Содержание.
Предметэкологии……………………………………………………………….3
Историястановленияэкологии…………………………………………………3
Развитиепопуляционногоподхода…………………………………………….7
Развитиеэкосистемныхисследований………………………………………..10
Развитиеэкологии впоследниедесятилетия20-го века……………………..11
Современноесостояниенауки…………………………………………………13
Заключение………………………………………………………………………14
Списокиспользуемойлитературы……………………………………………..15
Введение.
Навсех стадияхсвоего развитиячеловек былтесно связан с окружающиммиром. Но с техпор как появилосьвысокоиндустриальноеобщество, опасное вмешательство человека вприроду резкоусилилось, расширилсяобъём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозитстать глобальнойопасностьюдля человечества.
Еслидвадцать-тридцатьлет назадэкологическиепроблемы обсуждалитолько специалисты,то сейчас окатастрофическомсостоянии нашейпланеты знаютдаже дети.Экологическиепроблемы являютсявсеобщимипроблемаминаселенияЗемли. Утончениеозоновой оболочки,глобальныеизмененияклимата, истощениеприродногослоя почвы,природныхресурсов, уменьшениезапасов питьевойводы и одновременноинтенсивныйрост народонаселенияпланеты, сопровождающийсянаращиваниемпроизводственныхмощностей,частые аварии– это проблемы,которые качаютсякаждого государства.В совокупностиони создаютнепрерывноухудшающуюсясреду обитаниясамого человека.Многообразиеболезней, постигшеелюдей в последнемстолетии - вотитог отсутствияправильноговзаимодействиячеловека сприродой.
Кплохой средеобитания,загрязнённымводе, воздуху,продуктампитания особенночувствительныдети. Дети Россиинаходятся вособо неблагоприятныхусловиях.
ЭкологическоеположениеРоссии по рядумоментов значительнохуже, чем в странахЗападной Европыи Америки. Россияявляется региономпланеты, которыйвносит существенныйвклад в развитиеи сохранениеотрицательныхглобальныхэкологическихтенденций.
Экологическаяпроблемы икатастрофычеловечестванепосредственносвязаны с процессомобразованиянаселения –его недостаточностьили полноеотсутствиепородилипотребительскоеотношение кприроде. Обретениеэкологическойкультуры ,экологическогосознания, мышления– это единственныйдля человечествавыход их сложившийсяситуации. Такимобразом, экологическийкризис - это икризис в головах,а не толькопорождениенаучно-техническогопрогресса. Егоистоки уходятвглубь веков,к тем временам,когда человекпротивопоставлялсебя природе.
Даннаяпроблема нашлаотражение вработах: Ж.Ж.Руссо, Э. Геккеля,К.Д. Ушинского,А.Я. Герда,В.И.Сухомлинского,И.Д.Зверева,И.Т.Суравениной, А.Н.Захлебного,Ш.А. Амонашвили,В.А. Ясвина,С.Д.Дерябо, А.А.Плешакова, С.ННиколаевой, П.П. Морозовой,И.В.Цветковойи многих других.
ЭКОЛОГИЯ(от греч. oikos — дом,жилище, местопребываниеи... логия),наука, изучающаявзаимосвязиорганизмовс окружающейсредой, т. е.совокупностьювнешних факторов,влияющих наих рост, развитие,размножениеи выживаемость.До некоторойстепени условнофакторы этиможно разделитьна «абиотические»,или физико-химические(температура,влажность,длина световогодня, содержаниеминеральныхсолей в почвеи др.), и «биотические»,обусловленныеналичием илиотсутствиемдругих живыхорганизмов(в том числе,являющихсяобъектамипитания, хищникамиили конкурентами).
В центревнимания экологии— то, что непосредственносвязываеторганизм сокружающейсредой, позволяяжить в тех илииных условиях.Экологов интересует,например, чтопотребляеторганизм и чтовыделяет, какбыстро он растет,в каком возрастеприступаетк размножению,сколько потомковпроизводитна свет, и каковавероятностьу этих потомковдожить доопределенноговозраста. Объектамиэкологии чащевсего являютсяне отдельновзятые организмы,а популяции,биоценозы, атакже экосистемы.Примерамиэкосистем могутбыть озеро,море, лесноймассив, небольшаялужа или дажегниющий стволдерева. Каксамую большуюэкосистемуможно рассматриватьи всю биосферу.
В современномобществе подвлиянием средствмассовой информации,экология частотрактуетсякак сугубоприкладноезнание о состояниисреды обитаниячеловека, идаже — как самоэто состояние(отсюда такиенелепые выражениякак «плохаяэкология» тогоили иного района,«экологическичистые» продуктыили товары).Хотя проблемыкачества средыдля человека,безусловно,имеют оченьважное практическоезначение, арешение ихневозможнобез знанияэкологии, кругзадач этойнауки гораздоболее широкий.В своих работахспециалисты-экологистараютсяпонять, какустроена биосфера,какова рольорганизмовв круговоротеразличныххимическихэлементов ипроцессахтрансформацииэнергии, какразные организмывзаимосвязанымежду собойи со средойсвоего обитания,что определяетраспределениеорганизмовв пространствеи изменениеих численностиво времени.Посколькуобъекты экологии— это, как правило,совокупностиорганизмовили даже комплексы,включающиенаряду с организмаминеживые объекты,ее определяютиногда какнауку о надорганизменныхуровнях организациижизни (популяциях,сообществах,экосистемахи биосфере),или как наукуо живом обликебиосферы.
Термин«экология»был предложенв 1866 году немецкимзоологом ифилософом Э.Геккелем, который,разрабатываясистему классификациибиологическихнаук, обнаружил,что нет никакогоспециальногоназвания дляобласти биологии,изучающейвзаимоотношенияорганизмовсо средой. Геккельопределял такжеэкологию как«физиологиювзаимоотношений»,хотя «физиология»понималасьпри этом оченьшироко — какизучение самыхразных процессов,протекающихв живой природе.
В научнуюлитературуновый терминвходил довольномедленно иболее или менеерегулярно сталиспользоватьсятолько с 1900-хгодов. Как научнаядисциплинаэкологияформироваласьв 20-м столетии,но предысторияее восходитк 19, и даже к 18 веку.Так, уже в трудахК. Линнея, заложившегоосновы систематикиорганизмов,было представлениеоб «экономииприроды» —строгой упорядоченностиразличныхприродныхпроцессов,направленныхна поддержаниенекоторогоприродногоравновесия.Понималасьэта упорядоченностьисключительнов духе креационизма— как воплощение«замысла»Творца, специальносоздавшегоразные группыживых существдля исполненияразных ролейв «экономииприроды». Так,растения должныслужить пищейтравояднымживотным, ахищники должныне позволятьтравояднымразмножатьсяв слишком большомколичестве.
Во второйполовине 18-гов. на сменупредставленияместественнойистории, неотделимымот церковныхдогматов, сталиприходить новыеидеи, постепенноеразвитие которыхпривело к тойкартине мира,которая разделяетсяи современнойнаукой. Важнейшиммоментом былотказ от чистовнешнего описанияприроды и переходк выявлениювнутренних,порой скрытых,связей, определяющихее естественноеразвитие. Так,И. Кант в своихлекциях пофизическойгеографии,прочитанныхв университетеКенигсберга,подчеркивалнеобходимостьцелостногоописания природы,которое учитывалобы взаимодействиепроцессовфизическихи тех, что связаныс деятельностьюживых организмов.Во Франции, всамом начале19 в. Ж. Б. Ламаркпредложил свою,в значительноймере умозрительнуюконцепциюкруговоротавеществ наЗемле. Живыморганизмампри этом уделяласьочень важнаяроль, посколькупредполагалось,что толькожизнедеятельностьорганизмов,приводящаяк созданиюсложных химическихсоединений,способнапротивостоятьестественнымпроцессамразрушенияи распада. ХотяконцепцияЛамарка быладовольно наивнойи не всегдасоответствоваладаже тогдашнемууровню знанийв области химии,в ней былипредугаданынекоторые идеио функционированиибиосферы, получившиеразвитие ужев начале 20-гостолетия.
Безусловно,предтечейэкологии можноназвать немецкогоестествоиспытателяА. Гумбольдта,многие работыкоторого сейчасс полным правомсчитаютсяэкологическими.Именно Гумбольдтупринадлежитзаслуга в переходеот изученияотдельныхрастений кпознаниюрастительногопокрова, какнекоторойцелостности.Заложив основы«географиирастений»,Гумбольдт нетолько констатировалразличия враспределенииразных растений,но и пыталсяих объяснить,связывая сособенностямиклимата.
Попыткивыяснить рольтех иных факторовв распределениирастительностипредпринималисьи другими учеными.В частности,этот вопросисследовалО. Декандоль,подчеркнувшийважность нетолько физическихусловий, но иконкуренциимежду разнымивидами за общиересурсы. Ж. Б.Буссенго заложилосновы агрохимии,показав, чтовсе растениянуждаются вазоте почвы.Он же выяснил,что для успешногозавершенияразвития растениюнеобходимоопределенноеколичествотепла, котороеможно оценить,суммируя температурыза каждый деньдля всего периодаразвития. Ю.Либих показал,что разныехимическиеэлементы, необходимыерастению, являютсянезаменимыми.Поэтому еслирастению нехватает какого-либоодного элемента,например, фосфора,то недостатокего никак неможет бытькомпенсировандобавлениемдругого элемента— азота иликалия. Данноеправило, ставшеепотом известнымкак «законминимума Либиха»,сыграло важнуюроль при внедрениив практикусельскогохозяйстваминеральныхудобрений. Своезначение оносохраняет ив современнойэкологии, особеннопри изучениифакторов,ограничивающихраспределениеили рост численностиорганизмов.
Выдающуюсяроль в подготовкенаучного сообществак восприятиюв дальнейшемэкологическихидей имелиработы Ч. Дарвина,прежде всегоего теорияестественногоотбора какдвижущей силыэволюции. Дарвинисходил изтого, что любойвид живых организмовможет увеличиватьсвою численностьв геометрическойпрогрессии(по экспоненциальномузакону, еслипользоватьсясовременнойформулировкой),а посколькуресурсов дляподдержаниярастущей популяциивскоре начинаетне хватать, томежду особямиобязательновозникаетконкуренция(борьба засуществование).Победителямив этой борьбеоказываютсяособи, наиболееприспособленныек данным конкретнымусловиям, т. е.сумевшие выжитьи оставитьжизнеспособноепотомство.Теория Дарвинасохраняет своенепреходящеезначение и длясовременнойэкологии, нередкозадавая направлениепоиска определенныхвзаимосвязейи позволяяпонять сутьразных «стратегийвыживания»,используемыхорганизмамив тех или иныхусловиях.
Во второйполовине 19 векаисследования,которые по сутисвоей былиэкологическими,стали проводитьсяво многих странах,причем какботаниками,так и зоологами.Так, в Германии,в 1872 г. выходиткапитальныйтруд АвгустаГризебаха(1814-1879), впервыедавшего описаниеосновных растительныхсообществ всегоземного шара(эти работыбыли изданыи на русскомязыке), а в 1898 г. —крупная сводкаФранца Шимпера(1856-1901) «Географиярастений нафизиологическойоснове», в которойприведеномножествоподробныхсведений озависимостирастений отразличныхфакторов среды.Еще один немецкийисследователь— Карл Мебиус,изучая воспроизводствоустриц на отмелях(так называемыхустричныхбанках) Северногоморя, предложилтермин «биоценоз»,которым обозначилсовокупностьразличных живыхсуществ, обитающихна одной территориии между собойтесно взаимосвязанных.
На рубеже19 и 20 столетийсамо слово«экология»,почти не использовавшеесяв первые 20-30 летпосле того, каконо было предложеноГеккелем, начинаетупотреблятьсявсе чаще и чаще.Появляютсялюди, называющиесебя экологамии стремящиесяразвиватьименно экологическиеисследования.В 1895 г. датскийисследовательЙ. Э. Вармингпубликуетучебное пособиепо «экологическойгеографии»растений, вскорепереведенноена немецкий,польский, русский(1901 г.), а потом ина английскийязыки. В этовремя экологиячаще всегорассматриваетсякак продолжениефизиологии,только перенесшейсвои исследованияиз лабораториинепосредственнов природу. Основноевнимание уделяетсяпри этом изучениювоздействияна организмытех или иныхфакторов внешнейсреды. Иногда,однако, ставятсясовсем новыезадачи, например,выявить общие,регулярноповторяющиесячерты в развитииразных природныхкомплексоворганизмов(сообществ,биоценозов).
Важнуюроль в формированиикруга проблем,изучаемыхэкологией, ив становленииее методологиисыграло, в частности,представлениео сукцессии.Так, в США ГенриКаульс (1869-1939) восстановилдетальнуюкартину сукцессии,изучая растительностьна песчаныхдюнах околоозера Мичиган.Дюны эти образовалисьв разное время,и потому на нихможно былонайти сообществаразного возраста— от самых молодых,представленныхнемногимитравянистымирастениями,которые способнырасти на зыбучихпесках, до наиболеезрелых, являющихсобой настоящиесмешанные лесана старыхзакрепленныхдюнах. В дальнейшемконцепциюсукцессиидетально разрабатывалдругой американскийисследователь— ФредерикКлементс (1874-1945).Сообществоон трактовалкак в высшеймере целостноеобразование,чем-то напоминающееорганизм, например,как и организм,претерпевающееопределенноеразвитие — отмолодости дозрелости, апотом и старости.Клементс полагал,что если наначальныхэтапах сукцессииразные сообществав одной местностимогут сильноразличаться,то на болеепоздних онистановятсявсе более иболее сходными.В конце концов,оказываетсятак, что длякаждой областис определеннымклиматом ипочвой характернотолько однозрелое (климаксное)сообщество.
Растительнымсообществамнемало вниманияуделялось ив России. Так,Сергей ИвановичКоржинский(1861-1900), изучая границулесной и степнойзон, подчеркнул,что помимозависимостирастительностиот климатическихусловий, неменее важнои воздействиесамих растенийна физическуюсреду, их способностьделать ее болеепригодной дляпроизрастаниядругих видов.В России (а потоми в СССР) дляразвития исследованийрастительныхсообществ (илииначе говоря— фитоценологии)важное значениеимели научныетруды и организаторскаядеятельностьВ. Н. Сукачева.Сукачев однимиз первых началэкспериментальныеисследованияконкуренциии предложилсвою классификациюразных типовсукцессии. Онпостоянноразрабатывалучение о растительныхсообществах(фитоценозах),которые трактовалкак целостныеобразования(в этом был близокк Клементсу,хотя идеи последнегоочень частокритиковал).Позже, уже в1940-х годах, Сукачевсформулировалпредставлениео биогеоценозе— природномкомплексе,включающемне толькорастительноесообщество,но также почву,климатическиеи гидрологическиеусловия, животных,микроорганизмыи т. д. Исследованиебиогеоценозовв СССР нередкосчитали самостоятельнойнаукой — биогеоценологией.В настоящеевремя биогеоценологияобычно рассматриваетсякак часть экологии.
Дляпревращенияэкологии всамостоятельнуюнауку оченьважными были1920-1940-е годы. В этовремя публикуетсяряд книг поразным аспектамэкологии, начинаютвыходитьспециализированныежурналы (некоторыеиз них существуютдо сих пор),возникаютэкологическиеобщества. Носамое главное— постепенноформируетсятеоретическаяоснова новойнауки, предлагаютсяпервые математическиемодели и вырабатываетсясвоя методология,позволяющаяставить и решатьопределенныезадачи. Тогдаже оформляютсядва достаточноразных подхода,существующиеи в современнойэкологии:популяционный— уделяющийосновное вниманиединамике численностиорганизмови их распределениюв пространстве,и экосистемный— концентрирующийсяна процессахкруговоротавещества итрансформацииэнергии.
Развитиепопуляционногоподхода.
Однойиз важнейшихзадач популяционнойэкологии быловыявление общихзакономерностейдинамики численностипопуляций —как отдельновзятых, так ивзаимодействующих(например,конкурирующихза один ресурсили связанныхотношениями«хищник—жертва»).Для решенияэтой задачииспользовалисьпростые математическиемодели — формулы,показывающиенаиболее вероятныесвязи междуотдельными,характеризующимисостояниепопуляциивеличинами:рождаемостью,смертностью,скоростьюроста, плотностью(числом особейна единицупространства),и др. Математическиемодели позволялипроверятьследствияразных допущений,выявив необходимыеи достаточныеусловия дляреализациитого или иноговариантапопуляционнойдинамики.
В 1920 г.американскийисследовательР. Перль (1879-1940) выдвинултак называемуюлогистическуюмодель популяционногороста, предполагающую,что по мереувеличенияплотностипопуляциискорость еероста снижается,становясьравной нулюпри достижениинекоторойпредельнойплотности.Изменениечисленностипопуляции вовремени описывалосьтаким образомS-образной кривой,выходящей наплато. Перльрассматриваллогистическуюмодель какуниверсальныйзакон развитиялюбой популяции.И хотя вскоревыяснилось,что это далеконе всегда так,сама идея оналичии некоторыхосновополагающихпринципов,проявляющихсяв динамикемножестваразных популяций,оказалась оченьпродуктивной.
Внедрениев практикуэкологииматематическихмоделей началосьс работ АльфредаЛотки (1880-1949). Свойметод он самназывал «физическойбиологией»— попыткойупорядочитьбиологическоезнание с помощьюподходов, обычноприменяемыхв физике (в томчисле — математическихмоделей). В качествеодного из возможныхпримеров онпредложилпростую модель,описывающуюсопряженнуюдинамику численностихищника и жертвы.Модель показала,что если всясмертностьв популяциижертвы определяетсяхищником, арождаемостьхищника зависиттолько отобеспеченностиего кормом (т.е. числа жертв),то численностьи хищника, ижертвы совершаетправильныеколебания.Затем Лоткаразработалмодель конкурентныхотношений, атакже показал,что в популяции,увеличивающейсвою численностьпо экспоненте,всегда устанавливаетсяпостояннаявозрастнаяструктура (т.е. соотношениедолей особейразного возраста).Позднее им жебыли предложеныметоды расчетаряда важнейшихдемографическихпоказателей.Примерно в этиже годы итальянскийматематик В.Вольтерра,независимоот Лотки, разработалмодель конкуренциидвух видов заодин ресурси показалтеоретически,что два вида,ограниченныхв своем развитииодним ресурсом,не могут устойчивососуществовать— один вид неизбежновытесняетдругой.
ТеоретическиеисследованияЛотки и Вольтеррызаинтересовалимолодого московскогобиолога Г. Ф.Гаузе. Он предложилсвою, гораздоболее понятнуюбиологам, модификациюуравнений,описывающихдинамику численностиконкурирующихвидов, и впервыеосуществилэкспериментальнуюпроверку этихмоделей налабораторныхкультурахбактерий, дрожжейи простейших.Особенно удачнымибыли опыты поконкуренциимежду разнымивидами инфузорий.Гаузе удалосьпоказать, чтовиды могутсосуществоватьтолько в томслучае, еслиони ограниченыразными факторами,или, иначе говоря,— если они занимаютразные экологическиениши. Данноеправило, получившееназвание «законаГаузе», долгоевремя служилоотправнойточкой в обсуждениимежвидовойконкуренциии ее роли вподдержанииструктурыэкологическихсообществ.Результатыработ Гаузебыли опубликованыв ряде статейи книге «Борьбаза существование»(1934), которая присодействииПерла вышлана английскомязыке в США.Книга эта имелагромадноезначение длядальнейшегоразвитиятеоретическойи экспериментальнойэкологии. Онанесколько разпереиздаваласьи до сих порчасто цитируетсяв научной литературе.
Изучениепопуляцийпроисходилоне только влаборатории,но и непосредственнов полевой обстановке.Важную рольв определенииобщей направленноститаких исследованийсыграли работыанглийскогоэколога ЧарлзаЭлтона (1900-1991), особенноего книга «Экологияживотных»,опубликованнаявпервые в 1927, апотом не разпереиздававшаяся.Проблема динамикичисленностивыдвигаласьв этой книгекак одна изцентральныхдля всей экологии.Элтон обратилвнимание нациклическиеколебаниячисленностимелких грызунов,происходившиес периодом в3-4 года, а, обработавмноголетниеданные о заготовкепушнины в СевернойАмерике, выяснил,что зайцы ирыси тожедемонстрируютциклическиеколебания, нопики численностинаблюдаютсяпримерно разв 10 лет. Многовнимания Элтонуделял изучениюструктурысообществ(предполагая,что структураэта строгозакономерна),а также цепямпитания и такназываемым«пирамидамчисел» — последовательномууменьшениючисленностиорганизмовпо мере переходаот нижних трофическихуровней к болеевысоким — отрастений ктравоядным,а от травоядныхк хищникам.Популяционныйподход в экологиидолгое времяразвивалсяпреимущественнозоологами.Ботаники жебольше исследовалисообщества,которые чащевсего трактоваликак целостныеи дискретныеобразования,между которымидовольно легкопровести границы.Тем не менее,уже в 1920-е годыотдельныеэкологи высказывали«еретические»(для того времени)взгляды, согласнокоторым разныевиды растениймогут по-своемуреагироватьна определенныефакторы внешнейсреды, а ихраспределениевовсе не обязательнодолжно совпадатьс распределениемдругих видовтого же сообщества.Из этого следовало,что границымежду разнымисообществамимогут бытьвесьма размытыми,а само выделениеих условно.
Наиболеечетко такой,опережающейсвое время,взгляд нарастительноесообществобыл развитроссийскимэкологом Л. Г.Раменским. В1924 в небольшойстатье (ставшейпотом классической)он сформулировалосновные положениянового подхода,подчеркнув,с одной стороны,экологическуюиндивидуальностьрастений, а сдругой — «многомерность»(т. е. зависимостьот многих факторов)и непрерывностьвсего растительногопокрова. НеизменнымиРаменскийсчитал толькозаконы сочетаемостиразных растений,которые и следовалоизучать. В СШАсовершеннонезависимосходные взглядыпримерно в теже годы развивалГенри АлланГлисон (1882-1975). В его«индивидуалистическойконцепции»,выдвинутойв качествеантитезыпредставлениямКлементса осообществекак об аналогеорганизма,также подчеркиваласьнезависимостьраспределенияразных видоврастений другот друга инепрерывностьрастительногопокрова. По-настоящемуработы по изучениюпопуляцийрастений развернулисьтолько в 1950-х идаже 1960-х годах.В России бесспорнымлидером этогонаправлениябыл ТихонАлександровичРаботнов (1904-2000),а в Великобритании— Джон Харпер.
Развитиеэкосистемных исследований.
Термин«экосистема»был предложенв 1935 видным английскимэкологом-ботаникомАртуром Тенсли(1871-1955) для обозначенияестественногокомплекса живыхорганизмови физическойсреды, в которойони обитают.Однако исследования,которые с полнымоснованиемможно назватьэкосистемными,начали проводитьсязначительнораньше, а бесспорнымилидерами здесьбыли гидробиологи.Гидробиология,а особенно —лимнологияс самого началабыли комплексныминауками, имевшимидело сразу сомногими живымиорганизмами,и с их средой.Изучались приэтом не тольковзаимодействияорганизмов,не только ихзависимостьот среды, но и,что не менееважно, — влияниесамих организмовна физическуюсреду. Нередкообъектом исследованийдля лимнологовбыл целый водоем,в котором физические,химическиеи биологическиепроцессы теснейшимобразом взаимосвязаны.Уже в самомначале 20-го векаамериканскийлимнолог ЭдвардБердж (1851-1950) с помощьюстрогих количественныхметодов изучает«дыхание озер»— сезоннуюдинамику содержанияв воде растворенногокислорода,которая зависиткак от процессовперемешиванияводной массыи диффузиикислорода извоздуха, таки от жизнедеятельностиорганизмов.Существенно,что среди последнихкак производителикислорода(планктонныеводоросли), таки его потребители(большинствобактерий и всеживотные). В1930-х годах большиеуспехи в изучениикруговоротавещества итрансформацииэнергии былидостигнутыв СоветскойРоссии на Косинскойлимнологическойстанции подМосквой. Возглавлялстанцию в этовремя ЛеонидЛеонидовичРоссолимо(1894-1977), предложившийтак называемый«балансовыйподход», уделяющийосновное вниманиекруговоротувеществ итрансформацииэнергии. В рамкахэтого подходаначал своиисследованияпервичнойпродукции (т.е. созданияавтотрофамиорганическоговещества) и Г.Г. Винберг, используяостроумныйметод «темныхи светлых склянок».Суть его в том,что о количествеобразовавшегосяпри фотосинтезеорганическоговещества судятпо количествувыделившегосякислорода.
Спустятри года аналогичныеизмерения былиосуществленыв США Г. А. Райли.Инициаторомэтих работ былДжордж ЭвелинХатчинсон(1903-1991), который своимисобственнымиисследованиями,а также горячейподдержкойначинаниймногих талантливыхмолодых ученых,оказал значительноевлияние наразвитие экологиине только вСША, но и во всеммире. Перу Хатчинсонапринадлежит«Трактат полимнологии»— серия из четырехтомов, представляющаясобой самуюполную в миресводку по жизниозер.
В 1942 в журнале«Эколоджи»вышла статьяученика Хатчинсона,молодого и, ксожалению,очень раноумершего эколога— РаймондаЛиндемана(1915-1942), в которойбыла предложенаобщая схематрансформацииэнергии в экосистеме.В частности,было теоретическипродемонстрировано,что при переходеэнергии с одноготрофическогоуровня на другой(от растенийк травояднымживотным, оттравоядных— к хищникам)количествоее уменьшаетсяи организмамкаждого последующегоуровня оказываетсядоступнойтолько малаячасть (не более10%) от той энергии,что была враспоряженииорганизмовпредыдущегоуровня.
Для самойвозможностипроведенияэкосистемныхисследованийочень важнымбыло то, чтопри колоссальномразнообразииформ организмов,существующихв природе, числоосновныхбиохимическихпроцессов,определяющихих жизнедеятельность(а следовательно— и число основныхбиогеохимическихролей!), весьмаограничено.Так, например,самые разныерастения (ицианобактерии)осуществляютфотосинтез,при которомобразуетсяорганическоевещество ивыделяетсясвободныйкислород. Апосколькуконечные продуктыодинаковы, томожно суммироватьрезультатыактивностисразу большогочисла организмов,например, всехпланктонныхводорослейв пруду, иливсех растенийв лесу, и такимобразом оценитьпервичнуюпродукцию прудаили леса. Ученые,стоявшие уистоков экосистемногоподхода, хорошоэто понимали,а разработанныеими представлениялегли в основутех крупномасштабныхисследованийпродуктивностиразных экосистем,которые получилиразвитие вразных природныхзонах уже в1960-1970-х годах.
К экосистемномуподходу примыкаетпо своей методологиии изучениебиосферы. Термин«биосфера»для обозначенияобласти наповерхностинашей планеты,охваченнойжизнью, былпредложен вконце 19-го векаавстрийскимгеологом ЭдуардомЗюссом (1831-1914). Однаков деталяхпредставлениео биосфере, како системебиогеохимическихциклов, основнойдвижущей силойкоторых являетсяактивностьживых организмов(«живого вещества»),было разработаноуже в 1920-30-х годахроссийскимученым ВладимиромИвановичемВернадским(1863-1945). Что касаетсянепосредственныхоценок этихпроцессов, тоих получениеи постоянноеуточнениеразвернулосьтолько во второйполовине 20-говека, и продолжаетсядо сих пор.
десятилетия20-го века.
Во второйполовине 20-гов. завершаетсястановлениеэкологии каксамостоятельнойнауки, имеющейсобственнуютеорию и методологию,свой круг проблем,и свои подходык их решению.Математическиемодели постепенностановятсяболее реалистичными:их предсказаниямогут бытьпроверены вэкспериментеили наблюдениямив природе. Самиже экспериментыи наблюдениявсе чаще планируютсяи проводятсятак, чтобы полученныерезультатыпозволялипринять илиопровергнутьзаранее выдвинутуюгипотезу. Заметныйвклад в становлениеметодологиисовременнойэкологии внеслиработы американскогоисследователяРоберта Макартура(1930-1972), удачно сочетавшегов себе талантыматематикаи биолога-натуралиста.Макартур исследовалзакономерностисоотношениячисленностейразных видов,входящих в односообщество,выбор хищникомнаиболее оптимальнойжертвы, зависимостьчисла видов,населяющихостров, от егоразмера и удаленностиот материка,степень допустимогоперекрыванияэкологическихниш сосуществующихвидов и ряддругих задач.Констатируяналичие в природенекой повторяющейсярегулярности(«паттерна»),Макартур предлагалодну или несколькоальтернативныхгипотез, объясняющихмеханизмвозникновенияданной регулярности,строил соответствующиематематическиемодели, а затемсопоставлялих с эмпирическимиданными. Своюточку зренияМакартур оченьчетко сформулировалв книге «Географическаяэкология»(1972), написаннойим, когда онбыл неизлечимоболен, за несколькомесяцев досвоей безвременнойкончины.
Подход,который развивалиМакартур и егопоследователи,был ориентированпрежде всегона выяснениеобщих принциповустройства(структуры)любых сообществ.Однако, в рамкахподхода, получившегораспространениенесколькопозже, в 1980-х гг.,основное вниманиебыло перенесенона процессыи механизмы,в результатекоторых происходилоформированиеэтой структуры.Например, приизученииконкурентноговытесненияодного видадругим, экологистали интересоватьсяпрежде всегомеханизмамиэтого вытесненияи теми особенностямивидов, которыепредопределяютисход их взаимодействия.Выяснилось,например, чтопри конкуренцииразных видоврастений заэлементы минеральногопитания (азотили фосфор)победителемчасто оказываетсяне тот вид, которыйв принципе (приотсутствиидефицита ресурсов)может растибыстрее, а тот,который способенподдерживатьхотя бы минимальныйрост при болеенизкой концентрациив среде этогоэлемента.
Особоевниманиеисследователистали уделятьэволюции жизненногоцикла и разнымстратегиямвыживания.Посколькувозможностиорганизмоввсегда ограничены,а за каждоеэволюционноеприобретениеорганизмамприходитсячем-то расплачиваться,то между отдельнымипризнакаминеизбежновозникают четковыраженныеотрицательныекорреляции(так называемые«трейдоффы»).Нельзя, например,растению оченьбыстро растии в то же времяобразовыватьнадежные средствазащиты от травоядныхживотных. Изучениеподобных корреляцийпозволяетвыяснить, какв принципедостигаетсясама возможностьсуществованияорганизмовв тех или иныхусловиях.
В современнойэкологии по-прежнемусохраняют своюактуальностьнекоторыепроблемы, имеющиеуже давнююисторию исследований:например,установлениеобщих закономерностейдинамики обилияорганизмов,оценка ролиразных факторов,ограничивающихрост популяций,выяснениепричин циклических(регулярных)колебанийчисленности.В этой областидостигнутзначительныйпрогресс — длямногих конкретныхпопуляцийвыявлены механизмырегуляции ихчисленности,в том числе итех, которыепорождаютциклическиеизменениячисленности.Продолжаютсяи исследованиявзаимоотношенийтипа «хищник—жертва»,конкуренции,а также взаимовыгодногосотрудничестваразных видов— мутуализма.
Новымнаправлениемпоследних летявляется такназываемаямакроэкология— сравнительноеизучение разныхвидов в масштабахбольших пространств(сопоставимыхс размерамиконтинентов).
Громадныйпрогресс вконце 20-го столетиядостигнут визучении круговоротавеществ и потокаэнергии. Преждевсего это связанос совершенствованиемколичественныхметодов оценкиинтенсивноститех или иныхпроцессов, атакже с растущимивозможностямиширокомасштабногопримененияэтих методов.Примером можетбыть дистанционное(со спутников)определениесодержанияхлорофиллав поверхностныхводах моря,позволяющеесоставить картыраспределенияфитопланктонадля всего Мировогоокеана и оценитьсезонные измененияего продукции.
Современнаяэкология — этобыстро развивающаясянаука, характеризующаясясвоим кругомпроблем, своейтеорией и своейметодологией.Сложная структураэкологии определяетсятем, что объектыее относятсяк очень разнымуровням организации:от целой биосферыи крупных экосистемдо популяций,причем популяциянередко рассматриваетсякак совокупностьотдельныхособей. Масштабыпространстваи времени, вкоторых происходятизменения этихобъектов, икоторые должныбыть охваченыисследованиями,также варьируютчрезвычайношироко: от тысячкилометровдо метров исантиметров,от тысячелетийдо недель исуток. В 1970-е гг.формируетсяэкология человека.По мере давленияна окружающуюсреду возрастаетпрактическоезначение экологии,ее проблемамишироко интересуютсяфилософы исоциологи.
Заключение.
Охрана природы- задача нашеговека, проблема,ставшая социальной. Снова и сновамы слышим обопасности,грозящей окружающейсреде, но досих пор многиеиз нас считаютих неприятным, но неизбежнымпорождениемцивилизациии полагают, чтомы ещё успеемсправитьсясо всеми выявившимися затруднениями.
Однако воздействиечеловека наокружающуюсреду принялоугрожающиемасштабы. Чтобыв корне улучшитьположение,понадобятся целенаправленныеи продуманныедействия. Ответственнаяи действеннаяполитика поотношению к окружающей среде будетвозможна лишьв том случае,если мы накопимнадёжные данныео современномсостояниисреды, обоснованныезнания о взаимодействииважных экологическихфакторов, еслиразработаетновые методыуменьшенияи предотвращениявреда, наносимогоприроде человеком.
Списокиспользуемойлитературы.
1.БольшаяэнциклопедияКирилла и Мефодия2003г.
2.ЭКОЛОГИЯ.Методическиеуказания длястудентов-заочников.Миасс 1997г.
3.Интернет.
МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯРФ
ЮЖНО-уральскийГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ
ФИЛИАЛ г. МИАСС
КАФЕДРАЭиИС
По курсу:Экология.
Тема: «Историявозникновенияэкологии каксамостоятельнойнауки».
Выполнил:Аниськин К.А.,
Группа№ 217
Преподаватель:
г.Миасс 2003 г.