🗊Презентация История развития экологических учений

Лекция 1. Экология как наука

1 История развития экологических учений Историю развития экологии можно условно разделить на 3 этапа: 1 – этап зарождения и становления экологии как науки (с глубокой древности до середины XIX века); 2 – этап оформления экологии в самостоятельную отрасль знаний (с середины XIX века до середины XX века); 3 – этап превращения экологии в междисциплинарную науку (с середины XX века по настоящее время).

Становление экологии как науки связано с именами анг­лийских ученых – биолога Джона Рея (1627-1705) и хи­мика Роберта Бойля (1627-1691).

Д. Рей в 1670 г. в монографии «История растений» предложил первую естественную систему растений, ввел представления об однодольных и двудольных растениях. Он впервые использовал понятия вида и рода в смысле, близком к современному. В этом же году Р. Бойль опубли­ковал результаты влияния низкого атмосферного давления на различных животных.

Голландский натуралист Антони ван Левенгук (1632-1723) с помощью изобретенного им микроскопа первым начал изучать микроорганизмы и клетки. Голландский натуралист Антони ван Левенгук (1632-1723) с помощью изобретенного им микроскопа первым начал изучать микроорганизмы и клетки. Он является пио­нером в изучении пищевых цепей, исследовал проблемы численности популяций.

Первые представле­ния о биосфере как области жизни и оболочке Земли даны Ж.-Б. Ламарком (1744-1829) в труде «Гидрология». Первые представле­ния о биосфере как области жизни и оболочке Земли даны Ж.-Б. Ламарком (1744-1829) в труде «Гидрология».

Термин «биосфера» впервые ввел в научный обиход в 1875 г. австрий­ский геолог Э. Зюсс (1831-1914), в работах которого биосферу понимали как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую лик Земли. Термин «биосфера» впервые ввел в научный обиход в 1875 г. австрий­ский геолог Э. Зюсс (1831-1914), в работах которого биосферу понимали как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую лик Земли.

Существенной вехой в развитии науки об образе жизни различных живых организмов, и в том числе человека, явля­ется труд Т. Мальтуса (1798), в котором приведены уравнения экспоненциального роста популяций как основы демографиче­ских концепций. Существенной вехой в развитии науки об образе жизни различных живых организмов, и в том числе человека, явля­ется труд Т. Мальтуса (1798), в котором приведены уравнения экспоненциального роста популяций как основы демографиче­ских концепций.

В России заслуга в формировании В России заслуга в формировании основных положений экологии и экологического мировоззрения принадлежит профессору Московского университета Карлу Францевичу Рулье (1814-1858). Еще до выхода в свет труда Э. Геккеля он сформулиро­вал основной принцип взаимоотношений организма и среды, названный им «Законом двойственности жизненных начал». Им же обозначены проблемы изменчивости, адаптации, миг­раций и влияния человека на природу.

Начало биоценотическому направлению Начало биоценотическому направлению исследований в природе положил в конце 70-х гг. ХIХ века немецкий биолог К. Мебиус. В 1877 г. на основе изучения устричных банок Северного моря обосновал представление о биоценозе как глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды. Биоценозы, или природные сообщества, по К. Мебиусу, обусловлены длительной историей приспособления видов друг к другу и к исходной экологической обстановке. Он утверждал, что всякое изменение в каком-либо из факторов биоценоза вызывает изменения в других факторах последнего.

Во второй половине XIX – начале XX вв. большое внима­ние уделяли изучению влияния отдельных факторов (главным образом климатических) на распространение и динамику орга­низмов. Во второй половине XIX – начале XX вв. большое внима­ние уделяли изучению влияния отдельных факторов (главным образом климатических) на распространение и динамику орга­низмов. К догеккелевскому периоду развития экологии отно­сят, в частности, работы ученого-агронома Ю. Либиха, кото­рый сформулировал закон минимума.

Огромный вклад в становление экологии как нау­ки внес английский ученый Чарльз Дарвин (1809-1882). Он заложил биологический фундамент эко­логии как науки. В книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» (1859) он изложил основы теории есте­ственного отбора в результате борьбы за существование. Огромный вклад в становление экологии как нау­ки внес английский ученый Чарльз Дарвин (1809-1882). Он заложил биологический фундамент эко­логии как науки. В книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» (1859) он изложил основы теории есте­ственного отбора в результате борьбы за существование.

Термин «экология» (от греч. oikos — дом, родина и logos — учение) впервые введен в 1866 г. немецким биологом, профес­сором Йенского университета Э. Геккелем (1834-1919). Термин «экология» (от греч. oikos — дом, родина и logos — учение) впервые введен в 1866 г. немецким биологом, профес­сором Йенского университета Э. Геккелем (1834-1919).

В 1927 г. Ч. Элтон выпустил первый учебник-монографию по экологии. В нем было описано своеобразие биоценотических процессов, дано понятие экологической ниши, обоснова­но «правило экологических пирамид», сформулированы прин­ципы популяционной экологии. Вскоре были предложены математические модели роста численности популяций и их взаимодействия (В. Вольтерра, А. Лотка), проведены лабора­торные опыты по проверке этих моделей (Г. Ф. Гаузе). В 1927 г. Ч. Элтон выпустил первый учебник-монографию по экологии. В нем было описано своеобразие биоценотических процессов, дано понятие экологической ниши, обоснова­но «правило экологических пирамид», сформулированы прин­ципы популяционной экологии. Вскоре были предложены математические модели роста численности популяций и их взаимодействия (В. Вольтерра, А. Лотка), проведены лабора­торные опыты по проверке этих моделей (Г. Ф. Гаузе).

Таким образом, в 20-30-е годы Таким образом, в 20-30-е годы сформировалось направление эколо­гии популяций, в 30-е годы — понятие экосистемы. Его введе­ние связывают с работами А. Тенсли (1935). Под экосистемой понимали совокупность организмов и неживых компонентов, среды их обитания, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот (с участием продуцентов, консументов и редуцентов).

В начале 40-х годов В. Н. Сукачев (1880-1967) обосновал концепцию биогеоценоза, имевшую большое значение для раз­вития теоретической базы экологии. В 50-е годы сформирова­лась общая экология, основное внимание в которой уделяется изучению взаимодействия организмов и структуры образуе­мых ими систем. В начале 40-х годов В. Н. Сукачев (1880-1967) обосновал концепцию биогеоценоза, имевшую большое значение для раз­вития теоретической базы экологии. В 50-е годы сформирова­лась общая экология, основное внимание в которой уделяется изучению взаимодействия организмов и структуры образуе­мых ими систем.

К 70-м годам XX в. сложились направления, называемые «физиологической» и «эволюционной» экологи­ей. В наши дни получили развитие «количественная» эколо­гия и математическое моделирование биосферных и экосистемных процессов. Изучение общепланетарных процессов развернулось после выхода в свет в 1926 г. книги В. И. Вернадского «Биосфера», где рассмотрены свойства «живого вещества» и его функции в формировании как современного лика Земли, так и всех сред жизни на планете (водной, почвенной и воздушной). В.И. Вернадский разработал также учение о биогеохимических циклах. Пред­шественником и единомышленником В. И. Вернадского был В. В. Докучаев (1846—1903), создавший учение о почве как о естественно-историческом теле. К 70-м годам XX в. сложились направления, называемые «физиологической» и «эволюционной» экологи­ей. В наши дни получили развитие «количественная» эколо­гия и математическое моделирование биосферных и экосистемных процессов. Изучение общепланетарных процессов развернулось после выхода в свет в 1926 г. книги В. И. Вернадского «Биосфера», где рассмотрены свойства «живого вещества» и его функции в формировании как современного лика Земли, так и всех сред жизни на планете (водной, почвенной и воздушной). В.И. Вернадский разработал также учение о биогеохимических циклах. Пред­шественником и единомышленником В. И. Вернадского был В. В. Докучаев (1846—1903), создавший учение о почве как о естественно-историческом теле.

В. И. Вернадский (1863-1945) обосновал роль живого ве­щества как наиболее мощного геохимического и энергетиче­ского фактора — ведущей силы планетарного развития. В его работах ясно прослеживается значение для космоса жизни на планете Земля, а также значение космических связей для био­сферы. В. И. Вернадский (1863-1945) обосновал роль живого ве­щества как наиболее мощного геохимического и энергетиче­ского фактора — ведущей силы планетарного развития. В его работах ясно прослеживается значение для космоса жизни на планете Земля, а также значение космических связей для био­сферы.

В. И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и при­шел к выводу, что деятельность современного человека, преоб­разующего поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. В ре­зультате стало ясно, что использование природных ресурсов планеты происходит без учета закономерностей и механизмов функционирования биосферы. Тем не менее завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы — сферы разума. В. И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и при­шел к выводу, что деятельность современного человека, преоб­разующего поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. В ре­зультате стало ясно, что использование природных ресурсов планеты происходит без учета закономерностей и механизмов функционирования биосферы. Тем не менее завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы — сферы разума.

Среди современных зарубежных ученых следует отме­тить Ю. Одума (США), Б. Коммонера (США). Ю. Одум написал одни из лучших современных книг по экологии: «Основы экологии» (1975) и «Экология» (1986). Эти рабо­ты оказали большое влияние на формирование экосистемного направления в экологии, в них он определил экологию как науку о функционировании биосферы. Среди современных зарубежных ученых следует отме­тить Ю. Одума (США), Б. Коммонера (США). Ю. Одум написал одни из лучших современных книг по экологии: «Основы экологии» (1975) и «Экология» (1986). Эти рабо­ты оказали большое влияние на формирование экосистемного направления в экологии, в них он определил экологию как науку о функционировании биосферы. Определенный вклад в развитие глобальной эколо­гии внесли Дж. Форрестер (США) и Д. Медоуз (США). В книге «Мировая динамика» (1971) Дж. Форрестер – ма­тематик и специалист в области управления – изложил воз­можные варианты мирового развития. Под руководством кибернетика М. Медоуза в рамках «Римского клуба» с по­мощью методов математического моделирования проведены исследования путей мирового развития с 1900 до 2100 г.

2 Экология как наука Как уже отмечалось, термин «экология» появился во второй половине XIX в. В 1866 г. молодой немецкий биолог профессор Йенского университета Эрнест Геккель в своем фундаментальном труде «Всеобщая морфология организмов» впервые употребил этот термин, образован­ный из двух греческих корней: ойкос (oikos) – дом, жили­ще; логос (logos) – слово, логика, наука. Дословный пере­вод означает «наука о доме (жилище)». Э. Геккель писал, что экология – это наука о взаимоот­ношениях животных с окружающей их средой, т. е. он рас­сматривал экологию как область зоологии, изучающую вза­имоотношения животных с живой и неживой природой.

В современном понимании экология – наука о законо­мерностях формирования, развития и устойчивого функци­онирования биологических систем надорганизменного уров­ня во взаимосвязи со средой обитания. Кроме того, данная наука позволяет определить оптимальные формы взаимо­отношений природы и человеческого общества. В современном понимании экология – наука о законо­мерностях формирования, развития и устойчивого функци­онирования биологических систем надорганизменного уров­ня во взаимосвязи со средой обитания. Кроме того, данная наука позволяет определить оптимальные формы взаимо­отношений природы и человеческого общества. Объектами изучения экологии как науки являются биологические системы, относящиеся к популяционно-биоценотическому уровню организации живого вещества.

В основе методов исследования экосистем и биогеоценозов лежит экосистемный подход. В основе методов исследования экосистем и биогеоценозов лежит экосистемный подход. Биологические системы на Земле имеют строгую иерар­хическую структуру, определяемую уровнями организации живого вещества (молекулярный, клеточный, тканевой, органный, организменный (онтогенетический), популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический, биосферный) (см. рисунок ).

В соответствии с данными уровнями эко­логию зачастую подразделяют на аутэкологию, синэкологию и демэкологию. В соответствии с данными уровнями эко­логию зачастую подразделяют на аутэкологию, синэкологию и демэкологию. Аутэкология (греч. autos – сам) изучает взаимодей­ствие отдельных организмов или групп этих организмов с окружающей средой. При этом изучается взаимодействие данных объектов с окружающей средой как бы в изоляции от целостной биологической системы, в которую они входят как составные части, для познания основных закономерно­стей этого взаимодействия. Полученные знания позволяют оценить роль одной особи или группы особей в среде оби­тания.

Демэкология (греч. demos – народ,), или популяционная экология, направлена на изучение биологических систем более высокого уровня – группировок особей одного вида, со­вместно проживающих на определенной территории и спо­собных к устойчивому- воспроизводству (популяций). В этом разделе экологии особи рассматриваются не изолирован­но, а в виде взаимодействующих между собой организмов одного вида в составе популяции, исследуются условия, при которых происходит формирование популяции, изуча­ются внутрипопуляционные группировки, динамика чис­ленности популяции и др. Демэкология (греч. demos – народ,), или популяционная экология, направлена на изучение биологических систем более высокого уровня – группировок особей одного вида, со­вместно проживающих на определенной территории и спо­собных к устойчивому- воспроизводству (популяций). В этом разделе экологии особи рассматриваются не изолирован­но, а в виде взаимодействующих между собой организмов одного вида в составе популяции, исследуются условия, при которых происходит формирование популяции, изуча­ются внутрипопуляционные группировки, динамика чис­ленности популяции и др.

Синэкология (греч. syn – вместе), или биоценология, исследует взаимодействие сообществ организмов различных видов между собой, а также с окружающей их абиотической (неживой) средой. Сообщества и окружающая их среда об­разуют систему более высокого иерархического уровня: экосистему. Совокупность всех экосистем планеты образу­ет экосистему наивысшего уровня — биосферу. Различные экосистемы и вся биосфера в целом являются также объектом изучения синэкологии. Синэкология (греч. syn – вместе), или биоценология, исследует взаимодействие сообществ организмов различных видов между собой, а также с окружающей их абиотической (неживой) средой. Сообщества и окружающая их среда об­разуют систему более высокого иерархического уровня: экосистему. Совокупность всех экосистем планеты образу­ет экосистему наивысшего уровня — биосферу. Различные экосистемы и вся биосфера в целом являются также объектом изучения синэкологии. Эйдэкология (экология видов) – наименее разработанное направление современной биоэкологии.

Биоценология – биологическая дисциплина, изучающая растительные и животные сообщества в их совокупности (живую природу), то есть биоценозы, их строение, развитие, распределение в пространстве и во времени, происхождение. Изучение сообществ организмов в их взаимодействии с неживой природой – предмет биогеоценологии. Биоценология – биологическая дисциплина, изучающая растительные и животные сообщества в их совокупности (живую природу), то есть биоценозы, их строение, развитие, распределение в пространстве и во времени, происхождение. Изучение сообществ организмов в их взаимодействии с неживой природой – предмет биогеоценологии. В рамках основных разделов при исследовании кон­кретных групп организмов выделяют экологию животных, растений, человека и т.д., а при изучении природных ком­плексов – экологию водоемов, экологию суши, агроэколо­гию и т.д.

Ландша́фтная эколо́гия – отрасль науки, раздел экологии и географии, который изучает пространственное разнообразие и элементы ландшафта (например поля, живые изгороди, группы деревьев, реки или города) и то, как их расположение воздействует на распределение и поток энергии, и индивидуумов в окружающей среде (который, в свою очередь, может непосредственно повлиять на распределение элементов). Ландша́фтная эколо́гия – отрасль науки, раздел экологии и географии, который изучает пространственное разнообразие и элементы ландшафта (например поля, живые изгороди, группы деревьев, реки или города) и то, как их расположение воздействует на распределение и поток энергии, и индивидуумов в окружающей среде (который, в свою очередь, может непосредственно повлиять на распределение элементов).

На базе уже рассмотренных разделов экологии в послед­ние годы сформировались и бурно развиваются два новых направления: глобальная экология и социоэкология. Объ­ектом изучения глобальной экологии является биосфера в целом. Проблемы взаимодействия природы и общества исследует социоэкология. На базе уже рассмотренных разделов экологии в послед­ние годы сформировались и бурно развиваются два новых направления: глобальная экология и социоэкология. Объ­ектом изучения глобальной экологии является биосфера в целом. Проблемы взаимодействия природы и общества исследует социоэкология. С научно-практической точки зрения, экологию делят на теоретическую и прикладную. Развитие промышленности, транспорта, сельского хозяй­ства привело к возникновению ряда факторов, отрицатель­но влияющих на окружающую среду и на человека, поэтому возникло новое направление — прикладная экология (ин­женерная, сельскохозяйственная, промысловая и т.д.).

Прикладная экология – это большой комплекс дисциплин, связанных с разными отраслями деятельности человека и взаимоотношениями между человеком и природой. К основным задачам прикладной экологии относятся: изучение механизмов антропогенных воздействий на природу; разработка принципов рационального использования, сохранения и воспроизводства природных ресурсов; разработка экологических нормативов и стандартов; оптимизация инженерных решений по защите окружающей среды и др. Прикладная экология – это большой комплекс дисциплин, связанных с разными отраслями деятельности человека и взаимоотношениями между человеком и природой. К основным задачам прикладной экологии относятся: изучение механизмов антропогенных воздействий на природу; разработка принципов рационального использования, сохранения и воспроизводства природных ресурсов; разработка экологических нормативов и стандартов; оптимизация инженерных решений по защите окружающей среды и др.

Теоретическая экология является научной основой для прикладной экологии, так как вскрывает общие закономерности организации жизни и функционирования экологических систем и биосферы, что позволяет предотвратить негативные последствия антропогенной деятельности. Теоретическая экология является научной основой для прикладной экологии, так как вскрывает общие закономерности организации жизни и функционирования экологических систем и биосферы, что позволяет предотвратить негативные последствия антропогенной деятельности.

В современной экологии можно выделить два подхода к проблеме взаимоотношений человека и природы. Первый подход – экоцентризм – исходит из представлений об объективном существовании единой системы, в которой все живые организмы планеты, включая человеческое общество с его техникой, технологиями, культурой, взаимодействуют между собой и окружающей средой. Второй подход – антропоцентризм – рассматривает человеческое общество и живую природу как две разные системы, внутренние связи в каждой из которых сильнее, существеннее, чем связи между ними; ставит человека, его технологии, его «власть над природой» в центр экологических проблем. В современной экологии можно выделить два подхода к проблеме взаимоотношений человека и природы. Первый подход – экоцентризм – исходит из представлений об объективном существовании единой системы, в которой все живые организмы планеты, включая человеческое общество с его техникой, технологиями, культурой, взаимодействуют между собой и окружающей средой. Второй подход – антропоцентризм – рассматривает человеческое общество и живую природу как две разные системы, внутренние связи в каждой из которых сильнее, существеннее, чем связи между ними; ставит человека, его технологии, его «власть над природой» в центр экологических проблем.

Таким образом, основ­ная цель современной экологии – определение основных за­конов функционирования биологических систем различного уровня во взаимосвязи с окружающей средой и умение их ис­пользовать для устойчивого развития цивилизации путем управления природными и антропогенными системами, че­ловеческим обществом и биосферой в целом. Таким образом, основ­ная цель современной экологии – определение основных за­конов функционирования биологических систем различного уровня во взаимосвязи с окружающей средой и умение их ис­пользовать для устойчивого развития цивилизации путем управления природными и антропогенными системами, че­ловеческим обществом и биосферой в целом.