Уровни организации живой природы

Петр Симон Паллас в  работе «Зоогеография» описал образ  жизни 151 млекопитающих и 426 видов  птиц и его считают одним из основателей «экологии животных». В 20 лет он защитил выдающуюся по тем временам докторскую диссертацию  по гельминтам. Его пригласили в  Петербург, и он сразу же – в 26 лет, стал академиком. Немец по происхождению, он более 40 лет посвятил российской науке, проводя по нескольку лет  в полевых экспедициях (города Чита, Иркутск, Красноярск, Тамбов, озера  Эльтон и Баскунчак, Крым). Основной специальностью Палласа была зоология. Он издал несколько монографий по млекопитающим, птицам, насекомым. При  этом он обладал обширными знаниями во многих науках (сельское хоз-во, медицина, минералогия (на Енисее открыл "Палласов метеорит"), палеонтология (исследовал ископаемые остатки буйвола, мамонта, носорога), археология, этнография, филология  и др.), особенно в ботанике. Он задумал  издать многотомную сводку русской  флоры с полным описанием и  рисунками всех растений, но подготовить  успел только 2 тома. Опубликовал  около 170 работ. В честь Палласа  назван вулкан на Курильских островах, риф у Новой Гвинеи, множество  видов животных. На Дальнем Востоке  имя Палласа носят желтушник, мытник, лютик и аяния.

Сходный путь в науке прошел и Степан Петрович Крашенинников. После 9-летней экспедиции на Камчатку он опубликовал "Описание земли Камчатки", вошедшее в золотой фонд естественно-исторической литературы.

М.В. Ломоносов рассматривал влияние среды на организм. Он в  работе «О слоях земных» (1763) писал, что «…напрасно многие думают, что  все, что мы видим, сначала создано  творцом…». По останкам вымерших животных (моллюсков и насекомых) Ломоносов  конструировал условия их существования в прошлом и опроверг теорию катастроф Ж. Кювье. (Религиозный Кювье считал, что исчезновение одних видов (мамонты, палеотерий, и др.) и появление других (коровы, лошади) на той же территории объяс-няяется резким изменением условий жизни и переселе-нием животных из соседних районов, не подвергшихся катастрофам).

Русский малоизвестный ученый А.А. Каверзнев (годы жизни неизвестны) издал в 1775 г. книгу «О перерождении животных», в которой с экологических  позиций рассматривал вопрос об изменениях животных и сделал вывод об их едином происхождении. Другой русский исследователь  – первый агроном России, А.Т. Болотов (1738-1833), изучая влияние минеральных  солей на молодые яблони, разработал классификацию местообитаний растений.

Таким образом, к концу XVIII, по мере все большего накопления экологических  знаний, у естествоиспытателей начал  складываться особый подход к изучению явлений природы, учитывающий зависимость  изменения организмов от окружающих условий. Но экологических идей как  таковых еще нет. Есть только их предпосылка.

Александр Гумбольдт - великий  немецкий ученый, заложивший основы биогеографии. Его заслуги перед экологией  очень велики

Четвертый этап ознаменовал  начало в становлении экологии. Он связан с крупными ботанико-географическими  иссле-дованиями, способствовавшими  дальнейшему развитию экологического мышления. В начале XIX в. выделяются в самостоятельные отрасли экология растений и экология животных. Ученые этого времени анализировали  закономерности организмов и среды, взаимоотно-шения между организмами, приспособляе-мость и приспособенность. Огромную роль в развитии экологических  идей сыграл немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859), заложивший основы биогеографии. В книге «Идеи географии растений» (1807) он ввел ряд научных понятий, которые используются экологами  и сегодня (экобиоморфа растений, ассоциация видов, формация растительности и др.).

Появились работы, в которых  авторы понимают среду обитания, как  совокупность действующих экологических  факторов. В 1832 г. О. Декандоль обосновал  необходимость выделения новой  отрасли наук "Эпирреалогии". Он писал: "…Растения не выбирают условия  среды, они их выдерживают или  умирают. Каждый вид, живущий в определенной местности, при известных условиях представляет как бы физиологический  опыт, демонстрирующий нам способ воздействия теплоты, света, влажности  и столь разнообразных модификаций  этих факторов…".

Пятый этап – становление  эволюционной экологии. Профессор Московского  университета Карл Францов Рулье (1814-1858) четко сформулировал мысль о  том, что развитие органического  мира обусловлено воздействием изменяющейся внешней среды: "…Ни одно органическое существо не живет само по себе; каждое вызывается к жизни и живет  только постольку, поскольку находится  во взаимодействии с относительно внешним  для него миром. Это закон общения  или двойственности жизненных начал, показывающий, что каждое существо получает возможность к жизни частию от себя, а частию из внешности…". Считается, что К.Ф. Рулье в своих трудах (160 работ) заложил основы экологии животных, поставил проблемы адаптации, миграции, изменчивости, ввел понятие "стация". Он ближе всех подошел к эволюционной теории Дарвина, но прожил всего 44 года... Его идеи развил ученик Н.А. Северцев (1827-1885), опубликовавший в 1855 г. работу «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гадов Воронежской губернии». Значимость этой магистерской диссертации Н.А. Северцева для науки можно оценить тем, что через 100 лет в 1950 г. эта работа была переиздана, и она не утратила своего значения и сегодня. Важнейшей вехой в развитии экологических представлений о природе явился выход знаменитой книги Ч. Дарвина (1809-1882) о происхождении видов путем естественного отбора, жесткой конкуренции.

Это великое открытие в  биологии явилось мощным толчком  для развития экологических идей. У Дарвина было много последователей. Один из них – немецкий зоолог Эрнст  Геккель (1834-1919). "Я докажу! " –  девиз Э. Геккеля. В 8 лет прочитал Робинзона Крузо, долго грезил дикарями, приключениями. Пробивной, мечтавший  и добившийся мировой славы, он добился  открытия филогенетического фак-та в Йенском университете, много  лет успешно изучал радиолярии, прекрасно  рисовал, но мог делать выводы, не подкрепленные  фактами и потому ошибочные. Им было придумано много разных терминов для классификации отделов наук; много лет он искал одноклеточный  организм, давший начало всему живому; искал общий закон, который бы объяснил все явления. Вскоре после  выхода в свет учения Ч. Дарвина –  в 1866 г. он предложил термин для новой  науки – «экология», который впоследствии получил всеобщее признание. 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.

2. Период факториальной  экологии – с середины 19 в.  до середины 20 в. (6 этап)

Шестой этап. 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).

Леонтий Григорьевич Раменский - великий русский геоботаник, сформулировавший закон эеологической индивидуальности видов и создавший теорию экологического континуум

В учебнике по экологии Ч. Элтона впервые отчетливо выделено направление  популяционной экологии. Большой  вклад в эту область внесли Е.Н. Синская (экологический и географический полиморфизм видов растений), И.Г. Серебряков (новая классификация  жизнен-ных форм растений), Л.Г. Раменский (закон индивидуальности видов и  теория экологи-ческого континуума экологической), М.С. Гиляров (почва  – переходная среда в завоева-нии  членистоногими суши), С.С. Шварц (эволюционная экология ® палеэкология), и др.

В 1926 г. была опубликована книга  В.И. Вернадского "Биосфера" в которой  впервые показана планетарная роль биосферы, как совокупности всех видов  живых организмов. В 30-40-е годы составлены новые по экологии животных (К. Фредерикс  – 1930 г., Ф. Болденгеймер – 1938). В это  же время вышло много монографий и учебных пособий по географии  растений, экологии животных и растений.

3. Период синэкологических  исследований – с 1936 г. до  наших дней

Английский геоботаник Тенсли - один из создателей науки об экосистемах

Седьмой этап отражает новый  подход к исследованиям природных  систем – в основу его положено изучение процессов материально-энергетического  об-мена, формирование общей экологии, как самостоятельной науки. Г. Гаузе  в начале 40-х годов прошлого столетия провозгласил прин-цип конкурентного  исключения, указав на важность трофических  связей, как основного пути для  потоков энергии через природные  системы. Вслед за Гаузе, в 1935 г. английский ботаник А. Тенсли ввел понятие экосистемы, и этот год принято считать  годом рождения общей экологии как  науки, объектом которой являются не только отдель-ные виды и популяции  видов, но и экосистемы, в которых  биоценозы рассматриваются с  биотопами, как единое целое.

Владимир Николаевич Сукачев  один из создателей учения о биогеоценозах (экосистемах)

В общей экологии с этого  времени четко выделились два  направления – аутэкология и  синэкология. В фитоценологии всеобщее признание получила парадигма дискретности растительного покрова, что объясняется  стремлением к классификационным  работам.

Почти одновременно с А.Тенсли, В.Н. Сукачев в 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. В том же 1942 г. американским ученым Р. 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).

Восьмой этап. В современной  биосфере одним из наиболее значимых факторов, определяющих ее состояние, стала деятельность человека. Возникающие  в связи с этим проблемы выходят  за рамки экологии как биологической  науки, приобретают направленный социальный и политический характер (движения "зеленых", борьба за охрану природы, постановка экологических вопросов в повестки дня политических организаций, и пр.). Решение их должно включать все естественные науки вкупе с хозяйственно-экономическими, социальными, политическими аспектами, что входит в задачи социальной экологии, в которой особое положение занимает экология человека (медико-биологический и социальный подходы).