновесия, называемое гомеостазом ( homois-то же, statos-состояние), т.е. принципом равновесия. Гомеостаз- это механизм, посредством которого живой организм, противодействуя внешним воздействиям, поддерживает параметры своей внутренней среды на таком постоянном уровне, который обеспечивает его нормальную жизнедеятельность (величина кровяного давления, частота пульса концентрация солей в организме, температура и т.д.). Если же функционирование этого механизма будет нарушено, то возникший дискомфорт в организме может привести и к ее гибели.

7-билет. Законы поведения систем

Так согласно закону внутреннего динамического равновесия вещество, энергия, информация и качество биосферы в целом взаимосвязаны и любое изменение одного из этих показателей вызывает изменение всех других показателей. Т.е. в действие вступает принцип Ле-Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. В соответствии вышеназванным принципом эти изменения происходят в направлении, обеспечивающем сохранение общей суммы вещественно-энергетических и динамических качеств систем, т.е. ее устойчивости. Таким образом, экосистемы сопротивляются воздействиям, нарушающим их стабильность. Но если антропогенная нагрузка превысит способности природы к самоочищению и самовосстановлению, принцип Ле-Шателье-Брауна перестанет действовать. И тогда это может привести к полной гибели соответствующей экосистемы или биосферы в целом.

8-Билет. Характерная особенность (экосистем) Экосистема - это единый природный или природно-антропогенный комплекс, который выступает как функциональное целое и образован живыми организмами и средой обитания.

Любая экосистема состоит их двух блоков. Один из них представлен комплексом взаимосвязанных живых организмов – биоценозом, а второй факторами среды – биотопом или экотопом. В таком случае можно записать: экосистема = биоценоз + биотоп (экотоп).

Основным понятием и основной таксономической единицей в экологии является экосистема.

Этот термин ввел в науку в 1935 г. английский учёный ботаник-эколог А. Тенсли.

Под экосистемой понимается любое сообщество живых существ и среды их обитания, объединённых в единое функциональное целое.

9-билет.Блоковая модель биогеоценоза(по Сукачеву)

Для того чтобы экосистемы функционировали (существовали) неограниченно долго и как единое целое, они должны обладать свойствами связывания и высвобождения энергии, а также круговоротом веществ. Экосистема, кроме этого, должна иметь механизмы, позволяющие противостоять внешним воздействиям (возмущениям, помехам), гасить их. Для раскрытия этих механизмов познакомимся с различными видами структур и другими характеристиками (свойствами) экосистем.

Блоковая модель экосистемы. Любая экосистема состоит из двух блоков. Один из них представлен комплексом взаимосвязанных живых организмов - биоценозом, а второй - факторами среды - биотопом или экотопом. В таком случае можно записать: экосистема = биоценоз + биотоп (экотоп). В. Н. Сукачев блоковую модель в ранге биогеоценоза в виде схемы изобразил на рис. 2.

Этот рисунок позволяет наглядно представить, чем отличаются понятия «экосистема» и «биогеоценоз», на что мы обращали внимание в разделе «Основные понятия...». Биогеоценоз, по В. Н. Сукачеву, включает все названные блоки и звенья. Это понятие обычно используют применительно к сухопутным системам. В биогеоценозах обязательно наличие в качестве основного звена растительного сообщества (фитоценоза). Примеры биогеоценозов - однородные участки леса, луга, степи, болота и т. п.

Экосистемы могут и не иметь растительное звено. Таким примером являются системы, формирующиеся на базе разлагающихся органических остатков, гниющих в лесу деревьев, трупов животных и т. п. В них достаточно присутствие зооценоза и микробоценоза или только микробоценоза, способных осуществлять круговорот веществ.

Таким образом, каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, но не каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза.

Чтобы снять терминологические неясности, соавтор В. Н. Сукачева по формированию науки биогеоценологии - профессор В. Н. Дылис - образно определил биогеоценоз как экосистему, но только в рамках фитоценоза.

Биогеоценозы и экосистемы могут различаться и по временному фактору (продолжительности существования). Любой биогеоценоз потенциально бессмертен, поскольку все время пополняется энергией за счет деятельности растительных фото- или хемосинтезирующих организмов. В то же время экосистемы без растительного звена заканчивают свое существование одновременно с высвобождением в процессе разложения субстрата всей содержащейся в нем энергии. Надо, однако, иметь в виду, что в настоящее время термины «экосистема» и «биогеоценоз» нередко рассматриваются как синонимы

10-БИЛЕТ.Классификация по Одуму (экосистем)

Поскольку энергия является главной движущей силой всех экосистем, то в основу их классификации положен именно энергетический принцип. За Ю. Одум (1989) выделяют четыре типа экосистем:

Природные экосистемы, которые получают только энергию Солнца. Это открытые океаны, большие площади горных лесов, глубокие озера. Они занимают более 70% площади земного шара и имеют низкую производительность. Однако значение их на планете велико, поскольку они участвуют в круговороте воды, формирующие климат, очищают воздух, поддерживают гомеостаз биосферы.
Природные экосистемы, которые получают энергию Солнца и других природных источников энергии. Кроме Солнца, они используют энергию ветра, дождя, приливов, прибоя, течений. Примером такой экосистемы могут быть эстуарии.
Экосистемы, которые получают энергию от Солнца, а также от человека. Например, наземные и водные экосистемы, о которых Ю. Одум писал, что хлеб, рис, кукуруза, картофель частично сделаны из нефти (Одум, 1989).
Искусственные экосистемы существуют благодаря энергии Солнца. Это индустриальная городская экосистема.

Экосистемы можно разделить на наземные и водные или на экосистемы, трофические цепи которых начинаются с продуцентов, и экосистемы, цепи питания которых начинаются с детритоядних организмов.

11-билет.Свойства и виды (экосистем):

Свойства:

- способствовать осуществлению круговорота веществ в природе;

- противодействовать внешним воздействиям;

- производить биологическую продукцию.

Виды:

Водные экосистемы-это реки, озера, пруды, болота -пресноводные экосистемы, а также моря и океаны -водоемы с соленой водой.

Наземные экосистемы- это тундровая, таежная, лесная, лесостепная, степная, полупустынная, пустынная, горная экосистема.

12-билет.Экосистема и биогеоценоз. Общность и отличие

Близкий по содержанию смысл имеет термин«биогеоценоз», введённый академиком В.Н. Сукачевым.

В понятие «биогеоценоз» относят обычно сухопутные природные системы, где обязательно в качестве основного звена присутствует растительный покров (фитоценоз). Исходя из этого, каждый биогеоценоз можно назвать экосистемой, но не каждая экосистема может быть отнесена к рангу биогеоценоза.

Близким по значению понятием является экосистема — система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема — более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами водные экосистемы, большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза используются два близких понятия: биотоп и экотоп(факторы неживой природы:климат, почва). Биотоп — это совокупность абиотических факторовв пределах территории, которую занимает биогеоценоз. Экотоп — это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов. По содержанию экологический термин «биогеоценоз» идентичен физико-географическому терминуфация.

13.Экологические факторы. Классификация

1. Экологические факторы— элементы среды обитания, которые прямо или косвенно связаны с организмами, ее населяющими; их объединение в группы: абиотические, биотические, антропогенные факторы. Абиотические факторы — факторы неживой природы, среди них химические (например, состав атмосферного воздуха, пресной и соленой воды, содержание в них разнообразных примесей) и физические (температура воздуха, воды, их плотность, давление, господствующие ветры, течения, радиационный фон). Биотические факторы живой природы — животные, растения, грибы, бактерии, оказывающие своей жизнедеятельностью влияние на другие организмы и на неживую природу. Антропогенный фактор (деятельность человека) — фактор, оказывающий наиболее сильное воздействие на организмы и их среду обитания. 2. Взаимосвязь организма и среды его обитания. Поглощение организмами из среды различных веществ: кислорода, углекислого газа, воды, органических и минеральных веществ. Выделение в окружающую среду организмами продуктов обмена. Отрицательное влияние недостатка какого-либо фактора среды (кислорода, воды, света, органических веществ для животных) на жизнедеятельность организмов. Зависимость численности и распределения видов и популяций от абиотических факторов. Биотические факторы как пища, среда обитания для других организмов (растительноядные животные для хищных, хозяева для паразитов). Влияние экологических факторов на размножение организмов (насекомых на опыление растений), их распространение. 3. Приспособленность организмов. Формирование в процессе эволюции у организмов приспособлений к различным экологическим факторам, например к недостатку влаги, тепла, кислорода. Примеры приспособлений: покровительственная окраска и форма тела насекомых, пресмыкающихся, птиц и других животных, благодаря которым они незаметны на окружающем их фоне; восковой налет на листьях некоторых растений, их опушенность, превращение в колючки — защита от чрезмерного испарения воды; обтекаемая форма тела водных животных — приспособление к преодолению сопротивления воды при передвижении. Различные отношения между организмами: конкуренция, симбиоз, хищник — жертва, паразит — хозяин. Примеры: симбиоз ряда шляпочных грибов и деревьев, клубеньковых бактерий и бобовых растений, рака-отшельника и актинии, что приносит пользу обоим организмам; взаимоотношения типа конкуренции (хищник — жертва, паразит — хозяин) способствуют регуляции численности видов и не ведут к гибели всех жертв.

14-билет.Адаптация.Виды и примеры Адаптация это приспособление строения, функций органов и организма в целом, а также популяции живых существ к изменениям окружающей среды. Различают генотипическую и фенотипическую адаптацию. В основе первой лежат механизмы мутаций, изменчивости, естественного отбора. Они явились причиной формирования современных видов животных и растений. Фенотипическая адаптация – это процесс, протекающий в течение индивидуальной жизни. В результате него организм приобретает устойчивость к какому-либо фактору внешней среды. Это позволяет ему существовать в условиях значительно отличающихся от нормальных. В физиологии и медицине это также процесс сохранения нормального функционального состояния гомеостатических систем, которые обеспечивают развитие, сохранение нормальной работоспособности и жизнедеятельности человека в экстремальных условиях. Выделяют также сложные и перекрестные адаптации. Сложные адаптации возникают в естественных условиях, например к условиям определенных климатических зона, когда организм человека подвергается влиянию комплекса патогенных факторов (на Севере низкая температура, пониженное атмосферное давление, изменение длительности светового дня и т.д.). Перекрестные или кросс – адаптации это адаптации, при которых развитие устойчивости к одному фактору, повышает резистентность к сопутствующему. Существует два типа адаптивных приспособительных реакций. Первый тип называют пассивным. Эти реакции проявляются на клеточно-тканевом уровне и заключается в формировании определенной степени устойчивости или толернтности к изменениям интенсивности действия какого-либо патогенного фактора внешней среды, например пониженного атмосферного давления. Это позволяет сохранять нормальную физиологическую активность организма при умеренных колебаниях интенсивности данного фактора. Второй тип приспособления – активный. Этот тип заключается в активации специфических адаптивных механизмов. В последнем случае адаптация идет по резистивному типу. Т.е. за счет активного сопротивления воздействию. Если интенсивность воздействия фактора на организм отклоняется от оптимальной величины в ту или иную сторону, но параметры гомеостаза при этом остаются достаточно стабильными, то такие зоны колебаний называется зонами нормы. Имеется две подобных зоны. Одна из них расположена в области недостатка интенсивности фактора, другая в области избытка. Любое смещение интенсивности фактора за пределы зон нормы вызывает перегрузку адаптивных механизмов и нарушению гомеостаза. Поэтому за пределами зон нормы выделяют зоны пессимума

В процессе адаптации выделяют два этапа: срочный и долговременный. Первый, начальный, обеспечивает несовершенную адаптацию. Он начинается с момента действия раздражителя и осуществляется на основе имеющихся функциональных механизмов (например усиление теплопродукции при охлаждении). Долговременный этап адаптации развивается постепенно, в результате длительного или многократного воздействия фактора внешней среды. В его основе лежит многократная активизация механизмов срочной адаптации и постепенное накопление структурных перестроек. Примером долговременной адаптации является изменения механизмов теплообразования и теплоотдачи в холодных климатических условиях. Базисом фенотипической является комплекс последовательных морфофизиологических перестроек, направленных на сохранение постоянства внутренней среды. Основным звеном в механизмах адаптации являются связи физиологических функций с генетическим аппаратом клеток. Под действием экстремального фактора среды происходит увеличение нагрузки на функциональную систему. Это ведет к усилению синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках органов, входящих в систему. В результате в них формируется структурный след адаптации. Активизируются аппараты этих клеток, выполняющие базисные функции: энергетический обмен, трансмембранный транспорт, сигнализацию. Именно этот структурный след является основой долговременной фенотипической адаптации.

Однако адаптационные механизмы позволяют компенсировать изменения фактора среды лишь в определенных пределах и определенное время. В результате воздействия на организм факторов, превышающих возможности адаптационных механизмов, развивается дизадаптация. Она приводит к дисфункции систем организма. Следовательно, происходит переход адаптационной реакции в патологическую – болезнь. Примером болезней дизадаптации являются сердечно-сосудистые заболевания у не коренных жителей Севера.

15-БИЛЕТ. Биологическая активность организма.Анализ. Количественное выражение (доза) фактора, соответствующая потребностям организма и обеспечивающее наиболее благоприятные условия для его жизни, рассматривают как оптимальное.На шкале количественных изменений фактора диапазон колебаний,соответствующий указанным условиям,составляет зону оптимума. Специфические адаптивные механизмы, свойственные виду, дают организму возможность переносить определенные отклонения от оптимальных значений без нарушения нормальных функций организма. Эти зоны определяются как зоны норм, таких как вы видите две, соответственно отклонение от оптимума в сторону недостаточной выраженности фактора и в сторону его избытка. Дальнейший сдвиг в сторону недостатка или избытка фактора снижает эффективность действия адаптивных механизмов и как следствие, нарушает жизнедеятельность организма – это может проявиться в виде замедления и приостановки роста, нарушения цикла размножения, неправильного течения линьки и т.д. На кривой этому состоянию соответствуют зоны пессимума при крайнем недостатке или избытке фактора. За пределами этих зон жизнь невозможна.

Виды, переносящие большие отклонения фактора от оптимальных величин, обозначаются термином, содержащим название фактора с приставкой эври. Например, эвритермные животные и растения – это организмы, переносящие большие колебания температур, соответственно устойчивые к этому фактору

Виды, малоустойчивые к изменениям фактора обозначаются термином с тем же корнем, но с приставкой стено (от греч. – узкий). Так, стенотермные организмы, это неустойчивые к изменениям температуры виды. Стеногалинные виды - это в основном земноводные и пресноводные организмы, не переносящие большие изменения солености воды.Для развития проростков кокосовой пальмы нужна (помимо других условий) температура не ниже 26°С и не выше 41°С для сибирской лиственницы средняя температура вегетационного периода должна быть не выше 16°С. Для нормального существования наземных животных и человека определены и нижние и верхние пределы температуры, освещенности, концентрации кислорода в воздухе, атмосферного давления и т.д. В отношении человека применяется понятие «прожиточный минимум», но нет правда, понятия «прожиточный максимум», с точки зрения экологии оно тоже должно бы существовать.

16-БИЛЕТ Взаимосвязи организмов по «интересам». Взаимосвязи классифицируют по «интересам», на базе которых организмы строят свои отношения. Самый распространенный тип связей базируется на интересах питания – пищевых или трофических, которое означает питание одного организма другим, продуктами его жизнедеятельности или сходной пищей. Сюда относится опыление растений насекомыми – энтомофильные (рафлезия) или птицами, орнитофильные (колибри-орхидея). На базе трофических связей возникают цепи питания – пастбищные и детритные, когда одни организмы питаются другими.

Связи,основанные на использовании местообитаний, называются топическими.Они возникают между животными и растениями, которые предоставляют им убежище или местообитание. Например, насекомые, прячущиеся в расщелинах коры деревьев или живущие в гнездах птиц, растения лианы, паразит и его хозяин и т.д.

Следующий тип связей – форический,возникает когда одни организмы участвуют в распространении других или их зачатков (семян, плодов, спор).

Выделяют также фабрический тип связей, характеризует использование одними организмами других или их продуктов жизнедеятельности, частей. Например, использование растений, перьевого покрова, шерсти, пуха для постройки гнезд, убежищ и т.д.

17-БИЛЕТ. Организмы. Взаимоотношения. Данная классификация строится по принципу влияния, которое оказывают организмы на другие организмы в процессе взаимных контактов..

Если взаимоотношения обоим партнерам выгодны они носят название симбиоза или мутуализма. Степень этих связей различна. Например, лишайники являющиеся симбиозом гриба и водоросли, клубеньковые азотфиксирующие бактерии на корнях бобовых растений, микроорганизмы, населяющие пищеварительный тракт травоядных животных, способствуя усвоению пищи.При протокооперации обе популяции образуют сообщество. Оно не является обязательным, т.к. каждый вид может существовать изолированно, но жизнь в сообществе обоим приносит пользу. Примером протокооперации является сотрудничество актинии с раком отшельником. Актиния защищает рака своими стрекательными щупальцами, а в ответ получает остатки его трапезы.Менее распространенным типом взаимоотношений является комменсализм (от франц.сотрапезник) – это отношения положительные для одного и безразличные для другого партнера. Его делят на нахлебничество и сотрапезничество, когда один организм поедает остатки пищи со стола другого (крупного) организма. Например, акулы с рыбами -прилипалами; львы и гиены, кольчатый червь, живущий в раковине своего хозяина, рака-отщельника питается остатками его пищи. Другой вид комменсализма – это квартиранство, когда одни организмы используют другие, как «квартиру», убежище, например, молодь некоторых морских рыб прячется под зонтик из щупалец медуз, или некоторые насекомые живут в норах животных, гнездах птиц, используя их только для укрытия. Таким образом, комменсал извлекает пользу из сожительства, а его партнер не имеет никакой выгоды. Отношения между ними характеризуются взаимной терпимостью.Нейтрализм – это взаимоотношения организмов, когда ни один из них не влияет на другого. Но истинный нейтрализм в природе редок, т.к. в любой экосистеме между популяциями возможны если не прямые, то косвенные отношения.Отношения именуемые аменсализмом известны только у растений, грибов и бактерий. Когда одна популяция, именуемая аменсалом, претерпевает угнетение роста и размножение, а вторая называемая ингибитором, таким испытаниям не подвержена. Из растений ястребинка из семейства сложноцветных, ее корни выделяют ядовитые вещества, делая тем самым непригодным почву для заселения других растений.Хищничеством называют такое взаимодействие между популяциями, при котором одна из них, неблагоприятно влияя на другую, получает выгоду от этого взаимодействия, т.е. один вид служит пищей для другого.(фитофаги и зоофаги). Взаимоотношения хищника и жертвы являются очень важными для экосистем, т.к. регулируют их численность в природе. Паразитизм – это форма взаимосвязи между видами, при которой организмы одного вида (паразиты) живут за счет питательных веществ другого вида (хозяина). В отличие от хищничества паразит не заинтересован в гибели хозяина. Хозяин испытывает угнетение в течение длительного времени.

studfiles.net

Понятие экологии и природопользования - страница 2

1.2 Понятие термина «экология», экология как наука

Слово « экология» образовано то греческого «oikos», что означает дом(жилище, местообитание, убежище), и «logos» - наука. В буквальном смысле экология – это наука об организмах « у себя дома». Наука , в которой особое внимание уделяется « совокупности или характеру связей между организмами и окружающей средой». В настоящее время исследователи считают, что экология – это наука, изучающая отношения живых организмов между собой и окружающей средой, или наука , изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают.

Экология приобрела практический интерес еще на заре развития человечества. В примитивном обществе каждый индивидум для того, чтобы выжить, должен иметь определенные знания об окружающей его среде, о силах природы , растениях и животных. Можно утверждать , что цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволяющие ему изменять свою среду обитания. Как и другие области знания, экология развивалась непрерывно, но равномерно на протяжении всей истории человечества. По дошедшим до нас орудиям охоты, наскальным рисункам о способах культивирования растений , лова животных, обрядам люди еще на заре становления человечества имели отдельные представления о повадках животных , образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними. Все это является свидетельством того, что проблемы первобытных людей в своей сущности были экологическими. Следует подчеркнуть , что экологические представления возникли непосредственно в связи с практическими запросами человечества. Множество интересных сведений об экологическом мышлении того времени оставили нам древние египетские, индийские, тибетские и античные источники. В трудах ученых античного мира –Гераклита (530 – 470 до н.э.), Гиппократа (ок. 460 – ок. 370 до н.э.) ,Аристотеля (384 –322 до н.э.) и другие – были сделаны обобщения экологических факторов.

Аристотель в своей « Истории животных» описал более 500 видов известных ему животных, рассказал об их поведении. Так начинался первый этап развития науки – накопления фактического материала и первый опыт его систематизации.Теофраст Эрезийский ( 372 – 287 до н.э.) описал влияние почвы и климата на структуру растений , наблюдаемое им на огромных пространствах ДревнегоСредиземноморья. В работах философа впервые было предложено разделить покрытосеменные растения на основные жизненные формы: деревья, кустарники, полукустарники и травы. К этому периоду относиться знаменитая «Естественная история» Плиния Старшего (23-79 н.э.).

В средние века интерес к изучению природы ослабевает, заменяясь господством схоластики и богословием. Связь строения организмов с условиями среды толковались как воплощение воли бога.

Началом новых веяний в науке в период позднего средневековья являются труды Альберта Великого ( Альберт фон Больштедт, ок. 1193 – 1280).В своих книгах о растениях он придает большое значение условиям их местообитания , где помимо почвы важное место уделяет «солнечному теплу», рассматривая причины « зимнего сна» у растений; размножение и рост организмов ставит в неразрывную связь их питанием. Географические открытия в эпохуВозрождения, колонизация новых стран явилась толчком к развитию биологических наук. Накопление и описание фактического материала – характерная черта естествознания этого периода. Однако, несмотря на то, что в суждениях о природе господствовали метафизические представления, в трудах многих естествоиспытателей имели место явные свидетельства экологических знаний. Они выражались в накоплении факторов о разнообразии живых организмов, их распространении, в выявлении особенностей строения растений и животных, живущих в условиях той или иной среды.

Постепенно человечество начало открывать для себя все новые перспективы в освоении природы. Нужно было разобраться во всем многообразии флоры и фауны, оценить возможное хозяйственное значение открытых учеными экзотических видов.

Первые систематики – А. Цезальпин (1519 – 1603) , Д. Рей ( 1623 – 1705),Ж. Турнефор (1656 – 1708) утверждали , что существует зависимость растений от условий и мест их произрастания и возделывания. Сведения о поведении , повадках, образе жизни животных , сопровождавшие описания их строения, называли «историей» жизни животных. Известный английский химик Р.Бойль(1627 – 1691) является первым ученым , осуществивщим экологический эксперимент. Он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных. Английский биологДжон Рей в 1670 году предложил первую естественную систему растений, ввел представление об однодольных и двудольных растениях и впервые использовал категории вида и рода в смысле, близком к современному.

В 17 веке Ф.Реди экспериментально доказал невозможность самозарождения сколь-нибудь сложных животных.

В 17-18 веках в работах , посвященных отдельным группам живых организмов, экологические сведения зачастую составляли значительную часть, например, в трудах А.Реомюра о жизни насекомых (1734) , л. Трамбле о гидрах и мшанках(1744), а также в описаниях натуралистами путешествий.

Антони ван Левенгук ( 1632 –1723), более известный как один из первых микроскопистов, был пионером в изучении пищевых цепей и регуляции численности организмов. По сочинениям английского ученого Р. Бредли видно, что он имел четкое представление о биологической продуктивности. На основании путешествий по неизведанным краям России в 18 векеС.П.Крашенинниковым , И.И. Лепехиным, П.С. Палласом и другими географами и натуралистами указывалось на взаимосвязанные изменения климата ,животного и растительного мира в различных частях обширной страны. В своем капитальном труде « Зоография» П.С. Паллас подробно описал образ жизни 151 вида млекопитающих и 425 видов птиц и такие биологические явления, как миграции, спячка, взаимоотношения родственных видов и т.п. П.С. Палласа , по определению Б.Е. Райкова (1947), можно считать « одним из основателей экологии животных».

В 1749 году шведский натуралист Карл Линней опубликовал диссертацию «Экономия природы». В ней он изложил свои взгляды на взаимоотношения живых организмов и влияния на их жизнь условий внешней среды. Заслуга Линнея прежде всего в том, что он впервые последовательно применил бинарную ( двойную) номенклатуру, т.е. обозначил для каждого вида растений, животных и микроорганизмов двойное латинское название: первое означало название рода, второе – видовую принадлежность. Одновременно Линней построил наиболее удачную классификацию растений и животных. За 120 лет до появления теорииДарвина великий швед поставил человека первым в классе млекопитающих вместе с обезьянами и полуобезьянами. В системе Линнея человек получил свое научное имя Homo sapiens –человек разумный.

« Экономия природы» Линнея оказала в свое время заметное влияние наЧарльза Дарвина, который косвенно почерпнул из нее понятие о равновесии в природе и о борьбе за существование. В дарвиновский период развития биологии были созданы основы систематики, в качестве самостоятельных наук возникли морфология( наука о строении организмов) и физиология ( наука о жизнедеятельности организмов). И хотя в это время при описании флоры и фауны большое внимание уделялось установлению связей между организмами и окружающей средой, экология как самостоятельная наука начала складываться только к концу 19 века. Именно тогда началось победное шествие теории происхождения видов путем естественного отбора Чарльза Дарвина.

Во второй половине 18 века проблема влияния внешних условий нашла отражение в работах французского естествоиспытателя Ж. Бюфона (1707–1788). Он считал возможным «перерождение» видов и полагал основными причинами превращения одного вида в другой влияние таких внешних факторов, как « температура, климат, качество пищи и гнет одомашнивания».

В титаническом труде « Естественная история» четко просматривается материалистический взгляд на неразрывность материи и движения.« Материя без движения никогда не существовала, - пишет он, - движение, следовательно, столь старо, как и материя»

Большое влияние на формирование экологических взглядов имел капитальный труд Жана Батиста Ламарка « Философия зоологии» (1809г.), в котором он затронул проблему воздействия внешних условий на « действия и привычки» животных.

По мере развития зоологии и ботаники происходило накопление фактов экологического содержания , свидетельствующего, что к концу18 века у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, об изменениях организмов в зависимости от окружающих условий и обусловленном их влиянием на многообразие форм.Вместе с тем экологических идей как таковых еще нет, лишь начала складываться экологическая точка зрения на изучаемые явления природы.

Второй этап развития науки связан с крупномасштабными ботанико- географическими исследованиями в природе. Появление в начале 19 столетия биогеографии способствовало дальнейшему развитию экологического мышления.Подлинным основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта(1769 –1859) , опубликовавшего в 1807 году работу « Идеи географии растений», где на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и ЮжнойАмерики он показал влияние климатических условий, особенно температурного фактора, на распространение растений.

В 1832 году О. Декандоль обосновал необходимость выделения особой научной дисциплины «Эпиррелогия», изучающей влияние на растения внешних условий и воздействие растений на окружающую среду.

И все же на заре развития экология представляла собой описательное изучение природы, своего рода естественную историю. Ботаники и зоологи открывали новые виды и описывали их, путешественники проникали в не доступные ранее места , оставляя потомкам свидетельства увиденного. Великие исследователи и естествоиспытатели 19 века оставили нам полные лиризма описания и наблюдения природных явлений. Достаточно назвать с интересом читаемый и сегодня многотомный труд Альфреда Брема « Жизнь животных».

У истоков экологии стояли и русские ученые. Один из них – профессорМосковского университета Карл Рулье. Будучи крупным биологом, зоологом, он сформулировал принцип, лежащим в основе всех наук о живом, - принцип исторического единства органима и окружающей среды. Рулье подчеркивал, что ни один из организмов не может существовать независимо от окружающей среды, причем среда изменяется организмами, а изменения организмов контролируется средой.

Таким образом, ученые 19 века анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотношения между организмами, явления приспособляемости и приспособленности. Однако разрешение этих проблем, дальнейшее развитие науки экологии произошло на базе эволюционного учения Ч. Дарвина (1809-1882). Он по праву является одним из пионеров экологии. В книге «Происхождение видов» (1859) им показано, что « борьба за существование» в природе приводит к естественному отбору и является движущим фактором эволюции.

Победа эволюционного учения в биологии открыла, таким образом, третий этап в истории экологии, для которого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от других наук.

Кто именно ввел сам термин «экология» в научный обиход – точно не известно. Пальма первенства отдается немецкому биологу Эрнсту Геккелю. В1866 году молодой профессор в своем капитальном труде « Всеобщая морфология организмов» , классифицируя разделы биологии, впервые употребил термин « экология». «Всеобщая морфология» вышла в свет в октябре 1866 года, а предисловие к ней написано 14 сентября 1866года. Считается, что эту дату и следует принять за официальный « день крещения» экологии.

« Под экологией, - писал Геккель, - мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической , так и неорганической , и прежде всего – его дружественных или враждебных взаимоотношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология – это изучение всех сложных взаимоотношений , которыеДарвин называет условиями, порождающими борьбу за существование.»

В разделе « Экология и хорология» Геккель пишет: « Под экологией мы подразумеваем общую науку об отношениях организма к окружающей среде, куда мы относим все « условия существования» в широком смысле этого слова. Они частично органической, частично неорганической природы; поскольку они , как мы отмечали выше, оказывают влияние на форму организмов, то тем самым они заставляют их приспосабливаться к этим условиям.»

Немецкого ученого в какой-то мере можно назвать провидцем с той точки зрения, что он, быть может, неосознанно, предвидел всю важность проблем, которые призвана была решать экология. Геккель , дальновидный биолог, поддерживающий теорию Дарвина, сдабривал свои труды новыми и зачастую гармонично звучащими словами, большинство из которых сегодня забыто.«Экология» была самой удачной его находкой, если судить по популярности этого слова и тем научным достижениям, которые оно стимулировало.

Аутоэкология и синэкология

Вскоре пришло время более детального исследования окружающей среды, в которой обитают те или иные виды. Возник новый раздел экологии – аутоэкология, изучающая взаимоотношения организма (особи, вида) с окружающей его средой. Аутоэкология имела и по сей день, имеет большое прикладное значение, особенно в области биологических методов борьбы с вредителями растений, исследований переносчиков болезней и профилактики, переносимых паразитами инфекций.

Однако каждый отдельный вид даже при изучении его с другими видами, оказывающими на него непосредственное влияние, является всего-навсего мельчайшей частичкой среди тысяч видов таких же растений, животных и микроорганизмов, которые обитают в той же зоне – в лесу, на лугу, в водоеме или на побережье. Осознание этого факта привело к появлению в середине 20х годов синэкологии ( от греч. приставки «син», означающей «вместе»), или биоценологии, исследующей взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой. Термин «синэкология» был предложен швейцарским ботаникомШретером в 1902 году. На 3 Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе в 1910 году ботаники наряду с другими вопросами обсуждали программу экологических исследований. Был поставлен вопрос о разделении экологии на два раздела: экологию особей и экологию сообществ; синэкология официально оформилась в качестве составной части экологии.

Как самостоятельная наука экология сформировалась приблизительно к 1900 г. Термин "экология" был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Следовательно, это сравнительно молодая наука. Но именно она переживает в настоящее время период быстрого роста.

Экология (греч. oicos - дом и logos - наука) в буквальном смысле - наука о местообитании.

Существует много определений экологии, однако подавляющее большинство современных исследователей считает, что экология - это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.

Понятие экологии очень обширно, поэтому в зависимости от акцента на той или иной ее задаче меняется и формулировка определения. Для "долгосрочного употребления" лучшим может быть, например, следующее: "Экология - это биология окружающей среды". Для последних десятилетий XX в. наиболее подходит одно из определений экологии, приведенное в полном словаре Уэбстера: "Предмет экологии - это совокупность или структура связей между организмами и средой". Эрнст Геккель дал этой науке исчерпывающее определение: "Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего - его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом экология - это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал условиями, порождающими борьбу за существовавание".

Экология, как и всякая другая наука, имеет два аспекта :

первый - это стремление к познанию ради самого познания,

второй - применение собранных знаний для решения практических проблем, связанных с окружающей средой.

Все возрастающее значение экологии объясняется тем, что ни один из вопросов огромной практической важности в настоящее время нельзя решить без учета связей между живыми и неживыми компонентами природы.

Практический выход экологии можно видеть, прежде всего, в решении вопросов природопользования; именно она должна создать научную основу эксплуатации природных ресурсов. Законы, лежащие в основе естественных природных процессов, будут в центре нашего внимания. Однако прежде необходимо остановиться на взаимоотношении экологии и охраны природы. Западные ученые обычно различают науку экологию и науки об окружающей среде. Экология изучает три группы факторов среды, воздействующих на организмы:

абиотические

биотические

антропогенные.

Охрана природы рассматривает только третий фактор - воздействие человека на среду, и то не во всем совпадает с общеэкологическим подходом. Охрана природы и шире и уже раздела экологии, который исследует влияние антропогенного фактора на природу. Уже - потому, что анализируется не любое воздействие, а лишь то, последствие которого может иметь значение для жизни человеческого общества. Шире - потому, что рассматривается влияние антропогенного фактора не только на органический мир, но и на неживую природу.

Глава 2 Экология и рациональное природопользование как глобальные проблемы продолжение

www.coolreferat.com

История науки экологии

Введение

Слово « экология» образовано то греческого «oikos», что означает дом (жилище, местообитание, убежище), и «logos» - наука. В буквальном смысле экология – это наука об организмах « у себя дома». Наука , в которой особое внимание уделяется « совокупности или характеру связей между организмами и окружающей средой». В настоящее время исследователи считают, что экология – это наука, изучающая отношения живых организмов между собой и окружающей средой, или наука , изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают.

Экология приобрела практический интерес еще на заре развития человечества. В примитивном обществе каждый индивидум для того, чтобы выжить, должен иметь определенные знания об окружающей его среде, о силах природы , растениях и животных. Можно утверждать , что цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволяющие ему изменять свою среду обитания. Как и другие области знания, экология развивалась непрерывно, но равномерно на протяжении всей истории человечества. По дошедшим до нас орудиям охоты, наскальным рисункам о способах культивирования растений , лова животных, обрядам люди еще на заре становления человечества имели отдельные представления о повадках животных , образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними. Все это является свидетельством того, что проблемы первобытных людей в своей сущности были экологическими. Следует подчеркнуть , что экологические представления возникли непосредственно в связи с практическими запросами человечества. Множество интересных сведений об экологическом мышлении того времени оставили нам древние египетские, индийские, тибетские и античные источники. В трудах ученых античного мира – Гераклита (530 – 470 до н.э.), Гиппократа (ок. 460 – ок. 370 до н.э.) , Аристотеля (384 –322 до н.э.) и другие – были сделаны обобщения экологических факторов.

Аристотель в своей « Истории животных» описал более 500 видов известных ему животных, рассказал об их поведении. Так начинался первый этап развития науки – накопления фактического материала и первый опыт его систематизации. Теофраст Эрезийский ( 372 – 287 до н.э.) описал влияние почвы и климата на структуру растений , наблюдаемое им на огромных пространствах Древнего Средиземноморья. В работах философа впервые было предложено разделить покрытосеменные растения на основные жизненные формы: деревья, кустарники, полукустарники и травы. К этому периоду относиться знаменитая « Естественная история» Плиния Старшего (23-79 н.э.).

Началом новых веяний в науке в период позднего средневековья являются труды Альберта Великого ( Альберт фон Больштедт, ок. 1193 – 1280).В своих книгах о растениях он придает большое значение условиям их местообитания , где помимо почвы важное место уделяет «солнечному теплу», рассматривая причины « зимнего сна» у растений; размножение и рост организмов ставит в неразрывную связь их питанием. Географические открытия в эпоху Возрождения, колонизация новых стран явилась толчком к развитию биологических наук. Накопление и описание фактического материала – характерная черта естествознания этого периода. Однако, несмотря на то, что в суждениях о природе господствовали метафизические представления, в трудах многих естествоиспытателей имели место явные свидетельства экологических знаний. Они выражались в накоплении факторов о разнообразии живых организмов, их распространении, в выявлении особенностей строения растений и животных, живущих в условиях той или иной среды.

Первые систематики – А. Цезальпин (1519 – 1603) , Д. Рей ( 1623 – 1705), Ж. Турнефор (1656 – 1708) утверждали , что существует зависимость растений от условий и мест их произрастания и возделывания. Сведения о поведении , повадках, образе жизни животных , сопровождавшие описания их строения, называли «историей» жизни животных. Известный английский химик Р.Бойль (1627 – 1691) является первым ученым , осуществивщим экологический эксперимент. Он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных. Английский биолог Джон Рей в 1670 году предложил первую естественную систему растений, ввел представление об однодольных и двудольных растениях и впервые использовал категории вида и рода в смысле, близком к современному.

В 17 веке Ф.Реди экспериментально доказал невозможность самозарождения сколь-нибудь сложных животных.

В 17-18 веках в работах , посвященных отдельным группам живых организмов, экологические сведения зачастую составляли значительную часть, например, в трудах А.Реомюра о жизни насекомых (1734) , л. Трамбле о гидрах и мшанках (1744), а также в описаниях натуралистами путешествий.

Антони ван Левенгук ( 1632 –1723), более известный как один из первых микроскопистов, был пионером в изучении пищевых цепей и регуляции численности организмов. По сочинениям английского ученого Р. Бредли видно, что он имел четкое представление о биологической продуктивности. На основании путешествий по неизведанным краям России в 18 веке С.П.Крашенинниковым , И.И. Лепехиным, П.С. Палласом и другими географами и натуралистами указывалось на взаимосвязанные изменения климата ,животного и растительного мира в различных частях обширной страны. В своем капитальном труде « Зоография» П.С. Паллас подробно описал образ жизни 151 вида млекопитающих и 425 видов птиц и такие биологические явления, как миграции, спячка, взаимоотношения родственных видов и т.п. П.С. Палласа , по определению Б.Е. Райкова (1947), можно считать « одним из основателей экологии животных».

В 1749 году шведский натуралист Карл Линней опубликовал диссертацию « Экономия природы». В ней он изложил свои взгляды на взаимоотношения живых организмов и влияния на их жизнь условий внешней среды. Заслуга Линнея прежде всего в том, что он впервые последовательно применил бинарную ( двойную) номенклатуру, т.е. обозначил для каждого вида растений, животных и микроорганизмов двойное латинское название: первое означало название рода, второе – видовую принадлежность. Одновременно Линней построил наиболее удачную классификацию растений и животных. За 120 лет до появления теории Дарвина великий швед поставил человека первым в классе млекопитающих вместе с обезьянами и полуобезьянами. В системе Линнея человек получил свое научное имя Homosapiens –человек разумный.

« Экономия природы» Линнея оказала в свое время заметное влияние на Чарльза Дарвина, который косвенно почерпнул из нее понятие о равновесии в природе и о борьбе за существование. В дарвиновский период развития биологии были созданы основы систематики, в качестве самостоятельных наук возникли морфология( наука о строении организмов) и физиология ( наука о жизнедеятельности организмов). И хотя в это время при описании флоры и фауны большое внимание уделялось установлению связей между организмами и окружающей средой, экология как самостоятельная наука начала складываться только к концу 19 века. Именно тогда началось победное шествие теории происхождения видов путем естественного отбора Чарльза Дарвина.

Во второй половине 18 века проблема влияния внешних условий нашла отражение в работах французского естествоиспытателя Ж. Бюфона (1707 –1788). Он считал возможным «перерождение» видов и полагал основными причинами превращения одного вида в другой влияние таких внешних факторов, как « температура, климат, качество пищи и гнет одомашнивания».

По мере развития зоологии и ботаники происходило накопление фактов экологического содержания , свидетельствующего, что к концу18 века у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, об изменениях организмов в зависимости от окружающих условий и обусловленном их влиянием на многообразие форм. Вместе с тем экологических идей как таковых еще нет, лишь начала складываться экологическая точка зрения на изучаемые явления природы.

Второй этап развития науки связан с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями в природе. Появление в начале 19 столетия биогеографии способствовало дальнейшему развитию экологического мышления. Подлинным основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта (1769 –1859) , опубликовавшего в 1807 году работу « Идеи географии растений», где на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Америки он показал влияние климатических условий, особенно температурного фактора, на распространение растений.

mirznanii.com

История развития экологии

Историю развития экологии можно условно разделить на 3 этапа.[ ...]

Еще в первобытном обществе люди имели отдельные представления о повадках животных, образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними. Сведения подобного рода встречаются в сохранившихся памятниках древнеегипетской, индийской, тибетской культур. Например, в древнеиндийских сказаниях «Махабхарата» (VI— II вв. до н. э.) даются сведения о повадках и образе жизни около 50 видов животных, сообщается об изменениях численности некоторых из них. В рукописных книгах Вавилонии есть описания способов обработки земли, указывается время посева культурных растений, перечисляются птицы и животные, вредные для земледелия. В китайских хрониках IV—II вв. до н. э. описываются условия произрастания различных сортов культурных растений.[ ...]

В период Средневековья накопления экологических сведений практически не происходило, поскольку в науке доминирующей была теологическая теория происхождения жизни и виды считались неизменными, влияние среды вообще отрицалось. Только единичные труды этого периода содержат факты научного значения. Большинство из них имеют прикладной характер: описание целебных трав (Авиценна, 980—1037), культивируемых растений и животных, природы далеких стран (Марко Поло, XIII в.).[ ...]

В эпоху Возрождения великие географические открытия послужили толчком дальнейшему развитию естественных наук и экологии в том числе. В этот период происходило накопление и описание фактического материала о разнообразии живых организмов, их распространении, выявление особенностей строения растений и животных, живущих в условиях той или иной среды. Первые систематики — А. Цезальпин (1519— 1603), Д. Рей (1623-1705), Ж. Турнефор (1656—1708) утверждали, что существует зависимость растений от условий и мест их произрастания или возделывания. Сведения о поведении, повадках, образе жизни животных, сопровождавшие описание их строения, называли «историей» жизни животных.[ ...]

На основании путешествий по неизведанным краям России в XVIII в. в трудах С.П. Крашенинникова, И.И. Лепехина, П.С. Палласа и др. русских исследователей указывается на изменения животного и растительного мира в зависимости от климата в различных частях обширной страны. Идеи о влиянии среды на организм высказывали М.В. Ломоносов (1711— 1765), ученый-агроном А.Г. Болотов (1738—1833) и др.[ ...]

Французский естествоиспытатель Ж. Бюффон (1707—1788) считал возможным превращения одного вида в другой под влиянием климата, температуры, качества пищи, одомашнивания, то есть признавал изменчивость видов под влиянием внешней среды, хотя и не подкрепил этой догадки серьезными доказательствами.[ ...]

Другой французский натуралист Ж.Б. Ламарк (1744—1829) полагал, что влияние «внешних обстоятельств» является одной из основных причин возникновения у организмов адаптаций, эволюции животных и растений. Однако Ламарк не смог вскрыть механизмы эволюционного процесса. Его гипотеза о наследовании благоприобретенных признаков оказалась несостоятельной, а утверждение о внутреннем стремлении организмов к усовершенствованию — ненаучным.[ ...]

С конца XVIII в. быстрыми темпами развивалась биогеография, что способствовало дальнейшему развитию экологического мышления. Основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта (1769—1859), который на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Америке показал влияние климатических условий, особенно температурного фактора, на распространение растений. В 1807 г. А. Гумбольдт высказал идею об изолиниях растений, суть которой заключается в том, что в сходных географических условиях у растений разных таксономических групп вырабатываются сходные «физиономические» формы, то есть одинаковый внешний облик.[ ...]

А. Декандоль в 1832 г. обосновал идею, что среду, в которой существуют растения, надо понимать как совокупность действующих экологических факторов, а в 1855 году отметил повышенную экологическую пластичность растений по сравнению с животными.[ ...]

Аналогичные главы в дргуих документах:

Вернуться к оглавлению

ru-ecology.info

Экология