Введение термина “Экология” Э.Гекке-лем для обозначения

2.   Введение термина “Экология” Э.Гекке-лем для обозначения

науки о взаимоот-ношениях организмов между собой и с окружающей средой. Современные задачи экологии.

 

Термин “Экология” образованно от греческого “oikos” – дом, жилище и “logos” – слово, учение: “учение о доме” (от этого же корня образовано слово “Экономика” – наука, “заведующая хозяйством”. Не случайно в современном мире задачи экологии и экономики тесно переплетаются).

В состав слова “экология” понятие об “ойкосе” (доме) трактуется различно, но обычно в весьма расширенном и переносном смысле – не как собственно дом и жилище, а как среда обитания. Под средой обитания человека могут подразумеваться не только дом, природная среда, но и семья, коллектив, город, народ, вся Земля (в поверхностных, обитаемых её частях) и, наконец, Космос.

Всё это относится пока только к “oikos”, но в термине “экология” остаётся ещё “logos”. Если следовать древнегреческому значению этого слова, то это не только наука, но и слово, речь, положение, вопрос, разум, разумение и многое другое. Учитывая иерархичность и возможные огромные пространства, а также бесчисленные специализации, слово “наука” и даже “науки” не подходят; подходит скорее всего – “разумение”, которое включает все науки и все сферы деятельности.

Специалисты по отдельным отраслям науки могут выполнять только частные заказы экологии. Для “разумения” же требуется человеческий разум самого широкого научного и жизненного диапазона. Поэтому экология – не только система наук, а нечто необозримо большее – это мировоззрение.

Само понятие “экология” используется сегодня при обсуждении совершенно различных объектов природной и социальной действительности. Говорят об экологии растений и животных, об экологии человека и общества, об экологии города и культуры. Об экологии говорят тогда, когда хотят обратить внимание на условия существования и развития чего-нибудь. Так, в круг экологических изысканий ныне входят причины и следствия исчезновения отдельных видов растений и животных, загрязнения природной среды, ухудшения качества жизни людей и т.д.

Однако понятие “экология” не сразу приобрело такой универсальный смысл. Первоначально оно утвердилось как название направления, призванного изучать взаимоотношения живых существ между собой и с окружающей их неорганической природой.

Экология приобрела практический интерес ещё на заре развития человечества. В примитивном обществе каждый индивидуум для того, чтобы выжить, должен был иметь определённые знания об окружающей его среде или о силах природы, растениях и животных. Цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволяющие ему изменять среду своего обитания. Экология развивалась непрерывно, но неравномерно на протяжении истории человечества. По дошедшим до нас орудиям охоты, наскальным рисункам о способах культивирования растений, лова животных, обрядам люди ещё на заре становления человечества имели отдельные представления о повадках животных, образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними.

Элементы экологии имеют место в эпических произведениях и легендах. В древнеиндийских сказаниях “Махабхарата” (VI – II вв. до н.э.) даются сведения о повадках и образе жизни около 50 видов животных, сообщается об изменениях численности некоторых из них. В рукописных книгах Вавилонии есть описания способов обработки земли, указывается время посева культурных растений, перечисляются птицы и животные, вредные для земледелия. В китайских хрониках IV – II вв. до н.э. описываются условия произрастания различных сортов культурных растений.

В трудах учёных античного мира – Гераклита (530 – 470 гг. до н.э.), Гиппократа (460 – 356 гг. до н.э.), Аристотеля (384 – 322 гг. до н.э.) и др. – были сделаны дальнейшие обобщения экологических фактов.

Аристотель в своей “Истории животных” описал более 500 видов известных ему животных, рассказал об их поведении. Так начинался первый этап развития науки – накопление фактического материала и первый опыт его систематизации. Ученик Аристотеля, “отец ботаники” Теофраст Эрезийский (372 – 287 гг. до н.э.) приводит достаточно подробные сведения о своеобразии растений в разных условиях, о зависимости их формы и роста от почвы и климата, наблюдаемое им на огромных пространствах Древнего Средиземноморья. В работах философа впервые было предложено разделить покрытосеменные растения на основные жизненные формы: деревья, кустарники, полукустарники, травы.

В средние века под влиянием богословия и схоластики интерес к изучению природы ослабевает. Связь строения организмов с условиями среды толковалась как воплощение воли бога. В этот период, затянувшийся на целое тысячелетие, только единичные труды содержат факты научного значения.

Началом новых веяний в науке в период позднего средневековья являются труды Альберта Великого (Альберт фон Больштедт, 1193 – 1280). В своих книгах о растениях он придаёт большое значение условиям их местообитания, где помимо почвы важное место уделяет “солнечному теплу”, рассматривая причины “зимнего сна” у растений, размножения и рост организмов, ставит в неразрывную связь с их питанием.

Крупными сводами средневековых знаний о живой природе являлось многотомное “Зеркало природы” Венсенна де Бове (XIIIв.), “Поучение Владимира Мономаха” (XIв.), ходившие в списках на Руси, “О поучениях и сходствах вещей” доминиканского монаха Иоанна Спенского (начало XIVв.).  

В эпоху Возрождения вследствие географических открытий и колонизации новых стран существенно расширился круг описываемых растений и животных, появились новые основания для их систематизации. Накопление и описание фактического материала – характерная черта естествознания этого периода. Несмотря на то, что в суждениях о природе господствовали метафизические представления, в трудах многих естествоиспытателей имели место явные свидетельства экологических знаний. Они выражались в накоплении фактов о разнообразии живых организмов, их распространении, в выявлении особенностей строения растений и животных, живущих в условиях той или иной среды. Известный английский химик Р.Бойль (1627 – 1691) является первым, осуществившим экологический эксперимент. Он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных.

В XVIIв. Ф. Реди экспериментально доказал невозможность самозарождения сколько-нибудь сложных животных.

В XVII – XVIIвв. в работах, посвящённых отдельным группам животных организмов, экологические сведения зачастую составляли значительную часть, например, в трудах А. Реомюра о жизни насекомых (1734). Антон ван Левангук, более известный как один из первых микроскопистов, был пионером в изучении пищевых цепей и регуляции численности организмов.

На основании путешествий по неизведанным краям России в XVIIIвеке С.П. Крашенинниковым, И.И. Лепехиным, П.С. Палласом и другими русскими географами и натуралистами указывалось на взаимосвязанные изменения климата, животного и растительного мира в различных частях обширной страны.

О влиянии среды на организм высказывался М.В. Ломоносов. Изменения в неживой природе он рассматривал как непосредственную причину изменений растительного и животного мира.

Во второй половине XVIIIвека французский естествоиспыта-тель Ж. Бюффон (1707 – 1788) впервые стал непосредственно изучать влияние внешних условий на строение животных. Он считал возможным “перерождение” видов, полагая основными причинами превращения одного вида в другой влияние температуры и климата, качества пищи. В это же время Ж.Б. Ламарк – автор первого эволюционного учения, приходит к выводу, что влияние “внешних обстоятельств” – одна из главных причин приспособленности организмов, эволюции животных и растений.

По мере развития зоологии, ботаники происходило накопление фактов экологического содержания, свидетельствую-щего, что к концу XVIIIвека у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, об изменениях организмов в зависимости от окружающих условий и многообразии форм. Вместе с тем, таковых экологических идей ещё нет, лишь начала складываться экологическая точка зрения на изучаемые явления природы.

Второй этап развития науки связан с крупномасштабными ботаникогеографическими исследованиями в природе. Дальнейшему развитию экологического мышления способствовало появление в начале XX столетия биогеографии. Труды А. Гумбольдта и других учёных определили новое направление в географии растений. Было обращено внимание на то, что в сходных зональных и вертикально-поясных географических условиях у растений разных групп вырабатываются похожие “физиономические” формы, т.е. одинаковый внешний облик. По распределению и соотношению этих форм можно судить о специфике физико-географической среды.

В середине XIXв. русский биолог К.Ф. Рулье обосновал особое направление в зоологии, посвящённое изучению жизни животных, их взаимоотношению с окружающей средой. По мнению учёного, в зоологии наряду с классификацией отдельных организмов нужно производить “разбор явлений образа жизни” животных. Рулье доказал зависимость эволюции организмов от изменения среды их обитания.

Таким образом, учёные начала XIXв. анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотношения между организмами, явления приспособляемости и приспособленности. Однако разрешение этих проблем, дальнейшее развитие науки экологии произошло на базе эволюционного учения Ч. Дарвина (1809 – 1882). Он по праву является одним из пионеров экологии. В работе Ч. Дарвина “Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь” (1859) была теоретически осмыслена “борьба за существование” в природе. Под борьбой Ч. Дарвин понимал все формы противоречивых связей вида со средой, которые приводят к естественному отбору и являются движущим фактором эволюции. По существу, именно эта работа Ч. Дарвина поставила проблему всестороннего изучения взаимоотношений живых существ с окружающей средой.

Победа эволюционного учения в биологии открыла третий этап в истории экологии, для которого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от других наук. Экология, родившись в недрах биогеографии, в конце XIXв. благодаря учению Ч. Дарвина превратилась в науку об адаптациях организмов.

Термин “Экология” для новой области знаний впервые был предложен в 1866 году профессором Йенского университета Эрнстом Геккелем для применения исключительно в сфере биологических наук, главным образом зоологии. В его “Всеобщей морфологии организмов” приводится следующее определение экологии:

“Это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременно неантагонистические и антагонистические взаимоотношения растений и животных, контактирующих друг с другом”.

Э. Геккель относил экологию к биологическим наукам и наукам о природе, интересующимся всеми сторонами жизни биологических организмов. Во времена Геккеля оно воспринималось как образное иносказание, но сейчас приобрело конкретный смысл, важный для понимания количественных сторон экологии и её связи с экономикой человека. Термин “Экология” в дальнейшем получил всеобщее признание.

Впоследствии в понятие экологии вносились различные смысловые оттенки, которые расширяли или сужали предмет этой области знания.

В течении первых десятилетий XX века слово “экология” употреблялось очень ограниченно. Для большинства же оно оставалось неизвестным. Понятия, связанные с этим термином, ещё не стали тогда актуальными и нужными. В томе “Развитие биологии в СССР” (1967), изданном к 50-летию советской власти, раздел “Экология” отсутствует. В Энциклопедическом словаре (издание БСЭ, 1955г.) экология определена как “наука о взаимных влияниях организма (животного или растения) и окружающей среды”, а в Энциклопедическом словаре (издания БСЭ, 1964г.) дано было развёрнутое определение, однако экология фигурировала лишь как разделы зоологии и ботаники. В малой Советской энциклопедии (1960) экологии животных и экологии растений посвящены отдельные статьи. Таким образом, в первой половине XXвека экология не выходила за рамки чисто биологических исследований. Проблем самого человека, а также охраны среды обитания она совершенно не касалась.

В 60 -70-е гг. XX века над человечеством начинают сгущаться “экологические тучи”. И вот тогда, хотя само слово и остаётся, но смысл его меняется. Экология из внутрибиологической науки превращается в общечеловеческое разумение среды обитания не только растений и животных, но, главное, человека, которому эта среда начинает угрожать.

На первой международной конференции по оценке состояния окружающей среды, созванной по инициативе ООН в Стокгольме в июне 1972г., был остро поставлен вопрос об угрожающем экологическом состоянии окружающей человека природной среды и о необходимости в первую очередь изучать экологию самого человека. Теперь экологическое разумение впитывает в себя не только весь комплекс естественных, но и технические и гуманитарные науки.

Вместе с тем ядром экологического мировоззрения является система понятий и законов, составляющих основу биологической экологии.

Современные задачи экологии.

 

В зависимости от решаемых задач экологию подразделяют на общую, исследующую основные принципы организации и функционирования различных надорганизменных систем, и частную, сферой которой является изучение конкретных групп определённого таксономического (систематического) ранга.

Общая экология классифицируется по уровням организации – совокупности особей одного вида, объединяемых общей территорией и генофондом. Экология сообществ (биоценология) исследует структуру и динамику природных сообществ (ценозов) – совокупностей совместно обитающих популяций разных видов. Биогеоценология – раздел общей экологии, изучающий экосистемы (биоценозы).

Частная экология состоит из экологии растений и экологии животных.

Основные задачи экологии могут быть сведены к изучению динамики популяций, к изучению о биоценозах и экосистемах. Структура биоценозов, на уровне формирования которых происходит освоение среды, способствует наиболее экономичному и полному использованию жизненных ресурсов.

В настоящее время многие отрасли экологии имеют ярко выраженную практическую направленность и имеют большое значение для развития различных отраслей народного хозяйства. В связи с этим появились новые научно-практические дисциплины на стыке экологии, призванные оптимизировать взаимоотношения человека с биосферой, инженерная экология, изучающая взаимодействие общества с природной средой в процессе общественного производства, и др.

Основной задачей экологии на современном этапе является детальное изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком систем. Окружающая нас живая природа не является беспорядочным и случайным сочетанием живых существ. Она представляет собой устойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюции органического мира. Центральное место в экологии занимает проблема динамики и численности популяции и механизмов её регуляции. Здесь выявляется значимость участия внутрипопуляционных (например, конкуренция за пищу) и биоценотических (например, хищников, паразитов, возбудителей заболеваний) механизмов.

При исследовании регуляции численности млекопитающих большое внимание уделяется анализу взаимосвязанных поведенческих, физиологических и гормональных механизмов. Наибольшее внимание в динамике численности популяций уделяется изучению роли практически важных видов: вредителей сельского и лесного хозяйства, носителей и переносчиков возбудителей заболеваний, объектов рыбного и охотничьего промыслов.

Рассматривая взаимоотношения человека с видами, популяциями и сообществами как необходимое условие существования человека, в настоящее время эти взаимоотношения экологически несбалансированны.

В результате наблюдаются огромные потери урожая за счёт вредителей, значительный ущерб наносится живыми организмами сырью, материалам, технике и сооружениям, памятникам культуры, сокращается численность и исчезают отдельные виды, появляется экологический дискомфорт урбанизированной среды, усугубляющий стрессовые ситуации; увеличивается заболеваемость людей.

Любые явления, связанные с заметными воздействиями человека на природу, обратными влияниями природы на человека и его экономику, с жизнью и хозяйственно значимыми процессами, массовыми нерегулярными миграциями животных, называются экологической проблемой.

Сбалансированность взаимоотношений человека с видами, популяциями и сообществами может быть достигнута за счёт комплексных усилий со стороны человека через экологическую регламентацию хозяйственной деятельности, направленного, экологически оправданного воздействия на виды, популяции и экосистемы, экологического воспитания подрастающих поколений. Этим может быть достигнуто решение многих народнохозяйствен-ных проблем:

∙  интенсификация производства ряда отраслей;

∙  сохранение и экономия дорогостоящего сырья;

∙ охрана исторических и архитектурных памятников;

∙ увеличение продолжительности жизни и уменьшение

заболеваемости людей в условиях урбанизированной

среды;

∙ совершенствование механизмов взаимодействия общества

 и природы.

Важнейшие общие задачи современной экологии в её широком понимании сводятся к следующим.

1. Раскрытие места и роли человека, цивилизации, техносферы в существовании экосферы планеты Земля с позиций экологических законов. Нахождение и уточнения естественно- научных критериев, определяющих экологическую совместимость человека и биосферы и количественные пределы развития техносферы.

2. Экологизация сознания людей: формирование новой идеологии и методологии гуманистического экоцентризма, направленной на переход к экологически ориентированной постиндустриальной цивилизации, на экологизацию экономики, производства, политики, образования.

3. Всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и её ресурсов; определение порога выносливости живой природы планеты – биосферы по отношению к антропогенной нагрузке, т.е. к тем помехам и утратам – изъятию биологических ресурсов, загрязнению среды, изменениям климата, которые наносятся человеческой деятельностью, и выявление степени обратимости этих изменений.

4. Разработка прогнозов изменений биосферы и состояния окружающей человека среды при разных сценариях экологического и социального развития человека. Выработка критериев оптимизации – выбора наиболее согласованного и экологически ориентированного социально-экономического развития общества.

5. Формирование такой стратегии поведения человеческого общества, такой экономики и таких технологий, которые приведут масштабы и характер хозяйственной деятельности в соответствие с экологической выносливостью природы и остановят глобальный экологический кризис.

Задание №3:

Уменьшение толщины озонового слоя на 1% из-за увеличения потока УФ-излучения на 2% приводит к росту заболеваний раком кожи на 4%. Оценить прирост заболеваний раком кожи к 2056г. по отношению к настоящему времени, если средняя скорость истощения озонового слоя составляет 0,224% ежедневно.

Перечислить основные причины истощения озонового слоя Земли.

 

Решение задачи:

 

1). За 56 лет озоновый слой может уменьшиться:

∆C = V t = 0,224% · 56 (лет) = 12,544%,

где V – скорость истощения слоя О₃;

t – оцениваемый промежуток времени.

2). Вероятность заболеваний раком кожи к 2056 году возрастёт на:

∆B = ∆CS = 12,544% · 4% = 50,176%,

где S – вероятность увеличения заболеваемости раком кожи на каждый % истощения слоя О₃.

К 2056 году: Озоновый слой уменьшится на 12,544%;

Поток УФ-излучения увеличится на:

12,544% · 2% = 25,088%;

Вероятность заболеваний раком кожи возрастёт на 50,176%.

Озон – трёхатомные молекулы кислорода, рассеянные над Землёй на высоте от 15 до 50 км, озоновая защитная оболочка очень невелика, всего 3 млрд.т. газа, наибольшая концентрация на высоте от 20 до 25 км.

Запуск мощных ракет, ежедневные полёты реактивных самолётов в высоких слоях атмосферы, испытание ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора – миллионов гектаров леса – пожарами и рубкой, массовое применение фреонов в химической, парфюмерной продукции, в технике – главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли.

Литература.

 

1. Горелов А.А. Экология : Учеб. пособие для вузов. – М.: Юрайт – М, 2002 – 312с.

2. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и чело-век : Учеб. пособие для вузов, а также учащихся средних школ и колледжей. – М.: ФАНР-ПРЕСС, 1999 – 320с.

3. Розанов С.И. Общая экология : Учебник для техничес-ких направлений и специальностей. – СПб.: Издательство “Лань”, 2001 – 288с.

4. Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие обще-ства и природы : Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., стер. – СПб.: Химия, 1998 – 352с., ил.

5. Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. Основы экологии : Учебное пособие. М.: МПУ, 1997. 1 – 368с., ил.

6. А.С. Степановских Общая экология. – Курган: ГИПП “Зауралье”, 1999 – 512с., ил. – (Учебники и учебные пособия высш. учебн. заведений, 2-е изд., перераб. и доп.).