Факультет

Студентам

Посетителям

Введение в экологию и общие рассуждения

Тема: Экология  

Экология — это наука, изучающая отношения организмов с окружающей средой.

В идеале она стремится раскрыть и познать все многообразие взаимосвязей между населяющими нашу планету животными, растениями и средой их обитания. Разумеется, эта наука еще очень далека от того, чтобы решить столь грандиозные задачи. К тому же существует сомнение, можно ли их решить вообще.

Термин «экология» впервые употребил знаменитый немецкий биолог Геккель в 1868 г., образовав его от двух греческих слов, означающих в переводе «наука о местообитании». Термин «экология» введен Э. Геккелем в 1866 г. в его основном труде «Всеобщая морфология».

Чисто экологические исследования начали появляться в начале XX века; год от года они все более развивались, а в последние десятилетия получили громадный размах. Большое значение экологии, как одной из перспективных наук, по-настоящему стали понимать лишь недавно. Особенно это относится к Франции, где экологические исследования длительное время находились в застойном состоянии. В самом деле, долгое время человек нещадно эксплуатировал природу, считая, что она неистощима и что его действия только способствуют ее улучшению. Это — примитивное представление, распространенное среди малочисленных народов, лишенных мощных средств воздействия на природу. Однако за последние столетия численность населения земного шара возросла в такой пропорции, а потребности человечества в пище и сырье увеличились настолько, что человек совершенно преобразовал обширные районы нашей планеты. Это выразилось, в частности, в истощении природных ресурсов и загрязнении внешней среды отходами хозяйственной деятельности.

Использование природных богатств человеком осуществлялось, к сожалению, при полном незнании законов природы. Поэтому оно часто приводило к тяжелым и непоправимым последствиям. Не надо быть большим пророком, чтобы сказать, сколь много жизненно важных проблем предстоит решить человечеству в предстоящие десятилетия. Достаточно упомянуть потребности в воде и пище в условиях сверхвысокой численности населения. Прежде чем человек найдет радикальное решение этих вопросов, нужно срочно изыскать хотя бы паллиативные средства, которые позволили бы обеспечить жизнь человеку завтрашнего дня. Но чтобы действовать, надо знать как. Экология как раз и изучает все эти проблемы. Отсюда понятно то внимание, которым все больше начинает пользоваться эта наука во многих странах.

В качестве самостоятельной науки экология оформилась лишь в XX в., но факты, составившие ее содержание, с давних времен привлекали внимание человека. Всем известно, что тот или иной вид животных или растений встречается не повсеместно. Одни растения растут только по берегам водоемов, другие — под покровом леса. Даже рыболов-новичок не рассчитывает поймать сазана в горном потоке, а форель — в пруду с илистым дном. Каждый знает также, что на берегах Северного Ледовитого океана не водятся львы, а в Сахаре нет белых медведей. Интуитивно все понимают, что если данные растения или животные живут в одних местах и не встречаются в других, то это происходит потому, что только там они находят необходимые для своего существования условия. Это соображение относится к наиболее простым и очевидным положениям экологии.

На заре развития ботаники и зоологии внимание было всецело сосредоточено на систематике и строении организмов. Но как только появились первые сочинения по флоре, описания каждого вида стали сопровождаться кратким указанием места его произрастания. В зоологии также быстро пришли к тому, что образ жизни животного — важная составная часть его описания. Долгое время термин «биология» употребляли в значении расплывчатого понятия об образе жизни для обозначения тех сведений о виде, которые не относятся к морфологии и анатомии. Большинство таких сведений относится, по существу, к экологии.

Мы видели, что косвенно можно было как будто отнести к экологии распространение организмов в пространстве. Наука, изучающая распространение живых существ на поверхности Земли, носит название биогеографии. Можно подумать, что ее предмет совпадает с экологией. Однако это не так. Следует признать, конечно, что распределение организмов по разным областям земного шара обусловлено в основном различием господствующих в них условий среды, и прежде всего условий климатических. Но на распределении организмов сказываются также и факторы исторические, связанные с самой историей нашей планеты. Геологические преобразования поверхности земного шара, вызвавшие разделение континентов, образование цепей гор, ставших барьерами на путях расселения организмов, разобщение морей за счет возникновения перешейков, а также многовековая эволюция самих флоры и фауны — все это ограничило распространение биологических видов определенными областями, хотя они могли бы великолепно существовать и в других уголках планеты. Просто в силу материальных причин виды не имели возможности проникнуть в эти уголки. Это нетрудно понять, если вспомнить о случайных заносах видов в другие области земного шара, к которым причастен сам человек. Как правило, заносы заканчиваются гибелью особей, но если виды встречают в новых местах благоприятные условия, то размножаются в катастрофических масштабах. Так было с кроликами, завезенными в Австралию, и колорадским жуком — вредителем картофеля, завезенным случайно из Америки в Европу.

Другой соседней с экологией, но совершенно отличной от нее наукой является этология, занимающаяся изучением поведения животных, особенно с развитой психикой. Разумеется, поведение проявляется в определенных условиях среды, именно в тех, в которых живет вид и которые изучает экология, и может быть изменено этими условиями. При этом поведение составляет внутреннюю характеристику вида и стоит ближе к зоопсихологии. Некоторые этологические факторы имеют тем не менее экологическое значение, так как они входят в состав среды индивида, а каждый индивид находится под влиянием поведения соседних индивидов своего вида.

Изучая отношения живых существ со средой, экология, как это легко понять, отнюдь не является лабораторной наукой. Конечно, в культуре или при содержании организмов в лаборатории можно глубже разобраться в происходящих явлениях. Однако совершенно очевидно, что связи организмов с их средой обитания могут быть изучены во всей полноте лишь в природной обстановке.

Но изучение животных и растений в природе — дело нелегкое, и если учесть, до какой степени сложна даже самая простая среда, то не покажется странным, почему экология развивается не гигантскими шагами. Это наука, в которой наблюдение наряду с экспериментом все еще занимает очень важное место.

Невозможность экспериментальной проверки, с которой часто приходится сталкиваться экологам, заставляет их перешагивать через этот этап научного анализа и переводить наблюдаемые факты на язык математических моделей. В таких случаях, будучи лишен возможности воспроизвести их в лаборатории, эколог оказывается способным классифицировать и предсказывать события. Совершенно очевидно, что при этом нет необходимости вводить в уравнения всю совокупность отношений вида со средой, да эта задача, видимо, и неосуществима. Однако математический способ анализа может оказаться весьма полезным, поскольку он позволяет описать простое явление, наблюдаемое в природе, и создает тем самым основу для понимания более сложного комплекса этих явлений. Конечно, никогда не надо забывать, что математические расчеты представляют собой всего лишь модель, т. е. весьма приблизительное отображение реальных событий. Фактически они выражают только исходные гипотезы.

Теперь стоит вопрос, как упорядочить такой исключительно сложный комплекс, как среда, окружающая каждое животное и каждое растение? Иными словами, какие подразделения можно в ней выделить в целях изучения? Следуя советам Декарта (XVII в.), в познании надо идти от простого к сложному. Если мы примем этот путь изучения среды, то последовательно столкнемся с различными разделами экологии; некоторые из них уже приобрели специальные названия.

Рассмотрим прежде всего какой-нибудь один вид, а в нем одну особь, мысленно изолировав ее от остального мира организмов. Представим ее находящейся под воздействием физических и химических условий окружающей среды. Эта особь будет испытывать влияние определенного числа так называемых абиотических (т. е. не связанных с живой материей) факторов. Главными из них окажутся факторы, определяемые различным климатом, который господствует на поверхности нашей планеты, — температура, влажность, освещенность, ветер и т. п. Интуитивно мы сознаем, что именно от этих факторов зависит географическое распространение видов; они имеют, таким образом, первостепенное значение. Кроме того, для наземных животных и особенно обитателей почвы, а также для всех растений важную роль играют физические и химические свойства почвы; их называют эдафическими факторами. Наоборот, для водных организмов почва обычно не имеет особого значения, зато решающую роль приобретает вода как единственная среда обитания. Физико-химические факторы, относящиеся к воде, называются гидрографическими. Совокупность различных факторов, действующих на изолированную особь, а также совокупность реакций особи на эти факторы представляют собой первое и наиболее простое подразделение экологии. Оно довольно тесно связано с физиологией, и потому в нем часто успешно используется техника лабораторных анализов.

Перейдем к следующему подразделению, соответствующему большей степени сложности. Предположим, что влияние факторов среды на особь данного вида хорошо известно (на самом деле это влияние изучается более или менее независимо), и будем рассматривать особь не изолированно, а в составе популяции таких же особей, относящихся к одному виду. Последние вступят с ней в те или иные отношения, и ее окружение будет, очевидно, изменено. Наша особь начнет размножаться. До сих пор мы имели дело с одиночкой типа Робинзона Крузо. Теперь мы будем рассматривать обитателя территории не как единственного представителя вида, а как члена популяции. Конечно, каждая особь по необходимости подвергается воздействию абиотических факторов, но на этой стадии изучения возникают иные проблемы, относящиеся к области демографии, или учения о популяциях. Именно на этой стадии экологии математические модели могут оказаться наиболее полезными. Здесь и ниже автор пользуется термином «демография», обозначающим состав и динамику народонаселения, для характеристики аналогичных свойств популяций животных. В этом случае понятие «демография» уже учения о популяциях.

Изучение совокупности абиотических факторов и факторов демографических, называемых часто внутривидовыми биотическими факторами (поскольку они связаны с существованием живого, но действуют только в пределах одного вида) и действующих на один как бы изолированный вид, составляет предмет аутэкологии.

Мы подходим, наконец, к наиболее сложной стадии: популяция одного вида должна быть теперь сопоставлена со всеми остальными популяциями, относящимися к различным видам, обитающим в той же среде. Такие популяции называют симпатрическими, так как они размещаются на одной территории. Нетрудно понять, что изучение взаимоотношений всех популяций — а их обычно бывает много — сопряжено с огромными трудностями. Между некоторыми популяциями практически нет никаких отношений, зато между другими они носят жизненно важный характер; одни питаются за счет других, и нам придется уделить особое внимание вопросам хищничества и паразитизма, а также борьбы между видами за общую пищу. Математические модели здесь также могут оказаться очень полезными.

Взаимодействия между популяциями столь сложны, что они не поддаются не только полному, но даже сколько-нибудь удовлетворительному анализу. Поэтому не остается ничего другого, как, минуя подобный анализ, ограничиться рассмотрением обмена веществ и энергии в среде, населенной многочисленными популяциями, а также определением общего баланса. Этим занимается синэкология.

На еще более высоком уровне синэкологию интересует то, что происходит уже не в ограниченной среде, а в совокупности сред, образующих биосферу, иначе говоря, интересует все, что составляет основу жизни на Земле. Таким образом, мы подошли к краткому описанию различных сред жизни, существующих на нашей планете,— сухопутной и водной, а также к рассмотрению совершающихся в них превращений вещества и энергии.

Экология — наука будущего, и возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса. В конце этой книги будет показано, какую пользу может принести экология в теоретическом и практическом отношениях, как с ее помощью выяснить, какие катастрофы нам угрожают и, что гораздо более трудно,— какие меры можно предпринять в тех случаях, когда беда уже пришла в результате необдуманного воздействия на природу.

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



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: