Общая экология

     4) Организменный – первый, самый  низший уровень из изучаемых  общей экологией. В организме  взаимодействие систем органов  сводится в единую систему  индивидуального организма. Он может существовать самостоятельно! Вне организмов жизнь не проявляется. На этом уровне изучаются жизненные циклы отдельных особей, законы образования фенотипов и генотипов. Науки – ФИЗИОЛОГИЯ, АНАТОМИЯ, ЗООЛОГИЯ, ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ и др.

     5) Популяционно-видовой – промежуточный  между «организменным и надорганизменным»  уровнями. Любой вид растений, животных  приспосабливается к внешней  среде, не как сумма отдельных  особей-организмов, а как единое  функциональное целое – популяция.  В популяции свои законы (внутривидовые конкуренция и агрегация), свои иерархические взаимоотношения, своя структура. На данном уровне изучаются законы сохранения популяцией и ее видом генотипических признаков. Науки – СИСТЕМАТИКА, БИОЛОГИЯ и ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, ЖИВОТНЫХ.

     6) Экосистемный, биогеоценотический  – изучаются надорганизменные  системы, взаимоотношения популяций,  группировок, организмов внутри  экосистемы, т.е. на конкретном  участке с однородными условиями  среды. Изучение первичной продуктивности, круговорота веществ (углерода, кислорода, фосфора, воды и пр.) в пределах биогеоценоза. Науки – ФИТОЦЕНОЛОГИЯ, БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ, ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ.

     7) Биосферный – самый высокий,  рассматривается взаимоотношения  между собой макроэкосистем, биогеоценозов  (лес-степь, лес-болото, лес-тундра и др.), изучаются закон круговорота веществ, энергии в глобальном аспекте. Наука – ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ.

     Взаимодействие  живого вещества (материи) с другим веществом (или энергией) на каждом уровне организации обусловливает  формирование и существование определенных упорядоченных систем. Все эти системы взаимозависимы одна от другой и между уровнями организации нет резких разрывов. Невозможно даже представить существование генов вне клеток, клеток вне органов, органов вне организмов и т.д.

     Учитывая  тесную функциональную связь между организменным, популяционно-видовым и экосистемным уровнями и автономность существования их систем, основным содержанием общей экологии следует считать исследования взаимоотношений живых организмов (особей) между собой и со средой обитания на популяционно-биоценотическом уровне и уровнях биологических систем еще более высокого ранга (биогеоценозов и биосферы), а наименьшей единицей является организм, или особь.

     В зависимости от того, какой уровень  организации экосистем изучается, экология подразделяется на отрасли аутэкологию и синэкологию.

     Аутэкология изучает жизненные циклы и отношение к факторам среды отдельных особей или видов. Цель ее заключается в том, чтобы выявить характер приспособления их к жизни в конкретном сообществе, их роль в экосистеме. Некоторые ученые (Радкевич, 1997) считают, что аутэкология изучает взаимоотношение с внешней средой только отдельных особей, а взаимоотношения ценопопуляций со средой изучает демэкология, взаимоотношения видов – эйдэкология.

     Синэкология (от греч. syn - вместе), она же биоценология, изучает все комплексы видов (ценопопуляций) в сообществах, т.е. экосистемы, изучает законы их совместного сосуществования в биоценозе в зависимости от условий внешней среды. Она базируется на аут-, дем- и эйдоэкологии, но ей присущ общебиологический характер, поскольку ее исследования направлены на многовидовые взаимоупорядоченные комплексы, существующие в строго определенной физико-химической среде.

     Демэкология (от греч. demos - народ) изучает натуральные группировки особей одного вида, т.е. популяции - элементарные надорганизменные макросистемы. Важнейшей задачей ее является выяснение условий, при которых формируются популяции, а также изучение внутрипопуляционных группировок и их взаимоотношений, организации (структуры), динамики количества популяций.

     Эйдэкология (от греч. eidos - образ, вид), или экология видов, - наименее разработанное подразделение современной экологии. Вид как уровень организации живой природы, как надорганизменная биологическая макросистема еще ни пруда объектам экологичных исследований. Это объясняться тем, что по мере развития экологии внимание и интерес исследователей с организма, т.е. с аутэкологии, переключились на популяцию - дэмэкологию, а затем на биоценоз, биогеоценоз и биосферу в целом.

     Жизнедеятельность экосистем чрезвычайно сложна. Живое  и неживое вещество в экосистемах  структурировано и охвачено бесчисленными  превращениями или процессами, в  ходе которых автотрофными и хемотрофными организмами захватываются из внешней среды атомы многих химических элементов (углерод, водород, кислород, сера, фосфор, калий, кальций, магний, железо, медь и др.) и энергия, которые затем используются другими организмами: консументами (потребители растительной массы) и грибами, а потом, по мере гибели организмов-продуцентов, грибов и консументов, переходят к организмам-редуцентам, разлагающим мертвое органическое вещество и возвращающим составляющие это вещество атомы во внешнюю среду. При этом энергия химических связей организмов-продуцентов и организмов-хемосинтетиков частично используется консументами, грибами и редуцентами, а частично высвобождается во внешнюю среду в виде тепла, в виде образующихся при выделении растениями в атмосферу окислов кислорода. Или консервируются в виде химических связей сложных органических веществ, накапливающихся в почве (гумус) и литосфере (торф, бурые и каменные угли). Все процессы идут непрерывно, подчиняясь своим законам. На естественные природные процессы накладываются антропогенные. Последние, как правило, сказываются негативно на функционировании экосистем. Изучить и понять эти закономерности и есть главная задача общей экологии. 

     ГЛАВА 2. Биосферология 

     Биосферология — учение о биосфере. Биосферология объединяет частные (биогеоценотическую, геофизическую, геохимическую, термодинамическую, палеонтологическую, географическую, генетическую и т. д.) концепции биосферы.

     Биосфера (греч. bios – жизнь, sphaira – шар, сфера) – сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты.

     Впервые в научный обиход термин «биосфера» ввел великий натуралист и мыслитель  Жан-Батист Ламарк, который также  сделал попытку естественнонаучного  описания жизни в качестве планетарного явления.

     А. Гумбольдт считал, что «...живое  вещество … часть поверхности  планеты, неотделимая от ее химической среды».

     Э. Зюсс повторно ввел термин «биосфера» в науку, но глубокой научной разработки оно не получило. В его понимании  биосфера – это лик Земли.

     Дж. Мерей полагал, что «биосфера» – это «тот покров из живого вещества, который одевает земной шар всюду, где соприкасаются и смешиваются между собой атмосфера, гидросфера и литосфера».

     Основоположником  учения о биосфере по праву считается  советский ученый, академик Владимир Иванович Вернадский, который принципиально откинул старый биологический подход – исследования отдельно того или другого живого организма, а выдвинул на первое место понятие жизни как организованной совокупности живого вещества.

     И Ламарк и Вернадский считали, что живые организмы и неживая природа активно взаимодействуют между собой и тем самым определяют химическое состояние внешней коры нашей планеты, изменяя облик поверхности Земли.

     В.И. Вернадский так же, как и Ламарк 140 лет назад попытался дать главные исчерпывающие признаки каждого царства живого. В.И. Вернадский составил таблицу из 16-ти пунктов, где рассмотрел несходство живого и неживого в физическом, химическом и термодинамическом смысле.

     Вернадский  и Ламарк считали, что организованность биосферы проявляется во взаимной приспособляемости организма и среды.

     Ламарк  четко отделяет живое от неживого и подчеркивает, что без материи  жизнь существовать не может. Для  него, в отличие от Вернадского  никакого «живого вещества» нет, а есть отдельно «жизнь» и «вещество».

     Для Ламарка жизнь имела начало, а  Вернадский заявлял, что «жизнь вечна». Ж.Б. Ламарк отмечал, что человек – «часть Вселенной», а его тело столь же материальное, «как и другие тела и находится во власти природы и подчиняется». А Вернадский выделяет человека из общей массы «живого вещества» как его особую часть и отмечает, что разум человека является некой силой, влияющей на течение земных энергетических явлений, и определяет человека «как существа общественности».

     Сегодня учение о биосфере – научная основа всей деятельности человечества, направленной на преобразование природы. Оно становится основой многих глобальных и региональных экологических преобразований, прогнозов, на его основе строятся многие исследования сравнительной планетологии, космической экологии и антропоэкологии, так как нарушение «пределов жизни», которые могут повлечь за собой гибель живых организмов, вызываются как естественными природными (избыток или недостаток химических элементов, геомагнитные поля, радиоактивные излучения, вулканические извержения и др.) так и искусственными антропогенными воздействиями (вредные газовые выбросы, пестициды, удобрения, тяжелые металлы, сточные воды предприятий, твердые отходы, мусор и др.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение 

     Почему так поздно сформировалась, так долго формировалась и так стремительно начала развиваться общая экология? История ее отражает процесс развития жизни и цивилизации на Земле. Чтобы лучше понять это, осуществим краткий экскурс в Эволюцию жизни на Земле. Следы жизни обнаружены в самых древних горных породах, которые сформировались около 3 миллиардов лет назад. Именно тогда жили на нашей планете организмы, чьи следы запечатлены в этих породах. Эти организмы были чрезвычайно примитивными, они были одноклеточными или колониальными, не имели скелета и размножались простым делением клеток надвое, в клетках их не было сформированного ядра. Даже наружный скелет - твердый панцирь клеток - у них отсутствовал, поэтому в геологической летописи планеты сохранилось так мало следов той древнейшей жизни.

     Эволюция  живых организмов вначале привела  к появлению живых существ  с обособленным клеточным ядром  и внутриклеточными органоидами - рибосомами, митохондриями и др. Для них  уже было характерно бесполое и половое  размножение. Доказано, что миллиард лет назад такие организмы на нашей планете населяли океан.

     Примерно 600-700 миллионов лет назад появились  первые позвоночные животные – рыбы, обитавшие в мировом океане и  морях. Царство растений тогда было представлено многочисленными водорослями, как одноклеточными, так и многоклеточными, образующими, как и теперь, настоящие подводные леса на мелководьях.

     Выход живых существ на сушу сдерживался  тем, что в атмосфере Земли, вплоть до кембрийского периода, было очень  мало кислорода. Из-за этого у планеты отсутствовал озоновый слой (верхний слой атмосферы, состоящий из трехатомных молекул кислорода и отдельных атомов кислорода), который поглощает жесткое космическое излучение. Дело в том, что кванты жесткого электромагнитного излучения обладают очень высокой энергией и, ударяя в органические молекулы, легко их разрушают, поглощаясь при этом и не достигая поверхности планеты. Слой воды толщиной 2-3 м может поглощать кванты жесткого излучения не хуже озонового слоя. Именно поэтому на первых этапах эволюции жизнь была только в морях и океанах и не спешила выходить на сушу. В процессе поглощения электромагнитного излучения и фотосинтеза водорослей в гидросфере и атмосфере постепенно накапливался свободный кислород.

     Примерно 500 миллионов лет назад живые организмы появились и на суше. На суше эволюция живых существ проходила более быстрыми темпами. Из животных сушу сначала завоевали членистоногие. Из позвоночных животных первыми на сушу выбрались двоякодышащие рыбы, от которых произошли земноводные. Земноводные в свою очередь дали начало пресмыкающимся, от которых произошли птицы и в меловом периоде - около 70 миллионов лет назад - млекопитающие. Человек относится к классу млекопитающих (отряд приматов, семейство гоминид – человекообразные).

      Первые люди, согласно последним научным данным, обитали в Африке около 3 миллионов лет назад. Они ходили прямо на двух ногах, имели ступню, не отличающуюся от ступни современного человека, и довольно развитые руки с отстоящим, как у современного человека, большим пальцем; могли издавать членораздельные звуки, пользовались огнем и изготавливали примитивные орудия, разбивая камни и кости. По мере эволюции живых организмов увеличивалось биологическое разнообразие, интенсифицировался обмен веществ, совершенствовались механизмы размножения, усложнялось поведение животных и жизненные циклы растений. Одновременно удлинялись пищевые цепи, благодаря которым, однажды захваченные живыми существами из внешней среды атомы химических элементов и энергия, все дольше не возвращались во внешнюю среду.