Історія становлення екології, як науки

Предмет екологія.

Екологія (від греч. oikos - будинок, житло, місцеперебування й... логия), наука, що вивчає взаємозв'язки організмів з навколишнім середовищем, тобто сукупністю зовнішніх факторів, що впливають на їхній ріст, розвиток, розмноження й виживаність. Певною мірою умовно фактори ці можна розділити на «абиотические», або фізико^-хімічні (температура, вологість, довжина світлового дня, утримування мінеральних солей у ґрунті й ін.), і «биотические», обумовлені наявністю або відсутністю інших живих організмів (у тому числі, що є об'єктами харчування, хижаками або конкурентами).

У центрі уваги екології - те, що безпосередньо зв'язує організм із навколишнім середовищем, дозволяючи жити в тих або інших умовах. Екологів цікавить, наприклад, що споживає організм і що виділяє, як швидко він росте, у якому віці приступає до розмноження, скільки нащадків провадить на світло, і яка ймовірність у цих нащадків дожити до певного віку. Об'єктами екології найчастіше є не окремо взяті організми, а популяції, біоценози, а також экосистемы. Прикладами экосистем можуть бути озеро, море, лісовий масив, невелика калюжа або навіть гниючий стовбур дерева. Як саму більшу экосистему можна розглядати й всю біосферу.

У сучасному суспільстві під впливом засобів масової інформації, екологія часто трактується як сугубо прикладне знання про стан середовища перебування людини, і навіть - як сам цей стан (звідси такі безглузді вираження як «погана екологія» того або іншого району, «екологічно чисті» продукти або товари). Хоча проблеми якості середовища для людини, безумовно, мають дуже важливе практичне значення, а рішення їх неможливо без знання екології, коло завдань цієї науки набагато більше широкий. У своїх роботах фахівці-екологи намагаються зрозуміти, як улаштована біосфера, яка роль організмів у круговороті різних хімічних елементів і процесах трансформації енергії, як різні організми взаємозалежні між собою й із середовищем свого перебування, що визначає розподіл організмів у просторі й зміна їхньої чисельності в часі. Оскільки об'єкти екології - це, як правило, сукупності організмів або навіть комплекси, що включають поряд з організмами неживі об'єкти, неї визначають іноді як науку про над организменных рівнях організації життя (популяціях, співтовариствах, экосистемах і біосфері), або як науку про живий вигляд біосфери.

Історія становлення екології, як науки

Термін «екологія» був запропонований в 1866 році німецьким зоологом і філософом Э. Геккелем, що, розробляючи систему класифікації біологічних наук, виявив, що немає ніякої спеціальної назви для області біології, що вивчає взаємини організмів із середовищем. Геккель визначав також екологію як «фізіологію взаємин», хоча «фізіологія» розумілася при цьому дуже широко - як вивчення самих різних процесів, що протікають у живій природі.

У наукову літературу новий термін входив досить повільно й більш-менш регулярно став використовуватися тільки з 1900-х років. Як наукова дисципліна екологія формувалася в 20-м сторіччі, але передісторія її сходить до 19, і навіть до 18 століття. Так, уже в працях К. Линнея, що заложили основи систематики організмів, було подання про «економію природи» - строгої впорядкованості різних природних процесів, спрямованих на підтримку деякої природної рівноваги. Розумілася ця впорядкованість винятково в дусі креаціонізму - як втілення «задуму» Творця, що спеціально створив різні групи живих істот для виконання різних ролей в «економії природи». Так, рослини повинні служити їжею травоїдною твариною, а хижаки повинні не дозволяти травоїдним розмножуватися в занадто великій кількості.

У другій половині 18-го століття на зміну поданням природної історії, невіддільним від церковних догматів, сталі приходити нові ідеї, поступовий розвиток яких привело до тої картини миру, що розділяється й сучасною наукою. Найважливішим моментом була відмова від чисто зовнішнього опису природи й перехід до виявлення внутрішніх, часом схованих, зв'язків, що визначають її природний розвиток. Так, И. Кант у своїх лекціях по фізичній географії, прочитаних в університеті Кенігсберга, підкреслював необхідність цілісного опису природи, що враховувало б взаємодію процесів фізичних і тих, що пов'язані з діяльністю живих організмів. У Франції, на самому початку 19 століття Ж. Б. Ламарк запропонував свою, значною мірою умоглядну концепцію круговороту речовин на Землі. Живим організмам при цьому приділялася дуже важлива роль, оскільки передбачалося, що тільки життєдіяльність організмів, що приводить до створення складних хімічних сполук, здатна протистояти природним процесам руйнування й розпаду. Хоча концепція Ламарка була досить наївної й не завжди відповідала навіть тодішньому рівню знань в області хімії, у ній були передбачені деякі ідеї про функціонування біосфери, що одержали розвиток уже на початку 20-го сторіччя.

Безумовно, предтечей екології можна назвати німецького натураліста А. Гумбольдта, багато робіт якого зараз із повним правом уважаються екологічними. Саме Гумбольдту належить заслуга в переході від вивчення окремих рослин до пізнання рослинного покриву, як деякої цілісності. Заклавши основи «географії рослин», Гумбольдт не тільки констатував розходження в розподілі різних рослин, але й намагався їх пояснити, зв'язуючи з особливостями клімату.

Спроби з'ясувати роль тих інших факторів у розподілі рослинності вживали й іншими вченими. Зокрема, це питання досліджувало О. Декандоль, що підкреслив важливість не тільки фізичних умов, але й конкуренції між різними видами за загальні ресурси. Ж. Б. Буссенго заклав основи агрохімії, показавши, що всі рослини мають потребу в азоті ґрунту. Він же з'ясував, що для успішного завершення розвитку рослині необхідно певна кількість тепла, яку можна оцінити, підсумовуючи температури за кожний день для всього періоду розвитку. Ю. Либих показав, що різні хімічні елементи, необхідні рослині, є незамінними. Тому якщо рослині не вистачає якого-небудь одного елемента, наприклад, фосфору, то недолік його ніяк не може бути компенсований додаванням іншого елемента - азоту або калію. Дане правило, що став потім відомим як «закон мінімуму Либиха», зіграло важливу роль при впровадженні в практику сільського господарства мінеральних добрив. Своє значення воно зберігає й у сучасній екології, особливо при вивченні факторів, що обмежують розподіл або ріст чисельності організмів.

Видатну роль у підготовці наукового співтовариства до сприйняття надалі екологічних ідей мали роботи Ч. Дарвіна, насамперед його теорія природного добору як рушійної сили еволюції. Дарвін виходив з того, що будь-який вид живих організмів може збільшувати свою чисельність у геометричній прогресії (за експонентним законом, якщо користуватися сучасним формулюванням), а оскільки ресурсів для підтримки зростаючої популяції незабаром починає не вистачати, то між особинами обов'язково виникає конкуренція (боротьба за існування). Переможцями в цій боротьбі виявляються особини, найбільш пристосовані до даних конкретних умов, тобто що зуміли вижити й залишити життєздатне потомство. Теорія Дарвіна зберігає своє неминуще значення й для сучасної екології, нерідко задаючи напрямок пошуку певних взаємозв'язків і дозволяючи зрозуміти суть різних «стратегій виживання», використовуваних організмами в тих або інших умовах.

У другій половині 19 століття дослідження, які по суті свого минулого екологічними, стали проводитися в багатьох країнах, причому як ботаніками, так і зоологами. Так, у Німеччині, в 1872 році виходить капітальну працю Августа Гризебаха (1814-1879), що вперше дали опис основних рослинних співтовариств усього земної кулі, а в 1898 р. - велике зведення Франца Шимпера (1856-1901) «Географія рослин на фізіологічній основі», у якій наведене безліч докладних відомостей про залежність рослин від різних факторів середовища. Ще один німецький дослідник - Карл Мебиус, вивчаючи відтворення устриць на обмілинах (так званих устричних банках) Північного моря, запропонував термін «біоценоз», яким позначили сукупність різних живих істот, що живуть на одній території й між собою тісно взаємозалежних.

На рубежі 19 і 20 сторіч саме слово «екологія», що майже не використовувалася в перші 20-30 років після того, як воно було запропоновано Геккелем, починає вживатися все частіше й частіше. З'являються люди, що називають себе екологами й прагнуть розвивати саме екологічні дослідження. В 1895 р. датський дослідник Й. Э. Варминг публікує навчальну допомогу з «екологічної географії» рослин, незабаром переведене на німецький, польський, росіянин (1901 р.), а потім і на англійські мови. У цей час екологія найчастіше розглядається як продовження фізіології, тільки перенесшей свої дослідження з лабораторії безпосередньо в природу. Основна увага приділяється при цьому вивченню впливу на організми тих або інших факторів зовнішнього середовища. Іноді, однак, ставляться зовсім нові завдання, наприклад, виявити загальні, регулярно повторювані риси в розвитку різних природних комплексів організмів (співтовариств, біоценозів).

Для перетворення екології в самостійну науку дуже важливими були 1940-е роки. У цей час публікується ряд книг по різних аспектах екології, починають виходити спеціалізовані журнали (деякі з них існують дотепер), виникають екологічні суспільства. Але сам головне - поступово формується теоретична основа нової науки, пропонуються перші математичні моделі й виробляється своя методологія, що дозволяє ставити й вирішувати певні завдання. Тоді ж оформляються два досить різних підходи, що існують і в сучасній екології: популяционный - уделяющий основну увагу динаміці чисельності організмів і їхньому розподілу в просторі, і экосистемный -, що концентрується на процесах круговороту речовини й трансформації енергії.