Экология во второй половине XIX века

 

Именно 1866 г. следует считать годом рождения экологии. В конце XIX она представляла собой науку об адаптации организмов к климатическим условиям, но лишь через 100 лет превратилась в целое мировоззрение - общую экологию. В 1895 г. датский ученый Е. Варминг (1841-1924) ввел термин "экология" в ботанику для обозначения самостоятельной научной дисциплины - экологии растений.

Таким образом, общим для периода наивной экологии, продолжавшегося с начала развития цивилизации до 1986 г., является накопление и описание колоссального фактического материала и отсутствие системного подхода в его анализе.

СПЕНСЕР, ГЕРБЕРТ ( Spencer, Herbert) (1820-1903) - английский философ и социолог, идеолог социал-дарвинизма.

Центральной идеей всего его творчества была идея эволюции. Под эволюцией он понимал переход от неопределенной, бессвязной однородности к определенной, связной разнородности. Спенсер показал, что эволюция есть неотъемлемая черта всего окружающего нас мира и наблюдается не только во всех областях природы, но и в науке, искусстве, религии и философии.

У Спенсера выделено три вида эволюции: неорганическая, органическая и надорганическая. Надорганическая эволюция - это предмет социологии, которая занимается как описанием процесса развития общества, так и формулировкой основных законов, по которым эта эволюция протекает.

Строение общества он сравнивал с биологическим организмом: отдельные части являются аналогом отдельных частей организма, каждая из которых выполняет свою функцию. Он выделил три системы органов (социальных институтов) - поддерживающую (производство), распределительную (коммуникация) и регулятивную (управленческая). Любое общество, чтобы выжить, должно приспосабливаться к новым условиям окружающей среды - так происходит естественный отбор. В ходе такого приспособления происходит все более сильная специализация отдельных частей общества. В результате, как и организм, общество эволюционирует от более простых форм к более сложным.

Используя для исследования социального развития понятия биологической эволюции (это получило название социал-дарвинизма), Спенсер во многом способствовал популяризации идей "естественного отбора" в обществе и "борьбы за существование", которые стали почвой для "научного" расизма.

Другой важной его идеей было выделение двух исторических типов общества - военного и промышленного. Тем самым он продолжил традицию формационного анализа общественной эволюции, заложенную Анри Сен-Симоном и Карлом Марксом.

Термин " биосфера" ввел австрийский геолог Э. Зюсс в 1875, тогда как основы учения о биосфере, которые актуальны и в современной науке, были разработаны В.И. Вернадским.

Факторы окружающей среды действуют на растения не обособленно друг от друга, а во всей своей совокупности. Одним из наиболее удобных и широко применяемых способов характеристики адаптаций растений к совокупности условий среды обитания является жизненная форма. Понятие "жизненная форма" было предложено Е. Вармингом в 1896 г. для обозначения совокупности приспособительных признаков растения. С тех пор это понятие прочно укрепилось в ботанике и по сегодняшний день активно применяется исследователями. Одной из самых первых по времени появления и самых популярных среди современных исследователей стала система жизненных форм, предложенная К. Раункиером в 1905 г. За основу выделения жизненных форм автор взял расположение и способ защиты почек возобновления в течение неблагоприятного периода. Он выделял пять жизненных форм: фанерофиты (Ph) - растения, у которых почки возобновления расположены высоко над землей; хамефиты (Ch) - невысокие растения с почками возобновления на зимующих побегах, расположенных вблизи поверхности земли; гемикриптофиты (HK) - травянистые многолетники, у которых надземные органы в конце вегетации отмирают, а почки возобновления находятся на уровне почвы; криптофиты (K) - травянистые многолетники, имеющие почки возобновления на подземных органах и терофиты (Th) - монокар пические растения, переживающие неблагоприятный период в виде семян. Автор системы предлагал использовать биологические спектры, т.е. процентное соотношение видов, относящихся к разным жизненным формам, для выяснения взаимосвязи жизненных форм растений и климата.

Теория Ч. Дарвина дала большой толчок развитию аутэкологического направления - изучение естественной совокупности видов, непрерывно перестраивающихся применительно к изменению условий среды, со второй половины середины XIX и до середины XX века было господствующим.

Одновременно стали проводиться исследования по надорганизменным биологическим системам. Этому способствовало формирование концепции биоценозов, как многовидовых сообществ. В 1877 г. немецкий гидробиолог К. Мебиус ( 1825-1908) на основе изучения устричных банок в Северном море разработал учение о биоценозе, как сообществе организмов, которые через среду обитания теснейшим образом связаны друг с другом. Именно его труд "Устрицы и устричное хозяйство" положил начало биоценологическим - экосистемным, исследованиям и в дальнейшем обогатилось методами учета количественных соотношений организмов. Термин "биоценоз" широко используется современными учеными. Учение о растительных сообществах, благодаря С.И. Коржинскому (1861-1900) и И.К. Пачоскому ( 1864-1942) выделилось в фитосоциологию, или фитоценологию, позднее в геоботанику. Исключительно велики заслуги В.В. Докучаева (1846-1903). Он создал учение о природных зонах и учение о почве, как особом биокосном теле (системе). Показал, что почва - это неотъемлемый компонент практически всех экосистем суши нашей планеты. Теоретические разработки В.В. Докучаева ("Учение о зонах природы") положили начало развитию геоботаники и ландшафтной экологии. Идея В.В. Докучаева о необходимости изучения не отдельных компонентов биоценозов, а связей, существующих между телами, явлениями и средой (водой, землей), между мертвой и живой природой, между растениями, животными и минеральным "царством", т.е. закономерностей функционирования природных комплексов, получила развитие в "Учении о лесе" Георгия Федоровича Морозова (1867-1920). Г.Ф. Морозов дал первое научное определение леса, как географического фактора - глобального аккумулятора солнечной энергии, влияющего на климат, почвы, на уровень кислородного и углеродного баланса планеты и регионов.

Особенно широко исследования надорганизменного уровня стали развиваться с начала XX века. Повсеместно стали создаваться разные научные общества и школы: ботаников, фитоценологов, гидробиологов, зоологов, и т.д., выпускаться журналы. 1916 г. - Ф. Клементс показал адаптивность биоценозов и адаптивный смысл этого, 1925 г. - А. Тинеманн ввел понятие "продукция", 1927 г. - Ч. Элтон выделил своеобразие биоценотических процессов, ввел понятие экологическая ниша, сформулировал правило экологических пирамид. К 30-ым годам XX столетия были созданы разные классификации растительности на основе морфологических, эколого-морфологических и динамических характеристик фитоценозов (К. Раункиер - Дания, Г. Ди Рюе - Швеция, И. Браун-Бланке - Швейцария); изучались структура, продуктивность сообществ, получены представления об экологических индикаторах (В.В. Алехин, Б.А. Келлер, А.П. Шенников).

Экология в XX веке

 

В начале XX в. оформились экологические школы гидробиологов, фитоценологов, ботаников и зоологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки.

В 1910 г. на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе экология растений разделилась на экологию особей и экологию сообществ. По предложению швейцарского ботаника К. Шретера экология особей была названа аутэкологией (от греч. autos - сам и "экология"), а экология сообществ - синэкологией (от греческой приставки syn-, обозначающей "вместе"). Такое деление вскоре было принято и в зоо-экологии. Появились первые экологические сводки: руководство к изучению экологии животных Ч. Адамса (1913), книга В. Шелфорда о сообществах наземных животных (1913), С.А. Зернова по гидробиологии (1913) и др.

В 1913-1920 гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы. Экологию начали преподавать в ряде университетов. В экологии получило развитие количественное рассмотрение изучаемых явлений и процессов, связанных с именами А. Лотки (1925), В. Вольтерры (1926).

Авторитетнейший ученый России начала XX в., ботаник И.П. Бородин, выступая в 1910 г. на XII съезде русских естествоиспытателей и врачей с докладом "Об охране участков растительности, интересных с ботанико-географической точки зрения", страстно призывал своих коллег охранять природу и выполнять тем самым "наш нравственный долг", сравнивая это дело с охраной исторических памятников. Бородин особенно интересовался уникальными природными объектами. Любой памятник природы, неважно - большой или маленький, представляет собой, по его мнению, национальное сокровище. "Это такие же уники, как картины, например, Рафаэля - уничтожить их легко, но воссоздать нет возможности". Г.А. Кожевников (1917) утверждал, что к числу факторов, усугубляющих разрушительные последствия войны и революции, относятся вопиющая отсталость, бескультурье, отсутствие развитой технологии и какого-либо гражданского долга. Кожевников сформулировал три этапа становления отношения человека к природе. Россия, по его мнению, находится на стадии, переходной от первого - первобытного, хищнического - этапа ко второму, ориентированному на рост и развитие. При отсутствии даже войны и социальных потрясений мощные структурные факторы должны были бы препятствовать быстрому переходу к третьему этапу, ориентированному на охрану природы. Кожевников, основываясь на данном утверждении, выступал за рационализацию и модернизацию экономики и ее социальной структуры.

На четвертом этапе развития истории экологии после разносторонних исследований к 30-м гг. XX в. определились основные теоретические представления в области биоценологии: о границах и структуре биоценозов, степени устойчивости, возможности саморегуляции этих систем. Углублялись исследования типов взаимосвязей организмов, лежащих в основе существования биоценозов.

Впервые теория сукцессии была детально разработана в 1916 г. Клементсом. Он изучал сообщества в Северной Америке и пришел к выводу, что основным фактором, определяющим состав климаксного сообщества, является климат. По представлениям Клементса, в данных климатических условиях может существовать только одно климаксное сообщество, которое называется климаксом (концепция моноклимакса). Любой перерыв в движении по направлению к климаксу, вызванный местными условиями рельефа, микроклимата, землепользованием и т.д., тоже может привести к формированию устойчивого сообщества, но его нельзя считать климаксным, так как в конце концов действие климатических факторов все-таки приведет к "теоретическому" климаксу. Например, горы и холмы постепенно будут разрушаться, что вызовет изменения в структуре сообществ. Более современной является концепция поликлимакса, согласно которой климакс формируется под влиянием всех физических факторов, причем один или несколько из них могут доминировать (например, дренаж, почва, топография, пожары). Сообщество считается настоящим климаксом, если оно "устойчиво" длительный период времени: любые изменения в нем происходят относительно медленно по сравнению с временем, необходимым для прохождения сукцессии до стадии климакса.

Особую и важнейшую роль в становлении и развитии экологии сыграл Владимир Иванович Вернадский - создатель учения о биосфере, намного опередивший свое время. Открытие биосферы В.И. Вернадским в начале ХХ столетия принадлежит к величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей теорией относительности, открытием наследственного кода у живых организмов и теорией расширяющейся Вселенной.В.И. Вернадский доказал, что жизнь на земле - явление планетарное и космическое, что биосфера - это хорошо отрегулированная за много сотен миллионов лет эволюции общепланетарная вещественно-энергетическая (биогеохимическая) система, обеспечивающая биологический круговорот химических элементов и эволюцию всех живых организмов, включая и человека. Не только составом атмосферы и гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора - это продукт биосферы.

Может показаться странным утверждение о том, что В.И. Вернадский открыл биосферу. Что ее открывать? Это не микроб какой-то. Биосфера огромна, и с ней постоянно имеет дело каждый из нас. Мы живем, мы постоянно обитаем в ней. Да, мы обитаем в ней, но очень мало задумываемся о том, что этот наш хрупкий дом уникален во Вселенной, что механизмы, его поддерживающие, очень тонкие, и могут легко сломаться не только от падения большого метеорита на Землю, но и от нашего неразумного поведения.

ЛЕРУА, ЭДУАРД ( Le Roy, Edouard) (1870-1954), французский философ, представитель католического модернизма.

друг и единомышленник П. Тейяра де Шардена, Леруа создал эволюционную концепцию, в которой попытался согласовать католические догматы с фактами, накопленными палеонтологией и антропологией, с новейшими открытиями в биологии. Исходя из бергсоновской идеи жизненного порыва, рассматривал эволюцию как творческое становление, в истоках которого лежит духовная сила, действующая мысль. С появлением человека эволюция природы и жизни приобретает качественно новый характер, поскольку именно человек, наделенный сознанием и разумом, становится условием и орудием дальнейшего поступательного развития всей природы и тем самым совершается переход от биосферы к ноосфере, сфере разума. Леруа впервые употребил в конце 1920-х годов термин "ноосфера"; концепцию ноосферы он разрабатывал совместно с П. Тейяром де Шарденом (впоследствии это понятие стало ключевым также в концепции русского ученого В.И. Вернадского). Эволюционные идеи были изложены Леруа в работах Потребность в идеализме и факт эволюции (L'exigence idéaliste et le fait de l'évolution, 1927); Происхождение человека и эволюция интеллекта (Les origines humaines et l'évolution de l'intelligence, 1931); Введение в исследование проблемы религии (Introduction à l'étude du problème religieux, 1944); Догмат и критика (Dogme et critique, 1906); Опыт о первой философии (Essai d'une philosophie première, 2 vol., 1956-1958). Здесь рассматриваются также проблемы отношения науки и религии (их Леруа считает взаимодополняющими, поскольку наука дает религии обоснование, а религия завершает науку), интеллекта и интуиции.

Экосистема. Понятие экосистемы является ключевым для каждого, кто пожелает узнать и понять, как устроен мир. Экосистемы являются своего рода "кирпичиками", из которых слагается одна большая общая живая система - биосфера.

Экосистема представляет собой совокупность живых организмов (биоценоз) и среды их обитания (климат, почва, водная среда), в которой осуществляется круговорот веществ.

Термин "экосистема" был предложен английским ботаником Артуром Тенсли в 1935 г. Тенсли считал, что экосистемы представляют собой основные природные единицы на Земле. Это не только комплекс живых организмов, но и сочетание физических факторов. Всюду, где мы наблюдаем отчетливое единство растений, животных, микроорганизмов, объединенных отдельным участком окружающей среды, мы имеем пример экосистемы.

По Н.Ф. Реймерсу (1990), экосистема - это любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами. Следует подчеркнуть, что совокупность специфического физико-химического окружения (биотопа) с сообществом живых организмов (биоценозом) и образует экосистему. А. Тенсли (1935) предложил следующее соотношение:

Экосистема = Биотоп + Биоценоз

 

Почти одновременно с А. Тенсли,В.Н. Сукачевв 1942 г., следуя Г.Ф. Морозову, разработал систему понятий о лесном биогеоценозе, как о природной системе, однородной по всем параметрам (растительному покрову, миру животных и микроорганизмов, по поверхностной горной породе, гидрологическим, почвенным, микроклиматическим условиям, по типу взаимодействий, обмена веществом и энергией между его компонентами и между ними и другими явлениями природы).

Биогеоценоз В.Н. Сукачева - практически полный аналог экосистемы А. Тенсли. Главное в его понятии - общая идея о единстве живой и неживой природы, общности круговорота веществ и превращениях энергии, которые можно выразить через объективные количественные характеристики.

Глобальная экология-комплексная научная дисциплина, изучающая биосферу в целом. Основы глобальной экологии разработаны М.И. Будыко (1977), который ее центральной проблемой считает круговорот различных веществ в биосфере. Исследование этой проблемы необходимо для решения основной задачи глобальной экологии - разработки прогнозов возможных изменений биосферы в будущем под влиянием деятельности человека. Так как от этого прогноза будет существенно зависеть долгосрочное, хозяйственное планирование, связанное с крупными капиталовложениями, очевидно, что он должен обладать высокой достоверностью. Глобальная экология как научная дисциплина находится в стадии формирования, ее границы точно не определены. Одни ученые считают ее разделом общей экологии, другие отождествляют с охраной природы, экологией человека, третьи (в т. ч.М.И. Будыко, И.И. Дедю) относят к самостоятельной научной дисциплине.

Социальная экология (или социоэкология) - комплекс научных дисциплин, рассматривающий взаимоотношения в системе "общество - природная среда" и разрабатывающий научные основы оптимизации жизненной среды человека. Терминология в данной области не вполне устоялась. С точки зрения одних ученых, социальная экология должна изучать соотношение общества с географической, социальной и культурной средами; согласно позиции других - это раздел экологии человека, рассматривающий взаимоотношения социальных групп общества с природой и т.д. При этом в одних случаях социоэкология включает в себя экологию человека, в других - сама социоэкология является частью экологии человека.

Тем не менее, социальная экология - признанное во всем мире научное направление. Подобного статуса в системе наук она добилась благодаря устранению биологического детерминизма при определении своего предмета. Этому способствовала перемена в понимании того, что экология - не только естественная, но и гуманитарная наука.

Расхождение подходов не ведет к недооценке проблематики экологии человека. Скорее, наоборот: под ее влиянием происходит "экологизация" различных наук о человеке.

О внимании, уделяемом этой науке, свидетельствуют такие примеры. Как из-вестно, вторая половина 60-х - первая половина 70-х годов нашего столетия были временем реализации Международной биологической программы. Не будет преувеличением сказать, что ее "острие" было направлено на выяснение механизмов и проявлений адаптации человека к разным природным условиям, то есть на тематику по своей сути экологическую. Это подтверждается знакомством с мировыми сводками исследований, проведенных секцией "Адаптация человека" в рамках Международной биологической программы.

В том же 1942 г. американским ученымР. Линдеманном были изложены основные методы расчета энергетического баланса экологических систем. С этого времени экосистемные исследования являются одними из основных направлений в экологии, а количественные определения функций экосистем и их компонентов (запасы и фракционная структура растительной массы, пулы углерода и др. химических элементов, параметры трофических цепей, и др.) являются одним из основных методов, дающими возможность прогнозировать и моделировать биологические процессы. Последнее, в свою очередь, вылилось в теоретическую, или количественную, экологию, которая становится все более востребованной (изучение динамики экосистем, их продуктивности, моделирование экологических процессов исключительно важны для экологических прогнозов, разработки природоохранных мер, профилактики эпидемических ситуаций и пр.). Работа по международным экологическим программам МАБ и ЧиБ (Человек и биосфера).

Н.Ф. Реймерс (1931-1993), доктор биологических наук, видный российский ученый, внес значительный вклад в изучение взаимоотношений человека и природы, социально-экономических аспектов экологии и природы. Автор книг: Азбука природы. Микроэнциклопедия биосферы (М.: Знание, 1980); Природопользование: Словарь-справочник (М.: Мысль, 1990); Экология теории, законы, правила, принципы и гипотезы (М.: Россия молодая, 1994) и др.

Н.Н. Моисеев (1917-2000), доктор физико-математических наук, академик, известней как ученый с мировым именем. Основные направления его научной деятельности в области экологии и природопользования: методы оптимизации природопользования; математические модели динамики биосферы; методологические вопросы взаимоотношения биосферы и общества; модели стабильности биосферы в условиях антропогенных воздействий.

Анализируя историю экологии как науки, нельзя не заметить, что развитие экологии задержалось минимум на пять-десять лет по сравнению с такими дисциплинами, как эмбриология и генетика. Перечислим некоторые причины отставания экологии.

Недооценка потребности открыть законы, применяемые ко всему живому, т.е. экология находится здесь во многих случаях на аналитической стадии. Изучение взаимоотношений организмов друг с другом и со средой не может идти без учета огромного разнообразия животного и растительного мира, и если общие законы существуют, то в ряде случаев их еще предстоит открыть.

Степень развития научных знаний, которая вынуждала ученых к изучению изолированных естественных явлений, как если бы они были независимы и не связаны друг с другом. Французский ученый О. Конт в своих трудах проводил мысль о жестких барьерах между науками. Для некоторых ученых такой подход стал привычным. Он вынуждал их рассматривать предметы и явления вне существующих между ними взаимосвязей, тогда как взаимодействие - первая особенность при рассмотрении научных фактов в совокупности. Эти искусственные барьеры рушатся в XX в. с появлением новых отраслей знания, сформировавшихся на основе слияния отдельных наук - физики и химии, химии и биологии.

Рождение и развитие экологии - науки, обязанной своим появлением на свет разнообразным дисциплинам и имеющей свои собственные методы, - относится к этому же периоду. В настоящее время в экологии просматривается все большая тенденция к превращению ее в науку, в которой для охвата всех сторон изучаемого предмета работа ведется группами ученых.

Отсутствие реальных перспектив ее развития вплоть до 30-х гг. XX в. Казалось, что эта наука в отличие, например, от медицины, успеху которой способствовали лабораторные исследования, ограничивалась теоретическими изысканиями. В XIX - начале XX в., а иногда и сейчас, непосредственное перенесение на природу методов, выработанных в лабораторных условиях, часто приводило к непредвиденным, катастрофическим последствиям. Эта ошибочная практика постепенно заставила обратить внимание на экологию, привела к учету человеком в своей деятельности экологических законов.

В конце XX в. происходит "экологизация" науки. Это связано с осознанием огромной роли экологических знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не просто наносит вред окружающей среде, но и воздействует на нее отрицательно, изменяя условия жизни людей, угрожает самому существованию человечества.

Список используемой литературы

 

1. Н.А. Лемеза Л.В. Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"

2. Общая экология: Учеб. для вузов (МО РФ) Степановских АС. - авт. сост. / Автор-сост. АС. Степановских ЮНИТИ-ДАНА, 2002

3. http://ecology-portal.ru

. http://techpharm.ru

. http://botsad.ru

. http://echo-links.ru/149

7. http: //. krugosvet.ru <http://.krugosvet.ru>

. http://burenina. narod.ru/4. htm <http://burenina.narod.ru/4.htm>