Лекция 1. Актуальность, предмет и генезис экологии

Экология – слово которое лет пять назад мало кто знал, и слово которое сейчас у всех на устах. Но наверное мало кто знает что в действительности знает истинное значение этого слова. Данный курс не только раскроет всю глубину этого понятия, но и позволит по-новому взглянуть на мир, на окружающие нас явления, на которые до сих пор не обращали внимания, или считали их недостойными внимания. Этот курс будет полезен не только специалистам из области экологии и стыкающихся с экологией областей, но и любому рядовому человеку.

Актуальность экологии

Последняя сотня лет развития человеческого общества характеризуется все более интенсивным и ускоряющимся ростом по всем показателям. Резко выросла численность населения Земли, которое на данный момент больше, чем 6 млрд. Человек (в 1992 г. – 5.4 млрд., в 1997 г. – 5.8 млрд.). Чтобы удовлетворить потребности всей этой массы людей ещё более быстрыми темпами росло промышленное производство и сельское хозяйство. Кроме экстенсивного роста численности населения наблюдается и интенсивное возрастание потребностей человека. Там, где раньше человек мог быть удовлетворён малым, сегодня ему требуется значительно больше. Выросли стандарты жизни. Современное постиндустриальное общество можно характеризовать как общество потребления. Современное производство максимально ориентировано на то, чтобы в полном объёме удовлетворить любую потребность человека.

Такой экстенсивный рост человеческого общества и промышленного производства неизбежно столкнулся с проблемой ограниченностипланеты Земля и её ресурсов. Удовлетворяя всё больше новых потребностей человека, производство незаметно и необратимо при этом уничтожала природные ресурсы, которые необходимы для удовлетворения естественных потребностей человека, к которым человек привык, не замечая их, и без которых человек индустриального общества не может обойтись. И на то, что раньше человек индустриального общества мог не обращать внимание, человек постиндустриального общества вынужден был обратить внимание. Он вынужден был остановить свой взгляд на окружающей его природе, по сути его природном доме.

Всем известно: невозможно жить, не поддерживая порядок в доме, иначе, несмотря на внешние успехи, наша жизнь придет в упадок. А природный дом оказался очень сложным в своём устройстве. Науки об окружающей среде не было в наличие. Поэтому человечество обратило свой пристальный взгляд на бурно развивающийся раздел биологии – экологию, сделав из неё самостоятельную дисциплину, даже отчасти переведя её из разряда естественных наук в науку гуманитарную.

Предмет экологии

Термин «экология» (от греч. Oikos - жилище, оби­тель, дом и logos - слово, учение) ввел в научный обиход вы­дающийся немецкий биолог Эрнст Геккель.

Из множества определений предмета экологии чаще всего употребляется следующее: экология - это наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания. Однако есть и другие определения. Например: Экология это наука о связях, поддерживающих устойчивость жизни и окружающей среде.

В целом экология имеет корни в биологии, но вторгается и в другие отрасли науки и познания для постижения законов взаимодействия живых и неживых организмов.

Иногда различают аутэкологиюисинэкологию.Аутэкологияизучает взаимодействие со средой отдельной особи (или групп особей одного вида).Синэкологияизучает взаимоотношения со средой целостной группы организмов, составляющих определённое единство.

Генезис экологии

Еще древние знали, что живые существа реагируют не только на изменения окружающей среды, но и материально взаимодействуют с ней.

Гераклит говорил: «Текут наши тела, как ручьи, и материя вечно обновляется в ней». Здесь видно, что Гераклит догадывался о обмене веществ, которая является одной из самых важных характеристик жизни. С философской т.з. Живые организмы относятся к открытым системам, которые поддерживают себя за счет потоков вещества и энергии из окр. Среды.

Аристотель (384-322 до н.э.) Описал свыше 500 видов известных ему животных и рассказал об их поведении – миграциях, зимней спячке, строительной деятельности, способах самозащиты и т.д. Его ученик Теофраст Эрезийский (371-280 до н.э.) Привел сведения о зависимости формы и роста растений от разных условий, почвы и климата.

Начало эпохи Возрождения, а потом новые географические открытия и колонизация новых земель привели к развитию систематики. Ученые стали описывать различные растения и животных, пытались систематизировать их. Первыми систематизаторами были Цезальпин (1519-1603), Д. Рей (1623-1705), Турнефор (1656). Они сообщали о зависимости растений от условий произрастания или возделывания. Аналогичные сведения накапливались и о животных. В XVIII веке французский естествоиспытатель Бюффон (1707-1788) выпустил 44 тома «Естественной истории», где он впервые утверждал, что влияние условий (пищи, климата и т.д.) Может стать причиной изменения самих видов. Описание жизни растений и животных получили название «естественной истории организмов».

Первые попытки выявить общие закономерности во влиянии климата на растительность земного шара принадлежат немцу Гумбольту (конец 18-начало 19 века) Он положил начало новой науке биогеографии. Другой немец Глогер (19 век) привел примеры изменения окраски птиц под влиянием климата.

Под воздействием данных об изменчивости видов под влиянием окружающей среды в 19 века Ламарк провозгласил идею эволюции животного мира, его постоянного развития от простых форм жизни к сложным. Разнообразие форм по Ламарку на пути этого развития происходит от влияния условий и необходимостью приспособления всего живого к условиям среды.

В середине 19 века Дарвин выдвинул свою теорию происхождения видов путем естественного отбора. По его мнению, все формы противоречивых связей видов со средой приводит к естественному отбору и является движущим фактором эволюции. Борьбы за существование (взаимоотношения самих живых существ и связи их с неорганическими компонентами среды) это отдельная область исследований.

Дарвин выделил три основных направления в борьбе за существование организмов: отношения с физической средой, с особями своего вида, с другими видами особей. Выживают и дают потомство только те особи, которые способны выдержать напор окружающей среды.

Эрнест Геккель (1834-1919) - немецкий биолог-эволюционист, сторонник и пропагандист учения Ч. Дарвина. Высказал идею естественного происхождения жизни из неорганических веществ и углубил представления Дарвина о естественном отборе как факторе эволюции. Предложил теорию происхождения многоклеточных организмов и первую филогению животных. Сформулировал биогенетический закон - отражение в индивидуальном развитии особи стадии эволюции ее предков. Определил экологию как самостоятельную биологическую дисциплину.

Наиболее известные труды: «Общая морфология организмов» (1866), «Антропогения», или «История развития человекам» (1374), «Мировые загадки» (1899), «Чудеса жизни» (1904).

Геккель определил экологию как «общую науку об отношениях организмов к окружающей среде, куда мы относим в широком смысле все условия существования. Они частично органической, частично неорганической природы. Но как те, так и другие имеют большое значение для жизни организмов, так как принуждают приспосабливаться к себе»

По Геккелю экология это наука о «домашнем быте» живых организмов, она пизвана исследовать все те запутанные отношения, которые Дарвин условно обозначил как «борьбу за существование».

Немецкий гидробиолог Мебиус (1825-1908) выдвинул идею биоценоза или природного сообщества. Это совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, что заселяют определённый участок суши или акватории, они связаны между собой и со средой. Биоценозы обусловлены длительной историей приспособления видов друг к другу и к сходной экологической обстановке. Вне биоценозов организмы не могут существовать, т.к. Нуждаются в связях друг с другом. Таким образом, в экологии стало вычленяться особое биоценозное направление, задачей которого было изучение закономерностей формирования и функционирования сообществ.

В начале 20 века стала оформляться новая область экологической науки – популяционная экология. Она изучает динамику популяционных процессов (скорости рождаемости и смертности; возрастную и половую структуры; динамику численности и пр.). Все популяционные изменения изучаются в тесной связи с действием совокупности биотических и абиотических факторов среды. Истоки популяционной экологии в демографии, описаниях роста народонаселения. Впервые этой проблематике посвятил труды английский пастор Мальтус еще в 18 веке. Он указал на рост человеческого населения в геометрической прогрессии и это может грозить человечеству различными бедами. В дальнейшем повысилось внимание к поиску закономерностей в изменениях численности видов. В новое время повысилось внимание к поиску закономерностей в изменениях численности видов. Этому во многом способствовала острая необходимость в борьбе с сельскохозяйственными вредителями, снижение численности некоторых животных. Английский ученый Элтон (1900-1991) рассматривал популяцию как единицу, которую надо изучать самостоятельно, так как на этом уровне выделяются свои особенности экологических адаптаций и регуляций. Центральными проблемами популяционной экологии стали проблемы внутривидовой организации и динамики численности видов.

Еще один англичанин Тенсли (1927–1939) ввел понятие экосистемы. Это биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Понятие экосистемы стало одним из основных понятий экологии.

Экосистемный уровень организации жизни можно изучать только объединенными усилиями представителей различных наук и не только естественных. Этот раздел повернул внимание к взаимодействию с природой человеческого общества.

Большую роль в развитии экологической науки сыграли российские и советские ученые. Согласно Ломоносову (1711-1765), все, созданное «со временем», есть продукт исторического развития природы. Он убежден, что все проблемы человеческого общества уходят своими корнями во временной (исторический) ресурс природы. Все, что человек берет у природы, - все это есть продукт ее исторического развития.

М.В. Ломоносов призывал не совершать эксперименты над природой, а познавать результаты ее неповторимого движения и эволюции ее систем, изучать и описывать то, что было отобрано и сохранено самой природой в ходе ее многовекового развития.

Продолжатель дела Ломоносова Докучаев (1846-1903) выдвинул целостный подход к изучению природных комплексов. Согласно Докучаеву, наука сделала большой прорыв вперед. Однако изучались главным образом отдельные тела, - минералы, горные породы, растения и животные, отдельные стихии, - вулканы, вода, земля, воздух, но не их соотношения, не та генетическая вековечная и всегда закономерная связь, какая существует между силами, телами и явлениями, между мертвой и живой природой, между растительными, животными и минеральными царствами, с одной стороны, и человеком, его бытом и даже духовным миром - с другой. А между тем именно эти соотношения, эти закономерные взаимодействия и составляют сущность познания естества, ядро истинной натурфилософии, - лучшую и высшую прелесть естествознания.

Большой вклад в развитие экологии внес Вернадский (1863-1945), который выдвинул учение о биосфере, которая представляет собой оболочку Земли, заселённую живыми организмами, находящуюся под их воздействием и занятую продуктами их жизнедеятельности. Согласно Вернадскому, Биосфера - особый природный центр, организующий планетарные и космические процессы. Он всесторонне обосновал учение о биосфере как общетеоретической основе всего естествознания в целом. Также впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом. Выделив биосферу как целостную интегральную оболочку Земли, Вернадский доказал, что функционирование и развитие биосферы определяется в основном биогеохимическими закономерностями и круговоротами. Именно живое вещество биосферы является тем главным агентом, который связывает в единое целое множество разнообразнейших природных процессов - механических, физических, химических, термодинамических, биологических, геологических и т.д.

Поскольку биосфера функционирует по принципам гигантской сложной экосистемы, населяющее ее человечество также находится в полной зависимости от действия экологических законов. Старые представления о возможности полного господства человека над природой потребовали переосмысления с научной точки зрения.

Еще один советский ученый Сухачев (1880-1967) выдвинул учение о биогеоценозе. Это система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина.

Сухачев сформулировал принципиально новое положение о том, что человечество должно научиться жить «на проценты» с круговорота вещества и энергии в биосфере, не истощая, как это имеет место до сих пор, а, наоборот, наращивая природные ресурсы и производительные силы биосферы. Организованность биосферы и ее систем, плотность и разнообразие живого населения - вот наш «основной капитал», «страховой полис» человечества.

В новое время интерес к экологии в мире значительно возрос. Поворот в 50-60-х годах прошлого века к экосистемным представлениям совпал с новым витком технического прогресса в годы, последовавшие за Второй Мировой войной. Усилился технократический напор на природу, невиданных масштабов достигла перерабатывающая промышленность, строительство, транспорт и т.п. Одновременно участились крупномасштабные катастрофы, связанные с деградацией земель, сведением лесов, загрязнениями и др. Негативными явлениями, в отношении которых стал отчетливо осознаваться их экологический характер.

Также стремительный рост населения земли поставил вопрос потенциала пищевых ресурсов. Для решения этих проблем была принята Международная Биологическая Программа (МБП). Была подсчитана максимальная биологическая продуктивность планеты (т.е. Фонд, которым располагает человечество) и максимально возможные формы изъятия продукции для нужд растущего населения земли. Конечной целью МБП было выявление основных закономерностей качественного и количественного распределения и воспроизводства органического вещества в интересах наиболее рационального использования человека.

Для оценки масштабов влияния человеческой деятельности на биосферу в 70-х годах прошлого века за МБП последовала новая международная программа «Человек и биосфера». Ее результатом стала перечень и характеристика наиболее важных экологических проблем, представляющих угрозу не только для благоденствия, но и самого выживания человека на земле. Международное сотрудничество в области глобальных экологических исследований продолжается. Постоянно действует несколько всемирных научных программ, в том числе «Изменение климата», «Биоразнообразие» и др. Проблема охраны природы, ее разумного и рационального использования на основе экологических законов становится одной из важнейших для человечества. Экология является основной теоретической базой для решения проблемы.

Основным практическим результатом развития экосистемной экологии стало ясное осознание, сколь велика зависимость человеческого общества от состояния природы на нашей планете, необходимости перестраивать экономику в соответствии с экологическими законами.

Таким образом, зародившись как «естественная история» видов, основным объектом внимания которой были отношения «организм-среда», экология прошла ряд этапов развития, сформировав представления о сложной системе связей органического мира и постепенно охватив все основные уровни организации жизни.

Экологическое мышление становится необходимым для решения самых насущных задач нашей жизни. В связи с этим современная экология далеко вышла за рамки чисто академической учебной дисциплины. Необходимость экологического и природоохранительного обучения подрастающего поколения очевидна. В международной сфере работают специальные комиссии ЮНЕСКО, ЮНЕП и другие организации, задачей которых является пропаганда и внедрение экологических подходов в разные сферы практической деятельности человека. Основная цель международных организаций – предотвратить грозящий человечеству экологический кризис и, используя экологические законы, обеспечить дальнейшее развитие и благополучие общества.

В современном обществе начала ХХIв. Экология стала больше, чем наука. Она стала своего рода идеологией современного развитого постиндустриального общества, что, кстати, очень вредит экологии как науке и ведёт к различного рода политическим и экономическим спекуляциям.

Вопросы

1. Актуальность, предмет и генезис экологии

2. Возникновение и развитие представлений об экологии с античного периода до XIX века (Гераклит, Аристотель, Цезальпин, Рей, Турнефор, Бюффон, Гумбольт, Мальтус)

3. Развитие экологической науки в XIX-XX веках (Ламарк, Дарвин, Геккель Мебиус, Тенсли)

4.Вклад российских и советских ученых в развитие экологической науки (Ломоносов, Докучаев, Вернадский, Сухачев)

5. Экологическая наука в новейшее время: международные экономические программы