Предмет экологии, ее структура, задачи

План

Лекция №1

Тема: «Общебиологические и системные представления в экологии»

1. Предмет экологии, ее структура, задачи

2. Основные экологические законы

3. Основные теории происхождения жизни на Земле

Слово «экология» впервые употребил Эрнест Геккель в 1866 году, обозначив им биологическую науку, изучающую взаимоотношения организмов с окружающей средой. Сейчас это слово стало обыденным и привычным. Дословно с греческого экология – наука о месте обитания (жилище, доме в котором мы живем). Другое понимание экология это экономика природы.

По определению русского ученого А. Я. Данилевского экология - наука о структуре и функции экологических систем и о механизмах, обеспечивающих их гомеостаз.

В традиционной классификации наук экология относится к биологическому циклу. По представлению ученого эколога Юджина Одума место определенно рисунке 1.

Экология - системная наука. Она включает предметы пересекающих других биологических наук, но в одном аспекте, отражающем связи между средой и организмом, средой и популяцией, средой и сообществом популяций, физической средой и всеми живыми организмами (всей биотой).

Рисунок 1 – Структура биологии по Ю.Одуму

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения в экологии – экосистемы, представляющие собой единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания.

Общие закономерности взаимоотношений любых живых существ, включая и человека как биологическое существо, изучает наука – общая экология, в состав которой следующие разделы: аутэкология, исследующая индивидуальные связи отдельного организма (особи) с окружающей средой; популяционная экология (демэкология), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов; синэкология (биценология), изучающая взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой. Главной целью всех этих направлений является изучение проблемы выживания живых существ в окружающей среде.

В область компетенции экологии входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, т.е. совокупность особей одного вида (популяционно-видовой уровень), биотических сообществ, т.е. совокупностей популяций (биоценологический уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень). Уровни живого в природе представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 – Системные уровни живого в природе.

Растения синтезируют органические соединения, используя энергию солнца и питательные вещества из почвы и воды. Эти соединения служат растениям строительным материалам для создания тканей и поддерживают свои функции. Для высвобождения запасенной химической энергии растения разлагают органические соединения на исходные неорганические компоненты – СО₂, Н₂О, нитраты, фосфаты и т.д. – завершающая круговорот питательных веществ.

Т.к. растения готовят себе «пищу» сами, то их называют автотрофами (самопитающимися). Животные извлекают необходимую им энергию из готовой пищи, поедая растения или других животных, поэтому их называют гетеротрофами (питающиеся другими). Разделение на авто- и гетеротрофов относительно, т.к. некоторые растения питаются животными (несекомыми).

Биота – множество всех организмов экосистемы – существует в форме сообщества, или совокупности всех популяций, занимающих данную территорию.

Крупная легко выделяемая единица сообщества, образованная под влиянием регионального климата с региональной биотой и субстратом – называемым биом. Эта группа экосистем со сходным типом растительности, определяемым сходными климатическими условиями.

Главные биомы Земли: тундра; тайга; листопадный и дождевой лес умеренной зоны; степь умеренной зоны; чаппараль (это деревья и кустарники с жесткими вечнозелеными листьями, растущие в мягком умеренном климате, с влажной зимой и сухим летом); пустыня, тропический дождевой лес, тропический листопадный лес, тропический скрэб (кустарник), тропическая степь и саванна, горы (сложная зональность). И наконец, экосистема высшего уровня – это биосфера. Она представляет собой совокупность всех биомов и более мелких экосистем, которые в конечном счете все взаимосвязаны и взаимозависимы за счет глобальных процессов типа круговорота Н₂О и циркуляции атмосферы.

Задачи экологической науки состоят в следующем:

- разработка теории и методов оценки устойчивости экологических систем на всех уровнях;

- исследование проблем популяционной экологии, экологии биотических сообществ, сохранения биоразнообразия в природе;

- изучение и прогнозирование изменений в окружающей среде под влиянием антропогенных факторов;

- оценка состояния и динамика природных ресурсов и экологических последствий их потребления;

- оптимизация экономических, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития общества.

В рамках экологии определяется рациональное поведение человека в природе, т.е. адекватная экология человеческой популяции. Эта экология может быть создана только на основе человеческого разума. Следовательно, необходимо тотальное распространение среди людей всех уровней образования и интеллекта научно обоснованной экологической концепции.