2020-04-12
408
Если мы признаем предложенное определение указанного понятия, то, исходя из его трактовки, а именно из того, что экология – это наука, должны будем освоить «специальный язык» и ввести в профессиональное употребление основные термины понятия и определения.
Как в любой науке, в «экологии урбосистем» или «урбоэкологии» применяются свои служебные термины, специальные понятия и определения. Используя ресурсы справочных баз данных, составим глоссарий – словарь специальных терминов, понятий и определений.
Задание 4. Составьте собственный глоссарий теме «Экология» и теме «Экология урбанизированных систем».
Обучающиеся составляют индивидуальную версию (редакцию) глоссария по заданной теме, используя доступные им ресурсы сети Интернет, ресурсы библиотеки, сведения из справочников, учебников, монографий, научных статей. Глоссарий формируется в алфавитном порядке, с введением рубрик (при необходимости) и со ссылками на соответствующий источник. На этом этапе осуществляется индивидуальная работа обучающихся.
На следующем этапе работы обучающихся в команде проводится обобщение индивидуальных версий и вырабатывается единая (общая для всех) редакция глоссария по теме «экология».
Подобно всем другим отраслям знания и наукам экология (как наука) развивалась непрерывно, но неравномерно. Труды Гипократа, Аристотеля и других древнегреческих философов уже содержат в себе сведения явно экологического характера, как мы бы их сейчас оценили. Энтони ван Левенгук, более известный как изобретатель первого микроскопа и один из первых микроскопистов начала 18 века, был также пионером в изучении «пищевых цепей» и регулировании численности популяций – двух важнейших разделов современной экологии.
Рассматривая вопросы, связанные с экологией урбосистем, невозможно обойти вниманием те их аспекты, которые определяют актуальность данного направления исследований на современном этапе развития человеческого общества. Собственная трактовка указанных проблемных позиций может оказаться весьма полезной при разработке (письменном изложении) магистрами выпускных квалификационных работ (или их частей). В этой связи весьма целесообразно уже сейчас представить в письменной форме свое видение важности и своевременности решения задач и преодоления экологических проблем, возникающих в урбосистемах.
Задание 5. Составьте собственное обоснование актуальности проводимых исследований и осуществляемых (выполняемых) мероприятий по теме «Экология урбанизированных систем».
Обучающиеся формулируют индивидуальное обоснование актуальности проблем и вопросов по заданной теме. Для повышения результативности своей работы обучающиеся используют доступные им ресурсы сети Интернет, ресурсы библиотеки, сведения из справочников, учебников, монографий, научных статей. Обоснование актуальности формируется с введением рубрик (при необходимости) и ссылками на соответствующий источник информации. На этом этапе осуществляется индивидуальная работа обучающихся.
На следующем этапе осуществляется работа обучающихся в команде и проводится обсуждение индивидуальных версий (редакций) обоснования выявляются их сильные и слабые стороны, определяются варианты и способы усовершенствования текста.
Исследования последних десятилетий показали, что совершенно необходимые для жизни на Земле условия (оптимальное соотношение газов в атмосфере, поглощение организмами избыточного углекислого газа (в том числе депонирование углерода), регулирование температуры земной поверхности, нейтрализация усиленной радиации, предотвращение чрезмерного засоления вод Мирового океана) были созданы длительным (около 3,5 млрд. лет) и усложняющимся взаимодействием живых организмов. В современном многообразии жизни все взаимосвязано, и исчезновение любого элемента биосферы может разрушить систему жизнеобеспечения. Поэтому любая форма жизни на Земле имеет самостоятельную ценность, как и вся природа – результат симбиоза [13, 16]. Через живые организмы прошло большое количество элементов верхней части литосферы, атмосферы и гидросферы. Таким образом, живое вещество создало приемлемую для него среду обитания. После возникновения около 4,5 млрд. лет назад биосфера прошла несколько этапов эволюционного развития. От первоначального круговорота органического вещества произошел переход к биологическому круговороту – непрерывному обмену веществом и энергией между живыми организмами и окружающей средой в течение всей жизни организмов и после их смерти. Человеческая деятельность превратилась в мощную силу, необратимо и целенаправленно меняющую всю природную среду. Сформированная при определяющем влиянии человечества новая природная среда – биотехносфера – следствие социального и научно-технического развития человека.
Гипотеза Геи
Согласно гипотезе «Геи», выдвинутой Джеймсом Лавлоком, живые организмы развивали и регулировали благоприятную для них геохимическую среду [16].
Гипотеза Геи (англ. Gaia hypothesis) – это научная концепция о Земле и человечестве как о глобальном живом организме.
Существует несколько печальный анекдот на эту тему. Встречаются в космосе две летящих планеты, и одна другой, отвечая на вопрос «Как дела?», с некоторой грустью говорит: «Ты знаешь, а у меня люди завелись…». На что другая планета её успокаивает: «Не переживай, само пройдет… У меня такое уже было».
Это гипотеза о Земле как супер организме, который в результате саморегуляции способен поддерживать основные параметры среды на постоянном уровне. Так, при различных уровнях энергии, поступающей от Солнца, температура поверхности планеты может оставаться приблизительно на одном уровне. Большинство современных биологов рассматривают такой концептуальный подход как возможную модель для восприятия окружающего мира. Вместе с тем все сторонники и критики данной гипотезы признают важную роль живой материи в формировании и трансформации экосистемы Земли.
Название «Гея» отсылает к богине Земли в древнегреческой мифологии.
Гипотеза независимо разрабатывалась со схожими понятиями биосфера и ноосфера.
Предыстория
В 18 веке идея о Земле как о живом организме впервые была высказана Джеймсом Хаттоном (1726 – 1797) на лекции в Королевском обществе Эдинбурга он предложил считать Землю живым организмом, который является предметом изучения для физиологии [1]. Он в 1785 году высказал предположение о том, что Земля – живой сверхорганизм, имеющий свои системы обмена веществ и дыхания (которые и выражаются геологическими процессами – такими, например, как эрозия) [2].
Академик В.И. Вернадский предложил рассматривать биосферу как целое и взаимосвязанное. Он первый пришёл к выводу об участии живых организмов в цикличном развитии элементов.
Гипотеза Геи тесно связана с идеями В.И. Вернадского об исключительно большой роли живого вещества (живых организмов, биоты) в формировании лика Земли, химических и физических характеристик биосферы, атмосферы, гидросферы [3].
Теория
Джеймс Лавлок, 2005
В 1972 году Джеймс Лавлок (англ. James Ephraim Lovelock) и Линн Маргулис предложили гипотезу Геи (Земли), о том, что эволюция горных пород и эволюция жизни могут быть тесно связаны и не являются отдельными процессами [4].
Джеймс Лавлок, британский химик, приглашённый в Калифорнию Американским космическим агентством, готовившим к запуску серию зондов, призван был оценить степень вероятности существования жизни на Марсе и Венере и создать инструментарий для выявления мизерных концентраций тех или иных химических элементов в атмосфере. Д. Лавлок указал на методологическую ошибку (невозможно предугадать, какой именно химией «питается» жизнь, следует разработать общий принцип поиска жизни в космосе) и сформулировал собственный метод энтропийного анализа. В мёртвом мире энтропия нарастает. Предоставленная сама себе атмосфера безжизненной планеты рано или поздно уравновешивает собственное содержимое, достигая энергетического покоя. Противодействует же энтропийному росту жизнь, потребляющая энергетически активные элементы и выбрасывающая мёртвый шлак. Следовательно, планета с атмосферой из углекислого газа почти наверняка должна быть безжизненной. Напротив, присутствие кислорода должно указывать на присутствие жизни.
В сентябре 1965 года Д. Лавлок пришёл к мысли о том, что земная жизнь научилась поддерживать необходимые для себя условия существования, вступив с планетой в некую форму взаимовыгодного сотрудничества. Писатель Уильям Голдинг предложил Д. Лавлоку назвать теорию в честь древнегреческой богини Земли – гипотезой Геи.
НАСА встретило гипотезу в штыки, поскольку к этому времени уже было известно, что Марс и Венера «дышат», в основном, диоксидом углерода. Известный биолог Ричард Докинз выступил с категорическим утверждением о том, что «гипотеза Геи» противоречит теории эволюции Дарвина. Ещё один известный эволюционный биолог Стивен Джей Гулд критиковал гипотезу Геи, которую находил «метафорой, но не механизмом» [5].
К началу 1970-х годов у теории Лавлока стали появляться защитники и последователи. В 1970 году Линн Маргулис, биолог Бостонского университета, высказала мысль о том, что связующую роль в поле взаимодействия между жизнью и планетой должны играть микроорганизмы. Лавлок сделал своё знаменитое «серное предсказание». До тех пор бытовало мнение, будто сера, вымываемая в океан из почвы, возвращается на сушу в виде сероводорода. Лавлок выразил в этом сомнение, в 1971 году он организовал исследовательскую экспедицию и на борту RV Shackleton доказал: сера поднимается в атмосферу в виде диметилсульфида (DMS), производимого разлагающимися морскими водорослями. Так гипотеза Геи получила первое практическое подтверждение.
Решающую роль в её становлении сыграл созданный Лавлоком компьютерный мир Daisyworld – модель планетарной жизни, основанная как раз на принципах теории эволюции Дарвина. В 2002 году один из последователей Лавлока, эволюционист Тим Лентон (Университет East Anglia), выступил с заявлением о том, что гипотеза не только не противоречит учению Дарвина, но и дополняет его. А год спустя Такэси Сугимото (Kanagawa University) показал, как открытые Дарвином процессы адаптации стимулируют «гееобразные» процессы, помогая жизни укреплять свои позиции на нашей планете.
В 2008 году группа учёных под руководством профессора Брента Крайстнера (англ. Brent Christner) с факультета биологических наук (англ. Department of Biological Sciences) университета Луизианы обнаружила, что за образование почти всех осадков могут отвечать бактерии, в частности, Pseudomonas syringae. Было доказано, что бактерии могут путешествовать с облаками на дальние расстояния и быть причиной осадков по всему миру при достаточно высоких температурах. Это открытие считается ещё одним подтверждением справедливости утверждений, изложенных в гипотезе Геи [6].
Без живых организмов состав атмосферы Земли был бы близок к венерианскому, а температура на поверхности составляла бы около 2900 С. Все это свидетельствует об исключительно важной, жизнеобеспечивающей роли живой природы на Земле и, следовательно, о необходимости защиты и сохранении ее при урбанизации.
