Факультет

Студентам

Посетителям

Терминология и задачи экологии

Тема: Экология  

Теперь следует вернуться несколько назад, для того чтобы установить некоторые отправные точки и определить основные понятия экологии.

Как в любой области знания, необходимо обосновать определенные представления, специфические для данного предмета; особенно важно установить связь биологии среды с другими областями науки.

К счастью, для внесения ясности в первые разделы вводится минимальное количество терминов; во многих случаях можно пользоваться обыденными словами в специфическом смысле, беря приставки, прилагательные или другие средства изменения слов, для того чтобы все стало ясным, и нет необходимости пользоваться терминами, абсолютно чуждыми для слушателя.

Термином, которым обозначают «биологию организмов в отношении к среде», служит слово экология — наука об обитании (греч. oikos — дом, logos — учение). Таким образом, экология — это наука об обиталищах, или, говоря более широко, об «условиях существования». Так как экология имеет дело с естественной историей и с функциональными процессами групп организмов на суше, в океане и в пресной воде, было бы правильнее придерживаться новейших идей и определить экологию как науку о строении и функциях природы. Надо подчеркнуть, что человечество представляет собой часть природы, ибо мы в понятие «природа» включаем и мир живых организмов. Экология представляет собой одно из многих подразделений биологии, связанное с принципами, свойственными всем формам жизни. Подразделениями биологии являются также физиология, генетика, эмбриология и эволюция, которым посвящены другие книги серии «Современная биология». Биология расчленяется также на разделы, рассматривающие строение, физиологию, экологию различных форм жизни (т. е. систематических групп). Зоология и ботаника — наиболее крупные подразделения этого типа, тогда как микология (наука о грибах), энтомология (наука о насекомых) или орнитология (наука о птицах) имеют дело с ограниченными группами растительных и животных организмов. Таким образом, экология представляет собой одну из важнейших ветвей биологии и входит как составная часть в любое подразделение, имеющее дело с теми или иными специальными систематическими группами.

Имеется еще один путь для определения экологии — это идея об уровнях организации. Можно условно представить себе своего рода «биологический спектр», охватывающий протоплазму, клетки, ткани, органы, системы органов, организмы, популяции, сообщества, экосистемы и биосферу. Экология в основном занимается четырьмя последними уровнями, лежащими за пределами отдельного организма. В экологии применяется термин популяция, вначале обозначавший группу людей, но в дальнейшем расширившийся для обозначения групп любых организмов. Сходным образом сообщество в экологическом смысле (иногда говорят о биотическом сообществе) охватывает все организмы популяции в данном районе.

Сообщество и неживая окружающая среда функционируют совместно как экологическая система (или экосистема). Экосистема, в сущности, более научное обозначение того, что выше названо «природой». Наконец, часть нашей планеты, где расположены экосистемы, а именно обжитые почвы, воздух и вода, условно обозначаются как биосфера.

Некоторые характеристики, совершенно очевидно, становятся более сложными по мере перехода от клеток к экосистемам; однако часто упускают из виду, что некоторые свойства становятся менее сложными и менее изменчивыми, когда от мелких единиц переходят к более крупным. Это происходит потому, что наблюдается определенная интеграция целостности мелких единиц, действующих в пределах более крупных. Например, темп фотосинтеза всего леса или поля кукурузы варьирует меньше, чем отдельных деревьев или растений кукурузы в пределах соответствующего сообщества, так как, если одна особь или вид в чем-либо отстают от других, другие могут в порядке компенсации обнаружить ускорение. Выражаясь более специально, можно сказать, что на всех уровнях действуют гомеостатические механизмы, т. е. регуляторы балансирования (или силы и противосилы), которые создают затухание колебаний.

Читатель более или менее знаком с гомеостазисом индивидов, например с регуляторным механизмом, поддерживающим постоянную температуру тела человека, несмотря на колебания температуры среды. Регуляторные механизмы действуют и на уровнях популяций, сообществ и экосистем. Так, иногда принимают за нечто постоянное углекислотный состав воздуха, не сознавая, что это происходит в итоге интегральной деятельности организмов и среды, поддерживающих постоянство условий, несмотря на непрерывное поступление и удаление из атмосферы больших объемов газов.

Гомеостаз на популяционном уровне не всегда столь очевиден; тем не менее размеры и темп деятельности большинства популяций сохраняются в известных пределах постоянными не только в достигших зрелости природных условиях, как например в выросшем лесу, где биологическое строение буферит, т. е. смягчает толчки окружающей среды, но даже в молодых сообществах, сильно подверженных вариациям физических условий. Можно было бы думать, что микроскопическое население воды в приливных эстуариях (т. е. в устьях рек, впадающих в море) подчиняется игре колебаний физической среды. Однако когда один исследователь сопоставил при помощи вычислительных машин характеристики населения и физических переменных сред, то оказалось, что сообщества в пять раз более стабильны, чем среда. Это указывает на наличие гомеостаза там, где его меньше всего можно было бы ожидать.

Наконец важно подчеркнуть, что факты, относящиеся к одному уровню, помогают понять то, что происходит на другом уровне, но не могут никогда полностью объяснить явления, происходящие на этом уровне.

Если кто-нибудь смотрит на вещи слишком узко, говорят, что он за деревьями не видит леса. Быть может, можно оценить положение, сказав, что для понимания дерева необходимо исследовать лес, часть которого составляет это дерево наряду с исследованием его клеток и тканей.

В виде спектра развертывается широкий научный фронт. Если продвигаться по всей границе, надо крепко ударять по всей линии. Концентрирование усилий в одной точке может привести к прорыву, который потянет за собой весь фронт: однако более вероятно, что появится лишь выпуклость, которую нельзя расширить, пока не продвинулось достаточно знание на прилегающих уровнях. В последнее время сделано очень мало на уровнях, лежащих за пределами индивида. Это привело к тому, что человечество знает значительно больше о своем собственном теле, чем о своем окружении.

Возвращаясь к исходному определению экологии, именно как исследованию структуры и функции природы в целом, надо отметить, что до последнего времени в основном подчеркивался описательный характер работы в этой области. Иными словами, экологи удовлетворялись описанием природы в смысле учета слагающих ее организмов и господствующих в данный момент условий среды. Теперь столь же большое внимание стали уделять процессам, протекающим в природе. Это совершенно правильно, потому что знакомство с изменениями в природе без понимания обмена веществ невозможно.

Принятие во внимание функций организмов, незначительных по размеру, но весьма активных, дает возможность правильного их сопоставления с крупными животными, легко бросающимися в глаза, но относительно малоактивными. Если стоять на позициях описательной науки, то оказывается трудным найти что-либо общее между столь различными по строению организмами, как деревья, птицы и бактерии. На самом же деле, в жизни, все они прочно связаны функционально в единую экологическую систему, подчиняясь четко установленным закономерностям.

С точки зрения описательной науки лес, поток и океан имеют очень мало общего, однако все эти экологические системы функционируют сходным образом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: