3. Содержание экологии как фундаментального подразделения биологии
Слово “экология” сделалось в наше время одним из самых употребительных. А понимается оно большинством людей поверхностно, чаще всего лишь в смысле тревожных фактов загрязнения окружающей среды. Раскрыть истинное содержание экологии как фундаментального подразделения биологии, которое приобрело сегодня огромное значение в качестве теории и практики целого комплекса естественных, технических и социальных наук - задача первого занятия.
Весь органический мир Земли (живая природа) и окружающая его природная среда (неживая природа), образующие биосферу, являются ее основными, невероятно сложными и взаимодействующими структурными составляющими. Все проявления жизни: строение и функции живых существ, их происхождение, развитие и распространение, связи друг с другом и с неживой природой, а также образуемые ими сообщества изучает биология. Неживая природа и ее компоненты - рельеф, климат, воды, суша, океан и ледяной покров - исследуются физической географией.
Фундаментом для биосферы служит земная кора - самая верхняя из твердых оболочек планеты. Состав, строение, историю развития и движения земной коры изучает геология. На стыке биологии, физической географии и геологии возникла наука о биосфере, которая изучает планетарную систему организации жизни на Земле.
4. Уровни организации живого - объекты изучения биологии, экологии и физической географии
Биосфера как система планетарного уровня организации состоит из отдельных взаимосвязанных структурных образований - экосистем, или биогеоценозов, представляющих собой природные комплексы, образованные живыми организмами и средой их обитания. Эти комплексы различной степени сложности и организованности, связанные общим потоком вещества и энергии, являются объектом изучения экологии (рис. 1.1).
| Биология | Экология | Физическая | ||||||||
| Аутэкология | Синэкология | география | ||||||||
| Род идругиетаксоны | ||||||||||
| | Абио- | |||||||||
| Вид | « | тичес- | « | Популяции | ® | Биоценозы | ||||
| | кие | ½ | ||||||||
| Организм | « | факто- | ¯½ | |||||||
| | ры | Среда | ||||||||
| Органы | « | (веще- | ½ | |||||||
| | ство | ¯½ | ||||||||
| Клетки | « | + | Экосистемы | ® | Ландшафты | |||||
| | энер- | |||||||||
| Гены | « | гия) | ||||||||
Рис. 1.1. Уровни организации живого - объекты изучения биологии, экологии и физической географии
Экология рассматривает прежде всего организмы как живые существа, которые обладают совокупностью свойств, отличающих их от неживой материи. В большинстве случаев это клеточная организация, обмен веществ, движение раздражимость, рост и развитие, размножение, изменчивость и наследственность, а также приспособляемость к условиям существования.
Жизнь на Земле представлена индивидуумами (особями) определенного строения, принадлежащими к систематическим группам, а также сообществам различной сложности. На основе разных способов структурно-функционального объединения элементов, составляющих живую материю, выделяют несколько уровней ее организации, которые образуют своеобразный биологический спектр от генов до сообществ (см. рис. 1.1). На каждом из уровней в результате взаимодействия с окружающей физической средой (веществом и энергией) возникает определенная функциональная система.
Экология возникла сравнительно недавно как безобидная ветвь биологии. В 1866 г. немецкий зоолог Эрнст Геккель впервые употребил этот термин для обозначения науки, изучающей отношение организмов к окружающей среде. Но прошло 100 лет и экология превратилась в обширную и во многих отношениях грозную область знаний, которую люди стали воспринимать в смысле науки о дальнейшей судьбе человечества в его земном доме.
Слово “экология” происходит от двух слов: oicos - дом, обитель, жилище и logos - наука. Экология - синтетическая биологическая наука, изучающая условия существования организмов и взаимосвязи между ними и средой, в которой они обитают. Иначе говоря, сегодня экология приобрела статус науки об организации и функционировании надорганизменных биологических систем всех уровней.
Основными понятиями в экологии являются биотоп и биоценоз.
Для выявления неорганической компоненты среды ввели понятие биотоп, а термин биоценоз означает сообщество совместно живущих организмов, населяющих данный биотоп.
Под биотопом следует понимать участок земли с более или менее однотипными условиями существования, включающими не только неорганические вещества (воду, почву, минералы, соли и т.д.), но и физико-химические факторы (температуру, освещение, химический состав, реакцию среды и т.д.).
Биоценоз - исторически сложившаяся совокупность растений и животных, населяющих биотоп. Например, в случае естественного водоема (озера) биотопом являются вода, донные отложения и физико-химические характеристики воды (температура, солевой состав, освещенность и т.д.). Биоценоз включает в себя фитопланктон, рыб и т.д., т.е. всю совокупность живых существ в озере. Биотоп и связанный с ним биоценоз в совокупности образуют экосистему.
Следовательно, экосистема представляет собой функционально единую совокупность организмов (растений, животных и микроорганизмов), населяющих общую территорию и способных к длительному существованию при полностью замкнутом круговороте веществ. Каждый вид живых организмов обитает в среде и занимает в ней определенное место, которое обусловлено его потребностью в пище, территории, связано с функцией воспроизводства. Такое место получило название экологической ниши данного организма.
Все обитающие на Земле живые организмы представлены популяциями. Популяция представляет собой группу особей, принадлежащих к одному виду и обладающих определенной половозрастной структурой. Каждой популяции присущи свои особенности сосуществования в пространстве и времени. В зависимости от внешней среды каждая популяция обладает собственной динамикой развития, обусловленной рождаемостью и смертностью.
Для биосистемы характерны определенные и взаимосвязанные принципы функционирования, саморегуляции и любое вмешательство в процессы, протекающие в ней, чревато весьма опасными последствиями как для природы, так и для человека.
Таким образом, для полной характеристики экологической системы необходимо учитывать весь комплекс взаимодействий между окружающей средой и живыми организмами, их приспособляемость к условиям существования, процессы обмена и круговорота веществ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Основы экологии: Учеб. пособие. - Донецк: ДонГАУ, 2009. - с.
2. Руденко В.П. Природно-ресурсний потенціал Української РСР // Изв. АН СССР. Сер. геогр. - 2009. - № 5. - С. 88
3. Разумихин Н.В. Природные ресурсы и их охрана. - Л., 2008. - С. 138.
4. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.-М.;