Зародження науки екологія

У другій половині ХІХ - початку ХХ ст. велику увагу приділяли вивченню впливу окремих факторів (головним чином, кліматичних) на поширення та динаміку організмів. До догеккелевскому періоду розвитку екології відносять, зокрема, роботи вченого-агронома Ю. Лібіха, який сформулював відоме правило «лімітує чинника».

На початку ХІХ століття оформилися екологічні школи ботаніків, зоологів, гідробіологів, в кожній з яких розвинулися певні сторони екологічної науки: екологія тварин, екологія рослин, екологія мікроорганізмів, екологія комах, екологія озера, екологія лісу і т. п.

Основна увага стала приділятися  аналізу щільності, народжуваності, смертності, віковій структурі, взаємодії груп організмів і їх взаємозв'язкам з навколишнім середовищем.

Цей період, в порівнянні з попереднім, був більш прогресивним. Завдяки йому в екології зародилося науковий напрямок - популяційна екологія, пріоритетною проблемою якої є біотичні взаємодії в біоценозі. Недолік цього напрямку у тому, що навіть при вивченні спільноти суть явищ зводиться до функціонування окремих популяцій, тобто до розкладання біоценозу на складові елементи.

Уявлення про цілісність природних систем, які об'єднують  спільноти живих організмів і  умови їх проживання в єдину функціональну  структуру, сформульовані а працях одинаків, які не стали пануючими  поглядами в наукових колах кінця  ХIX століття. Системний підхід до вивчення біоценозу і біотопу як єдиного цілого виник в екології пізніше.

Глава 3. Сучасна  екологія

Сучасна екологія базується  на основній концепції змісту цієї науки - системної концепції, яка  зародилася в кінці ХIX століття і сформувалася лише до середини ХХ сторіччя.

Четвертий період історії  екології пов'язане з особливим  інтересом світової наукового громадськості  до робіт російського геохіміка  В.І. Вернадського (1863-1945). Вчення В.І. Вернадського про біосферу зіграло важливу роль у підготовці цілісного сприйняття природних процесів як системи. Вивчення загальнопланетарних процесів розгорнулося після виходу в світ у 1926 р. книги В.І. Вернадського «Біосфера», де розглянуто властивості «живої речовини» та його функції у формуванні, як сучасного лику Землі, так і всіх середовищ життя на планеті (водної, грунтової та повітряної). Попередником і однодумцем В.І. Вернадського був В.В. Докучаєв (1846-1903), який створив вчення про грунт як про естественноісторіческой тілі. В. І. Вернадський знову привернув увагу наукового світу до проблеми взаємодії живих організмів з неживою природою. Біосфера постала як глобальна система, функціонування якої базується на динамічному єдності та взаємодії «відсталих», «живих», і «біокосні» компонентів. У створеному ним вченні про біосферу розглядалися не тільки основні властивості «живої речовини» та вплив на нього «кісткової» природи, а й величезне зворотний вплив життя на неживу природу і формування «біокосні природних тіл» (таких, наприклад, як грунт або озеро) .

В.І. Вернадський обгрунтував  роль живої речовини як найбільш потужного  геохімічного та енергетичного факторів - провідної сили планетарного розвитку. У його роботах ясно простежується значення для космосу життя на планеті Земля, а також значення космічних зв'язків для біосфери. Згодом ця космічна лінія в екології була розвинена в працях А.Л. Чижевського, засновника сучасної науки геліобіології. В. І. Вернадський розкриває провідну роль живих організмів в акумуляції сонячної енергії та перетворення речовин, що складають оболонки Землі: «По суті біосфера може бути розглянута, як область земної кори, зайнятатрансформаторами, що переводять космічні випромінювання в дієву земну енергію», - писав він [1]. «Жива речовина» виробляє величезну «геохімічну» роботу, формуючи склад і структуру поверхні Землі. Глини, вапняки, доломіт, залізняки, боксити - це все породи органічного походження.

В.І. Вернадський простежив  еволюцію біосфери і прийшов до висновку, що діяльність сучасної людини, що перетворює поверхню Землі, за своїми масштабами стала порівнянна з геологічними процесами на планеті. У результаті стало ясно, що використання природних  ресурсів планети відбувається без  урахування закономірностей і механізмів функціонування біосфери. Тим не менш завершальним етапом еволюції біосфери він вважав поява ноосфери - сфери розуму. В.І. Вернадський зазначав, що життя в геологічно осяжний період завжди існувала у формі біоценозів - складно організованих комплексів різних організмів. При цьому живі організми завжди були тісно пов'язані з середовищем проживання, утворюючи цілісні динамічні системи. У ході розвитку життя неодноразово відбувалася зміна одних груп організмів іншими, але завжди підтримувалося більш-менш постійне співвідношення форм, що виконують ті чи інші геохімічні функції.

У 1927 р. Ч. Елтон випустив перший підручник-монографію з екології. У ньому було описано своєрідність біоценотичних процесів, дано поняття екологічної ніші, обгрунтовано «правило екологічних пірамід», сформульовані принципи популяційної екології. Незабаром були запропоновані математичні моделізростання чисельності популяцій та їх взаємодії (В. Вольтерра, А. Лотка), проведено лабораторні досліди з перевірки цих моделей (Г. Ф. Гаузе). Таким чином, у 20-30-ті роки сформувався напрям екології популяцій, в 30-ті роки - поняття екосистеми. З особливою переконливістю ці висновки були сформульовані англійським геоботаніком А. Тенслі, якому належить честь введення в 1935р. терміна для позначення екологічної системи - екосистема. Під екосистемоюрозуміли сукупність організмів і неживих компонентів середовища їх проживання, при взаємодії яких відбувається більш-менш повний біотичний кругообіг (за участю продуцентів, консументів і редуцентів). У той же час тривали широкі кількісні дослідження функціональних особливостей різних екосистем - їх структури, продуктивності, умов їх стійкості, трофічних зв'язків в екосистемах. А. Тенслі послідовно розвинув погляд на екосистему як на освіту надорганізменного рівня, що включає не тільки організми, але і всю сукупність фізичних умов місцеперебування. Він звернув увагу на неможливість відділення організмів під впливом їхнього оточення, разом з якою вони утворюють одну систему - екосистему, - цілісну підсистему природи, в якій як організми, так і неорганічні фактори знаходяться у відносно стійкій рівновазі.

У вітчизняній науковій літературі уявлення про екосистеми з'явилися  в 1942 р. в роботах В.М. Сукачова (1880-1967), який обгрунтував концепцію біогеоценозу(синонім терміну «екосистема»), що мала велике значення для розвитку теоретичної бази екології. У 50-ті роки сформувалася загальна екологія, основну увагу в якій приділяється вивченню взаємодії організмів і структури утворених ними систем. У цьому навчанні знайшли відображення ідеї про єдність організмів з фізичним оточенням, про закономірності, які лежать в основі таких зв'язків, про обмін речовинами та енергією між ними.

Середина ХХ століття була відзначена розширенням комплексних  досліджень екосистем (В. І. Жаднюг, Г. Г. Винберг, Р. Ліндеман, Г. Одум і Ю. Одум, Р. Маргалеф і багато інших). У 1956 р. під редакцією В.І. Жаднюга видається 4-томну працю «Життя прісних вод»; в 1961 р. виходить монографія В.І Жаднюг іС.В. Герда «Річки, озера і водосховища СРСР». У цих роботах описуються особливості водних екосистем. У 1964 р. колективом авторів під керівництвом В.М.Сукачова була опублікована книга «Основи лісової біоценології». У ній зроблена спроба шляхом синтезу інформації розкрити кількісні закономірності функціонування і еволюції такої складної динами чеський системи, як лісовий біогеоценоз.

У ХХ ст. в рамках екології сформувався самостійний напрямок фізіології, присвячене дослідженню механізмів адаптації. У нашій країні представниками цього напрямку, які досягли розквіту в 60-70-х роках ХХ століття, були Н.І. Калабухов, А.Д. Слонім, а в останні роки - акад. І.А. Шилов.

Однак ефективна реалізація методології системного підходу до вивчення екосистем стала можливою лише на початку 70-х років ХХ століття, коли в розпорядження екологів надійшли потужні ЕОМ і були розроблені методи моделювання динамічних систем, які в сукупності з експериментами та спостереженнями отримали назву системного аналізу.

Успіхи у вивченні і  моделюванні екосистем, особливо реалізація проектів у рамках міжнародного співробітництва, сприяли остаточному утвердженню в другій половині ХХ століття екосистемної концепції як основи сучасної екології.

До 70-х років ХХ ст. склалися напрямки, звані «фізіологічної» і «еволюційної» екологією. У наші дні отримали розвиток «кількісна» екологія та математичне моделювання біосферних і екосистемних процесів.

Паралельно зі згаданими  розвивалися географічне і геологічне напрямки екології, а саме ландшафтна екологія та динамічна геологія - система  наук про взаємодію геосфер Землі  і вплив на них антропогенних  факторів.

П'ятий період історії екології - це сучасна екологія. В останні  два десятиліття змінився погляд на екологію як на суто біологічну науку. Вже з початку століття в екології, крім антропоцентричного (гр. anthropos - людина) напрямку, який розглядає людську спільноту як окреме царство, що піднімається над царствамимінералів, рослин і тварин, з'явилося біоцентріческое напрямок. Представники останнього вважають людину продуктом еволюції біосфери; люди, як і іншіссавці, підкоряються законам природи, і їх розвиток йде паралельно з розвитком інших організмів. Тому зараз Homo sapiens (людина розумна) з усією його різноманітною діяльністю включають у сферу інтересів науки екології.

Зростання суспільного інтересу до екологічних проблем зробив глибокий вплив на академічну екологію. До 1970р. на неї дивилися, головним чином, як на один з розділів біології. Хоча і  зараз екологія сягає своїм корінням в біологію, вона вийшла за її рамки, переросла в нову інтегровану  дисципліну, що зв'язує природничі, технічні та суспільні науки. У деяких великих університетах розвинених країн введені міждисциплінарні кваліфікаційні ступеня з екології. Усе більше визнання набувають погляди на екологію як науку не тільки про природні, але і створених людиною екосистемах.

Сучасна екологія не тільки вивчає закони функціонування природних  і антропогенних екосистем, а й шукає оптимальні форми взаємини природи і людського співтовариства.

Ця точка зору стала  домінантною у сучасному суспільстві, яке усвідомило небезпеку екологічної кризи, катастрофічних перетворень планетарної системи. Запобігти руйнування біосфери можна тільки на основі екологічних знань, які допомагають раціонально експлуатувати природні ресурси, керувати природними, аграрними, техногенними та соціальними системами у відповідності з об'єктивними законами природи. «І немає сили на Землі, - писав В. І. Вернадський (1940), - яка могла б утримати людський Розум в його прагненні» [1]. Він вірив, що перебіг подій майбутнього може бути визначено волею і розумом людини, планета вступить в новий етап еволюції - ноосферу (гр. noos - розум, sphaira - область) - еру, керовану людським розумом, що гарантує прогресивний розвиток на основі екологічно грамотного використання та примноження природних ресурсів. «Все людство, взяте разом, представляє незначну частку маси планети. Міць його пов'язана не з матерією, а з його мозком. В історії біосфери перед людством відкривається величезне майбутнє, якщо воно не буде вживати свій розумі працю на самознищення »(цит. за кн.:« В. І. Вернадський ». М., 1994).

Основне завдання сучасної екології - знайти шляхи збереження біосфери і управління природними, антропогенними системами і людським суспільствомвідповідно до законів природи, а не всупереч їм, знайти гармонію між економічними та екологічними інтересами людини.

Висновок

На закінчення, можна ще раз наголосити основні періоди  в історії становлення екології як самостійної науки.

Період древньої цивілізації, що охоплює кінець старого і початок  нового літочислення, характеризується накопиченням емпіричних знань про  природу.

Епоха Відродження - період з ХV по XVIII століття, який характеризується прогресуючими спостереженнями  натуралістів, осмислюванням накопичених емпіричних знань і вивченням впливу природних факторів на живі організми.

Поява науки екології в  ХIX столітті - період, який був ознаменований еволюційним вченням Ч. Дарвіна про походження видів, що вказали на взаємозалежність і взаємовплив всіх форм живої та неживої природи. На фундаменті вчення про еволюцію живих організмів Е. Геккель звів будівлю нової науки - екології, що вивчає всі взаємозв'язки в природі. Ця наука стала швидко розвиватися зусиллями багатьох зарубіжних і російських вчених, що знаходили все нові і нові докази єдності мертвої і живої природи. Введені терміни біоценоз і біотоп. У рамках біології оформляються різні екологічні школи. Проте людина з її духовним світом як би відділений від рослинного, тваринного і мінерального царств. Уявлення про єдність живих організмів і умов середовища ще не стали пануючою системою поглядів.

Початок ХХ століття - В. І. Вернадський  вперше переконливо розкрив величезне  зворотний вплив «живої речовини»  на «відсталу» природу і формування «біокосні природних тіл». А. Тенслі ввів термін екосистема для позначення цілісних функціональних природних систем надорганізменного рівня. Він вказав на неможливість відділення організмів від навколишнього середовища. Розширюються комплексні дослідження екосистем. З'являються нові напрямки - аутекологія, сінекологія, популяційна екологія. В екології затверджується екосистемному концепція.

Друга половина ХХ сторіччя характеризується заклопотаністю світового співтовариства загрозою екологічної кризи, обумовленого нерозумної владою людини над природою. Стверджується біоцентріческое напрямок в екології. Усвідомлена роль людини як частини природи і залежність його від ресурсів планети і природних процесів. Людина теж стає предметом екології. Зростає інтерес до екології всіх верств суспільства. Розвиток науки і техніки дає в руки людей інструменти, що дозволяють вивчати екосистеми та біосферу в цілому. Розвивається системний аналіз як методологічна основа екології. Екологія вивчає не тільки сукупність взаємозв'язків у природних екосистемах, вона виходить за рамки біології, перетворюючись в інтегровану науку, що наводить мости між природничими, технічними та громадськими дисциплінами, досліджує загальні закономірності, справедливі як для природи, так і для суспільства.

У табл. 1 наведено календар подій, який ілюструє довгий шлях становлення  екології як науки.

Література 

1. Л.І. Цвєткова, М.І. Алексєєв, Ф.В. Кармазін; Є.В. Невєрова - Дзіопак, Б.П. Усанов, Л.І. Жукова. Екологія. Підручник для технічних вузів. Санкт - Петербург, 2001.

2. В.П. Максаковский. Географічна  картина світу. Ч.2. - Ярославль: гору.-Волж. кн. вид-во, 1995.