Кто является основателем экологии


Экология является междисциплинарной наукой. Она объединяет биологию и множество геонаук. Прикладная экология включает большой комплекс дисциплин, например, восстановительную экологию, экологию городов, управление ресурсами и управление водно-болотными угодьями. В этой статье представлена краткая история экологии в хронологическом порядке. Здесь приводятся важные события и работы ученых, внесших вклад в развитие экологии с самых древних времен.

Древние времена

Есть мнение, что экологическое мышление берет свое начало из ранних философских учений, этики и политики. Но первоначальные знания о природе появились задолго до появления сложных понятий. Еще в первобытном обществе для выживания человека были крайне важны знания об окружающей среде. Без простейших сведений о том, какие плоды съедобные, как ведут себя животные, кого из них стоит опасаться, где можно укрыться и т. д. человек просто не мог выжить.

Знания об окружающей среде отражены в древнеиндийских сказаниях, в рукописных книгах Китая и Вавилона.


Далее информацию на тему экологии можно найти у античных ученых Древней Греции.

V век до н. э.

Древнегреческий целитель, врач и философ Гиппократ (460 — 370 г. до н. э.) выдвинул идею о том, что заболевание является не наказанием богов, а следствием природных факторов, а также нарушения питания и привычек человека.

IV век до н. э.

Древнегреческие философы Аристотель (384 – 322 г. до н. э.) и Теофраст (370 — ~288 г. до н. э.) считаются одними из первых экологов, которые изучали растения и животных. Аристотель в своей книге «История животных» классифицировал и описал более 500 видов особей.

Теофраст, его ученик, друг и преемник описал 500 видов растений, а также взаимосвязи, которые существуют между живыми организмами и окружающей их средой.

XVIII век

В это время в научных сферах господствовало два направления мысли. Первое направление, в котором человек должен жить просто и скромно, чтобы добиться гармонии в отношении с природой. Второе являлось антропоцентрическим, в котором считалось, что человек должен установить свое господство над природой посредством рационального мышления и тяжелой работы.

Эти направления соперничали в начале XVIII века, пока на сцену не вышел Карл Линней.

Шведский ботаник и зоолог Карл Линней (1707–1778) стал пионером в области таксономии и заложил основы биологической биномиальной номенклатурной системы. Этой системой пользуются до сих пор. Линней описал множество растений и животных в своей книге Система природы (Systema Naturae). Линней был ярым сторонником антропоцентризма, и благодаря его популярности взгляды его на взаимоотношение человека и природы стали доминирующими.

XIX век


Такие страны, как Великобритания, Португалия и Испания, организовали множество исследовательских экспедиций в это время. Эти мероприятия предпринимались для развития морской торговли с другими странами, открытия новых природных ресурсов, а также их каталогизации.

В экспедициях участвовали и многие ученые, в том числе ботаники. Например, немецкий исследователь Александр фон Гумбольдт (1769–1859). Он первым занялся изучением взаимосвязи между организмами и окружающей их средой.

1804 г.

Александр фон Гумбольдт сообщил о впечатляющем количестве видов, особенно растений, для которых он попытался объяснить их географическое распределение в зависимости от геологических данных. Год спустя, в 1805, он опубликовал свою работу под названием «Идеи о географии растений». Александр фон Гумбольдт многими учеными признается отцом экологии.

1859 г. 

Английский натуралист Чарльз Дарвин (1809–1882) обнародовал свою теорию эволюции. Согласно этой теории, естественный отбор является главным (хотя и не единственным) фактором эволюции. Естественный отбор определяет эволюционные изменения организмов, которые позволяют им лучше адаптироваться к окружающей среде. Эти изменения также обеспечивают выживание за счет увеличения вероятности получения большего количества потомства.


Изначально учение о естественном отборе или «выживании наиболее приспособленных» было разработано британским натуралистом биологом Альфредом Расселом Уоллесом (1823–1923). Он определил роль естественного отбора в формировании различных организмов. Чарльз Дарвин популяризовал понятие естественного отбора, опубликовав свои наблюдения и предполагаемые механизмы в книге «Происхождение видов путём естественного отбора».

1869 г.

Немецкий естествоиспытатель Эрнст Генрих Геккель (1834—1919) придумал термин «экология», который происходит от греческого слова οἶκος, означающего обиталище, жилище, дом и слова λόγος, означающего понятие, учение, наука. Таким образом, экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и средой их обитания. Или еще одно определение, которое в ходу больше за рубежом: экология – это научное познание взаимодействий, определяющих распространение и численность организмов.

1875 г.

Австрийский геолог и палеонтолог Эдуард Зюсс (1831–1914) впервые определил термин биосфера (от греческого βιος — жизнь, σφαῖρα — сфера, шар) как систему, состоящую из живых организмов и окружающей их среды.

1879 г.

Вскоре после этого впервые был описан симбиоз или совместное существование в более или менее близкой ассоциации или тесном союзе двух разнородных организмов.


1895 г.

Датский ботаник, эколог, микробиолог Эугениус Варминг (1841—1924) ввел дисциплину биогеографии. Биогеография, как следует из ее названия, занимается изучением географического распределения живых существ. В рамках этой дисциплины рассматриваютя абиотические факторы, такие как ветер, огонь, температура и т. д.

Большим толчком в развитии экологи стало открытие азотного цикла французским естествоиспытателем, основателем современной химии Антуаном Лораном Лавуазье (1743–1794) и швейцарским биологом, химиком Теодором де Соссюром (1767–1845). Азот считается одним из основных питательных элементов, необходимым для выживания всех живых организмов. Так что открытие того, как он циклически перерабатывается в различные формы, расширило понимание поглощения питательных веществ в живых организмах.

XX век

1920 гг.

Началось развитие междисциплинарной науки экологии человека. Целью этой дисциплины было повышение роли экологии в управлении городами и местами проживания.

1926 г.

Русский, украинский и советский учёный-естествоиспытатель Владимир Иванович Вернадский (1863–1945) в своей книге «Биосфера» переопределил биосферу как глобальную экологическую систему, объединяющую все живые существа и их взаимосвязи, включая их взаимодействие с элементами литосферы, геосферы, гидросферы и атмосферы.


1935 г.

Британский ботаник Артур Тэнсли (1871–1955) ввел термин «экосистема» как биологическая совокупность организмов, обитающих в данном биотопе, которая является именно системой, с её составными элементами, единой историей и со способностью к согласованному развитию. После этого экология стала наукой об экосистемах.

1940 г.

Американский ботаник и эколог Рут Миртл Патрик (1907–2013) изучала взаимозависимости между организмами, особенно в пресноводных экосистемах. Она разработала методы измерения здоровья потока.

1950 гг.

Люди впервые осознают вредное воздействие загрязнения на экологические системы и людей.

1953 г.

Американские биологи и экологи, братья Юджин Одум (1913–2002) и Говард Одум (1924–2002) написали первый учебник по экологии, теперь она стала преподаваться в университете в виде курса.

1960 гг.

Наука экология начала приобретать популярность благодаря распространению озабоченности состоянием окружающей среды.

1970 г.

Британский ученый Джеймс Лавлок (1919) ввел термин Гея, или идею, что вся земля является одним живым существом и обеспечит свое выживание, даже если люди уничтожат себя.

1971 г.

ЮНЕСКО запустила исследовательскую программу «Человек и биосфера» с целью улучшения взаимодействия людей с их природным окружением. Более подробную информацию можно найти здесь.


1978 г.

Была разработана биология охраны природы как дисциплина, ориентированная на управление окружающей средой.

1980 гг.

Ученые обнаружили дыру в Озоновом слое над Антарктидой. 
Загрязнение воды снизилось благодаря новым методам очистки сточных вод.

Загрязнение воздуха в городах уменьшилось, так как в автомобилях стали использовать неэтилированный газ и каталитические нейтрализаторы.

1992 г.

Саммит Земли в Рио-де-Жанейро, когда концепция биосферы и риски, связанные с сокращением биоразнообразия, были признаны основными международными организациями.

Был принят Киотский протокол — международное соглашение, заключённое с целью сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу Земли для противодействия глобальному потеплению.

XXI век

2002 г.

Голландский ученый-физик Пол Крутцен (Paul Crutzen) в сотрудничестве с Эугенром Стоермером объявил коллегам, что люди оказали такое всепроникающее влияние на глобальную среду, так чтомы вышли за пределы эпохи голоцена и перешли в эпоху антропоцена.

2010 гг.

Загрязнение окружающей среды пластиком также начинает рассматриваться как серьезная экологическая проблема.

В настоящее время экологические проблемы обостряются все больше, и в условиях преобладания экономических интересов над экологическими их решение сложно себе представить.

Источник: nature-time.ru

Лекция 1. Введение в дисциплину


1.1. История формирования науки экология

Термин «экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 г. и по этой причине экологию иногда связывают только с учением о среде обитания (доме) или окружающей среде. Последнее в основе правильно. Однако с существенной поправкой: среду нельзя рассматривать в отрыве от организмов, как и организмы вне их среды обитания. Это составные части единого функционального целого, что и подчеркивается приведенным определением экологии как науки о взаимоотношениях организмов и среды.

Экология как наука молода, однако к ней возник практический интерес еще на заре развития человечества. Природа всегда была и будет основой и источником жизни человека, а существование человеческой цивилизации на нашей планете неразрывно связано с природными условиями.

Первобытный человек, борясь за выживание, должен был иметь представление о силах природы, растениях и животных. О том, что разные виды животных связаны с определенными условиями, что их численность зависит от урожая семян и плодов, которыми питаются животные, наверняка знали древние охотники уже 100–150 тыс. лет назад. О зависимости растений от внешних условий хорошо знали уже первые земледельцы.

Первый экологический кризис антропогенного происхождения, который поставил под угрозу само выживание человека, отмечен в эпоху верхнего палеолита.


ительность культуры верхнего палеолита составляла около 25–30 тыс. лет. Экономической основой этой эпохи была охота на крупных животных, в которой использовались орудия, позволяющие добывать даже таких крупных животных, как мамонт и шерстистый носорог, мастодонт, мегатерий, лошадь, верблюд и др. В эту эпоху исчезли многие крупные животные, населявшие умеренные широты Северного полушария. Так, в Европе вымерли многие ранее широко распространенные крупные травоядные животные: мамонт, шерстистый носорог, степная разновидность зубра, гигантский олень, а также некоторые крупные хищники – пещерный лев, пещерный медведь и др. При этом произошли существенные изменения в распространении ряда сохранившихся видов крупных животных. Так, например, в Западной и Центральной Европе исчезли обитавшие там огромные стада северных оленей. Сходные изменения в животном мире произошли в это время в Азии и Северной Америке, возможно, и на других континентах.

М. И. Будыко (1977) подчеркивает, что конец палеолита характеризовался резким переломом в ранней истории человечества. По-видимому, этот перелом был связан с прекращением массовой охоты на крупных травоядных животных, численность которых значительно снизилась. Однако интенсивная охота продолжалась, и процесс уничтожения крупных травоядных все ускорялся, и последняя его фаза протекала особенно быстро. Охотничьи племена попали в трудное положение, поскольку у них не оказалось достаточно времени для постепенного перехода к другим способам добывания пищи.


счеты М. И. Будыко показывают, что численность мамонтов после начала охоты на них сравнительно мало менялась в течение от 10 до 25 тыс. лет. Затем их численность начала быстро убывать, и через несколько столетий после окончания периода стабильной численности они полностью вымерли. В связи этим можно предположить, что переход к мезолиту (среднему каменному веку) имел болезненный характер для первобытного общества и сопровождался временным сокращением численности населения. Следовательно, окончание культуры палеолита в Европе было в известной мере результатом неразрешимого противоречия между массовой охотой на крупных животных, обеспечившей временное изобилие пищи и сделавшей возможным увеличение численности населения, и ограниченностью природных ресурсов для этой охоты. Правда, считается, что в этот период климат на планете стал суше, что сказалось на запасе пищи для травоядных животных. Это было еще одной причиной общего сокращения численности крупных животных на планете.

Около 30–40 тыс. лет назад в Европе появился современный человек, который сменил ранее существовавших там неандертальцев и на основе более совершенной техники обработки каменных и костяных орудий создал эффективную систему массовой охоты на крупных травоядных животных. Произошло значительное увеличение численности населения Европы, заметно повысился уровень материальной культуры.

Оборот сельскохозяйственных культур на полях и огородах (севооборот) применяли в древнем Египте, древнем Китае и древней Индии еще 5 тысячелетий назад. Сложнейшая и экологически выверенная система земледелия была у индейцев майя в древней Америке. За 2 тыс. лет до н. э. в Египте и Месопотамии человек создал грандиозные оросительные системы, принципиально изменившие окружающий мир.


Древняя Греция: Аристотель Стагирский (384–322 гг. до н. э.) классифицировал животных по образу их жизни, а Теофраст Эрезийский (372–287 гг. до н. э.) писал о зависимости формы роста растений от почвы и климата. Древний Рим: Плиний Старший (23–79 гг. до н. э.) в своем многотомном труде «Естественная история» многие явления природы рассматривал с подлинно экологических позиций.

В средние века в Европе произошел откат человеческой мысли далеко назад, церковь явилась тормозом развития всех естественных наук. Однако великие географические открытия ХV, XVI вв. заставили переосмыслить многие религиозные догматы. Путешественники из дальних стран привозили неведомых животных и семена неведомых растений. Чтобы разобраться во всем этом многообразии форм живых существ, необходимо было создать таксономическую систему и таким образом осмыслить это разнообразие. И такое осмысление произошло. Одно из первых высказываний, относящихся к сфере социальной экологии, принадлежит французскому естествоиспытателю-эволюционисту Жану-Батисту Ламарку (1744–1829). Он наряду с раскрытием ряда закономерностей влияния среды на организмы впервые обратил серьезное внимание на специфическую роль человека и возможные катастрофические последствия. Он писал: «Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания». Это высказывание перекликается с «Пророчествами» Леонардо да Винчи (1452–1519), предрекавшего появление существ, результаты деятельности которых «…ничего не оставят ни на земле, ни под водой, что не было бы преследуемо и не подвергалось искоренению…». Карл Линней в первой половине XVIII в. создал таксономическую систему животных и растений, а Альфонс де Кандоль (1806–1895) в своей «Ботанической географии» описывал влияние абиотических факторов на растительные организмы.

Большой вклад в развитие экологических представлений в это время внесли и российские ученые, такие как П. С. Паллас (1741–1811), И. И. Лепехин (1740–1802), С. П. Крашенинников (1711–1755), М. В. Ломоносов (1711–1765). И это не случайно, так как Россия в XVII в. сильно расширила свои границы, выйдя своими восточными рубежами на побережье Тихого океана. Так, в 1775 г. русский ученый А. А. Каверзнев (годы жизни не известны) издал книгу «О перерождении животных», в которой с экологических позиций рассматривал вопрос об изменениях животных. Другой русский исследователь А. Т. Болотов (1738–1833) разработал классификацию местообитаний растений. Огромную роль в развитии экологических идей сыграл немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859), издавший в 1807 г. книгу «Идеи географии растений», где ввел ряд научных понятий, которые и сегодня используются экологами (например, экобиоморфа растений, ассоциация видов, формация растительности и др.). Профессор Московского университета К. Ф. Рулье (1814–1858) четко сформулировал мысль о том, что развитие органического мира обусловлено воздействием изменяющейся внешней среды. Считается, что К. Ф. Рулье в своих трудах заложил основы экологии животных.

Кардинально поворотной точкой в развитии экологических представлений о природе явился выход знаменитой книги Ч. Дарвина (1809–1882) о происхождении видов путем естественного отбора. Это великое открытие в биологии явилось мощным толчком для развития экологических идей. Не случайно в 1866 г. вскоре после выхода в свет учения Ч. Дарвина Э. Геккель (1834–1919) предложил термин для новой науки «экология», который оказался удачным и очень емким. Именно его используют современные ученые для обозначения целой системы наук. Э. Геккель был не одинок в изучении влияний окружающей среды на живые организмы. В 1877 г. немецкий гидробиолог К. Мебиус (1825–1908) разработал учение о биоценозе как сообществе организмов, которые через среду обитания теснейшим образом связаны друг с другом. Термин биоценоз также широко используется современными учеными. Считается, что это часть любой экосистемы.

В 1895 г. датский ученый Е. Варминг (1841–1924) ввел термин «экология» в ботанику для обозначения самостоятельной научной дисциплины – экологии растений. Русский ученый В. В. Докучаев (1846–1903) создал учение о природных зонах и учение о почве как особом биокосном теле (системе). Идеи В. В. Докучаева положили начало развитию геоботаники и ландшафтоведения, ведь почва – это неотъемлемый компонент практически всех экосистем суши нашей планеты.

В середине XX в. экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало этому положили работы В. И. Вернадского, В. В. Докучаева, Ю. П. Одума, А. Дж. Тенсли, Н. В. Тимофеева-Ресовского и других известных ученых. В 1935 г. выходят в свет учения об экосистемах английского геоботаника А. Дж. Тенсли. Оригинальны и интересны исследования В. Н. Сукачева (1880–1967), посвятившего многие годы комплексному изучению лесных систем (сообществ), результатом чего явилось всестороннее рассмотрение единства и взаимообусловленности природных явлений, живой и неживой материи. В 1942 г. он ввел в науку термин «биогеоценоз», раскрыл его содержание. Стало ясно, что современная биосфера, среда обитания всех живых организмов, является продуктом их жизнедеятельности: неустанного воспроизведения, метаболизма (обмена веществ) и посмертного разложения мириадов живых существ. Почвенная, водная, наземная, воздушная среда жизни есть результат постоянного взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого вещества. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и в строго определенной совокупности условий, характеризующей место их обитания (биотоп). Экосистемы и биосфера в целом являются высшим уровнем организации живого на планете Земля. Они, как и любая живая система, способны к саморегуляции, т. е. самосохранению, поддержанию своего видового состава, и воспроизведению связей между отдельными видами. Такое представление об устойчивости экосистем, их гомеостазе, или иначе экологическом равновесии, – одно из основополагающих понятий современной экологии. Особую роль в становлении и развитии экологии сыграл великий русский ученый В. И. Вернадский – создатель учения о биосфере. Открытие биосферы В. И. Вернадским в начале ХХ в. принадлежит к величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей теорией относительности, открытием наследственного кода у живых организмов и теорией расширяющейся Вселенной. В. И. Вернадский доказал, что жизнь на Земле – явление общепланетарное и космическое, что биосфера – это вещественно-энергетическая система, обеспечивающая биологический круговорот химических элементов и эволюцию всех живых организмов, включая человека. В. И. Вернадский был первым, кто увидел в биосфере сложную и хорошо отрегулированную за много сотен миллионов лет эволюции глобальную биогеохимическую систему. Не только составом атмосферы и гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора – это продукт «жизнедеятельности» биосферы.

До XIX–XX вв. экология в основном занимала только умы ученых, но с развитием и массовым внедрением современных технологий, непрерывно возрастающей функцией потребления всех ресурсов и подчинением догме «природа – источник благосостояния» человечество нарушило связи и взаимодействия в системах, сформировавшихся за многовековую историю. Экология перестала быть только «университетской» наукой. Сейчас, упоминая экологию и экологические проблемы, в первую очередь подразумевают неблагополучие или отрицательное влияние, прежде всего человека, на природные системы. Человечество задумалось об исчезновении видов, глобальном загрязнении, сокращении ресурсов, и как следствие, вероятности исчезновения жизни на планете.

Предыдущая

Источник: ekolog.org

Экология. Основоположник экологии.

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 1866 году немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель в двухтомной монографии «Общая морфология организма» назвал экологией один из разделов биологии – науку об условиях обитания организмов в окружающей их среде, где Геккель дал свое определение экологии как науки: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все условия существования». Таким образом, Э.Геккель предложил в 1866году термин «экология», а также ясно сформулировал ее содержание. Геккель написал свой труд не на пустом месте, а на основании большого фактического материала, накопленного в биологии за время ее длительного развития. Американский эколог, Одум первоначально предлагал краткое и наименее специальное определение: «экология – это биология окружающей среды.

Современная экология: предмет, объект и цель исследования

За вторую половину ХХ века биоразнообразие на Земле оскудевает быстрыми темпами. Тому причиной, по мнению специалистов, являются, во-первых, научно-техническая революция и ее проявления и, во вторых, демографический фактор, связанный с ростом численности населения и урбанизацией. Эти факторы влияют на интенсивное истощение природных ресурсов и вызывают загрязнение окружающей среды. Среда обитания людей в большинстве регионов мира становится все более вредной для здоровья людей. По оценке специалистов не менее 50% распространенных заболеваний людей обусловлено загрязнением окружающей природной среды, и прежде всего, потреблением недоброкачественной питьевой воды. Тогда как леса – хранители вод – хищнически истребляются, составляя около 16-17млн га в год. Происходит деградация почв, теряется их естественное плодородие, возрастает их загрязнение нефтепродуктами, пестицидами, тяжелыми металлами. В такой обстановке экология приобретает черты всеобъемлющего и очень актуального мировоззрения, превращается в учение о путях выживания человечества. И поэтому мировое сообщество развило небывалую активность, направленную на решение проблем охраны природы и окружающей человека среды. Предприняты определенные шаги в объединении усилий многих государств в глобальном масштабе, приняты и ратифицированы конвенции по охране окружающей среды, реализуются международные экологические программы. В частности, Конференция ООН по окружающей среде и развитию, состоявшаяся в 1992году в Рио-де- Жанейро. В ней участвовали руководители 190 стран мира, которые приняли «Повестку дня на ХХI век» – программу экологической ориентации развития общества. Целью современной экологии считается сохранение и развитие человеческой, общественной и природной подсистем Земли.

Системы. Законы поведения

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.

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.

Популяционная экология.

Термин «популяция» происходит от латинского слова populus (народ) и в дословном переводе означает «население», т.е. популяция есть население вида на территории. Популяционная экология – одна из многих направлений в экологической науке. Её развитие характеризуется не только накоплением полевого и экспериментального материала, но и формированием нового подхода при его анализе. Популяция как биологическая система характеризуется появлением специфических свойств, которыми не обладают отдельные организмы данного вида. Так, только на популяционном уровне выявляются такие свойства, как численность и плотность населения, половой и возрастной состав, уровень размножения и смертности и др. По этим и другим признакам популяция качественно отличается от организменного уровня организации биологических систем. 23. «Популяция». Основные характеристики.

Популяция как биологическая система характеризуется появлением специфических свойств, которыми не обладают отдельные организмы данного вида. Так, только на популяционном уровне выявляются такие свойства, как численность и плотность населения, половой и возрастной состав, уровень размножения и смертности и др. По этим и другим признакам популяция качественно отличается от организменного уровня организации биологических систем. Сами особи, будучи с одной стороны частями системы более высокого порядка, сохраняют в то же время ярко выраженную самостоятельность. Организм, как биологическая система, относительно недолговечен, популяция же при сохранении необходимых условий практически бессмертна. В то же время популяция обладает и определёнными чертами сходства с организмом как системой, что позволяет саму популяцию квалифицировать как биологическую систему надорганизменного уровня. Такие свойства как структурированность, целостность, авторегуляция и способность к адаптивным реакциям – основные черты свойственные всем популяциям, характерны и для биологических систем иного уровня – от организма до биосферы в целом.

Популяции. Свойства.

Популяция занимает двойственное положение в структуре биологических систем. В генетико-эволюционном ряду популяция выступает как форм существования вида и ее основная функция заключается в обеспечении устойчивого выживания и воспроизведении вида в данных конкретных условиях. А в функционально-энергетическом ряду она выступает как функциональная субсистема конкретного биогеоценоза, ее функция – участие в трофических цепях. Выполнение этой функции обеспечивает участие вида в биогенном круговороте. Относительно растений – популяционная экология растений, как было отмечено выше, начала свое развитие с середины 20 века и связана с ролью видовых популяций в функционировании фитоценозов (растительных сообществ), поэтому в фитоценологии принят термин «ценопопуляция», подчеркивающий место и роль населения определенного вида в функционировании фитоценоза. Главная цель изучения ценопопуляций – установление закономерностей жизни растительного вида в составе конкретного фитоценоза в связи с его строением и динамикой. Существенная специфика популяции растений в том, что они составлены прикрепленными формами. Это с одной стороны обуславливает четкое пространственное разграничение популяционных систем, а с другой стороны – ставит проблему внутрипопуляционных единиц. Если у животных такой единицей является особь, то у растений в качестве структурой единицы могут выступать как особи семенного происхождения, так и особи вегетативного происхождения, это и клоны, и даже часть особей (побеги, листья). То есть в качестве структурной единицы выступают – морфологическая и фитоценотическая внутрипопуляционные единицы. В целом популяция в фитоценологии рассматривает те же параметры популяций, что и в экологии животных – пространственную и функциональную структуру популяций, численность и плотность населения, рождаемость (семенное и вегетативное размножение) и смертность, возрастную структуру. На основе этих параметров складывается ход динамики популяций, определяющий изменения фитоценоза в целом. Только на уровне популяции проявляется ответ вида на комплекс внешних воздействий, происходят основные адаптации, естественный отбор и эволюционные процессы. Разнообразие популяций внутри вида резко увеличивает его приспособительные способности, освоение среды и возможности выживания.

Продуценты, консументы, редуценты. Примеры.

Продуценты – это организмы производящие органические вещества, из не органических. Продуценты по характеру источника энергии подразделяют на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие. Подавляющее большинство продуцентов Земли представляет собой фотосинтезирующую растительность. Фотосинтез осуществляется главным образом в зеленых растениях, содержащих в своих тканях пигмент зеленого цвета (хлорофилл), являющийся катализатором реакции синтеза. Кроме растений существуют ряд бактерий (водородные, нитрифицирующие, серобактерии, марганцевые, железобактерии), которые синтезируют органические вещества с использованием для этого энергии окисления неорганических веществ и ферментов их называют хемосинтезирующими организмами или хемотрофами. Особенностью их реакций является отсутствие выделяемого кислорода. Полученная при фотосинтезе энергия превращается продуцентами из кинетической (потока лучистой энергии Солнца) в потенциальную (запасенную, например, в жирах и углеводах). Консументы – организмы потребляющие готовые органические вещества, созданные продуцентами. К ним относятся все травоядные и плотоядные организмы. Редуценты — это организмы в среду использованные органические вещества в виде неорганических соединений, углекислого газа и минеральных веществ, которые затем вновь вовлекаются в биологический круговорот. Редуцентами являются организмы питающиеся мертвым органическим веществом – это и такие крупные организмы как грифы, шакалы, гиены, но в основном это беспозвоночные – насекомые (жуки-навозники, бабочки, гусеницы, черви), грибы и бактерии, завершающие процесс разложения. 26. Круговорот веществ в биоценозе. Все виды организмов в зависимости от их места в системекруговорота веществ и потока энергии образуют определенный трофический уровень, а взаимоотношения между видами разных уровней – образуют систему цепей питания. В свою очередь совокупность трофических цепей формирует целостную трофическую структуру экосистемы. Первый трофический уровень образуют автотрофы или продуценты, т.е. зеленые растения, которые утилизируют внешнюю энергию и создают массу органического вещества. Они являются основой трофической структуры и всего существования биоценоза. Автотрофы, т.е. сам питаюсь, сюда относятся все фотосинтезирующие организмы (растения) и некоторые виды бактерий и гетеротрофы это весь животный мир. Второй трофический уровень представлен животными организмами – их называют гетеротрофами, фитофагами, или консументами первого порядка. Консументы первого порядка. Этот трофический уровень потребителей первичной продукции. В наиболее типичных случаях – это растительноядные животные (фитофаги). Фитофаги или консументы первого порядка часть пищи используют для обеспечения жизненных процессов, частично строят на ее основе собственное тело, осуществляя, таким образом, трансформацию органического вещества, синтезированного продуцентами. Процесс создания и накопления биомассы на уровне консументов второго порядка обозначается как вторичная продукция. Консументы второго порядка. Третий трофический уровень занимают животные с плотоядным типом питания – зоофаги. Это хищники, питающиеся растительноядными животными и соответственно представляющие второй этап трансформации органического вещества в цепях питания. Консументы третьего порядка. Сюда относятся вторичные хищники, жертвой которых являются тоже хищники предыдущего, третьего уровня. Например, коршун, съевший скворца, уж, полакомившийся лягушкой. На этом четвертом трофическом уровне встречается несколько меньше видов. Консументы четвертого порядка. К этому пятому уровню относятся хищники, поедающие хищников четвертого трофического уровня. Это орлы, питающиеся лисицами, виды змей, поедающие ужей, волки и собаки, употребляющие в пищу песцов, тигры и львы, нападающие на хищных животных. На этом трофическом уровне находится и человек. Однако человек как гетеротрофный организм является и растительноядным организмом, поэтому может относиться частично и ко второму уровню, являясь консументом первого порядка. Травы → Полевые мыши → Лисы → Орлы. Консументы пятого порядка. Выделение этого шестого уровня достаточно условно. Сюда относятся животные с плотоядным типом питания, чаще всего паразиты и «сверхпаразиты» – хозяева которых сами ведут паразитический образ жизни. Паразитизм отличается от хищничества тем, что паразит не убивает свою «жертву» (хозяина), а длительно питается на живом объекте. Трава → Травоядные → Блохи → Жгутиконосцы. Последний уровень в основном представлен редуцентами, организмами и грибами, питающимися мертвым органическим веществом, их называют еще сапрофагами, т.е. питающиеся гнилью.

Биосфера

Биосфера – это область существования живых организмов, занимающих пространство на поверхности земного шара. Биосфе́ра — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли. Это оболочка Земли, в которой развивается жизнь разнообразных организмов, населяющих земную поверхность, водоемы и атмосферу.

Биосфера состоит из живого, или биотического, и неживого, или абиотического, компонентов. Биотический компонент – это вся совокупность живых организмов (по Вернадскому – «живое вещество»). Абиотический компонент – сочетание энергии, воды, определенных химических элементов и других неорганических условий, в которых существуют живые организмы Жизнь в биосфере зависит от потока энергии и круговорота веществ между биотическим и абиотическим компонентами. Круговороты веществ называются биогеохимическими циклами.

Биосфера сформировалась 500 млн. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов. Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875, тогда как основы учения о биосфере, которые актуальны и в современной науке, были разработаны В.И.Вернадским. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий.. Все живое с учетом их функциональной роли можно разделить на три группы.Продуценты (производители) — автотрофные организмы, то есть организмы, создающие органические вещества неорганических. Основным продуцентом в биосфере являются зеленые растения ;Консументы (потребители) — гетеротрофные организмы, питающиеся органическими веществами. К ним относятся растительноядные (овца, корова, лошадь, лось, олень) и плотоядные (лиса, волк, рысь, сова, орел); Редуценты (разрушители мертвого органического вещества — это организмы, питающиеся растительным спадом и погибшими организмами. Они способствуют превращению в природе органических веществ (белки, жиры, углеводы) в неорганические (вода, углекислота, минеральные вещества). Таким образом, редуценты возвращают в окружающую среду те вещества, которые вновь вступают в круговорот веществ.

Современная биосфера.

Современная биосфера является результатом длительной эволюции всего органического мира и неживой природы. В ее эволюции принимает участие и человек. Если в начальный период своего развития воздействие человека на природу было незначительным, то по мере развития производительных сил общества оно все более возрастало и в настоящее время это воздействие по масштабам приближается к. Биосфера Земли, по определению В. И. Вернадского, становится ноосферой — сферой разума.

Современная биосфера является результатом длительной эволюции всего органического мира и неживой природы. В ее эволюции принимает участие и человек. Если в начальный период своего развития воздействие человека на природу было незначительным, то по мере развития производительных сил общества оно все более возрастало и в настоящее время это воздействие по масштабам приближается к действию геологических процессов. Биосфера Земли, по определению В. И. Вернадского, становится ноосферой — сферой разума.

Современная биосфера имеет вторичное происхождение и образовалась из газов, выделенных твердой оболочкой Земли после формирования планеты.

Современная биосфера является продуктом многообразных процессов, протекающих на Земле 3 5 — 4 0 млрд лет. Окружающая нас атмосфера создана природой и остается неизменной в течение последних примерно 50 млн лет. Но уже в последние десятилетия говорится о все большем изменении ее состава, разрушении озонового подслоя, изменении прозрачности и, соответственно, появлении смога , кратного увеличения ее загрязнения оксидами серы и азота, свинцом, ртутью, канцерогенными ( в частности, бенз ( а) пиреном) и другими веществами.

. Для существования современной биосферы необходим кислород. От его содержания в атмосфере и гидросфере зависит количество биомассы и возможность ее дальнейшего развития. Все живое современной биосферы зависит от этого процесса. Фотосинтез делает энергию Солнца и углерод доступными для живых организмов и обеспечивает обогащение кислородом атмосферы Земли.Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно ( в специальной литературе) называют современной биосферой или необиосферой.И сейчас, занимая 70 % поверхности Земли, он определяет во многом, в сочетании с наземными экосистемами, целостность современной биосферы Земли.

Природные ресурсы. Примеры рационального и нерационального природопользования.

В ХХ веке давление на природу со стороны человеческого общества резко возросло. Так, за последние 30 лет в мире было использовано столько природных ресурсов, сколько за всю предшествующую историю человечества. В связи с этим возникла угроза истощения и даже исчерпания некоторых видов ресурсов. Это, прежде всего, относится к минерально-сырьевым, водным и другим видам ресурсов.

Одновременно возросли масштабы возвращения в природу отходов, что вызвало угрозу загрязнения окружающей среды. По данным ученых, на сегодняшний день на каждого жителя планеты приходится (условно) 200 кг. отходов. В наши дни антропогенные ландшафты уже занимают 60 % земной суши.

Общество не просто использует природные богатства, а преобразует природную среду. Взаимодействие человека и природы становится особой сферой деятельности, которая называется «природопользование».

Природопользование — это совокупность мер, предпринимаемых обществом по изучению, освоению, преобразованию и охране окружающей среды.

Оно может быть:

рациональным, при котором взаимодействие общества и природы развивается гармонично, создана система мер, направленных на снижение и предупреждение отрицательных последствий вмешательства человека в природу.
нерациональным — отношение человека к природе является потребительским, нарушается баланс во взаимоотношениях общества и природы, не учитываются требования по охране окружающей среды, что приводит к её деградации.
Примерами рационального природопользования могут быть — создание заповедников, заказников, особо охраняемых территорий, строительство очистных сооружений, применение технологий замкнутого водоснабжения, комплексная переработка сырья, разработка и применение новых экологически безопасных видов сырья, переработка отходов.

К сожалению примеров нерационального природопользования гораздо больше — вырубка лесов, выброс отходов в реки и озера, загрязнение атмосферы и гидросферы, истребление животных и многое другое.

Загрязнение окружающей среды — это нежелательное изменение её свойств, которое приводит или может привести к вредному воздействию на природные комплексы планеты и угрозе здоровью человека.

И хотя загрязнение окружающей среды может произойти в результате стихийных природных явлений, большая часть их происходит в результате хозяйственной деятельности человека.

Основными видами загрязнения являются:

Химическое (попадание в окружающую среду химических веществ и соединений);
Радиоактивное (заражение окружающей среды радиоактивными элементами);
Тепловое (выброс тепла);
Шумовое (повышенный уровень шума);
Биологическое (попадание в окружающую среду болезнетворных микроорганизмов).
Загрязнение почвенного покрова может происходить в результате безграмотного ведения сельского хозяйства, нарушения земель, в процессе строительства и горных выработок, попадания в неё ядохимикатов и соединений тяжелых металлов. В результате возникают мало продуктивные и не продуктивные земли, так называемые «бедленд» (дурные земли).

Загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки и моря сточных вод. Их общий объем достигает 1 тыс. км. в куб. в год. Наиболее загрязнены такие реки как: Рейн, Сена, Дунай, Тибр, Миссисипи, Волга, Днепр, Нил, Ганг.

Растет загрязнение Мирового океана, в который попадает до 100 млн. т. отходов, особенно страдает океан от нефтяного загрязнения. По некоторым подсчетам ежегодно в океан попадает от 4 до 16 млн. т. нефти.

Наиболее загрязнены Средиземное, Северное, Балтийское, Черное, Японское и Карибское моря.

Атмосфера загрязняется, прежде всего, в результате сгорания минерального топлива. Главные загрязнители атмосферы — окислы углерода, серы, азота. С выбросами сернистого газа в атмосферу связанно образование кислотных дождей, которые наносят большой вред растительному и животному миру, разрушают сооружения, отрицательно сказываются на здоровье людей.

Минеральные ресурсы. Виды.

Минеральные ресурсы — полезные ископаемые в недрах Земли, запасы которых оценены по геологическим данным. Месторождения полезных ископаемых распределены в земной коре неравномерно. (Уголь, нефть, природный газ, железная руда и т.д)
Большинство видов минерального сырья представлено рудами, состоящими из минералов, т.е. неорганических веществ природного происхождения. Однако некоторые важные виды полезных ископаемых, в частности энергетическое сырье, имеют органическое происхождение. Их присоединяют к минеральному сырью условно.
Ценность отдельных видов минерального сырья определяется в зависимости от области их применения, а также от того, насколько редко они встречаются.
Минеральное сырье, необходимое для обеспечения оборонной промышленности и бесперебойного функционирования ее сырьевой базы, иногда называют стратегическим. Среди импортируемых материалов важное место занимают хром, олово, цинк, вольфрам, иттрий, марганец, платина и платиноиды, а также бокситы.

Из природных ресурсов Земли, реально вовлекаемых обществом в хозяйственную деятельность, важнейшее значение для жизнедеятельности людей имеют минеральные ресурсы, используемые в производстве как минеральное сырье или источники энергии.

Биоразнообразие. Функции.

Биоразнообразие Земли. Для биосферы характерно большое разнообразие видов живых организмов, которое обусловлено разными средами жизни (водная, наземно-воздушная, почвенная, организменная), разнообразием природных зон, наличием геохимических провинций и большим количеством

элементарных экосистем и биогеоценозов. В настоящее время описано около 2 млн. видов (примерно 1,5 млн. животных и 0,5 млн. растений). Считается, что число видов на Земле очень велико, где-то от 5 до 80 млн., но таксономическая принадлежность их не установлена. Не учтены еще многие насекомые и микроорганизмы, особенно в тропических лесах, глубинных частях океанов и в других малоосвоенных местообитаниях. Современный видовой состав – это лишь небольшая часть видового разнообразия, которое принимало участие в процессах биосферы за период ее существования. Если учесть, что каждый вид имеет определенную продолжительность жизни (10-30 млн. лет), то в результате постоянного обновления видов, их число составляет сотни миллионов. Поэтому, по

мнению ученых к настоящему времени биосферу покинули более 95% видов. Одним из критериев экологической нравственности является принцип: каждое поколение имеет право на то же биоразнообразие, что и предыдущее. Биоразнообразие является одним из главных показателей благополучия биосферы, определяющая ее устойчивое динамическое состояние и в то же

время она основа жизни на Земле для людей. В настоящий период под биоразнообразием понимают все виды, внутривидовые формы и популяции всех типов растений, животных, микроорганизмов, а также разноообразие экосистем, как естественных, так и созданных человеком. Биоразнообразие рассматривается на трех уровнях: генетическом, видовом и экосистемном. Генетическое разнообразие

представляет собой объем генетической информации, содержащийся в генах организмов, населяющих Землю. Видовое разнообразие – разнообразие видов живых организмов, обитающих на Земле. Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических

процессов в биосфере.Количество видов на Земле распространено неравномерно и зависит от

климатических условий мест обитания. Как известно, видовое богатство различных климато-географических зон сильно отличается, хотя прослеживается такая закономерность как их увеличение от полюсов к экватору. Так, например, число пресноводных насекомых в тропических лесах в 3-6 раз больше, чем в лесах умеренного климата. На единицу площади в тропических лесах приходится наибольшее на Земле количество видов млекопитающих. С момента появления человека на Земле, когда он выживал благодаря собирательству плодов, семян и охотой до настоящего времени, в век

техногенеза, живые организмы по своей значимости являются самыми важными и незаменимыми. Это относится и к влиянию многообразия видов в формировании условий среды обитания человека и его использованию в качестве ресурсов. Функции биоразнообразия Можно кратко и емко перечислить основные функции биоразнообразия относительно человека – это:

1. Биоразнообразие является основой жизни на Земле, одним из

важнейших жизненных ресурсов. Так, люди используют в пищу около 7

тыс. видов растений, но 90% мирового продовольствия создается за счет

всего 20 видов, а из них 3 вида (пшеница, кукуруза и рис) покрывают более

половины всех потребностей. Биологические ресурсы являются также

источником сырья для промышленности, строительства, медицины и т.д.

Таким образом, биоразнообразие — это основа жизни человечества.

2. Биоразнообразие рассматривается как основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом. Разнообразие организмов – это главный фактор, который определяет устойчивость биогеохимических циклов вещества и энергии в биосфере, т.е. их участие в круговороте вещества и энергии, в том числе и в экосистемах, которые непосредственно связаны с человеком.

3. Биоразнообразие служит критерием при оценке состояния и экологического благополучия биоценозов и экосистем, т.е. живые организмы являются наиболее чувствительными индикаторами, отражая малейшие изменения природной среды.

4. Биоразнообразие – это источник эстетического наслаждения и духовного развития общества в современных условиях урбанизации, т.е. это рекреационная функция. Это достигается путем создания национальных парков, зоопарков, ботанических садов, сквер, где люди удовлетворяют свою потребность в общении с природой, заряжаются энергией, укрепляют здоровье, отдыхая в таких местах.

Экология. Основоположник экологии.

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 1866 году немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель в двухтомной монографии «Общая морфология организма» назвал экологией один из разделов биологии – науку об условиях обитания организмов в окружающей их среде, где Геккель дал свое определение экологии как науки: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все условия существования». Таким образом, Э.Геккель предложил в 1866году термин «экология», а также ясно сформулировал ее содержание. Геккель написал свой труд не на пустом месте, а на основании большого фактического материала, накопленного в биологии за время ее длительного развития. Американский эколог, Одум первоначально предлагал краткое и наименее специальное определение: «экология – это биология окружающей среды.

Источник: cyberpedia.su

«Под экологией мы понимаем всю науку об отношениях организма с окружающим внешним миром, которая включает в более широком смысле все «экзистенциальные условия». Они являются частично органическими и частично неорганическими по своей природе. Эти условия имеют огромное значение для организмов, потому что они заставляют их приспосабливаться к ним».

У Геккеля было очень современное понимание термина «экология»

Так, немецкий биолог-эволюционист Эрнст Геккель стал первым человеком, который дал определение термину «экология» в своей работе, опубликованной в 1866 году под названием «Общая морфология организмов». Историки науки и биологи из Йенского университета им. Фридриха Шиллера уже выяснили, насколько близка его первоначальная классификация к нашему современному пониманию экологии.

«Экология является чрезвычайно важной и насущной проблемой как в социальном, так и в научном плане. Об этом говорят все», — говорит д-р Элизабет Уоттс из Исследовательской группы по биологическому образованию в Университете Йены. «Вот почему мы хотели изучить, что на самом деле имел в виду Геккель, когда он придумал этот термин. Мы узнали, что у Геккеля было очень современное — не сказать революционное — понимание этого». Фактически, мы обнаружили, что его междисциплинарное понимание связи между экологией, эволюцией и развитием очень близко к нашему современному пониманию научных исследований и сильно отличается от тенденции специализации в конкретных областях, наблюдаемой в 20-м веке.

Экология как эволюционная наука

Геккель применил целостный биологический подход к своим размышлениям об экологии, как это принято сегодня. Он принял дарвиновский подход наблюдения за взаимодействием организмов с окружающей средой и другими организмами, чтобы понять их эволюцию. Вот почему немецкий естествоиспытатель связал экологию вместе с эволюцией и развитием как всеобъемлющее понимание науки о животных. Современные, все еще развивающиеся научные области, такие как экологическая эволюционная биология развития, применяют тот же подход.

Для группы авторов важно подчеркнуть роль Геккеля как основателя этого термина и связанной с ним дисциплины, потому что многие до сих пор не знают о его вкладе в эту область. «Научные работы Геккеля почти не были доступны на других языках до сегодняшнего дня», — говорит соавтор доктор Георгий Левит. Это не было проблемой в течение длительного периода времени, когда немецкий язык имел статус международного языка в науке. Но это изменилось после Второй мировой войны, со значительными последствиями для международной репутации Геккеля. «Когда мы публикуем статьи о Геккеле сегодня в международных журналах, мы сначала должны перевести отдельные предложения и отрывки из его работ».

В дополнение к языковой проблеме, изображение Геккеля также объясняет отсутствие внимания к его научной работе. «Его научная репутация значительно пострадала от обвинений в мошенничестве и его взглядов на теорию рас», — говорит профессор Уве Хосфельд, посвятивший десятилетия своей работы в Университете Йены знаменитому биологу. «Мы не можем и не будем уклоняться от этой критики — это часть нашего анализа эволюционного биолога. Однако это не умаляет его исследовательских достижений».

В своей работе группа Йена хотела бы обратить внимание на то, как Эрнст Геккель сильно повлиял на развитие современной науки. В настоящее время готовится целый ряд очерков, которые одновременно подтверждают его международное влияние и описывают его влияние на отдельные отрасли естественных наук.

Фото: idntimes.com

Источник: www.ecosever.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.