Зародження науки екологія

Англійський філософ і природодослідник Роджер Бекон (1214 ¾ 1294) стверджував, що всі органічні тіла представляють по своєму складу різні комбінації тих самих елементів і рідин, з яких складені тіла неорганічні. Бекон особливо відзначав роль сонця в житті організмів, а також звертав увагу на їх залежність від станусередовища та кліматичних умов в конкретній місцевості проживання. Він говорив також про те, що людина не меншою мірою, ніж всі інші організми, схильний до впливу клімату ¾ його зміни здатні приводити до змін у тілесної організації та характерах людей.

Наступ епохи Відродження  нерозривно пов'язано з ім'ям знаменитого  італійського живописця, скульптора, архітектора, вченого та інженера Леонардо да Вінчі(1452 ¾ 1519). Він вважав основним завданням науки встановлення закономірностей явищ природи, виходячи з принципу їх причинного, необхідного зв'язку. Вивчаючи морфологію рослин, Леонардо цікавився впливом, що мають на їх будову і функціонування з боку світла, повітря, води і мінеральних частин грунту. Вивчення історії життя на Землі привело його до висновку про зв'язок доль Землі і Всесвіту і про нікчемність того місця, яке займає в ній наша планета. Леонардо заперечував центральне положення Землі як у Всесвіті, так і в Сонячній системі.

У 1543 р. був опублікований  праця Миколи Коперника (1473 ¾ 1543) «Про обертання небесних сфер», в якому  викладалася геліоцентрична система  світу, що відображає справжню картину світобудови. Італійський філософ, борець проти схоластичної філософії і римсько-католицької церкви Джордано Бруно (1548 ¾ 1600) вніс значний внесок у розвиток вчення Коперника, а також у звільнення його від недоліків та обмеженості. Він стверджував, що у Всесвіті є незліченна безліч зірок, подібних до Сонця, значна частина яких заселена живими істотами.

Розширенню меж відомого світу значною мірою сприяло винайдення нових засобів вивчення зоряного неба. Італійський фізик і астроном Галілео Галілей(1564 ¾ 1642) сконструював телескоп, за допомогою якого досліджував будову Чумацького Шляху, встановивши, що він є скупченням зірок. Галілей своїм спостереженням позбавив Землю останньої привілеї по відношенню до інших планет Сонячної системи ¾ монополії на «володіння» природним супутником.

Наступ принципово нового етапу в розвитку науки традиційно пов'язують з ім'ям філософа і логіка Френсіса Бекона (1561 ¾ 1626), який розробив індуктивний та експериментальний  методи наукового дослідження. Головною метою науки він проголосив збільшення влади людини над природою. Це можна досягти, на думку Бекона, лише за однієї умови ¾ наука повинна дозволити людині як можна краще зрозуміти природу, щоб, підпорядковуючись їй, людина врешті-решт зміг панувати в ній і над нею. Бекон писав: «Не треба вважати малозначним і те, що далекі плавання і мандрівки відкрили і показали в природі багато такого, що може подати нове світло філософії» [1]. Ф. Бекон передбачав почати роботу з систематизації накопичених спостережень, але його наміри швидше дали поштовх в цьому напрямку іншим ученим.

Англійському природодослідникові Роберту Гуку (1635 ¾ 1703) належить перша робота ¾ «Мікрографія» ¾ розповідає про використання мікроскопні техніки. Один з перших мікроскопісту голландець Антоні ван Левенгук (1632 ¾ 1723) отримав лінзи, що дозволили отримати майже трехсоткратное збільшення спостережуваних об'єктів. На їх основі він створив прилад оригінальної конструкції, за допомогою якого вивчив не тільки будову комах, найпростішихорганізмів, грибів, бактерій та клітин крові, але і харчові ланцюги, регулювання чисельності популяцій, які згодом стали найважливішими розділами екології. Дослідження Левенгука фактично поклали початок науковому дослідженню невідомого до тих пір живого мікросвіту, цього невід'ємного компонента середовища проживання людей.

У XVIII столітті ботанічні та зоологічні спостереження були узагальнені в роботі «Система природи» шведського натураліста Карла Ліннея (1707 - 1778), який розробив основи наукової систематики тварин і рослин. Хоча він і сформулював гіпотезу сталості видів: «їх стільки, скільки було створено Творцем» [1], але, тим не менше, визнавав освіта різновидів під впливом умов життя. Він вніс значний внесок у справу формування справжнього уявлення про місце людини в природі, в системі класифікації рослинного і тваринного світу, за якою людина включався в систему тваринного світу і ставився до класу ссавців, загону приматів, в результаті людський вигляд отримав назву Homo sapiens.

Серед багатьох учених виділяється  французький натураліст Жорж Луї де Бюффон. Він видав величезна праця в 44 томах «Природна історія», з якої зійшли паростки еволюційної теорії про походження організмів ». Бюффон пише: «Перед нами постає питання про зміну видів, питання про перетворення, що відбуваються з незапам'ятних часів, і, мабуть, мали місце в кожному сімействі» [1]. Жорж Бюффон висловлював думки про єдність тваринного і рослинного світу, про їх життєдіяльності, поширення і зв'язку з середовищем проживання, відстоював ідею змінності видів під впливом умов середовища. Він звернув увагусучасників на разючу подібність у будові тіла людини і мавпи. Проте, побоюючись звинувачень у єресі з боку католицької церкви, Бюффон змушений був утриматися від висловів щодо їх можливого «рідності» і походження від єдиного предка.

У Німеччині поборником природного походження організмів, їх спорідненості та поступового розвитку був Іммануїл Кант (1724 - 1804).

Суттєвою віхою у розвитку науки про спосіб життя різних живих організмів є праця англійського священика, економіста і демографа Томаса Роберта Мальтуса(1766 ¾ 1834), в якому наведені рівняння експоненціального зростання популяцій як основи демографічних концепцій. Їм було сформульоване так званий «закон народонаселення», згідно з яким народонаселення збільшується в геометричній прогресії, тоді як засоби до існування (насамперед їжа) можуть збільшуватися лише в арифметичній прогресії. З неминуче виникають при такому розвитку подій перенаселенням Мальтус пропонував боротися за допомогою регламентації шлюбів і обмеження народжуваності. Він також закликав усіляко «сприяти діям природи, що викликають смертність ...»: перенаселяти будинку, робити в містах вузькі вулиці, створюючи тим самим сприятливі умови для поширення смертельних хвороб (таких, як чума). Погляди Мальтуса були піддані суворій критиці ще за життя їх автора не тільки за їх антигуманність, але і за умоглядність.

Трохи пізніше П.Ф. Ферхюльста запропонував рівняння «логістичного» зростання. Ці роботи обгрунтували уявлення про динаміку чисельності популяцій. Тоді ж у працях лікаря В. Едвардса, філософа О. Конта і біолога І.І. Мечникова було покладено початок екології людини. Соціальні аспекти екології людини відображені в працях О. Конта, Д. Мілля і Г. Спенсера, а також американських соціологів Р. Парку і Е. Берджеса.

У Росії шлях еволюційної ідеї прокладав М.В. Ломоносов (1711 - 1765). Він писав, що образ Землі багаторазово змінювався, на місці морів з'являлася суша, і навпаки; земні пласти поступово піднімалися і вигиналися, утворюючи гірські складки, з змінювався клімат, змінювалися флора і фауна: «слони і південних земель трави на півночі важивал».

Значною подією XVIII ст. стала  поява еволюційної концепції  французького натураліста Жана Батіста  Ламарка (1744 ¾ 1829), згідно з якою головною причиною розвитку організмів від нижчих форм до вищих є притаманне живій природі прагнення до вдосконалення організації, а також вплив на них різних зовнішніх умов. Зміна зовнішніх умов змінює потреби організмів; у відповідь на це виникають нові види діяльності і нові звички, їх дію, у свою чергу, змінює організацію, морфологію розглянутого істоти; придбані таким чином нові ознаки успадковуються нащадками. Ламарк вважав, що дана схема справедлива і по відношенню до людини. Жан Батист Ламарк - один з найбільших представників науки того часу. У книзі «Філософія зоології» він вперше широко поставив питання про вплив середовища на організми, але не зумів пояснити причин їх «пригнаний» до середовища проживання. Ж. Б. Ламарк так сформулював висновки своїх досліджень: «Через безліч наступних один за одним поколінь, індивіди, що належали за походженням до одного виду, в кінці виявляютьсяперетвореними в новий вигляд, відмінний від первісного» [1].

Екологічний напрям в географії  рослин протягом всієї першої половини XIX ст. розвивав німецький натураліст-енциклопедист, географ і мандрівник Олександр  Фрідріх Вільгельм Гумбольдт (1769 ¾ 1859). Він був одним з перших дослідників природи, що зрозуміли необхідність синтезу наук при вивченні природи, її живих і неживих елементів. Говорячи про цілісний вивченні природи в узагальненому теоретичному праці «Космос», він писав: «Мою увагу буде спрямовано на взаємодію сил, вплив неживої природи на рослинний і тваринний світ, їх гармонію» [1]. Він докладно вивчив особливості клімату в різних районах Північної півкулі і склав карту його ізотерм, виявив зв'язок між кліматом і характером рослинності, зробив спробу виділення на цій основі ботаніко-географічних областей (фітоценозів).

У Росії заслуга у формуванні основних положень екології та екологічного світогляду належить знаменитому російському зоолога, проф. Московського університету Карлу Францевичу Рулье (1814 - 1858), який одночасно з Олександром Гумбольдтом вказував на існуюче в природі єдність середовища і організмів і їх еволюційний розвиток. Він стверджував, що природа вічна; всі її явища взаємопов'язані і складають єдине ціле. У природі все утворюється шляхом повільних безперестанних змін. Ще до виходу в світ праці Е. Геккеля він сформулював основний принцип взаємовідносин організму і середовища, названий їм «Законом подвійності життєвих начал». Їм же позначені проблеми мінливості, адаптації, міграцій та впливу людини на природу. К. Рулье у своїх лекціях і друкованих працях обговорював взаємодія організмів із середовищем з позицій, близьких дарвінівський.

Вони були провісниками еволюційної  ідеї та цілісного сприйняття природних  комплексів, що складаються з живих  і неживих компонентів. Великий  внесок у розвиток екологічних уявлень  в цей період внесли російські натуралісти А.Т. Болотов (1738 - 1833), І.І. Лепехін (1740 - 1802), П.С. Паллас (1741 - 1811).

У другій половині ХIXв. завдяки  численним експедиційним дослідженням флори і фауни (роботи А. Гумбольдта, А. Уоллеса, Ф Склеттера) у вигляді  окремої науки почала оформлюватися  біогеографія, пізніше стала однією з основ сучасної екології. У Росії її розвиток пов'язаний з працями К.М. Бера, Н.А. Северцевата ін

2. Поява науки  екології 

Появі науки екології передував  вихід у світ 24 листопада 1859 знаменитої книги Чарльза Дарвіна «Походження видів шляхом природного відбору, або збереження обраних рас у боротьбі за життя». З цього часу починається новий період в історії становлення екології як самостійної науки.

Третій період ознаменований  появою нової еволюційної теорії Ч. Дарвіна; подібні положення були одночасно розроблені англійським вченим А. Уоллесом.

Пізніше В. І. Вернадський писав: «В ході геологічного часу жива речовина змінюється морфологічно, згідно із законами природи. Історія живої речовини в ході часу виражається в повільному зміні форм життя, форм живих організмів, генетично між собою безперервно пов'язаних від одного покоління до іншого, без перерви. Століттями ця думка піднімалася в наукових пошуках, в 1859 р. вона, нарешті, отримала міцне обгрунтування у великих досягненнях Ч. Дарвіна і А.Уоллеса. Вона вилилася у вчення про еволюцію видів - рослин і тварин, у тому числі і людини »[1].

Ключове положення у вченні Дарвіна займає теорія природного відбору в результаті боротьби за існування. Зазвичай виробляється набагато більше живих організмів, ніж може вижити, тому ведеться боротьба за існування або між особинами одного або різних видів, або з фізичними умовами життя. Дарвін писав, що кожен організм залежить не тільки від умов середовища існування, але і від всіх інших навколишніх його істот. В результаті природного відбору зберігаються ті організми, в яких відбулися зміни, що дають переваги для існування в даних умовах.

Такий хід міркування дав  підставу сучаснику й послідовнику Дарвіна німецькому вченому Ернсту Геккелю заявити про доцільність виділення нової науки про взаємовідносини живих організмів і їх спільнот один з одним і з навколишнім середовищем. Погляди Ч. Дарвіна на боротьбу за існування не тільки як на боротьбу організмів один з одним, але і з навколишнім середовищем неживої послужили тим науковим фундаментом, на якому Е. Геккель у 1866 р. звів будівлю нової науки.

У Росії пристрасним поборником і популяризатором еволюційної  теорії Ч. Дарвіна і послідовником Е. Геккеля був К.А. Тімірязєв. У 1939 р. в роботі «Чарльз Дарвін і його вчення» він писав: «Зі встановленням поняття пристосування з'явилася нова галузь науки, що отримала придумане Геккелем назва екологія» [1].

У своїй праці «Загальна морфологія» (1866) Е. Геккель дав таке визначення цій галузі науки: «Екологія - це пізнання економіки природи, одночасне дослідження взаємовідносин всього живого з органічними і неорганічними компонентами середовища, включаючи неодмінно неантагоністичні і антагоністичні взаємовідносини тварин і рослин, що контактують один з одним. Одним словом, екологія - наука, що вивчає всі складні взаємозв'язки і взаємини в природі, що розглядаються Дарвіном як умови боротьби за існування »[5]. Переважно екологія вивчає живі системи з рівнем організації від організму і вище. Праця Геккеля побудований на величезному фактичному матеріалі, накопиченому класичної біологією, і головним чином присвячений тому напрямку, який зараз називаютьаутекологія або екологією окремих видів. Крім того, в працях Геккеля простежується ще одна важлива обставина - розуміння екології як «економіки природи». З цього часу екологія з розділу біології перетворюється на міждисциплінарну науку, що охоплює багато областей знань.

Важливим кроком на шляху  становлення екології слід вважати  введення в 1877г. німецьким гідробіологом  К. Мебіусом поняття біоценозу. Біоценоз (гр. bios -життя, koinos - спільнота) - закономірне  поєднання різних організмів, що мешкають в певному біотопі. Біотоп (гр. bios - життя, topos - місце) - сукупність умов середовища, в яких мешкає біоценоз (Ф . Даль, 1903).

Значний внесок зробили в  розвиток екології російські вчені  О.М. Бекетов (1825 - 1902), Н.А. Северцев (1827 - 1885) та ін

У самому кінці ХІХ століття із закликом розгорнути міждисциплінарні комплексні дослідження природних систем виступив видатний російський учений-грунтознавець В.В. Докучаєв (1846 - 1903). Саме закономірний зв'язок між «силами», «тілами» і «явищами», між «мертвої» і «живий» природою, рослинними, тваринними та мінеральними царствами, з одного боку, і людиною, його побутом і духовним світом - з другого, і складає сутність пізнання "єства», - вважав він. Практичне здійснення цих ідей пов'язано з ім'ям Г.Ф. Морозова (1867 - 1920) - творця вчення про ліс. Він підкреслював, що ліс і його територія повинні зливатися для нас в єдине ціле, в географічний індивідуум. У 1925 р. ці ідеї реалізувалися німецьким гідробіологом А. Тінеманом, який розглядав озера як цілісну систему, де біоценоз і біотоп утворюють органічну єдність.