Екологія життя

Термін екологія утворений від двох грецьких слів (ойкос - будинок, житло, батьківщина, і логос - наука), що означають дослівно "наука про местообитании". У більш загальному сенсі екологія - це наука, що вивчає взаємини організмів і їх спільнот з навколишнім їх середовищем проживання (в тому числі різноманіття взаємозв'язків їх з іншими організмами і співтовариствами).

Очевидно, що екологія тісно пов'язана з іншими біологічними дисциплінами, наприклад з зоологією і ботанікою. Це дійсно так. На зорі розвитку цих наук увагу дослідників було зосереджено на систематики і будову організмів. Але вже в перших творах по флорі писання кожного виду рослини стало супроводжуватися зазначенням місць його зростання. У вивченні фауни також прийшли до того, що спосіб життя тваринного взаємопов'язаний з умовами її проживання. Більшість цих відомостей належать, по суті, до екології.

Тепер перейдемо до наступного підрозділу екології і будемо розглядати особина не ізольовано, а в складі групи таких же особин, що займають певну територію і відносяться до одного виду. Такі групи називають популяціями (від латинського слова популус - народ, або населення). Наша особина починає відчувати вплив сусідів, а головне - починає розмножуватися. І тут виникають нові проблеми, пов'язані з вивчення впливу зовнішніх факторів вже не на окрему особина, а на їх групу, на зміну її чисельності та складу.

Життя і функціонування популяцій досить складний процес. Справа в тому, що популяція - не просто сума окремих особин. Взаємодії організмів у популяції призводять до того, що у неї з'являються власні властивості, відмінні від властивостей окремих особин. Природна популяція завжди є певна єдність.

Під впливом різних факторів чисельність (число особин) популяції, її віковий склад і область поширення можуть істотно змінюватися у часі. Часто ці зміни здатні приводити до небажаних наслідків. Наприклад, спалахи чисельності комах-шкідників можуть завдавати великої шкоди сільському господарству. І навпаки, збиток може виникати внаслідок зниження чисельності організмів, використовуваних людиною для своїх потреб (промислових риб, мисливських та інших видів тварин і рослин).

Вивчення життя окремих популяцій, визначення причин їх змін є великий матеріал, що визначає популяційної екологію.

У природі спільно живуть популяції різних організмів завжди утворюють певну єдність, зване спільнотою, або біоценозів (від грецьких слів біос - життя і ценоз - загальне). Спільнота - досить стійке біологічну освіту, так як має здатність до самопідтримки своїх природних властивостей і видового складу при зовнішніх впливах, що викликаються звичайними змінами кліматичних та інших факторів. Стійкість спільноти визначається не тільки стійкістю входять до нього популяцій, а й особливостями взаємодії між ними. Вивчення спільнот дозволяє більш точно визначати причини змін чисельності окремих груп організмів, правильно організовувати ведення сільського, мисливського чи лісового господарства, розробляти способи боротьби з інфекціями, планувати розміщення населених пунктів і т.д. Тут ми стикаємося з наступним, ще більш складним розділом екології - екологією спільнот.

Сукупність усіх екосистем Землі, в межах трьох геосфер (літосфери, гідросфери, атмосфери), з якими взаємодіють живі організми, утворює найбільшу екологічну систему Землі, звану біосферою (від грецьких слів біос - життя і сфера - куля).

У біосфері протікають дуже складні процеси. Всі живі організми тісно взаємопов'язані між собою і зі своїм оточенням, що складається з елементів неживої природи. Це вода, повітря, грунт, світло, температура.

Організми не тільки залежать від зовнішніх умов, але і самі роблять величезний вплив на навколишній світ. Іншими словами, живі організми і нежива природа тісно пов'язані і перебувають у постійній взаємодії. Вивчення біосфери - найвищий за складністю розділ екології, іменований глобальної екологією.

В екології є і інші підрозділи. Одне з них ставить в центр уваги вивчення людини. Цю галузь екології, яка використовує екологічний підхід стосовно до людського суспільства, називають зараз наукою про навколишнє середовище, або екологією людини.

Отже, екологія - наука, що вивчає взаємовідносини живих організмів (включаючи людину) між собою і з навколишнім середовищем. При цьому об'єкти її вивчення - не тільки окремі організми, але, головним чином, їх популяції, спільноти в певних середовищах проживання, тобто природні екологічні системи, розвиваються і діють за своїми законами.

Екологія - життєво важлива для людини наука, що вивчає його безпосереднє природне оточення. Людина, спостерігаючи природу і притаманну їй гармонію, мимоволі прагнув внести цю гармонію і в своє життя. Це бажання стало особливо гострим лише порівняно недавно, після того як стали дуже помітними наслідки нерозумної господарської діяльності, що призводять до руйнування природного середовища. А це в кінцевому підсумку зробило несприятливий вплив на саму людину. Ось чому термін "екологія" отримав таке широке поширення.

Слід пам'ятати, що екологія - фундаментальна наукова дисципліна, ідеї якої мають дуже важливе значення. І якщо ми визнаємо важливість цієї науки, нам треба навчитися правильно користуватися її законами, поняттями, термінами. Адже вони допомагають людям визначати своє місце в навколишньому їхньому середовищі, правильно і раціонально використовувати природні багатства.

Знання основ екології допоможуть розумно будувати своє життя і суспільству і окремій людині; вони допоможуть кожному відчути себе частиною великої Природи, досягти гармонії і комфорту там, де раніше йшла нерозумна боротьба з природними силами.

В даний час екологія перетворилася в одну з чільних міждисциплінарних синтетичних наук, вирішальну актуальну проблему сучасності - вивчення взаємовідносин людства з навколишнім середовищем. Це пов'язано перш за все з негативними екологічними наслідками впливу антропогенних факторів на біосферу Землі: парниковий ефект, кислотні дощі, виснаження "озонового шару", обезлесивание, опустелювання, загрозливе забруднення середовища різними токсикантами, збіднення і деградація природних екосистем.

Мета. Я хочу вивчити основу науки екології.

1. Вивчити "екологію життя".

2. Зрозуміти терміни екології.

3. Узагальнити факти давніх часів екології.

Екологія викликає в даний час особливий інтерес як в різних природно-наукових дисциплінах, так і в гуманітарному знанні. Інтегрує напрямок в цій науці пов'язане з дослідженням гармонійних взаємодій системи та навколишнього середовища і з дослідженням екосистем. Подібне напрямок добре корелює з концепцією відносних рівноваг в природі. Можна навіть сказати, що відносні ідеї екології засновані на відносних равновесиях. Екологія - одна з наук біосферного класу, які набули широкого поширення в сучасному природознавстві, оскільки в ній рівноважні взаємодії природної системи і навколишнього середовища приймаються в якості вихідного поняття.

Екологія розглядається в світлі основних принципів природознавства. Можливість підійти до екології як до науки, що вивчає екосистеми, існує завдяки розвитку системного методу досліджень. Для ефективного використання цього методу необхідно розширити уявлення про основні поняття даної науки, грунтуючись насамперед на таких, як "адаптація", "екосистема", "екологічну рівновагу", "екологічна ніша".

Сам термін "екосистема" введений А. Тенсли в 1935 р Екосистема складається з усіх організмів, що мешкають в даній місцевості і залежать один від одного в різних відносинах, і з навколишнього ці елементи фізичної і хімічної середовища. Виділення в ландшафті різних екосистем здійснюється досить довільно. Чіткі межі між ними зустрічаються рідко. Процеси в одній екосистемі зачіпають і іншу. Кругообіг води забезпечують зв'язок між екосистемами води і суші. Отже, все екосистеми взаємопов'язані і утворюють у своїй сукупності єдине ціле - біосферу.

Важливою різновидом екосистем можна вважати екосистему людини, під якою розуміються окремі люди разом зі своїми культурними рослинами і тваринами. Кожен організм може жити, лише взаємодіючи зі своїм оточенням в рамках екосистеми. Стійкі екосистеми - основна умова стійкості життя на Землі. У кожній екосистемі виділяють два основних компоненти: організми і фактори навколишнього їх неживої середовища. Перші (сукупність організмів - рослин, тварин, мікробів) називають біотою екосистеми.

Розвиток уявлень про екологію як науку про екосистеми дозволяє сформулювати три основні принципи функціонування екосистем (Н.Ф. Реймерс).

1. Отримання ресурсів і позбавлення від відходів здійснюється в рамках кругообігу всіх елементів.

2. Екосистеми існують за рахунок не забруднюючої середу і практично вічної сонячної енергії, кількість якої щодо постійно в межах екосистем й надмірно.

3. Чим більше біомаса популяції, тим нижче повинен бути займаний нею трофічний (харчовий) рівень.

Перший принцип добре гармонує з законом збереження маси. Оскільки атоми не зникають, не виникають і не перетворюються один в інший, остільки вони можуть використовуватися нескінченно в самих різних з'єднаннях і запас їх ніколи не скінчиться.

Другий принцип наголошує на основному факторі, який забезпечує стійкість процесів взаємодії екосистем з навколишнім їх середовищем. Кількість сонячної енергії, що досягає земної поверхні, є постійною величиною і може служити наочним прикладом природних рівноваг. Другий принцип органічно вписується в основні принципи сучасного природознавства, він добре корелює з концепцією відносних рівноваг природи.

Третій принцип пов'язаний з принципом додатковості. Однією з найважливіших форм енергетичних потоків в екосистемах є харчові ланцюги. Вихідна причина всіх цих потоків - сонячне випромінювання, практичне їх втілення характеризується особливими механізмами.

У природі існують два типи процесів: перший - екологічну рівновагу і закономірні зміни середовища; другий - екологічну рівновагу організмів у часі. Дослідження екосистем ведеться перш за все в рамках дослідження біогеоценозів. Тут основну роль зіграли В.М. Сукачов, який в 1940 р ввів саме поняття "біогеоценоз", і Н.В. Тимофєєв-Ресовський, що запропонував розділяти екосистеми на типи: біотропного, недотропние, гідротропние і еквітропние. В основі цього поділу лежать відмінності в накопичувальних здібностях біомаси, що міститься в грунтах, грунтах водойм, мулах. Біомаса є потужним накопичувачем багатьох елементів, і саме цим пояснюються інтенсивність міграції елементів і умови прискорення і уповільнення цієї міграції.

Поняття "екосистема" і "адаптація" тісно пов'язані між собою. Вони орієнтовані на спільний розгляд понять "система" і "середовище", їх впливу один на одного. Екологічна рівновага забезпечує в природі стійкість існування сукупності тварин, рослинних організмів і людини. В основі екологічної рівноваги лежить відносне сталість кругообігу речовин у кожній конкретній екосистемі. У зв'язку з цим доречно підкреслити, що прості системи екологічно нестабільні і, навпаки, різноманітність - запорука стабільності.

Додаток особин обумовлюється біотичних потенціалом, їх загибель - опором середовища. Така рівновага називають динамічним, так як параметри опору рідко подовгу залишаються незмінними. Розмір популяцій є результатом динамічної рівноваги між їх біотичних потенціалом і опором середовища.

Щось подібне можна сказати і щодо виду. Основною умовою, що визначає життєздатність виду, є його здатність встановлювати і підтримувати рівновагу з іншими видами в межах екосистеми, забезпечує ефективний кругообіг біогенів і стійкий потік енергії. Що стосується людства, то воно має справу з проміжними равновесиями і не досягло ще власного популяційного рівноваги, яке можна вважати вихідним для побудови інших рівноваг.

Виділений нами підхід до екологічних проблем ілюструється поруч найважливіших екологічних принципів і законів.

Відзначимо правило В. Шелфорда, згідно з яким процвітання популяції залежить від комплексу екологічних чинників, кожному з яких відповідає певний діапазон витривалості (толерантності). До цього правила примикає закон Ю. Лібіха, який сформулював його стосовно до сільськогосподарських культур: речовина, що є в мінімальному обсязі, визначає урожай, а також величину і стійкість останнього в часі. Зазвичай правило Шелфорда об'єднується з законом Лібіха в принцип лімітуючих факторів. До цих законів слід додати правило А. Мічерліха: продуктивність біологічної системи визначається всією сукупністю діючих екологічних факторів. Це правило може розглядатися як поправка до закону Лібіха. В основі даного правила лежить математична формула, що описує сукупна дія екологічних факторів і їх взаємодію. У 1918 р правило було доповнено математичною формулою і перетворено Б. Баулі в закон сукупної дії Мічерліха-Баулі.

В екології слід особливо відзначити термодинамічний метод, який дозволяє досліджувати передачі маси і енергії. З ним пов'язані ланцюга харчування, а також забруднення навколишнього середовища. Процеси деградації енергії неминучі, але початку термодинаміки не забороняють за допомогою роботи перетворити небезпечніші продукти деградації в менш небезпечні. Особливо багато руйнуючого (деградаційної) дії виробляє нерозумно організована енергетика. В даний час одна вона здатна привести до всепланетарної екологічної катастрофи.

Циклічні процеси, з якими пов'язані взаємодії організмів і навколишнього середовища, часто бувають організовані досить складним чином. Згідно Вільямсу, сонячна радіація викликає на Землі два виду круговороту речовин: геологічний і біологічний. Отже, все циклічні взаємодії систем з навколишнім їх середовищем залучені в ці планетарні цикли.

Таким чином, всі розглянуті основні поняття екології тісно пов'язані з різними типами рівноваг, причому рівноваг динамічних, тобто безперервно регулюються. Екологію можна вважати ступенем сходження до планетарного мислення.

Екологія - це наука, що вивчає умови існування живих організмів і взаємозв'язку між організмами і навколишнім середовищем. Вперше термін і загальне визначення екології дав німецький біолог Е. Геккель (1866) в своїй капітальній праці "Загальна морфологія організмів". Він писав: "Під екологією ми розуміємо суму знань, що відносяться до економіки природи: вивчення всієї сукупності взаємовідносин тварини з навколишнім середовищем, як органічної, так і неорганічної, і перш за все - його дружніх або ворожих відносин з тими тваринами і рослинами, з якими він прямо чи опосередковано вступає в контакт ".

Однак в даний час відзначається різноманітність тлумачення самого терміна:

1) екологія - одна з біологічних наук, що вивчає живі системи в їх взаємодії з середовищем проживання;

2) екологія - комплексна наука, що синтезує дані природничих та суспільних наук про природу і взаємодії її і суспільства;

3) екологія - особливий загальнонаукових підхід до дослідження проблем взаємодії організмів, біосистем і середовища (екологічний підхід);

4) екологія-сукупність наукових і практичних проблем взаємин людини і природи (екологічні проблеми).

Отже, я познайомилася з основними розділами екології. Завершення будь-якого курсу з тих дисциплін, з якими я знайомилася, вимагає підведення деяких підсумків. Знайомлячись з екологією, я дізналася, що сталий існування організмів у природі забезпечується певним способом їх організації.
література

1. Бриль С.А. Грабчак Л.Г. Комащенко В.І. Охорона навколишнього середовища.

3. Голубєв І.Р. Новиков Ю.В. Навколишнє середовище та його охорона.

6. Довідник з охорони природи / Под ред. К.П. Мітрюшкіна.