Развитие экологии

План: 

1. Введение.
2. Мысли и труды ученых с древних времен и до наших дней.
3. Термин «экология».
4. Популяционная экология.
5. Развитие других областей экологии.
6. Заключение.

Введение.

С первых шагов своего развития человек  неразрывно связан с природой. Конечно, представления древнего человека об окружающей среде не носили научного характера и были не всегда осознанными, но с течением времени именно они послужили песочником накопления экологических знаний. Соприкасаясь с первичным познанием природы, люди постепенно вынуждены были учитывать значение среды обитания в жизни организмов. Экология,  если понимать буквально, это наука о нашем общем доме, т.е. о планете Земля. И в этом реферате я хотела бы как можно лучше раскрыть такие вопросы, как: откуда взялся термин «экология», что этому способствовало, дальнейшая судьба экологии как науки и многое другое.

Мысли и труды  ученых с древних времен и до наших  дней.

Большое влияние  на мировоззрение ученых современной  эпохи оказали древнегреческие  ученые. Так, например, Аристотеля (384-322 г. до н.э.) привлекли такие вопросы, как приуроченность организмов к  местопребываниям, одиночная стайная  жизнь, различия в питании и т.д. Он описал свыше 500 видов известных ему животных и рассказал об их поведении, о миграции, зимней спячке, способах защиты и т.п. Ученик Аристотеля, «отец ботаники» Теофраст (371-280 г. до н.э.) привел сведения о зависимости формы и роста растений от разных условий, почвы и климата. Вопросы строения и жизни организмов рассматривались в трудах такого античного мыслителя и философа, как Плиний Старший с его знаменитой «Естественной историей».

 В средние века интерес к изучению природы ослабевает и заменяется господством богословия и схоластики. Великие географические открытия в эпоху Возрождения, колонизация новых стран послужили толчком к развитию систематики. Описание растений и животных, их внешнего и внутреннего строения, разнообразия форм – главное содержание биологической науки на ранних этапах ее развития. Первые систематики – А. Цезальпин (1519–1603), Д. Рей (1623–1705), Ж. Турнефор (1656–1708) и другие сообщали и о зависимости растений от условий произрастания или возделывания. Аналогичные сведения накапливались и о поведении, повадках, образе жизни животных. Постепенно к таким сведениям начали проявлять особый интерес.

Известный английский химик Роберт Бойль оказался первым, кто осуществил экологический эксперимент. Он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных. Большой  вклад в формирование экологических  знаний внесли такие выдающиеся ученые, ка шведский естествоиспытатель Карл Линней и французский исследователь природы Жорж Бюффон (1707-1788) в трудах которых подчеркивалось ведущее значение для живых организмов климатических факторов. Жорж Бюффон выпустил 44 тома «Естественной истории», где он впервые утверждал, что влияний условий (пищи, климата, гнета одомашнивания и т.п.) может стать причиной изменения («вырождения») самих видов.

Помимо накопления сведений об отдельных видах, начали формироваться представления и  о глобальных зависимостях в распределении  растений и животных. Этому послужили  материалы, собираемые во время путешествий, посвященных изучению далеких стран. Первые попытки выявить общие закономерности во влиянии климата на растительность земного шара принадлежат немецкому естествоиспытателю А. Гумбольдту. Его труды (1807) положили начало развитию нового направления в науке – биогеографии. А. Гумбольдт ввел в науку представление о том, что «физиономия» ландшафта определяется внешним обликом растительности. В сходных климатических условиях у растений разных таксономических групп вырабатываются сходные «физиономические» формы, и по распределению и соотношению этих форм можно судить о специфике физико-географической среды. Появились первые специальные работы, посвященные влиянию климатических факторов на распространение и биологию животных, например книга немецкого зоолога К. Глогера об изменениях окраски птиц под влиянием климата (1833). К. Бергман выявил географические закономерности в изменении размеров теплокровных животных (1848). А. Декандоль в «Географии растений» (1855) обобщил все накопленные сведения о влиянии отдельных факторов среды (температуры, влажности, света, типа почвы, экспозиции склона) на растения и обратил внимание на их повышенную пластичность по сравнению с животными.

Вся первая половина XIX в. характеризовалась нарастанием  интереса к взаимодействию организмов с «условиями». Еще в 1809 г. в «Философии зоологии» французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк провозгласил идею эволюции всего живого мира, его постоянного развития от простого к сложному. Одной из причин разнообразия форм на пути этого развития он считал «влияние условий», необходимость для всего живого приспосабливаться к условиям среды. Важную роль условий в выживании и изменениях видов подчеркивал и другой известный французский зоолог Ж. Сент – Илер (1772–1844).

Идеи «единства» организмов с условиями их жизни развивал и горячо защищал профессор Московского университета К. Ф. Рулье (1814–1858). Он пропагандировал необходимость особого направления в зоологии, посвященного всестороннему изучению жизни животных, их сложных отношений с окружающим миром, подчеркивая роль этих отношений в судьбе видов. К. Ф. Рулье впервые обратил внимание на сходство внешнего строения у разных видов, ведущих сходный образ жизни в той или иной среде («земляные», «водные», «воздушные» и др.), положив начало изучению жизненных форм в животном мире. Выделяя «явления жизни особи» и «явления жизни общей» (в том числе «жизнь в товариществе» и «жизнь в обществе»), он, по существу, наметил ряд будущих подразделений экологии. К. Ф. Рулье глубоко повлиял на направление и характер работ своих учеников, которые составили в последующем блестящую плеяду русских натуралистов-экологов (Н. А. Северцов, А. Ф. Миддендорф, А. Н. Бекетов и др.).

Термин «экология».

Впервые термин «экология» предложил известный  немецкий биолог Эрнст Геккель (1834-1919), который в своих трудах «Всеобщая  морфология организмов»(1866) и «Естественная  история миротворения»(1868) попытался впервые дать следующее определение этой науки: Это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого органическими и неорганическими компонентами, включая переменно неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, конкурирующих друг с другом. Одним словом, экология- это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.

В 1859 г. появилась  книга Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Ч. Дарвин вычленил три основных направления в борьбе за существование организмов: отношения с физической средой, с особями своего вида, с особями других видов. Выживают и дают потомство не все родившиеся особи, а лишь те, которые способны выдержать напор среды. Теорией естественного отбора Ч. Дарвин переключил внимание со связей «организм – среда» на то, что происходит среди множества организмов в борьбе за существование. Тем самым он фактически заложил основы популяционного мышления, однако в зарождавшейся экологии эти идеи получили развитие только в XX в.

Термин «экология» прижился не сразу и получил всеобщее признание лишь к концу XIX в. А как самостоятельная наука, экология сформировалась к началу XX в. Тогда же оформились экологические школы гидробиологов, фитоценологов, ботаников и зоологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки. На третьем экологическом конгрессе в Брюсселе в 1910 году экологию растений официально разделилась на экологию особей (аутэкологию) и экологию сообществ (синэкологию).

Популяционная экология.

 В 20-е годы начала оформляться новая область экологической науки – популяционная экология. Истоки этого направления – в демографии, описаниях роста народонаселения (популюс– народ). Внимание к проблеме увеличения численности людей привлек еще в конце XVIII в. английский пастор Т. Мальтус, указавший на геометрический характер этого роста. Он считал, что со временем в связи с этим человечеству могут грозить различные беды. Бельгийский математик П. Ф. Ферхюльст в 1838 г. вывел так называемую логистическую формулу, демонстрирующую замедление роста народонаселения при высокой плотности. В 20-х годах XX в. ее переоткрыл американец Р. Перл. В этот период повысилось внимание к поиску закономерностей в изменениях численности видов. Во многом этому способствовали запросы практики – острая необходимость разработки основ борьбы с видами-вредителями и видами-конкурентами в сельском и лесном хозяйстве, истощение запасов ряда ценных промысловых животных, открытие роли некоторых диких животных в распространении паразитов и возбудителей болезней человека и домашнего скота. Представления о популяциях стали особенно энергично развиваться в экологии после того, как оформилась популяционная генетика, а в систематике вид стали рассматривать как сложную популяционную систему. Большую роль в развитии популяционной экологии сыграли работы английского ученого Ч. Элтона (1900–1991). В своей книге «Экология животных» (1927) Элтон рассматривает популяцию как единицу, которую следует изучать самостоятельно, так как на этом уровне выделяются свои особенности экологических адаптаций и регуляций. Центральными проблемами популяционной экологии стали проблемы внутривидовой организации и динамики численности видов. Таким образом, в экологии началось исследование еще одного типа надорганизменных систем – популяций.

Развитие  других областей экологии.

Параллельно развиваются и другие области  экологии, тесно связывающие эту  науку с традиционными областями  биологии. В развитие морфологической  и эволюционной экологии животных большой  вклад внес М.С.Гиляров, рассматривавший  почву как особую среду обитания и ее роль в завоевании членистоногими суши. Проблемы эволюционной экологии позвоночных животных нашли отражение  в трудах С. С. Шварца. Возникла палеоэкология, задачи которой – восстановление картины образа жизни вымерших форм и оценка экологических факторов эволюции.

С начала 40-х  годов в экологии сложился принципиально  новый подход к исследованию природы. Основы его были заложены еще ранее  в трудах целого ряда ученых, среди  которых следует особо отметить В. В. Докучаева. В конце XIX в. В. В. Докучаев обосновал представление о почве  как о сложной природной системе, которая создана и поддерживается комплексом факторов. В ее формировании принимают участие горные породы, вода, атмосфера, климат и многочисленные и разнообразные живые организмы. С этих пор начинаются исследования природных систем с точки зрения единства живой и неживой природы. В гидробиологии для озер даже был предложен специальный термин «микрокосм». Геоботаники, изучая растительные сообщества, часто использовали термин «биоценоз» в расширительном смысле, подразумевая под этим не только живые  организмы, но и их абиотическое окружение.

В 1935 г. английский ботаник А. Тенсли выдвинул понятие  экосистемы, а в 1942 г. В. Н. Сукачев  обосновал представление о биогеоценозе. В этих понятиях нашла отражение  идея о единстве совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе связи  всего сообщества и окружающей неорганической среды – о круговороте веществ  и превращениях энергии. Однако точные количественные методы для оценки этих процессов применить еще не удавалось. Основное внимание привлекали процессы создания биологической продукции. Пионерами изучения продуктивности экосистем выступили лимнологи (гидробиологи, изучающие озера). Уже в середине 30-х годов гидробиологи русской  школы (С. В. Ивлев, С. А. Зернов, Г. Г. Винберг  и др.) разрабатывали методы учета  продуктивности планктона и бентоса  и производили расчеты для  целостных систем отдельных озер. Во многом опираясь на эти работы и достижения других исследователей, молодой американский ученый Р. Линдеман опубликовал в 1942 г. статью с изложением основных принципов расчета энергетического баланса экологических систем. С этого периода стали принципиально возможными расчеты и прогнозирование предельной продуктивности биоценозов в конкретных условиях среды.

Развитие  экосистемного анализа привело  к возрождению на новой экологической  основе учения о биосфере, принадлежащего крупнейшему естествоиспытателю XX в. В. И. Вернадскому (1863–1945), который  в своих идеях намного опередил современную ему науку. Биосфера предстала как глобальная экосистема, стабильность и функционирование которой  основаны на экологических законах  обеспечения баланса веществ  и энергии.

Экосистемный  уровень организации жизни можно  глубоко изучать только объединенными  усилиями представителей разных наук, в том числе и не только естественных. Этот раздел экологии повернул внимание к взаимодействию с природой человеческого  общества. Стало ясным, что, поскольку  биосфера функционирует по принципам  гигантской сложной экосистемы, населяющее ее человечество также находится  в полной зависимости от действия экологических законов. Старые представления  о возможности полного господства человека над природой, ее беспредельного переустройства под свои нужды требовали  переосмысливания с научной точки  зрения.

Поворот в 50-60-х  годах к экосистемным представлениям в экологии совпал с новым витком технического прогресса в годы, последовавшие  за Второй мировой войной. Усилился технократический напор на природу, невиданных масштабов достигла добывающая и перерабатывающая промышленность, строительство, транспорт и т. п. Одновременно участились крупномасштабные катастрофы, связанные с деградацией  земель, сведением лесов, загрязнениями  и другими негативными явлениями, в отношении которых стал отчетливо  осознаваться их экологический характер.

Стремительный рост населения земного шара поставил проблему потенциала пищевых ресурсов. В экологии – это прежде всего  проблема биологической продуктивности. В 60-е годы развитие науки и запросы  практики вызвали к жизни Международную  биологическую программу (МБП). Впервые  биологи разных стран объединили усилия для решения общей задачи – оценки продукционной мощности биосферы. Эти исследования позволили подсчитать максимальную биологическую продуктивность всей нашей планеты, т. е. тот природный фонд, которым располагает человечество, и максимально возможные нормы изъятия продукции для нужд растущего населения Земли. Конечной целью МБП было выявление основных закономерностей качественного и количественного распределения и воспроизводства органического вещества в интересах наиболее рационального использования их человеком.

Для оценки масштабов влияния человеческой деятельности на биосферу в 70-х годах  за МБП последовала новая международная  программа «Человек и биосфера». Ее результатом явились перечень и характеристика наиболее важных глобальных экологических проблем, представляющих угрозу не только для благоденствия, но и самого выживания человечества на Земле. Международное сотрудничество в области глобальных экологических  исследований продолжается. Постоянно  действует несколько всемирных  научных программ, в том числе  «Изменения климата», «Биоразнообразие»  и другие. Проблема охраны природы, ее разумного и рационального  использования на основе экологических  законов становится одной из важнейших  для человечества. Экология является основной теоретической базой для  решения этой проблемы.