Экология как наука

     Д. Аллен (1877) обнаружил ряд закономерностей в изменении пропорций тела и его выступающих частей и в окраске североамериканских млекопитающих и птиц в связи с географическим изменением климата.

     Е. Вармингом в книге «Ойкологическая география растений» (1895) было введено понятие о жизненной форме растений.

     Большую роль в развитии учения о растительных сообществах сыграли труды С.И. Коржинского и Н.К. Пачоского, назвавшего новую науку «фитосоциология», затем названа геоботаникой. Основные положения этой науки были разработаны в трудах Г.Ф. Морозова и В.Н. Сукачёва.

     К середине ХІХ в. больших успехов достигла агрохимия. Согласно «закону минимума», сформулированному немецким ученым Ю. Либихом, в конкретных условиях не все питательные элементы почвы ограничивают урожай, а лишь содержащиеся в недостаточном для растений количестве. Претерпев некоторые уточнения, данный принцип стал позднее одним из ведущих при рассмотрении факторов, ограничивающих распространение или количественное развитие организмов.

     В конце прошлого века В.В. Докучаевым (1846–1903) было создано учение о почве как «самостоятельном естественноисторическом теле, которое является результатом совокупной деятельности а) грунта, б) климата, в) растений и животных, г) возраста страны и отчасти д) рельефа» и сформулированы законы географического распространения почв. Работами В.Н. Сукачева (1880–1967) были заложены основы новой научной дисциплины биогеоценологии, объектом которой стали, по меткому выражению Н.В. Тимофеева-Ресовского, «элементарные биохорологические (территориальные) единицы биосферы Земли…».

     К началу XX столетия оформились экологические  школы гидробиологов, ботаников, фитоценологов  и зоологов. В каждой из этих школ развивались определенные направления экологической науки.

     В Брюсселе (1910) на III Ботаническом конгрессе  экология растений официально разделилась на экологию особей (аутэкологию) и экологию сообществ (синэкологию). Такое же деление было сделано и в экологии животных и в общей экологии.

     В 30-е годы были выведены основные теоретические представления в области биоценологии: о границах и структуре биоценозов, степени устойчивости, возможности саморегуляции этих систем. В эти же годы появилась новая область экологической науки – популяционная экология. Ее основоположником был Ч. Элтон. В книге «Экология животных» (1927) он рассматривает не отдельный организм, а его популяцию. Центральными проблемами популяционной экологии стали проблемы внутривидовой организации и динамики численности. Развитию таких исследований способствовали запросы практики – острая необходимость разработки основ борьбы с вредителями и конкурентами в сельском и лесном хозяйствах, истощение запасов ряда ценных промысловых животных, открытие роли диких животных в распространении паразитов и возбудителей болезней человека и домашнего скота.

     Особое  значение в области экологических исследований имеет разработка учения о биосфере, осуществлённая В.И. Вернадским.

     С 20–30-х гг. ХХ в. в экологию внедряются методы математической статистики и моделирования. Итальянский исследователь В. Вольтерра (1926) и американский – А. Летка (1925) разработали математические модели роста отдельной популяции и динамики популяций, связанных отношениями конкуренции и хищничества.

     В 40–50-х гг. Т.А. Работнов, а в 60-х гг. А.А. Уранов разрабатывают учение о популяциях у растений. Позже аналогичные работы появляются и за рубежом.

     В 50-х гг. формируется общая экология. Предпосылками для ее развития послужили: достижения гидробиологии; осмысление большого фактического материала, накопленного экологией наземных животных и экологией растений; формулировка понятия экосистемы и биогеоценоза; широкое внедрение математических методов, системного подхода и представления об уровнях организации живой материи. В первых сводках по общей экологии (американские экологи Дж. Кларк и Ю. Одум) много внимания уделяется рассмотрению экосистем.

     В настоящее время экология представляет собой разветвленную систему  наук. Она делится на общую экологию и на частную.

     Экологическое мышление становится необходимым для  решения самых насущных прикладных задач нашей жизни. В международной сфере работают специальные комиссии ЮНЕСКО, ЮНЕП и другие организации, задачей которых является пропаганда и внедрение экологических подходов в разные сферы практической деятельности человека.

     Можно согласиться с утверждением, что  «экология – наука будущего, и возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса».

     29 сентября 1987 г. был выведен на околоземную орбиту (высота в перигее-224 км, в апогее – 406 км, наклонение – 62,8°, период обращения – 90,5 мин.) международный биоспутник «Космос-1887». В сотрудничестве по проекту принимали участие ученые ВНР, ГДР, ПНР, СРР, СССР, США, Франции, ЧССР и Европейского космического агентства. На борту спутника находился комплекс научной аппаратуры, который продолжил исследования влияния факторов космического полета на биологические объекты, а также вел радиационно-физические измерения.

     Длительность  полета была выбрана так, чтобы проанализировать физиологические реакции организмов как в начальный (первая неделя), так и в переходный (вторая неделя) периоды адаптации к невесомости.

     На  обезьянах в полете исследовались  работа вестибулярного аппарата, двигательной системы, центральной нервной системы, биоритмы, а до и после него – клиническое состояние, газо- и энергообмен, иммунитет, водно-солевой обмен, структура и биохимия мышц и костной ткани. Эксперименты проводились на двух четырехлетних обезьянах самцах макаках-резусах весом по 4 кг.

     На  крысах, поставленных Институтом экспериментальной  эндокринологии Словацкой академии наук (Братислава), изучались структурные и метаболические изменения, возникающие в переходный период, динамика адаптации к невесомости отдельных функциональных систем и организма в целом, выявлялась роль различных регуляторных систем в механизме адаптаций. Возраст крыс к началу полета составлял 3 месяца, их вес был около 300 г.

     Основная  задача экспериментов по гравитационной биологии заключалась в сборе информации о биологических эффектах невесомости и биологических механизмах адаптации к изменённой силе тяжести, работающих на клеточном уровне организации живого.

     Два эксперимента предложили юные биологи. В одном на молочной планарии (червь) наблюдалась регенерация различных фрагментов рассеченного тела в невесомости. В другом на культуре кишечной палочки, зараженной умеренным фагом, исследовался процесс его перехода из неактивного состояния в активное под действием факторов космического полета, а на культуре стрептококка синтез антибиотика низина.

     На  «Космосе-1887» велись также наблюдения за радиационной обстановкой в околоземном пространстве, выяснилось, как влияют факторы космического полета, в частности радиация, на клеточные структуры биообъектов, отрабатывались конструктивно-технологические принципы, позволяющие создать модульную электростатическую защиту космических аппаратов от электронов.

     12 октября спускаемый аппарат спутника  с биообъектами совершил посадку в районе г. Мирного.

     С 24 по 29 июля 1987 г. на научно-исследовательском комплексе «Мир» работал советско-сирийский экипаж. Космический корабль «Союз ТМ-З», стартовавший 22 июля, доставил на станцию, где уже находились Ю.В. Романенко и А.П. Лавейкин, А.С. Викторенко, А.П. Александрова и гражданина Сирийской Арабской Республики М. Фариса.

     Программа научных исследований была подготовлена совместно советским и сирийскими специалистами и включала 13 экспериментов.

     Важное  значение для Сирии имел эксперимент  «Евфрат». Космонавты, пролетая над страной, выполнили несколько серий визуальных наблюдений, фотографировали и спектрометрировали многие районы, в том числе долину Евфрата. Полученная информация помогла оценить агропромышленные и лесные ресурсы, вести поиск полезных ископаемых, в том числе нефти, и запасов подземных вод, контролировать загрязнение атмосферы и прибрежных акваторий республики.

     В 1985 г. выведен на околоземную орбиту биоспутник «Космос-1667». На нем были продолжены исследования влияния факторов космического полета на живые организмы. На борту спутника были размещены научно-экспериментальные системы с различными биологическими объектами, а также аппаратура для радиационно-физических исследований.

     После Чернобыльской катастрофы вопросы  экологии и обеспечения экологической безопасности приобрели новое звучание. Только после Чернобыльской катастрофы и прорыва гласности появились важные обобщения, касающиеся состояния природных ресурсов, техногенного загрязнения среды и здоровья населения страны. В резком подъеме экологического сознания и разработке перспективных программ большую роль сыграли исследования и выступления таких видных ученых, как С.П. Залыгина, Н.Н. Воронцова, М.Я. Лемешева, Н.Н. Моисеева, Н.Ф. Реймерса, А.В. Яблокова и др.

     «Никогда  еще судьба человека не зависела в  такой степени от его отношения ко всему живому на Земле. Ведь, нарушая экологическое равновесие и непоправимо сокращая жизнеобеспечивающую емкость планеты, человек таким путем может в конце концов сам расправиться со своим собственным видом не хуже любой атомной бомбы» Исходя из сложившейся на сегодня ситуации строятся и положения Всемирной хартии природы (принята Генеральной ассамблеей ООН 28 октября 1982 г.): «Природу необходимо уважать и не нарушать ее основные процессы….любая форма жизни является уникальной и заслуживает уважения, какой бы ни была ее полезность для человека, и для признания этой неотъемлемой ценности других живых существ человек должен руководствоваться моральным кодексом поведения…».

     В последнее десятилетие внимание политических деятелей разных стран  привлечено к экологическим проблемам  благодаря работам Международного Института Жизни и выступлениям ряда крупных ученых, в частности, выдающегося океанолога Ж.-И. Кусто, экономиста-эколога Мориса Стронга, премьер-министра Норвегии Г.Х. Брундтланд, возглавившей Комиссию ООН по окружающей среде и развитию (МКОСР). Исключительное значение имел доклад этой Комиссии «Наше общее будущее»

     Конференция ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро выдвинула экологические  проблемы человечества на первое место  в «повестке дня» ХХІ века. В качестве центральных идей КОСР-92 постулировала:

• неизбежность компромиссов и жертв, особенно со стороны развитых стран, на пути к более справедливому миру и устойчивому развитию;
• невозможность движения развивающихся стран по пути, которым пришли к своему благополучию развитые страны;
• необходимость перехода мирового сообщества на рельсы устойчивого долговременного развития;
• требование ко всем слоям общества во всех странах осознать безусловную необходимость такого перехода и всячески ему способствовать.

     Конференция приняла несколько важных документов. Среди них:

• Декларация Рио по окружающей среде и развитию.
• Заявление о принципах глобального консенсуса по управлению, сохранению и устойчивому развитию всех видов лесов.
• Повестка дня на ХХІ век – документ, ориентированный на подготовку мирового сообщества к решению эколого-экономических и социально-экономических проблем близкого будущего.

     Кроме того, в рамках Конференции были подготовлены Рамочная конвенция об изменении климата и Конвенция о биологическом разнообразии. Все документы КОСР-92 пронизывает концепция устойчивого развития.

     Декларация  Рио-92 призывает все государства принять ответственность за все формы деятельности, наносящие ущерб окружающей среде в других странах, информировать другие страны о потенциально возможных и совершившихся техногенных и природных катастрофах, наращивать эффективность природоохранного законодательства, не допускать перенесения на территорию других государств источников экологической опасности.

     В документах КОСР-92 обращается внимание на обязанность государств исключить из своей практики моделей производства и потребления, не способствующих устойчивому развитию, а также на то, что разные государства в разной степени ответственны за исчерпание планетарных ресурсов и загрязнение среды. За этим стоит признание того факта, что развитые страны сначала достигли высокого экономического уровня за счет безоглядной эксплуатации как собственных, так и принадлежащих другим странам природных ресурсов, и только затем привлекли накопленный капитал для улучшения охраны окружающей среды. Этот путь сейчас уже неприемлем ни для развивающихся стран, ни для человечества в целом, так как глобальный ресурс устойчивости окружающей среды находится у критического уровня.