Развитие экологии как науки

Д. Аллен (1877) обнаружил  ряд закономерностей в изменении  пропорций тела и его выступающих  частей и в окраске североамериканских млекопитающих и птиц в связи  с географическим изменением климата.

Е. Вармингом в  книге «Ойкологическая география  растений» (1895) было введено понятие  о жизненной форме растений.

Большую роль в  развитии учения о растительных сообществах  сыграли труды С.И. Коржинского  и Н.К. Пачоского, назвавшего новую  науку «фитосоциология», затем названа  геоботаникой. Основные положения этой науки были разработаны в трудах Г.Ф. Морозова и В.Н. Сукачёва.

К середине ХІХ  в. больших успехов достигла агрохимия. Согласно «закону минимума», сформулированному  немецким ученым Ю. Либихом, в конкретных условиях не все питательные элементы почвы ограничивают урожай, а лишь содержащиеся в недостаточном для  растений количестве. Претерпев некоторые  уточнения, данный принцип стал позднее  одним из ведущих при рассмотрении факторов, ограничивающих распространение  или количественное развитие организмов.

В конце прошлого века В.В. Докучаевым (1846–1903) было создано  учение о почве как «самостоятельном естественноисторическом теле, которое  является результатом совокупной деятельности а) грунта, б) климата, в) растений и животных, г) возраста страны и отчасти д) рельефа» и сформулированы законы географического распространения почв. Работами В.Н. Сукачева (1880–1967) были заложены основы новой научной дисциплины биогеоценологии, объектом которой стали, по меткому выражению Н.В. Тимофеева-Ресовского, «элементарные биохорологические (территориальные) единицы биосферы Земли…».

К началу XX столетия оформились экологические школы  гидробиологов, ботаников, фитоценологов  и зоологов. В каждой из этих школ развивались определенные направления  экологической науки.

В Брюсселе (1910) на III Ботаническом конгрессе экология растений официально разделилась на экологию особей (аутэкологию) и экологию сообществ (синэкологию). Такое же деление  было сделано и в экологии животных и в общей экологии.

В 30-е годы были выведены основные теоретические представления  в области биоценологии: о границах и структуре биоценозов, степени  устойчивости, возможности саморегуляции  этих систем. В эти же годы появилась  новая область экологической  науки – популяционная экология. Ее основоположником был Ч. Элтон. В  книге «Экология животных» (1927) он рассматривает не отдельный организм, а его популяцию. Центральными проблемами популяционной экологии стали проблемы внутривидовой организации и  динамики численности. Развитию таких  исследований способствовали запросы  практики – острая необходимость  разработки основ борьбы с вредителями  и конкурентами в сельском и лесном хозяйствах, истощение запасов ряда ценных промысловых животных, открытие роли диких животных в распространении  паразитов и возбудителей болезней человека и домашнего скота.

Особое значение в области экологических исследований имеет разработка учения о биосфере, осуществлённая В.И. Вернадским.

С 20–30-х гг. ХХ в. в экологию внедряются методы математической статистики и моделирования. Итальянский  исследователь В. Вольтерра (1926) и  американский – А. Летка (1925) разработали  математические модели роста отдельной  популяции и динамики популяций, связанных отношениями конкуренции  и хищничества.

В 40–50-х гг. Т.А. Работнов, а в 60-х гг. А.А. Уранов разрабатывают  учение о популяциях у растений. Позже аналогичные работы появляются и за рубежом.

В 50-х гг. формируется  общая экология. Предпосылками для  ее развития послужили: достижения гидробиологии; осмысление большого фактического материала, накопленного экологией наземных животных и экологией растений; формулировка понятия экосистемы и биогеоценоза; широкое внедрение математических методов, системного подхода и представления  об уровнях организации живой  материи. В первых сводках по общей  экологии (американские экологи Дж. Кларк и Ю. Одум) много внимания уделяется рассмотрению экосистем.

В настоящее время  экология представляет собой разветвленную  систему наук. Она делится на общую  экологию и на частную.

Экологическое мышление становится необходимым для решения  самых насущных прикладных задач  нашей жизни. В международной  сфере работают специальные комиссии ЮНЕСКО, ЮНЕП и другие организации, задачей которых является пропаганда и внедрение экологических подходов в разные сферы практической деятельности человека.

Можно согласиться  с утверждением, что «экология  – наука будущего, и возможно, само существование человека на нашей  планете будет зависеть от ее прогресса».

29 сентября 1987 г.  был выведен на околоземную  орбиту (высота в перигее-224 км, в  апогее – 406 км, наклонение –  62,8°, период обращения – 90,5 мин.) международный биоспутник «Космос-1887».  В сотрудничестве по проекту  принимали участие ученые ВНР,  ГДР, ПНР, СРР, СССР, США, Франции,  ЧССР и Европейского космического  агентства. На борту спутника  находился комплекс научной аппаратуры, который продолжил исследования  влияния факторов космического  полета на биологические объекты,  а также вел радиационно-физические  измерения.

Длительность полета была выбрана так, чтобы проанализировать физиологические реакции организмов как в начальный (первая неделя), так и в переходный (вторая неделя) периоды адаптации к невесомости.

На обезьянах  в полете исследовались работа вестибулярного аппарата, двигательной системы, центральной  нервной системы, биоритмы, а до и  после него – клиническое состояние, газо- и энергообмен, иммунитет, водно-солевой  обмен, структура и биохимия мышц и костной ткани. Эксперименты проводились  на двух четырехлетних обезьянах  самцах макаках-резусах весом по 4 кг.

На крысах, поставленных Институтом экспериментальной эндокринологии Словацкой академии наук (Братислава), изучались структурные и метаболические изменения, возникающие в переходный период, динамика адаптации к невесомости  отдельных функциональных систем и  организма в целом, выявлялась роль различных регуляторных систем в  механизме адаптаций. Возраст крыс к началу полета составлял 3 месяца, их вес был около 300 г.

Основная задача экспериментов по гравитационной биологии заключалась в сборе информации о биологических эффектах невесомости  и биологических механизмах адаптации  к изменённой силе тяжести, работающих на клеточном уровне организации  живого.

Два эксперимента предложили юные биологи. В одном  на молочной планарии (червь) наблюдалась  регенерация различных фрагментов рассеченного тела в невесомости. В  другом на культуре кишечной палочки, зараженной умеренным фагом, исследовался процесс его перехода из неактивного  состояния в активное под действием  факторов космического полета, а на культуре стрептококка синтез антибиотика  низина.

На «Космосе-1887»  велись также наблюдения за радиационной обстановкой в околоземном пространстве, выяснилось, как влияют факторы космического полета, в частности радиация, на клеточные структуры биообъектов, отрабатывались конструктивно-технологические  принципы, позволяющие создать модульную  электростатическую защиту космических  аппаратов от электронов.

12 октября спускаемый  аппарат спутника с биообъектами  совершил посадку в районе  г. Мирного.

С 24 по 29 июля 1987 г. на научно-исследовательском комплексе  «Мир» работал советско-сирийский  экипаж. Космический корабль «Союз  ТМ-З», стартовавший 22 июля, доставил на станцию, где уже находились Ю.В. Романенко и А.П. Лавейкин, А.С. Викторенко, А.П. Александрова и гражданина Сирийской Арабской Республики М. Фариса.

Программа научных  исследований была подготовлена совместно  советским и сирийскими специалистами  и включала 13 экспериментов.

Важное значение для Сирии имел эксперимент «Евфрат». Космонавты, пролетая над страной, выполнили  несколько серий визуальных наблюдений, фотографировали и спектрометрировали многие районы, в том числе долину Евфрата. Полученная информация помогла  оценить агропромышленные и лесные ресурсы, вести поиск полезных ископаемых, в том числе нефти, и запасов  подземных вод, контролировать загрязнение  атмосферы и прибрежных акваторий  республики.

В 1985 г. выведен  на околоземную орбиту биоспутник «Космос-1667». На нем были продолжены исследования влияния факторов космического полета на живые организмы. На борту спутника были размещены научно-экспериментальные  системы с различными биологическими объектами, а также аппаратура для  радиационно-физических исследований.

После Чернобыльской  катастрофы вопросы экологии и обеспечения  экологической безопасности приобрели  новое звучание. Только после Чернобыльской  катастрофы и прорыва гласности  появились важные обобщения, касающиеся состояния природных ресурсов, техногенного загрязнения среды и здоровья населения страны. В резком подъеме  экологического сознания и разработке перспективных программ большую  роль сыграли исследования и выступления  таких видных ученых, как С.П. Залыгина, Н.Н. Воронцова, М.Я. Лемешева, Н.Н. Моисеева, Н.Ф. Реймерса, А.В. Яблокова и др.

«Никогда еще  судьба человека не зависела в такой  степени от его отношения ко всему  живому на Земле. Ведь, нарушая экологическое  равновесие и непоправимо сокращая жизнеобеспечивающую емкость планеты, человек таким путем может  в конце концов сам расправиться со своим собственным видом не хуже любой атомной бомбы» Исходя из сложившейся на сегодня ситуации строятся и положения Всемирной  хартии природы (принята Генеральной  ассамблеей ООН 28 октября 1982 г.): «Природу необходимо уважать и не нарушать ее основные процессы….любая форма жизни является уникальной и заслуживает уважения, какой бы ни была ее полезность для человека, и для признания этой неотъемлемой ценности других живых существ человек должен руководствоваться моральным кодексом поведения…».

В последнее десятилетие  внимание политических деятелей разных стран привлечено к экологическим  проблемам благодаря работам  Международного Института Жизни  и выступлениям ряда крупных ученых, в частности, выдающегося океанолога Ж.-И. Кусто, экономиста-эколога Мориса Стронга, премьер-министра Норвегии Г.Х. Брундтланд, возглавившей Комиссию ООН  по окружающей среде и развитию (МКОСР). Исключительное значение имел доклад этой Комиссии «Наше общее будущее»

Конференция ООН  по окружающей среде и развитию в  Рио-де-Жанейро выдвинула экологические  проблемы человечества на первое место  в «повестке дня» ХХІ века. В  качестве центральных идей КОСР-92 постулировала:

неизбежность компромиссов и жертв, особенно со стороны развитых стран, на пути к более справедливому  миру и устойчивому развитию;

невозможность движения развивающихся стран по пути, которым  пришли к своему благополучию развитые страны;

необходимость перехода мирового сообщества на рельсы устойчивого  долговременного развития;

требование ко всем слоям общества во всех странах  осознать безусловную необходимость  такого перехода и всячески ему способствовать.

Конференция приняла  несколько важных документов. Среди  них:

-   Декларация  Рио по окружающей среде и  развитию.

-   Заявление  о принципах глобального консенсуса  по управлению, сохранению и устойчивому  развитию всех видов лесов.

-   Повестка  дня на ХХІ век – документ, ориентированный на подготовку  мирового сообщества к решению  эколого-экономических и социально-экономических  проблем близкого будущего.

Кроме того, в рамках Конференции были подготовлены Рамочная конвенция об изменении климата  и Конвенция о биологическом  разнообразии. Все документы КОСР-92 пронизываетконцепция устойчивого  развития.

Декларация Рио-92 призывает все государства принять  ответственность за все формы  деятельности, наносящие ущерб окружающей среде в других странах, информировать  другие страны о потенциально возможных  и совершившихся техногенных  и природных катастрофах, наращивать эффективность природоохранного законодательства, не допускать перенесения на территорию других государств источников экологической  опасности.

В документах КОСР-92 обращается внимание на обязанность  государств исключить из своей практики моделей производства и потребления, не способствующих устойчивому развитию, а также на то, что разные государства  в разной степени ответственны за исчерпание планетарных ресурсов и  загрязнение среды. За этим стоит  признание того факта, что развитые страны сначала достигли высокого экономического уровня за счет безоглядной эксплуатации как собственных, так и принадлежащих  другим странам природных ресурсов, и только затем привлекли накопленный  капитал для улучшения охраны окружающей среды. Этот путь сейчас уже  неприемлем ни для развивающихся  стран, ни для человечества в целом, так как глобальный ресурс устойчивости окружающей среды находится у  критического уровня.