Екологія що вивчає чим займається. Що таке екологія

Екологія- це наука про відносини рослинних і тваринних організмів або їх угруповань між собою та навколишнім середовищем. Термін “екологія”, утворений із двох грецьких слів: ойкос- будинок, житло, батьківщина та логос- наука, запропонований німецьким біологом Э.Геккелем в 1869г. і означає буквально "вивчення власного будинку" або "наука про місце проживання".

Як самостійна наука екологія сформувалася у ХХ столітті, хоча факти, що становлять її зміст, привертали увагу людини з давніх-давен. У сучасному вигляді екологія охоплює надзвичайно широке коло питань і тісно переплітається з низкою суміжних наук (біологія, геологія, фізика, хімія, генетика та ін.).

Величезне значення екології стали розуміти зовсім недавно, коли зважаючи на посилення антропогенного впливу на природне середовище з усією очевидністю виникла проблема збереження життя на нашій планеті, збереження людської цивілізації. Не можна бездумно ставитись до природи, безжально її експлуатувати! Людське суспільство може жити і розвиватися лише перебуваючи у гармонії з природою. Для цього необхідно знати, як влаштована та функціонує природа, як вона реагує на втручання людини.

Екологія тісно пов'язана з іншими біологічними науками – зоологією та ботанікою. У момент становлення цих наук основна увага дослідників була зосереджена на систематиці та будові організмів. Але вже у перших творах з флори опис кожного виду рослини стало супроводжуватися зазначенням місць проростання. У вивченні фауни також дійшли того, що спосіб життя тварини взаємопов'язаний з умовами її проживання. Очевидно, більшість цих відомостей відноситься і до екології.

Екологія вивчає організацію життя трьох рівнях. Перший рівень відноситься до окремих рослин і тварин - особинам. Будь-яка особина під впливом різних умов довкілля і відчуває їх вплив. Одними з головних умов є кліматичні - температура, вологість, освітленість та ін. Крім того, для наземних тварин, особливо мешканців ґрунту, та рослин важливу роль відіграють фізичні та хімічні властивості ґрунту. Для водних організмів особливого значення набувають фізичні та хімічні властивості води як довкілля.

Розділ екології, в якому досліджується взаємодія окремого організму із середовищем проживання (спосіб життя, поведінка, взаємодія з окремими елементами навколишнього середовища та ін.), має назву аутекології(від грецької аутос- Сам).

У реальному житті, проте, жоден організм немає поза зв'язки з іншими, собі подібними організмами, тобто. особинами того ж виду. Як правило, організми існують у вигляді особливих угруповань - популяцій (від латинського - популус- Народ, населення). Взаємодія організмів у популяції призводить до того, що з'являються власні властивості, відмінні від властивостей окремих особин. Під впливом багатьох зовнішніх умов (параметрів навколишнього середовища, якості та кількості їжі та ін) популяції змінюють чисельність у часі та просторі, набувають властивості накопичувати та витрачати речовину та енергію, їм властиві більш складні реакції на зміни середовища, ніж реакції індивідуума.

Розділ екології, що вивчає взаємовідносини між організмом та середовищем проживання на рівні популяцій, носить назву демекологіїабо популяційної екології.

Але й населення ізольовано існувати неспроможна, оскільки потребує енергії, речовині, просторі та інших життєвих ресурсах. Тому популяція обов'язково входить у взаємовідносини коїться з іншими популяціями: популяція хижої тварини черпає енергію від популяції травоїдного, популяції можуть виборювати простір, їжу тощо. Однак вони можуть і допомагати один одному: ґрунтові тварини, переробляючи мертву рослинну речовину, збільшують родючість ґрунту, комахи беруть участь в запиленні рослин, деякі рослиноїдні тварини забезпечують перенесення насіння рослин, сприяючи їх розмноженню. Отже, популяції що неспроможні існувати друг без друга. Стабільність природної системи у часі підтримується взаємодіями між усіма її живими та неживими складовими.

У природі популяції різних організмів, що спільно мешкають, завжди утворюють певну єдність, звану спільнотоюабо біоценозом(від грецької біос- життя та ціноз- загальне). Займаний співтовариством природний життєвий простір називається біотопом(від грецької біос- життя та топос- Місце). Спільнота - це досить стійка біологічна освіта, оскільки має здатність до самопідтримування своїх природних властивостей та видового складу. Стійкість співтовариства визначається як стійкістю що входять у нього популяцій, а й особливістю взаємодії з-поміж них.

Комплексне вивчення угруповань є предметом ще більш складного розділу екології - синекології(від грецької син- разом) або екології спільнот.

Останнім часом слово "екологія" стало дуже популярним; найчастіше його використовують, говорячи про неблагополучний стан навколишньої природи. Іноді цей термін використовують у поєднанні з такими словами, як "суспільство", "родина", "культура", "здоров'я". Невже екологія настільки велика наука, що здатна охопити більшість проблем, що стоять перед людством? Чи можна дати конкретну відповідь на запитання – що ж вивчає ця наука?

З перших кроків свого розвитку людина нерозривно пов'язана з природою. Він завжди знаходився в тісній залежності від рослинного та тваринного світу, від їх ресурсів і був змушений повсякденно зважати на особливості розподілу та способу життя звірів, риб, птахів та ін. Звичайно, уявлення стародавньої людини про навколишнє середовище не носили наукового характеру і були не завжди усвідомленими, але з часом саме вони стали джерелом накопичення екологічних знань.

Вже в найдавніших рукописах не тільки згадуються різні тварини та рослини, але наведені і деякі відомості про їх спосіб життя, про значення довкілля для організмів, у тому числі й для людини.

Термін екологія було запропоновано 1866 р. німецьким біологом Ернстом Геккелем. Слово "екологія" (від грец. Ойкос - будинок, житло, батьківщина і логос - наука) означає дослівно "наука про будинок, про місце свого життя". У більш загальному сенсі екологія - це наука, що вивчає взаємовідносини організмів з навколишнім середовищем проживання (у тому числі різноманіття взаємозв'язків їх з іншими організмами та співтовариствами).

Як самостійної науки екологія оформилася лише XX в. А по-справжньому велике значення екології як науки почали розуміти нещодавно. Цьому є пояснення, яке пов'язане з тим, що зростання чисельності населення Землі і вплив на природне середовище поставили людину перед необхідністю вирішувати ряд нових життєво важливих завдань. Людині треба знати, як влаштована і як функціонує навколишня природа. Екологія таки вивчає ці проблеми.

Ідеї ​​екології як фундаментальної наукової дисципліни мають дуже важливе значення. І якщо ми визнаємо актуальність цієї науки, нам треба навчитися правильно користуватись її законами, поняттями, термінами. Адже вони допомагають людям визначати своє місце в навколишньому середовищі, правильно і раціонально використовувати природні багатства.

У другій половині XX ст. відбувається свого роду "екологізація" сучасних наук. Це пов'язано з усвідомленням величезної ролі екологічних знань, з розумінням того, що діяльність людини часто не тільки завдає шкоди навколишньому середовищу, але, впливаючи на неї негативно, змінюючи умови життя людей, загрожує існуванню людства.

Якщо в період свого виникнення екологія в основному вивчала взаємовідносини організмів з середовищем і була складовою біології, то сучасна екологія охоплює надзвичайно широке коло питань і тісно переплітається з низкою суміжних наук. Серед них насамперед біологія (ботаніка та зоологія), географія, геологія, фізика, хімія, генетика, математика, медицина, агрономія, архітектура.

В даний час в екології виділяють такі наукові галузі як популяційна екологія, географічна екологія, хімічна екологія, промислова екологія, екологія рослин, тварин, людини. В основі всіх напрямків сучасної екології лежать фундаментальні біологічні ідеї про відносини живих організмів з навколишнім середовищем.

Природа набагато складніша, ніж ми можемо собі це уявити. Перший закон екології говорить: "Хоч би ми робили в природі, все викликає в ній ті чи інші наслідки, часто непередбачувані".

Отже, результати нашої діяльності можна передбачити, лише проаналізувавши її вплив на природу. Для екологічного аналізу необхідно залучити знання різних наук, щоб зрозуміти, яким чином відбувається вплив людини на навколишнє середовище, і знайти межі зміни умов, які дозволяють не допускати екологічної кризи. Отже, екологія стає теоретичною основою раціонального використання природних ресурсів.

Сучасна екологія - універсальна, бурхливо розвивається, комплексна наука, що має велике практичне значення для всіх людей. Екологія - наука майбутнього, і, можливо, саме існування людини залежатиме від прогресу цієї науки.

Екологія

ЕКОЛОГІЯ-і; ж.[від грец. oikos - будинок, житло та logos - вчення]

1. Наука про відносини рослинних і тваринних організмів та утворених ними угруповань між собою та навколишнім середовищем. е. рослин. е. тварин. е. людини.

2. Екологічна система. е. лісу.

3. Природа і взагалі довкілля всього живого (зазвичай про поганий їх стан). Турботи про екологію. Порушена е. Гнітючий стан екології. е. північного заходу Росії.

◁ Екологічний (див.).

(від грец. óikos - будинок, житло, місцеперебування і ...логія), наука про відносини організмів і утворених ними угруповань між собою і з навколишнім середовищем. Термін «екологія» запропонований у 1866 Е. Геккелем. Об'єктами екології можуть бути популяції організмів, види, спільноти, екосистеми та біосфера в цілому. Із середини XX ст. у зв'язку з впливом людини на природу, що посилився, екологія набула особливого значення як наукова основа раціонального природокористування та охорони живих організмів, а сам термін «екологія» - ширший зміст. З 70-х років. XX ст. складається екологія людини, чи соціальна екологія, вивчає закономірності взаємодії нашого суспільства та довкілля, і навіть практичні проблеми її охорони; включає різні філософські, соціологічні, економічні, географічні та інші аспекти (наприклад, екологія міста, технічна екологія, екологічна етика та ін.). У цьому сенсі говорять про «екологізацію» сучасної науки. Екологічні проблеми, породжені сучасним суспільним розвитком, викликали низку суспільно-політичних рухів («Зелені» та ін.), що виступають проти забруднення довкілля та інших негативних наслідків науково-технічного прогресу.

З невеликою затримкою перевіримо, чи не приховав videopotok свій iframe setTimeout(function() ( if(document.getElementById("adv_kod_frame").hidden) document.getElementById("video-banner-close-btn").hidden = true; ) , 500); ) ) if (window.addEventListener) ( window.addEventListener("message", postMessageReceive); ) else ( window.attachEvent("onmessage", postMessageReceive); ) ))();

ЕКОЛОГІЯ (від грец. oikos - будинок, житло, місцеперебування і логос - слово, вчення), наука про відносини живих організмів і утворених ними угруповань між собою і з навколишнім середовищем.
Термін «екологія» запропонований у 1866 Е. Геккелем (див.ГЕККЕЛЬ Ернст). Об'єктами екології можуть бути популяції організмів, види, спільноти, екосистеми та біосфера в цілому. Із сірий. 20 ст. у зв'язку з впливом людини на природу, що посилився, екологія набула особливого значення як наукова основа раціонального природокористування та охорони живих організмів, а сам термін «екологія» - ширший зміст.
З 70-х років. 20 ст. складається екологія людини, чи соціальна екологія, вивчає закономірності взаємодії нашого суспільства та довкілля, і навіть практичні проблеми її охорони; включає різні філософські, соціологічні, економічні, географічні та інші аспекти (напр., Екологія міста, технічна екологія, екологічна етика та ін). У цьому сенсі говорять про «екологізацію» сучасної науки. Екологічні проблеми, породжені сучасним суспільним розвитком, викликали низку суспільно-політичних рухів («Зелені») (див.ЗЕЛЕНІ (рух)та ін), які виступають проти забруднення навколишнього середовища та ін. негативних наслідків науково-технічного прогресу.
* * *
ЕКОЛОГІЯ (від грец. oikos - будинок, житло, місцеперебування та... логія), наука, що вивчає взаємозв'язки організмів з навколишнім середовищем, тобто сукупністю зовнішніх факторів, що впливають на їх зростання, розвиток, розмноження та виживання. До певної міри умовно ці чинники можна розділити на «абіотичні», або фізико-хімічні (температура, вологість, довжина світлового дня, вміст мінеральних солей у ґрунті та ін.), та «біотичні», обумовлені наявністю або відсутністю інших живих організмів (в в тому числі є об'єктами харчування, хижаками або конкурентами).
Предмет екології
У центрі уваги екології - те, що безпосередньо пов'язує організм із навколишнім середовищем, дозволяючи жити у тих чи інших умовах. Екологів цікавить, наприклад, що споживає організм і що виділяє, як швидко він росте, у якому віці приступає до розмноження, скільки нащадків виробляє світ, і яка ймовірність у цих нащадків дожити до певного віку. Об'єктами екології найчастіше є окремо взяті організми, а популяції (див.ПОПУЛЯЦІЯ), біоценози (див.Біоціноз), а також екосистеми (див.ЕКОСИСТЕМА). Прикладами екосистем можуть бути озеро, море, лісовий масив, невелика калюжа або навіть стовбур дерева, що гниє. Як найбільшу екосистему можна розглядати і всю біосферу (див.БІОСФЕРА).
У сучасному суспільстві під впливом засобів масової інформації, екологія часто трактується як суто прикладне знання про стан довкілля людини, і навіть - як саме цей стан (звідси такі безглузді висловлювання як «погана екологія» того чи іншого району, «екологічно чисті» продукти або товари). Хоча проблеми якості середовища для людини, безумовно, мають дуже важливе практичне значення, а вирішення їх неможливе без знання екології, коло завдань цієї науки набагато ширше. У своїх роботах фахівці-екологи намагаються зрозуміти, як влаштована біосфера, яка роль організмів у кругообігу різних хімічних елементів та процесах трансформації енергії, як різні організми взаємопов'язані між собою та з середовищем свого проживання, що визначає розподіл організмів у просторі та зміну їх чисельності у часі . Оскільки об'єкти екології - це, як правило, сукупності організмів або навіть комплекси, що включають поряд з організмами неживі об'єкти, її визначають іноді як науку про надорганізмові рівні організації життя (популяції, співтовариства, екосистеми і біосферу), або як науку про живий вид біосфери.
Історія становлення екології
Термін «екологія» було запропоновано у 1866 році німецьким зоологом та філософом Е. Геккелем. (див.ГЕККЕЛЬ Ернст), Який, розробляючи систему класифікації біологічних наук, виявив, що немає ніякої спеціальної назви в галузі біології, що вивчає взаємини організмів із середовищем. Геккель визначав також екологію як «фізіологію взаємовідносин», хоча «фізіологія» розумілася при цьому дуже широко - як вивчення різних процесів, що протікають в живій природі.
У наукову літературу новий термін входив досить повільно і більш менш регулярно став використовуватися тільки з 1900-х років. Як наукова дисципліна екологія формувалася в 20-му столітті, але передісторія її сягає 19, і навіть 18 століття. Так, вже у працях К. Ліннея (див.ЛІННІЙ Карл), що заклав основи систематики організмів, було уявлення про «економію природи» - сувору впорядкованість різних природних процесів, спрямованих на підтримку деякої природної рівноваги. Розумілася ця впорядкованість виключно на кшталт креаціонізму (див.КРЕАЦІОНІЗМ)- як втілення «задуму» Творця, який спеціально створив різні групи живих істот для виконання різних ролей в «економії природи». Так, рослини повинні служити їжею травоїдним тваринам, а хижаки повинні не дозволяти травоїдним розмножуватися в дуже великій кількості.
У другій половині 18 ст. на зміну уявленням природної історії, невіддільним від церковних догматів, стали приходити нові ідеї, поступовий розвиток яких призвів до тієї картини світу, що й сучасної наукою. Найважливішим моментом була відмова від суто зовнішнього опису природи і перехід до виявлення внутрішніх, часом прихованих зв'язків, що визначають її природний розвиток. Так, І. Кант (див.КАНТ Іммануїл)у своїх лекціях з фізичної географії, прочитаних в університеті Кенігсберга, наголошував на необхідності цілісного опису природи, який враховував би взаємодію процесів фізичних і тих, що пов'язані з діяльністю живих організмів. У Франції, на початку 19 в. Ж. Б. Ламарк (див.Ламарк Жан Батіст)запропонував свою, значною мірою умоглядну концепцію круговороту речовин Землі. Живим організмам при цьому приділялася дуже важлива роль, оскільки передбачалося, що тільки життєдіяльність організмів, що призводить до створення складних хімічних сполук, здатна протистояти природним процесам руйнування та розпаду. Хоча концепція Ламарка була досить наївною і не завжди відповідала навіть тодішньому рівню знань у галузі хімії, в ній були передбачені деякі ідеї щодо функціонування біосфери, що отримали розвиток вже на початку 20 століття.
Безумовно, предтечею екології можна назвати німецького натураліста А. Гумбольдта (див.ГУМБОЛЬДТ Олександр), багато робіт якого зараз з повним правом вважаються екологічними. Саме Гумбольдту належить заслуга у переході від вивчення окремих рослин до пізнання рослинного покриву як деякої цілісності. Заклавши основи «географії рослин (див.ГЕОГРАФІЯ РОСЛИН)», Гумбольдт не лише констатував відмінності у розподілі різних рослин, а й намагався їх пояснити, пов'язуючи з особливостями клімату.
Спроби з'ясувати роль тих інших чинників у розподілі рослинності робилися та інші вченими. Зокрема, це питання досліджував О. Декандоль (див.ДЕКАНДОЛЬ), що підкреслив важливість як фізичних умов, а й конкуренції між різними видами за загальні ресурси. Ж. Б. Буссенго (див.БУССЕНГО Жан Батіст)заклав основи агрохімії (див.АГРОХІМІЯ), показавши, що всі рослини потребують азоту ґрунту. Він з'ясував, що з успішного завершення розвитку рослині необхідне певну кількість тепла, яку можна оцінити, підсумовуючи температури кожного дня на весь період розвитку. Ю. Лібіх (див.ЛІБІХ Юстус)показав, різні хімічні елементи, необхідні рослині, є незамінними. Тому якщо рослині не вистачає якогось одного елемента, наприклад, фосфору, то недолік його ніяк не може бути компенсований додаванням іншого елемента - азоту або калію. Це правило, яке стало відомим як «закон мінімуму Лібіха», відіграло важливу роль при впровадженні в практику сільського господарства мінеральних добрив. Своє значення воно зберігає і в сучасній екології, особливо при вивченні факторів, що обмежують розподіл чи зростання чисельності організмів.
Визначну роль у підготовці наукової спільноти до сприйняття надалі екологічних ідей мали роботи Ч. Дарвіна (див.Дарвін Чарлз Роберт), Насамперед його теорія природного відбору як рушійної сили еволюції. Дарвін виходив з того, що будь-який вид живих організмів може збільшувати свою чисельність у геометричній прогресії (за експоненційним законом, якщо користуватися сучасним формулюванням), а оскільки ресурсів для підтримки зростаючої популяції незабаром починає бракувати, то між особами обов'язково виникає конкуренція (боротьба за існування ). Переможцями у цій боротьбі виявляються особини, найбільш пристосовані до даних конкретних умов, тобто зуміли вижити та залишити життєздатне потомство. Теорія Дарвіна зберігає своє неминуче значення й у сучасної екології, нерідко задаючи напрямок пошуку певних взаємозв'язків і дозволяючи зрозуміти суть різних «стратегій виживання», використовуваних організмами тих чи інших умовах.
У другій половині 19 століття дослідження, які по суті були екологічними, стали проводитися в багатьох країнах, причому як ботаніками, так і зоологами. Так, у Німеччині, в 1872 р. виходить капітальна праця Августа Гризебаха (1814-1879), що вперше дав опис основних рослинних угруповань усієї земної кулі (ці роботи були видані і російською мовою), а в 1898 р. - велике зведення Франца Шимпера (1856-1901) "Географія рослин на фізіологічній основі", в якій наведено безліч докладних відомостей про залежність рослин від різних факторів середовища. Ще один німецький дослідник – Карл Мебіус (див.МЕБІУС Карл Август), вивчаючи відтворення устриць на мілинах (так званих устричних банках) Північного моря, запропонував термін «біоценоз (див.Біоціноз)», яким позначив сукупність різних живих істот, що мешкають на одній території та між собою тісно взаємопов'язані.
На рубежі 19 і 20 століть саме слово «екологія», яке майже не використовувалося в перші 20-30 років після того, як воно було запропоновано Геккелем, починає вживатися все частіше і частіше. З'являються люди, які називають себе екологами і прагнуть розвивати саме екологічні дослідження. У 1895 р. датський дослідник Й. Е. Вармінг (див.ВАРМІНГ Йоханнес Еугеніус)публікує навчальний посібник з «екологічної географії» рослин, невдовзі перекладений німецькою, польською, російською (1901 р.), а потім і англійською мовою. У цей час екологія найчастіше сприймається як продовження фізіології, лише перенесла свої дослідження з лабораторії у природу. Основна увага приділяється цьому вивченню на організми тих чи інших чинників довкілля. Іноді, однак, ставляться нові завдання, наприклад, виявити загальні, регулярно повторювані риси у розвитку різних природних комплексів організмів (спільнот, біоценозів).
Важливу роль у формуванні кола проблем, що вивчаються екологією, та у становленні її методології відіграло, зокрема, уявлення про сукцесію (див.СУКЦЕСІЯ). Так, США Генрі Каульс (1869-1939) відновив детальну картину сукцесії, вивчаючи рослинність на піщаних дюнах біля озера Мічиган. Ці дюни утворилися в різний час, і тому на них можна було знайти спільноти різного віку - від наймолодших, представлених небагатьма трав'янистими рослинами, які здатні рости на зибучих пісках, до найбільш зрілих, що є справжніми змішаними лісами на старих закріплених дюнах. Надалі концепцію сукцесії детально розробляв інший американський дослідник – Фредерік Клементс (1874–1945). Спільноту він трактував як найвищою мірою цілісне освіту, чимось нагадує організм, наприклад, як і організм, що зазнає певного розвитку - від молодості до зрілості, та був і старості. Клементс вважав, що й на початкових етапах сукцесії різні спільноти однієї території можуть сильно відрізнятися, то більш пізніх вони стають дедалі більше подібними. Зрештою, виявляється так, що для кожної області з певним кліматом та ґрунтом характерно лише одне зріле (кліматне) співтовариство.
Рослинним угрупованням чимало уваги приділялося і в Росії. Так, Сергій Іванович Коржинський (1861-1900), вивчаючи кордон лісової та степової зон, підкреслив, що крім залежності рослинності від кліматичних умов, не менш важливим є і вплив самих рослин на фізичне середовище, їх здатність робити його більш придатним для проростання інших видів. У Росії (а потім і в СРСР) для розвитку досліджень рослинних угруповань (або інакше кажучи - фітоценології) важливе значення мали наукові праці та організаторська діяльність В. Н. Сукачова (див.СУКАЧОВ Володимир Миколайович). Сукачов одним із перших почав експериментальні дослідження конкуренції та запропонував свою класифікацію різних типів сукцесії. Він постійно розробляв вчення про рослинні угруповання (фітоценози), які трактував як цілісні утворення (у цьому був близький до Клементса, хоча ідеї останнього дуже часто критикував). Пізніше, вже у 1940-х роках, Сукачов сформулював уявлення про біогеоценоз (див.БІОГЕОЦЕНОЗ)- природному комплексі, що включає як рослинне співтовариство, але й грунт, кліматичні і гідрологічні умови, тварин, мікроорганізми тощо. буд. Дослідження біогеоценозів у СРСР нерідко вважали самостійної наукою - біогеоценологією. Нині біогеоценологія зазвичай сприймається як частина екології.
Для перетворення екології на самостійну науку дуже важливими були 1920-1940-ті роки. У цей час публікується низка книг з різних аспектів екології, починають виходити спеціалізовані журнали (деякі з них існують досі), виникають екологічні суспільства. Але найголовніше – поступово формується теоретична основа нової науки, пропонуються перші математичні моделі та виробляється своя методологія, що дозволяє ставити та вирішувати певні завдання. Тоді ж оформляються два досить різних підходи, що існують і в сучасній екології: популяційний - динаміці чисельності організмів, що приділяє основну увагу, і їх розподілу в просторі, і екосистемний - концентрується на процесах круговороту речовини і трансформації енергії.
Розвиток популяційного підходу
Однією з найважливіших завдань екології популяції було виявлення загальних закономірностей динаміки чисельності популяцій - як окремо взятих, так і взаємодіючих (наприклад, конкурують за один ресурс або пов'язаних відносинами «хижак-жертва»). Для вирішення цього завдання використовувалися прості математичні моделі - формули, що показують найбільш ймовірні зв'язки між окремими величинами, що характеризують стан популяції: народжуваністю, смертністю, швидкістю зростання, щільністю (числом особин на одиницю простору), та ін. Математичні моделі дозволяли перевіряти наслідки різних припущень, виявивши необхідні та достатні умови для реалізації того чи іншого варіанта популяційної динаміки.
У 1920 р. американський дослідник Р. Перль (1879-1940) висунув так звану логістичну модель популяційного зростання, що передбачає, що в міру збільшення щільності популяції швидкість її зростання знижується, стаючи рівною нулю при досягненні деякої граничної щільності. Зміна чисельності популяції у часі описувалося таким чином S-подібною кривою, що виходить на плато. Перль розглядав логістичну модель як універсальний закон розвитку будь-якої популяції. І хоча невдовзі з'ясувалося, що це далеко не завжди так, сама ідея про наявність деяких основних принципів, що виявляються в динаміці багатьох різних популяцій, виявилася дуже продуктивною.
Впровадження у практику екології математичних моделей розпочалося з робіт Альфреда Лотки (1880-1949). Свій метод він сам називав «фізичною біологією» - спробою впорядкувати біологічне знання за допомогою підходів, які зазвичай застосовуються у фізиці (у тому числі - математичних моделей). Як один із можливих прикладів він запропонував просту модель, що описує пов'язану динаміку чисельності хижака і жертви. Модель показала, що й вся смертність у популяції жертви визначається хижаком, а народжуваність хижака залежить тільки від забезпеченості його кормом (тобто числа жертв), чисельність і хижака, і жертви робить правильні коливання. Потім Лотка розробив модель конкурентних відносин, а також показав, що в популяції, що збільшує свою чисельність за експонентом, завжди встановлюється постійна вікова структура (тобто співвідношення часток особин різного віку). Пізніше їм було запропоновано методи розрахунку низки найважливіших демографічних показників. Приблизно в ці роки італійський математик В. Вольтерра (див.ВОЛЬТЕРРА Віто), незалежно від Лотки, розробив модель конкуренції двох видів за один ресурс і показав теоретично, що два види, обмежені у своєму розвитку одним ресурсом, не можуть стійко співіснувати - один вид неминуче витісняє інший.
Теоретичні дослідження Лотки та Вольтерри зацікавили молодого московського біолога Г. Ф. Гаузе (див.ГАУЗЕ Георгій Францович). Він запропонував свою, набагато зрозумілішу біологам, модифікацію рівнянь, що описують динаміку чисельності конкуруючих видів, і вперше здійснив експериментальну перевірку цих моделей на лабораторних культурах бактерій, дріжджів та найпростіших. Особливо вдалими були досліди щодо конкуренції між різними видами інфузорій. Гаузе вдалося показати, що види можуть співіснувати тільки в тому випадку, якщо вони обмежені різними факторами, або, інакше кажучи, якщо вони займають різні екологічні ніші. Це правило, яке отримало назву «закону Гаузе», тривалий час слугувало відправною точкою в обговоренні міжвидової конкуренції та її ролі у підтримці структури екологічних спільнот. Результати робіт Гаузе були опубліковані у низці статей та книзі «Боротьба за існування» (1934), яка за сприяння Перла вийшла англійською мовою в США. Книга ця мала величезне значення для подальшого розвитку теоретичної та експериментальної екології. Вона кілька разів перевидавалася і досі часто цитується у науковій літературі.
Вивчення популяцій відбувалося у лабораторії, а й у польовий обстановці. Важливу роль у визначенні загальної спрямованості таких досліджень відіграли роботи англійського еколога Чарлза Елтона (1900-1991), особливо його книга «Екологія тварин», опублікована вперше у 1927, а потім неодноразово перевидавалась. Проблема динаміки чисельності висувалась у цій книзі як одна з центральних для всієї екології. Елтон звернув увагу на циклічні коливання чисельності дрібних гризунів, що відбувалися з періодом у 3-4 роки, а, обробивши багаторічні дані про заготівлю хутра в Північній Америці, з'ясував, що зайці та рисі теж демонструють циклічні коливання, але піки чисельності спостерігаються приблизно раз на 10 років. Багато уваги Елтон приділяв вивченню структури співтовариств (припускаючи, що ця структура суворо закономірна), а також ланцюгам харчування і так званим «пірамідам чисел» - послідовному зменшенню чисельності організмів у міру переходу від нижніх трофічних рівнів до вищих - від рослин до травоїдних, а від травоїдних до хижаків. Популяційний підхід у екології тривалий час розвивався переважно зоологами. Ботаніки ж більше досліджували співтовариства, які найчастіше трактували як цілісні та дискретні утворення, між якими досить легко провести кордони. Проте, вже у 1920-ті роки окремі екологи висловлювали «єретичні» (на той час) погляди, за якими різні види рослин можуть по-своєму реагувати на певні чинники довкілля, які розподіл зовсім необов'язково має збігатися з розподілом інших видів тієї самої спільноти. З цього випливало, що межі між різними спільнотами можуть бути дуже розмиті, а саме виділення їх умовне.
Найбільш чітко такий, що випереджає свій час, погляд на рослинну спільноту був розвинений російським екологом Л. Г. Раменським (див.РАМЕНСЬКИЙ Леонтій Григорович). У 1924 у невеликій статті (що стала класичною) він сформулював основні положення нового підходу, підкресливши, з одного боку, екологічну індивідуальність рослин, а з іншого - «багатомірність» (тобто залежність від багатьох факторів) і безперервність всього рослинного покриву. Незмінними Раменський вважав лише закони поєднання різних рослин, які й слід було вивчати. У США незалежні подібні погляди приблизно в ті ж роки розвивав Генрі Аллан Глісон (1882-1975). У його «індивідуалістичної концепції», висунутої як антитези уявленням Клементса про співтовариство як аналог організму, також підкреслювалася незалежність розподілу різних видів рослин друг від друга і безперервність рослинного покриву. По-справжньому роботи з вивчення популяцій рослин розгорнулися лише 1950-х і навіть 1960-х роках. У Росії безперечним лідером цього напряму був Тихін Олександрович Работнов (1904-2000), а у Великій Британії - Джон Харпер.
Розвиток екосистемних досліджень
Термін «екосистема» був запропонований в 1935 видним англійським екологом-ботаніком Артуром Тенслі (1871-1955) для позначення природного комплексу живих організмів та фізичного середовища, в якому вони мешкають. Проте дослідження, які цілком можна назвати екосистемними, почали проводитися значно раніше, а безперечними лідерами тут були гидробиологи. Гідробіологія, а особливо – лімнологія (див.ЛІМНОЛОГІЯ)від початку були комплексними науками, що мали справу одночасно з багатьма живими організмами, і з їх середовищем. Вивчалися у своїй як взаємодії організмів, як їх залежність від середовища, а й, що менш важливо, - вплив самих організмів на фізичне середовище. Нерідко об'єктом досліджень для лімнологів було ціле водоймище, в якому фізичні, хімічні та біологічні процеси тісно взаємопов'язані. Вже на початку 20-го століття американський лімнолог Едвард Бердж (1851-1950) за допомогою суворих кількісних методів вивчає «дихання озер» - сезонну динаміку вмісту у воді розчиненого кисню, яка залежить як від процесів перемішування водної маси та дифузії кисню з повітря, і від життєдіяльності організмів. Істотно, що з останніх як виробники кисню (планктонні водорості), і його споживачі (більшість бактерій і всі тварини). У 1930-х роках великих успіхів у вивченні кругообігу речовини та трансформації енергії було досягнуто в Радянській Росії на Косинській лімнологічній станції під Москвою. Очолював станцію в цей час Леонід Леонідович Россолімо (1894-1977), який запропонував так званий «балансовий підхід», що приділяє основну увагу кругообігу речовин та трансформації енергії. У рамках цього підходу розпочав свої дослідження первинної продукції (тобто створення автотрофами органічної речовини) та Г. Г. Вінберг (див.Вінберг Георгій Георгійович), використовуючи дотепний метод «темних та світлих склянок» Суть його в тому, що про кількість органічної речовини, що утворилася при фотосинтезі судять за кількістю кисню, що виділився.
Через три роки аналогічні виміри були здійснені в США Г. А. Райлі. Ініціатором цих робіт був Джордж Евелін Хатчінсон (1903-1991), який своїми власними дослідженнями, а також гарячою підтримкою починань багатьох талановитих молодих учених, вплинув на розвиток екології не тільки в США, а й у всьому світі. Перу Хатчинсона належить «Трактат з лімнології» - серія з чотирьох томів, що є найповнішим у світі зведенням по життю озер.
У 1942 в журналі «Еколоджі» вийшла стаття учня Хатчінсона, молодого і, на жаль, дуже рано померлого еколога - Раймонда Ліндемана (1915-1942), в якій було запропоновано загальну схему трансформації енергії в екосистемі. Зокрема, було теоретично продемонстровано, що при переході енергії з одного трофічного рівня на інший (від рослин до травоїдних тварин, від травоїдних – до хижаків) кількість її зменшується та організмам кожного наступного рівня виявляється доступною лише мала частина (не більше 10%) від тієї енергії, що була у розпорядженні організмів попереднього рівня.
Для самої можливості проведення екосистемних досліджень дуже важливим було те, що при колосальному розмаїтті форм організмів, що існують у природі, кількість основних біохімічних процесів, що визначають їхню життєдіяльність (а отже - і кількість основних біогеохімічних ролей!), дуже обмежена. Так, наприклад, різні рослини (і ціанобактерії (див.ЦІАНОБАКТЕРІЇ)) здійснюють фотосинтез (див.ФОТОСИНТЕЗ), при якому утворюється органічна речовина та виділяється вільний кисень. А оскільки кінцеві продукти однакові, то можна підсумовувати результати активності одразу великої кількості організмів, наприклад, усіх планктонних водоростей у ставку, або всіх рослин у лісі, і таким чином оцінити первинну продукцію ставка чи лісу. Вчені, які стояли біля витоків екосистемного підходу, це добре розуміли, а розроблені ними уявлення лягли в основу тих великомасштабних досліджень продуктивності різних екосистем, які отримали розвиток у різних природних зонах вже в 1960-1970-х роках.
До екосистемного підходу примикає за своєю методологією та вивчення біосфери. Термін «біосфера» для позначення області на поверхні нашої планети, охопленої життям, було запропоновано наприкінці 19 століття австрійським геологом Едуардом Зюссом (1831-1914). Однак у деталях уявлення про біосферу як про систему біогеохімічних циклів, основною рушійною силою яких є активність живих організмів («живої речовини»), було розроблено вже в 1920-30-х роках російським ученим Володимиром Івановичем Вернадським (1863-1945). Що ж до безпосередніх оцінок цих процесів, їх отримання і постійне уточнення розгорнулося лише у другій половині 20-го століття, і триває досі.
Розвиток екології в останні десятиліття 20 століття
У другій половині 20-го ст. завершується становлення екології як самостійної науки, що має власну теорію та методологію, своє коло проблем, та свої підходи до їх вирішення. Математичні моделі поступово стають реалістичнішими: їх передбачення можуть бути перевірені в експерименті або спостереженнями в природі. Самі ж експерименти та спостереження дедалі частіше плануються та проводяться так, щоб отримані результати дозволяли прийняти або спростувати заздалегідь висунуту гіпотезу. Помітний внесок у становлення методології сучасної екології зробили роботи американського дослідника Роберта Макартура (1930-1972), який вдало поєднував у собі таланти математика та біолога-натураліста. Макартур досліджував закономірності співвідношення чисельностей різних видів, що входять в одне співтовариство, вибір хижаком найбільш оптимальної жертви, залежність числа видів, що населяють острів, від його розміру та віддаленості від материка, ступінь допустимого перекриття екологічних ніш співіснуючих видів та ряд інших завдань. Констатуючи наявність у природі певної повторюваної регулярності («патерну»), Макартур пропонував одну або кілька альтернативних гіпотез, що пояснюють механізм виникнення цієї регулярності, будував відповідні математичні моделі, а потім зіставляв їх з емпіричними даними. Свою думку Макартур дуже чітко сформулював у книзі «Географічна екологія» (1972), написаної ним, коли він був невиліковно хворий, за кілька місяців до своєї передчасної смерті.
Підхід, який розвивали Макартур та його послідовники, був орієнтований насамперед на з'ясування загальних принципів устрою (структури) будь-яких спільнот. Однак, у рамках підходу, що набув поширення дещо пізніше, у 1980-х рр., основна увага була перенесена на процеси та механізми, внаслідок яких відбувалося формування цієї структури. Наприклад, щодо конкурентного витіснення одного виду іншим, екологи стали цікавитися передусім механізмами цього витіснення і особливостями видів, які визначають результат їх взаємодії. З'ясувалося, наприклад, що при конкуренції різних видів рослин за елементи мінерального харчування (азот або фосфор) переможцем часто виявляється не той вид, який у принципі (за відсутності дефіциту ресурсів) може зростати швидше, а той, який здатний підтримувати хоча б мінімальне зростання при нижчої концентрації серед цього елемента.
Особливу увагу дослідники почали приділяти еволюції життєвого циклу та різним стратегіям виживання. Оскільки можливості організмів завжди обмежені, а кожне еволюційне придбання організмам доводиться чимось розплачуватися, між окремими ознаками неминуче виникають чітко виражені негативні кореляції (так звані «трейдоффи»). Не можна, наприклад, рослині дуже швидко зростати і водночас утворювати надійні засоби захисту від травоїдних тварин. Вивчення подібних кореляцій дозволяє з'ясувати, як у принципі досягається можливість існування організмів у тих чи інших умовах.
У сучасній екології, як і раніше, зберігають свою актуальність деякі проблеми, які вже мають давню історію досліджень: наприклад, встановлення загальних закономірностей динаміки великої кількості організмів, оцінка ролі різних факторів, що обмежують зростання популяцій, з'ясування причин циклічних (регулярних) коливань чисельності. У цій галузі досягнуто значного прогресу - багатьом конкретних популяцій виявлено механізми регуляції їх чисельності, зокрема і тих, які породжують циклічні зміни чисельності. Продовжуються дослідження взаємовідносин типу «хижак-жертва», конкуренції, і навіть взаємовигідного співробітництва різних видів - мутуалізму.
Новим напрямом останніх є так звана макроекологія - порівняльне вивчення різних видів у масштабах великих просторів (порівняних з розмірами континентів).
Величезний прогрес наприкінці 20-го століття досягнуто у вивченні круговороту речовин та потоку енергії. Насамперед це пов'язано з удосконаленням кількісних методів оцінки інтенсивності тих чи інших процесів, а також з зростаючими можливостями широкомасштабного застосування цих методів. Прикладом може бути дистанційне (із супутників) визначення вмісту хлорофілу в поверхневих водах моря, що дозволяє скласти карти розподілу фітопланктону для Світового океану і оцінити сезонні зміни його продукції.
Сучасний стан науки
Сучасна екологія - це наука, що швидко розвивається, характеризується своїм колом проблем, своєю теорією і своєю методологією. Складна структура екології визначається тим, що об'єкти її відносяться до дуже різних рівнів організації: від цілої біосфери та великих екосистем до популяцій, причому популяція нерідко сприймається як сукупність окремих особин. Масштаби простору та часу, в яких відбуваються зміни цих об'єктів і які мають бути охоплені дослідженнями, також варіюють надзвичайно широко: від тисяч кілометрів до метрів та сантиметрів, від тисячоліть до тижнів та доби. У 1970-ті роки. формується екологія людини. У міру тиску на довкілля зростає практичне значення екології, її проблемами широко цікавляться філософи та соціологи.

"Екологи вимагають щось", "екологи вимагають це", "екологи борються за…." - В останні роки подібне доводиться чути особливо часто. Хто ж вони такі – ці екологи і чому завжди так рішуче налаштовані боротися та вимагати? Що за наука взагалі така – екологія?

Напевно, багато хто з вас скажуть, що і так все знають, мовляв, екологія – це наука, що вивчає стан навколишнього середовища. Насправді все значно складніше: сенс, який несе в собі ця фундаментальна дисципліна, набагато глибше, ніж просто вивчення певних процесів. Екологія вивчає зв'язок всіх земних живих організмів (людини, природно, теж) між собою, а також - із середовищем їхнього проживання.

Чому в наші дні так багато говорять про важливість цієї науки? Та тому, що не навчися людства дотримуватися всіх її законів сьогодні, завтра ми можемо опинитися на межі екологічної катастрофи. Однак про все – по порядку.

Дослівне значення терміна екологія звучить так – наука про місця проживання (грецьк. «ой кіс» – батьківщина, житло; «логос» - наука). минулого сторіччя. Свій такий стрімкий розвиток вона отримує рахунок зростання чисельності населення нашої планети і, відповідно – все більшого впливу людини на довкілля та її жителей.

Як ми вже говорили вище, екологія встановлює взаємозв'язок між усіма видами живих організмів та навколишнім середовищем, тобто займається вивченням питань впливу певних факторів на життя певного виду. Чинники, здатні вплинути на звичний спосіб життя організмів, поділяють на фізико-хімічні, біотичні та антропогенні.

З фізико-хімічними, все більш-менш зрозуміло, це – температурний режим, рівень вологості та освітленості, стан ґрунту, погодні умови, кількості опадів, що випали, тощо. Що є інші чинники?

Біотичні, це результат впливу живих організмів один на одного.

Антропогенні – вплив життєдіяльності людини на довкілля. Це допомагає нам, людям, визначити свою роль у навколишньому світі та зробити відповідні висновки: як раціонально використовувати природні ресурси (запаси деяких з них, до речі – вкрай убогі). Немає жодних сумнівів: коли людина втручається в природу, не знаючи елементарних екологічних правил, це призводять до незворотних природних процесів, наслідки яких непередбачувані. І прикладів тому – безліч.

Для того, щоб встановити весь цей взаємозв'язок, необхідно досконале вивчення всіх процесів життєдіяльності та природних явищ. Тому дана наука поєднує в собі багато піднаук. Екологія тварин і рослин, морів і океанів, лісів і степів, екологія міст і людини, є навіть атмосферна та космічна екологія, і це далеко не всі екологічні піднауки. Сама екологія тісно пов'язана з такими дисциплінами, як ботаніка та зоологія.

Не важко здогадатися, що є робочим майданчиком екологів. Це все навколишнє середовище. А предмети для вивчення – рослини, тварини, людина та місце існування всіх форм життя на землі. До речі для цього, мало лише знань. Для цього необхідне і хороше технічне обладнання, починаючи від різних термометрів та вимірювальних приладів, закінчуючи позашляховиками та гелікоптерами.

Яку роль відіграють знання та відкриття у сфері екології для кожного з нас? Величезну! Адже саме завдяки цій науці вдається зрозуміти, як влаштовано життя на Землі, що ми можемо і маємо зробити для того, щоб воно тривало.

Завершити наше поверхове знайомство з наукою екологією, хотілося б, назвавши її основні ознаки, сформулював які свого часу відомий біолог Баррі Коммонер:

«Все пов'язане з усім. Все має кудись подітися. Ніщо не дається задарма. Природа знає краще…»

Екологія – це наука, яка вивчає закони природи, взаємодію живих організмів із навколишнім середовищем, основи якої заклав Ернст Геккель у 1866 році. Проте люди цікавилися секретами природи ще з давніх-давен, мали дбайливе ставлення до неї. Понять терміна «екологія» існують сотні, у різні часи вчені давали визначення екології. Саме слово складається з двох частинок, з грецького «ойкос» перекладається як будинок, а «логос» – як вчення.

З розвитком технічного прогресу стан довкілля став погіршуватися, що привернула увагу світової спільноти. Люди помітили, що повітря стало забрудненим, зникають види тварин та рослин, погіршується вода у річках. Цим та багатьом іншим явищам дали назву – .

Глобальні екологічні проблеми

Більшість екологічних проблем з локальних переросли у глобальні. Зміна невеликої екосистеми у конкретній точці світу може вплинути на екологію всієї планети. Наприклад, зміна океанічної течії Гольфстрім призведе до великих кліматичних змін, похолодання клімату в Європі та Північній Америці.

На сьогоднішній день вчені налічують десятки глобальних екологічних проблем. Наведемо лише найактуальніші з них, які загрожують життю на планеті:

• - зміна клімату;
• - Виснаження запасів прісної води;
• - Скорочення популяцій і зникнення видів і;
• - Виснаження корисних копалин;

Це не весь перелік глобальних проблем. Скажімо, екологічні проблеми, які можна прирівняти до катастрофи, — це забруднення біосфери і . Щорічно температура повітря підвищується на +2 градуси за Цельсієм. Причиною цього є парникові гази. У Парижі проводилася всесвітня конференція, присвячена проблемам екології, де багато країн світу зобов'язалися скоротити кількість викидів газів. Внаслідок високої концентрації газів відбувається танення льодів на полюсах, підвищується рівень води, що надалі загрожує затопленню островів та берегів континентів. Щоб запобігти катастрофі, що насувається, потрібно виробити спільні дії і проводити заходи, які сприятимуть уповільненню та припиненню процесу глобального потепління.

Предмет вивчення екології

На даний момент існує кілька розділів екології:

• - загальна екологія;
• - Біоекологія;

Кожен розділ екології має свій предмет вивчення. Найбільш популярною є загальна екологія. Вона вивчає навколишній світ, що складається з екосистем, їх окремі компоненти – і рельєф, ґрунт, тваринний та рослинний світ.

Значення екології для кожної людини

Турбота про екологію на сьогоднішній день стала модним заняттям, прситавку «еко» використовують скрізь. Але багато хто з нас навіть не усвідомлює глибини всіх проблем. Звичайно, це добре, що величезне людство людей стало небайдужим до життя нашої планети. Однак варто усвідомити, що стан довкілля залежить від кожної людини.

Будь-який житель планети може щодня виконувати прості дії, що допоможе покращити екологію. Наприклад, можна здавати макулатуру та зменшити використання води, економити електроенергію та викидати сміття в урну, вирощувати рослини та використовувати предмети багаторазового використання. Чим більше людей виконуватиме ці правила, тим більше шансів зберегти нашу планету.