Тема предмет і завдання екології - документ - стор
1. Поняття про екологію. Об'єкт і предмет вивчення загальної екології.
2. Рівні організації живої матерії. Аутекологія і сінекологія.
3. Положення загальної екології в системі наук. Структура загальної екології.
4. Види і методи екологічних досліджень.
1. Поняття про екологію. Об'єкт і предмет вивчення загальної екології
Екологія спочатку виникла як наука про середовище проживання живих організмів: рослин, тварин (в тому числі і людини), грибів, бактерій і вірусів, про взаємини між організмами і середовищем їхнього життя і про взаємини організмів один з одним. Саме ж слово «екологія» виникло набагато пізніше в порівнянні з часом появи власне екологічних знань. Воно було введено німецьким біологом Ернстом Геккелем (1869 г.) і утворене від грецького слова «ойкос» - будинок, житло. До 30-х років ХХ століття загальної екології, як загальновизнаної науки, ще не існувало. Довгий час екологія була представлена всілякими приватними екологічними дисциплінами: екологією рослин, екологією тварин, екологією грибів і т.д. Ці дисципліни формувалися в рамках відповідних таксономічних розділів біології - ботаніки, зоології, мікології та ін. Як підрозділи цих наук.
У міру накопичення знань про взаємодію живих організмів з середовищем проживання дослідники зрозуміли, що на Землі існують своєрідні системи, що складаються з живих організмів і неживої речовини. Для них характерний високий рівень організації, наявність прямих і зворотних зв'язків між компонентами (частинами цих систем), здатність до підтримки свого стану при всіляких збурення, тобто ці системи складаються з впорядковано взаємодіючих і взаємозалежних компонентів, що утворюють єдине ціле. Вони були названі екологічними, або екосистемами.
Екосистеми всюди навколо нас. Там, де є життя, там є і екосистеми. А життя на Землі всюди: і в товщі океану на дні найглибших морських жолобів, і в атмосфері на висоті декількох десятків кілометрів, і в глибоких печерах, куди ніколи не проникає промінь світла, і на поверхні льодовиків в Антарктиді і в високій Арктиці. Найбільша екосистема - біосфера, або Екосфера, Землі. Вона включає всю сукупність живих організмів планети, взаємодіючих з неживою природою, і через неї проходить енергія Сонця, забезпечуючи стійку рівновагу біосфери.
Але далеко не всі властивості екосистем можна охарактеризувати, вивчаючи лише їх окремі компоненти (вищі рослини, тварин, гриби, бактерії) або окремі рівні організації (генний рівень, клітинний, або вищий - системи організмів). Тільки вивчаючи всі складові біоти в сукупності і з урахуванням средообразующих факторів можна отримати повні і об'єктивні відомості про екосистеми різного рангу і передбачити хід їх розвитку, ступінь стійкості до руйнівним факторам і здатність до самовідновлення при впливі останніх.
Термін екологія (Екос - будинок, логос - вчення, гр.) В науку ввів німецький біолог Ернест Геккель в 1886 році.
Слово "екологія" утворене з двох грецьких слів: "oicos", що означає будинок, житло, і "logos" - наука і дослівно перекладається як наука про будинок, местообитании.
Екологія - це наука про вивчення взаємин живих організмів з навколишнім їх середовищем.
Оскільки взаємодія організмів між собою і навколишнім середовищем завжди системно, тобто завжди реалізується у формі деяких систем взаємозв'язків, що підтримуються обміном речовини, енергії та інформації, основним об'єктом дослідження екології є екосистеми. Найбільшою в ієрархії екосистем є біосфера. Вчення про біосферу - це велика область знання про функціонування і розвитку біосфери, що включає в себе цілий ряд наукових напрямів природничо-наукового і громадського профілю.
Предметом екології є сукупність або структура зв'язків між організмами і середовищем.
Виходячи з наведених вище понять і напрямків, слід, що завдання екології дуже різноманітні.
У загальнотеоретичному плані до них відносяться:
- розробка загальної теорії стійкості екологічних систем;
- вивчення екологічних механізмів адаптації до середовища;
- дослідження регуляції чисельності популяцій;
-вивчення біологічного різноманіття і механізмів його підтримки;
-дослідження продукційних процесів;
-дослідження процесів, що протікають в біосфері, з метою підтримки її стійкості;
-моделювання стану екосистем і глобальних біосферних процесів.
Основні прикладні завдання, які екологія повинна вирішувати в даний час, такі:
- прогнозування і оцінка можливих негативних нас лідків в навколишньому природному середовищу під впливом діяльності людини;
- поліпшення якості навколишнього природного середовища;
- збереження, відтворення та раціональне використання природних ресурсів;
Стратегічним завданням екології вважається розвиток теорії взаємодії природи і суспільства на основі нового погляду, що розглядає людське суспільство як невід'ємну частину біосфери.
Таким чином, екологія стає однією з найважливіших наук майбутнього і, «можливо, саме існування людини на нашій планеті буде залежати від її прогресу» (Ф. Дре, 1976).
До екології часто відносять велику кількість суміжних галузей знань, головним чином з області охорони навколишнього середовища.
2. Рівні організації живої матерії. Аутекологія і сінекологія
Всі рівні живої матерії можна представити у вигляді ієрархічної схеми (по Ю. Одум, 1975):
1) Генний, або молекулярний рівень. Саме з нього починають проявлятися властивості живої речовини. Його системи являють собою активні великі молекули - ліпіди, білки, вуглеводи, нуклеїнові кислоти, в яких йдуть процеси обміну речовин, пов'язані з фото- і хемосинтезом, формуються ДНК і РНК, що відповідають за спадковість. Предметом вивчення в таких межах є закони передачі спадковості, а вивчає їх наука ГЕНЕТИКА. Самі по собі, поза органу, поза організмом ці молекули функціонувати не можуть.
2) Клітинний рівень. Молекули об'єднуються в клітини, і тільки тоді в них формуються речовини, необхідні для життєдіяльності органів і організмів. Предметом вивчення на клітинному рівні служать закони перетворення речовини і енергії всередині клітин. Наука - ЦИТОЛОГІЯ.
На схемі не вказано тканинний рівень - на цьому рівні однорідні, однакового походження клітини, взаємодіючи між собою, утворюють тканини, вивченням яких займається ГІСТОЛОГІЯ.
3) Органний - більш високий рівень організації живої речовини, ніж попередні три. Органи утворюються в результаті взаємодії декількох типів тканин. На цьому рівні вивчаються системи різних органів: побеговая і генеративні - у рослин, системи органів дихання, травлення, розмноження - у тварин. А вивчає ці системи біоморфології і АНАТОМІЯ.
4) Організменний - перший, найнижчий рівень з досліджуваних загальної екологією. В організмі взаємодія систем органів зводиться в єдину систему індивідуального організму. Він може існувати самостійно! Поза організмів життя не проявляється. На цьому рівні вивчаються життєві цикли окремих особин, закони освіти фенотипів і генотипів. Науки - ФІЗІОЛОГІЯ, анатомія, ЗООЛОГИЯ, еволюційного вчення і ін.
5) Популяційно-видовий - проміжний між «организменного і надорганізменних» рівнями. Будь-який вид рослин, тварин пристосовується до зовнішнього середовища, не як сума окремих особин-організмів, а як єдине функціональне ціле - популяція. У популяції свої закони (внутрішньовидові конкуренція і агрегація), свої ієрархічні взаємини, своя структура. На даному рівні вивчаються закони збереження громадянами та її видом генотипических ознак. Науки - систематики, БИОЛОГИЯ і ЕКОЛОГІЯ РОСЛИН, ТВАРИН.
6) Екосистемний, биогеоценотический - вивчаються надорганізменних системи, взаємовідносини популяцій, угруповань, організмів всередині екосистеми, тобто на конкретній ділянці з однорідними умовами середовища. Вивчення первинної продуктивності, кругообігу речовин (вуглецю, кисню, фосфору, води та ін.) В межах біогеоценозу. Науки - фітоценології, біогеоценологиі, ЗАГАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ.
7) Біосферний - найвищий, розглядається взаємини між собою макроекосістем, біогеоценозів (ліс-степ, ліс-болото, ліс-тундра і ін.), Вивчаються закон кругообігу речовин, енергії в глобальному аспекті. Наука - ЗАГАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ.
Взаємодія живого речовини (матерії) з іншим речовиною (або енергією) на кожному рівні організації обумовлює формування і існування певних упорядкованих систем. Всі ці системи взаємозалежні одна від одної і між рівнями організації немає різких розривів. Неможливо навіть уявити існування генів поза клітинами, клітин поза органів, органів поза організмів і т.д.
Залежно від того, який рівень організації екосистем вивчається, екологія поділяється на галузі аутекологію і сінекологію.
Сінекологія. вона ж біоценологія, вивчає всі комплекси видів (ценопопуляций) в спільнотах, тобто екосистеми, вивчає закони їх спільного співіснування в біоценозі в залежності від умов зовнішнього середовища. Вона базується на аут-, дем- і ейдоекологіі, але їй притаманний загальнобіологічий характер, оскільки її дослідження спрямовані на багатовидові взаімоупорядоченние комплекси, існуючі в строго визначеної фізико-хімічному середовищі.
Життєдіяльність екосистем надзвичайно складна. Живе і неживе речовина в екосистемах структуровано і охоплено незліченними перетвореннями або процесами, в ході яких автотрофними і хемотрофних організмами захоплюються із зовнішнього середовища атоми багатьох хімічних елементів (вуглець, водень, кисень, сірка, фосфор, калій, кальцій, магній, залізо, мідь і ін.) і енергія, які потім використовуються іншими організмами: консументами (споживачі рослинної маси) і грибами, а потім, у міру загибелі організмів-продуцентів, грибів і консументів, переходять до організмів-редуцентам, розкладаючи ющим мертве органічна речовина і повертає складові ця речовина атоми в зовнішнє середовище. При цьому енергія хімічних зв'язків організмів-продуцентів і організмів-хемосинтетиков частково використовується консументами, грибами і редуцентамі, а частково вивільняється в зовнішнє середовище у вигляді тепла, у вигляді утворюються при виділенні рослинами в атмосферу оксидів кисню. Або консервуються у вигляді хімічних зв'язків складних органічних речовин, що накопичуються в грунті (гумус) і літосфері (торф, буре і кам'яне вугілля). Всі процеси йдуть безперервно, підкоряючись своїм законам. На природні процеси накладаються антропогенні. Останні, як правило, позначаються негативно на функціонуванні екосистем. Вивчити і зрозуміти ці закономірності і є головне завдання загальної екології.