Екологія особини вивчає. Що вивчає екологія

1.Природні умови життя організмів

Клімат та природні ресурси визначають структуру, кількісний та якісний склад біологічних співтовариств. До природних ресурсів відносяться земля, вода, рослини, тварини, корисні копалини та багато іншого. Природні катастрофи порушують сформоване протягом життя. Іноді життя починає розвиватися у іншому напрямі. До природних катастроф належать землетруси, виверження вулканів, повені, урагани, зсуви та обвали.

2. Взаємини живих організмів та їх угруповань між собою та із середовищем проживання

У природі встановлюється рівновага між різними видами живих організмів, наприклад, між травоїдними тваринами та рослинами, хижаками та травоїдними.

3. Зміни умов життя під впливом антропогенних факторів

Людина вирубує ліси, розорює землю, зводить греблі на річках, будує заводи... Подібна діяльність різко змінює природні умови життя та забруднює довкілля. Це згубно відбивається усім живих організмах, зокрема і людині.

I. Екологічні чинники

Умови та ресурси середовища

Ресурси середовища - природні об'єкти та явища, що використовуються для прямого та непрямого споживання

Фотосинтез - процес перетворення зеленими рослинами, водоростями та деякими бактеріями променистої енергії Сонця на енергію хімічних зв'язків органічної речовини.

Закон екологічного оптимуму В.Шелфорда: обмежуючий фактор процвітання організму може бути як мінімумом, так і максимумом екологічного фактора, діапазон між якими визначає межі толерантності 4 організми до цього фактора.

Толерантність - здатність організму виносити відхилення екологічних чинників середовища від оптимальних йому значень. Організми з широким діапазоном толерантності позначаються приставкою "еврі-", а з вузьким діапазоном - приставкою "стіно-"наприклад:

Стенобіонт – організм, що вимагає строго певних умов середовища. Приклад: форель не може витримувати великі коливання температур.

Еврібіонт - організм, здатний жити в різних, часом різко відрізняються один від одного умовах середовища. Приклад: вовк живе у всіх географічних зонах.

Умови та ресурси 1 середи- Взаємопов'язані поняття. Вони характеризують місце існування організмів. Умови середовища зазвичай визначають як екологічні фактори, що впливають (позитивне або негативне) на існування та географічне поширення живих істот. Екологічні чинники дуже різноманітні як у своїй природі, і по впливу живі організми. Умовно всі фактори середовища поділяються на три основні групи.

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.).

екологія

(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

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.

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.

Слово «екологія» сьогодні дуже часто зустрічається на сторінках газет та інтернет-видань, звучить у телепередачах та радіо.

Нескладно здогадатися, що воно має якесь відношення до природи. Але чи всі точно знають його значення і розуміють, що вивчає екологія, і для чого вона взагалі потрібна?

Термін «екологія» вперше з'явився у науковому середовищі 1866 року. Тоді цим словом було запропоновано називати галузь науки, яка вивчає існування різних спільнот живих істот, що взаємодіють між собою і з навколишнім природним середовищем.

Вже тоді було помічено, що зі зміною зовнішніх умов змінюється і система співіснування живих організмів різних видів: для одних умов стають сприятливішими, для інших – меншими.

З розвитком технічного рівня цивілізації вплив техногенних чинників на природне довкілля постійно зростало. І цей вплив, зазвичай, мало руйнівний, негативний характер. Коли зміни досягли таких масштабів, що почали впливати вже на життя людської спільноти, вивчення екології вийшло для людства в низку першочергових завдань.

З цього часу слово набуло сучасного змісту: екологія — наука, яка вивчає всі, в тому числі техногенні та антропогенні, впливи на системи взаємовідносин живих істот, що склалися в окремо взятому регіоні.

Деякі помилково вважають, що екологія вивчає лише шкідливі впливи техногенних факторів на природу та методи охорони існуючих екосистем, проте це не так.

Сьогодні найвірнішим вважається визначення, яке було вироблено у 1990 році на Міжнародному конгресі екологів: це наука, яка вивчає взаємодію живої та неживої природи.

Світ навколо нас – це складний багаторівневий комплекс взаємодій живих істот і навколишніх неживих об'єктів. Це не тільки горезвісні харчові ланцюжки, хоча вони теж входять до складу екосистем: рослини служать їжею для тварин, тварини, гинуть, служать їжею для мікроорганізмів і комах, які, поглинаючи органічні залишки, перетворюють їх на родючий ґрунт, який є живильним середовищем для рослин і т.д.

Не менш важливу роль відіграють і інші фактори середовища, які в сукупності утворюють врівноважену систему, що саморегулюється.

Ці чинники середовища проживання і вивчає екологія, яка виявляє, як взаємодіють між собою окремі складові екосистеми. Серед них вчені розрізняють:

- фізико-хімічні фактори (ґрунт, рельєф місцевості, клімат тощо);

- біологічні та біотичні фактори (взаємодія живих організмів між собою);

- Антропогенні фактори (вплив на природне середовище людини та її діяльності).

Крім того, екологія вивчає популяції тварин: від чого залежить збільшення та зменшення чисельності окремих видів, який вплив на них надає нежива природа та яке – інші види живих істот, від мікроорганізмів до великих хижаків.

Важливе значення для екологів має вивчення біоценозів – угруповань живих істот, що залежать один від одного.

Екологія – наука, яка набула сьогодні величезне значення. Діяльність людини дедалі більше змінює навколишній світ, руйнуючи усталені екологічні системи. Нерідко від цього страждає і сама людина, оскільки непродумані дії породжують серйозні наслідки.

Один із найбільш яскравих прикладів – практично повне зникнення за останні півстоліття Аральського моря та всієї його екосистеми. Там, де ще 50-60 років тому була гладь моря, повного риби, а довкола розстилався зелений степ, сьогодні можна побачити лише безплідні бархани та солончаки.

Робота екологів може запобігти подібним катастрофам, зберігши природні взаємозв'язки від впливу негативних факторів діяльності людини. Спостереження за збереженням рівноваги природних екосистем допоможе вчасно помітити появу серйозної негативної дії, виявити та нейтралізувати її вплив.

Ми зобов'язані зберегти багатство і різноманітність живої природи для наших онуків і правнуків, щоб вони могли жити в чистому, здоровому та доброзичливому світі, радіти його красі та гармонії.

Екологія – це наука про взаємодію рослинного, тваринного світу та людства між собою та навколишнім середовищем.

Що вивчає екологія? Об'єктами вивчення екології може бути окремі популяції, пологи, сімейства, біоценози тощо. При цьому досліджуються взаємини різних організмів та їх вплив на природні системи.

Проблеми екології

Головними проблемами екології є:

Винищення флори та фауни;
нераціональний видобуток корисних копалин;
забруднення світового океану та атмосфери;
виснаження озонового шару;
скорочення родючих земель;
знищення природних ландшафтів.

Історія розвитку екології

На запитання: Що таке екологія? намагалися відповісти ще задовго до нашої ери, коли вперше люди почали замислюватися про навколишній світ та взаємодію людини з ним. Цю тему торкалися у трактатах древні вчені Аристотель і Гиппократ.

Термін «екологія» запропонував у 1866 році німецький вчений Е.Геккель, який описував взаємини живої та неживої природи у своїй праці «Загальна морфологія».

Етапи розвитку

Виділяють 4 етапи розвитку екології.

Етап I. Перший етап пов'язаний з роботами древніх філософів та їх учнів, які збирали інформацію про навколишній світ, вивчали основи морфології та анатомії.

Етап II. Другий етап розпочався з приходом у науку терміна «екологія», у цей період активно працював Дарвін, з його еволюційною теорією, природним відбором, які стали центральними питаннями для екологічної науки тих часів.

Етап III. Третій етап характеризується накопиченням інформації, її систематизацією. Вернадський створює вчення про біосферу. З'являються перші підручники та брошури з екології.

Етап IV. Четвертий етап триває і досі пов'язані з масовим поширенням екологічних принципів і законів в усіх країнах. Проблеми екології стали нагальні питання міжнародного значення. Зараз екологія займається вивченням цих проблем та пошуком оптимального вирішення.

Основні екологічні закони були сформульовані Баррі Коммонером і звучать так:

Перший закон- Все пов'язано з усім.

Дії людини завжди відбиваються на стані довкілля, завдаючи шкоди чи користь. Надалі за законом зворотний зв'язок цей вплив позначиться і людині.

Другий закон— все має кудись подітися.

Дуже гостро стоїть питання щодо утилізації відходів. Цей закон підтверджує, що недостатньо просто створити звалища для сміття, потрібно розробляти технології для його переробки, інакше наслідки будуть непередбачувані.

Третій закон- природа «знає» краще.

Не треба намагатися перебудувати природу під себе, масові вирубки дерев, висушування боліт, спроби керувати природними явищами не призводять до нічого хорошого. Все, створене до людини, пройшло чимало випробувань на шляху еволюції і лише мало хто міг дожити до наших днів, тому не варто щоразу втручатися в навколишній світ для задоволення своїх потреб.

Четвертий закон- Ніщо не дається задарма.

Цей закон нагадує людині, що треба раціонально використати природні ресурси. Економлячи на охороні навколишнього середовища, людство приречене на хвороби, які спричинені погіршенням якості води, повітря, їжі.

Завдання екології

Вивчення впливу довкілля життя організмів, які у ній живуть.
Вивчення ролі людини та її антропогенного на природні системи.
Дослідження адаптаційних механізмів до мінливих умов середовища.
Збереження цілісності біосфери.
Розробка раціональних планів щодо використання природних ресурсів.
Складання прогнозу несприятливих наслідків довкілля при антропогенному впливі.
Захист природи та відновлення втрачених природних систем.
Пропаганда серед населення культури поведінки, дбайливого ставлення до природи.
Розробка технологій, які зможуть вирішити основні проблеми екології – забруднення повітря, водойм, накопичення непереробленого сміття.

Як впливає екологія на людину?

Існує три види впливу навколишнього середовища на організм людини:

Абіотичний- Дія неживої природи.
Біотичне- Вплив живих істот.
Антропогенне- Наслідки людського впливу.

Сприятливий вплив на людину має свіже повітря, чиста вода, помірна кількість ультрафіолету. Спостереження за тваринами, дружба з ними приносить естетичну насолоду.

Несприятливий вплив переважно пов'язані з діяльністю самої людини. Забруднене хімічними, токсичними речовинами повітря завдає вагомої шкоди здоров'ю. Добриво ґрунту, знищення шкідників культур отруйними засобами, внесення стимуляторів зростання негативно позначаються на стані ґрунту, як наслідок ми вживаємо продукти з високим вмістом токсинів, що веде до розвитку патології ШКТ.

Чому слід зберігати екологію?

Нас оточує сучасна техніка, яка робить життя легшим та комфортнішим. Щодня ми користуємося транспортом, мобільними телефонами та багатьма іншими речами, які поступово руйнують довкілля. Надалі це позначається на здоров'ї населення та тривалості життя.

Сьогодні екологія перебуває у важкому стані: природні ресурси закінчуються, багато видів тварин і рослин на грані вимирання, все частіше йдуть кислотні дощі, збільшується кількість озонових дірок і т.д.

Така несприятлива ситуація веде до змін в екосистемах, цілі ареали стають непридатними для проживання людей і тварин. Зростає кількість онкозахворювань, серцевих патологій, розладів нервової системи, органів дихання. Все частіше народжуються діти із вродженими вадами, хронічними захворюваннями (бронхіальна астма, алергії).

Людство має замислитися якнайшвидше про свій шкідливий вплив на навколишній світ і почати вирішувати глобальні екологічні проблеми. Людина не може прожити без кисню та п'яти хвилин, але щодня повітря все більше забруднюється людьми: вихлопними газами, відходами промислових підприємств.

Водний дефіцит призведе до вимирання всього тваринного та рослинного світу, зміни клімату. Чиста вода необхідна і людині, яка може померти від зневоднення чи збудників серйозних захворювань, що передаються через воду.

Тому кожній людині необхідно дбати про довкілля, починаючи з прибирання двору, вулиці, перевірки технічного стану автомобіля, дотримання правил утилізації відходів. Люди повинні припинити руйнувати свій власний будинок, інакше загроза зникнення життя на планеті стане реальною.