Зміст
1. Поняття та визначення науки екології. Етапи формування науки
2. Керування чисельністю окремих популяцій тваринних організмів. Які заходи проводять державні та громадські організації для збереження видового складу фауни України?
3. Перечислити основні компоненти біосфери та вказати, який саме компонент визначає межі біосфери?
4. Кліматорегулююче значення рослин
5. Ресурсно-сировинне, харчове та кормове призначення тварин
6. Як людство порушує динамічну рівновагу складу атмосфери
Термін “екологія" був вперше вжитий німецьким біологом Е. Геккелем у 1866 р. в двотомній праці, присвяченій морфології організмів. У буквальному розумінні екологія - наука про місцезростання. Часто вживане таке визначення: екологія - наука про взаємодію в живій природі, а детальніше - це наука про взаємодію живих істот між собою і з навколишньою неорганічною природою; про зв’язки в надорганізмових системах, структуру і функціонування цих систем.
Екологія розглядає закономірності процесів та явищ на таких рівнях організації живого в природі, як організмовий, популяційний та угруповань організмів. Велика увага приділяється процесам біологічних кругообігів речовин і енергії, що становлять матеріальну основу біосфери. Екологія вивчає взаємозв’язки організмів і надорганізмових систем із навколишнім середовищем і між собою, узагальнює впливи екологічних факторів на живі організми та їх угруповання, а також вплив останніх на окремі фактори навколишнього середовища.
Предметом вивчення екології є переважно системи, розміщені вище рівня організмів, - популяції й угруповання. Іншими словами, екологія вивчає сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою, утворюючи із оточуючим середовищем певну єдність (тобто систему), в межах якої здійснюється процес трансформації енергії й органічної речовини.
Екологія як фундаментальна дисципліна вивчає цілісні комплекси (екосистеми), утворені угрупованнями різної складності разом із взаємодіючим з ними біотопом (місцем зростання). Як функціональна дисципліна екологія вивчає популяції (утворення однорідних і різноякісних особин) і їх сукупності (утворення простих і складних угруповань), внаслідок чого варто обмежити сферу цієї науки популяційним і біоценотичним рівнями організації життя. Вищі рівні організації (ландшафт, біом, біосфера), як вважають більшість вчених, лише частково належать до біологічної галузі, а тому їх не можна відривати від географічних дисциплін.
Специфіка сучасної екології полягає в тому, що вона із суто біологічної науки перетворилася на цілий цикл знань, увібравши в себе розділи географії, геології, хімії, фізики, соціології, теорії культури, економіки й навіть теології (М.Ф. Реймерс). На думку інших вчених, екологія - це соціально-природнича наука; її однаково можна віднести й до біологічної, й до географічної галузей знань і її слід розглядати як цілком самостійну науку, що набула фундаментальності й глобальності.
Об’єкти досліджень науки про довкілля або її галузевих підрозділів - це екосистеми планети та їхні елементи (залежно від рівня досліджень).
Головний предмет досліджень нової екології - взаємозв’язки (їхні особливості і розвиток) живих організмів, їхніх груп різних рангів, живих і неживих компонентів екосистем, а також характер впливу природних і антропогенних факторів на функціонування екосистем і біосфери в цілому.
Основні завдання науки:
Вивчення загального стану сучасної біосфери, умов його формування та причин змін під впливом природних і антропогенних факторів;
Прогнозування динаміки стану біосфери в часі й просторі;
Розробка з урахуванням основних екологічних законів шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства і природи, збереження здатності біосфери до самоочищення, саморегулювання і самооновлення.
Перші ботаніко-географічні повідомлення екологічного характеру пов’язані з такими осередками давньої культури, як Китай, Єгипет, Індія. Вже в працях Геракліта (530-470 рр. до н. е), Гіппократа (460-365 рр. до н. е), Аристотеля (384-322 рр. до н. е), Плінія Старшого (23-79 рр. до н. е) та інших філософів містилися повідомлення екологічного характеру. Наприклад, Арістотель описав понад 500 відомих йому видів тварин, розповів про їх поведінку: міграції та зимову сплячку, будівничу діяльність, паразитизм зозулі, способи самозахисту у каракатиці тощо.
У добу Відродження тривало нагромадження даних про рослинний і тваринний світ. Перші систематики Д. Цезалпін (1519-1603), Д. Рей (1627-1705), Ж. Турнефор (1656-1708) у своїх працях подають відомості екологічного характеру, зокрема, описують залежність поширення рослин від умов їх зростання.
Другий етап розвитку екологічної науки пов’язаний із великомасштабними ботаніко-географічними дослідженнями в природі. Початковий вклад у розвиток цього напряму досліджень залишили систематик рослин і тварин видатний шведський природознавець К. Лінней (1707-1778), російські вчені М. Лепьохін (1740-1802), К.Ф. Рульє (1814-1858), англійський вчений-еволюціоніст Ч. Дарвін (1809-1882).
Третій етап системних екологічних досліджень охоплює кінець ХІХ - першу половину ХХ ст. і пов’язаний з іменами російських вчених В.В. Докучаєва (1846-1903), Г.Ф. Морозова (1867-1920), українських - Г.М. Висоцького (1865-1940), П.С. Погребняка (1900-1970) та ін. розвиток екосистемного аналізу сприяв виникненню вчення про біосферу та ноосферу В.І. Вернадського.
Під популяцією розуміють сукупність особин одного виду з єдиним генофондом, яка формується в результаті взаємодії потоку генів (схрещування, міграції, запилення, запліднення, поширення зачатків - спор, клітин, насіння, личинок, яєць) та умов довкілля. Популяція - це елементарна одиниця існування виду й та одиниця, з якою "працює" природний добір. Популяції, як і біогеоценози, характеризуються багатьма показниками. З погляду екології, найсуттєвішим є показник мінімальної чисельності популяції, тобто такої чисельності, за якої в популяції ще підтримується необхідний рівень генетичної неоднорідності, завдяки чому вона не вироджується.
Будь-яка популяція залежить не лише від генетичної різноманітності та пов’язаного з нею потоку генів, а й від факторів довкілля.
Основні екологічні фактори, як правило, класифікують за їхньою природою, поділяючи на абіотичні, біотичні та антропогенні.
До абіотичних факторів, тобто безпосередньо не пов’язаних із діяльністю живої речовини, належать: космічні, геліофізичні та геофізичні; кліматичні й метеорологічні, а також катастрофічні природні явища - повені, посухи, пожежі; едафічні (ґрунтові) та гідрологічні.
До біотичних належать фактори, безпосередньо зумовлені різноманітними аспектами діяльності живої речовини, наприклад конкуренція рослин за світло, еміграція та еміграція видів, пристосувальні та еволюційні процеси.
До антропогенних належать фактори, зумовлені діяльністю людини: вирубування лісів, меліорація, зарегулювання річок, хімізація, і т.д. сьогодні розроблено досить складні класифікації антропогенних факторів. Це свідчить, що діяльність людини стала глобальним, планетарним фактором, який надзвичайно потужно впливає на довкілля.
Кількість особин конкретної популяції залежить передусім від стану народжуваності й смертності. Чисельність популяції залишається постійною тоді, коли народжуваність дорівнює смертності. Збільшення народжуваності й зменшення смертності призводить до збільшення популяції, і навпаки.
Для аналізу причин, які зумовлюють співвідношення смертності й народжуваності, в екології часто використовують аналіз кривих виживання популяцій.
За допомогою кривих виживання можна визначати смертність особин різних видів залежно від віку й з’ясовувати, коли така популяція найуразливіша.
Кількісний розвиток популяції контролюється механізмами взаємодії з іншими популяціями (передусім - за принципом зворотного зв’язку) та обмеженістю ресурсів конкретних біотопів.
Є два основних механізми запобігання надмірному розвиткові конкретних популяцій: за принципом зворотного зв’язку "популяція - ресурси середовища"; за моделями біотичних зв’язків - "жертва - хижак", "хазяїн - паразит".
У цілому кількісний розвиток популяцій регулюється взаємодією комплексу як сприятливих, так і несприятливих факторів, що спричиняють коливання чисельності популяції навколо певного середнього значення. Фактори, котрі сприяють зростанню популяції, зумовлені біологічним потенціалом даного виду. Фактори, які протидіють цьому процесові, зумовлені тиском середовища й біологічним тиском із боку інших популяцій.
Чисельність популяції - загальна кількість особин на даній території або в даному об’ємі (води, ґрунту, повітря), які належать до однієї популяції. Розрізняють неперіодичні (такі, що рідко спостерігаються) і періодичні (постійні) коливання чисельності популяцій.
Механізми регулювання відносної стабільності популяцій, передусім це дотримання визначеної щільності популяції шляхом певних впливів:
1) знищують більшу частку особин (або зменшують народжуваність у розрахунку на кожну особину при рості популяцій), і популяція таким чином досягає верхньої межі;
2) знищують меншу частку особин (або збільшують народжуваність на кожну особину) в умовах спаду щільності і таким чином встановлюють нижню межу її коливання.
Видова біорізноманітність - це сукупність усіх видів, що населяють нашу планету, тобто загальний генофонд Землі. Зникнення будь-якого виду - необоротна втрата видової біорізноманітності. протягом усієї історії розвитку біосфери нашої планети простежується тенденція збільшення кількості видів на Землі. Проте в цілому вимирання видів - такий самий природний процес, як і їх утворення.