Развитие экологии как науки

ВВЕДЕНИЕ

Слово « экология» образовано то греческого «oikos», что означает дом (жилище, местообитание, убежище), и «logos» - наука.

В буквальном смысле экология - это наука об организмах « у  себя дома». Наука, в которой особое внимание уделяется « совокупности или характеру связей между организмами и окружающей средой». В настоящее время исследователи считают, что экология - это наука, изучающая отношения живых организмов между собой и окружающей средой, или наука, изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают.

Экология приобрела практический интерес еще на заре развития человечества. В примитивном обществе каждый индивидуум для того, чтобы выжить, должен иметь  определенные знания об окружающей его  среде, о силах природы, растениях и животных.

 Можно утверждать, что цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволяющие ему изменять свою среду обитания. Как и другие области знания, экология развивалась непрерывно, но равномерно на протяжении всей истории человечества. По дошедшим до нас орудиям охоты, наскальным рисункам о способах культивирования растений, лова животных, обрядам люди еще на заре становления человечества имели отдельные представления о повадках животных, образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними. Все это является свидетельством того, что проблемы первобытных людей в своей сущности были экологическими. Следует подчеркнуть, что экологические представления возникли непосредственно в связи с практическими запросами человечества. Множество интересных сведений об экологическом мышлении того времени оставили нам древние египетские, индийские, тибетские и античные источники. В трудах ученых античного мира - Гераклита (530 - 470 до н.э.), Гиппократа (ок. 460 - ок. 370 до н.э.), Аристотеля (384 -322 до н.э.) и другие - были сделаны обобщения экологических факторов.

Аристотель в своей  « Истории животных» описал более 500 видов известных ему животных, рассказал об их поведении. Так начинался  первый этап развития науки - накопления фактического материала и первый опыт его систематизации. Теофраст Эрезийский (372 - 287 до н.э.) описал влияние почвы и климата на структуру растений, наблюдаемое им на огромных пространствах Древнего Средиземноморья. В работах философа впервые было предложено разделить покрытосеменные растения на основные жизненные формы: деревья, кустарники, полукустарники и травы. К этому периоду относиться знаменитая « Естественная история» Плиния Старшего (23-79 н.э.).

В средние века интерес  к изучению природы ослабевает, заменяясь  господством схоластики и богословием. Связь строения организмов с условиями  среды толковались как воплощение воли бога.

Началом новых веяний в  науке в период позднего средневековья  являются труды Альберта Великого (Альберт  фон Больштедт, ок. 1193 - 1280).В своих книгах о растениях он придает большое значение условиям их местообитания, где помимо почвы важное место уделяет «солнечному теплу», рассматривая причины « зимнего сна» у растений; размножение и рост организмов ставит в неразрывную связь их питанием. Географические открытия в эпоху Возрождения, колонизация новых стран явилась толчком к развитию биологических наук. Накопление и описание фактического материала - характерная черта естествознания этого периода. Однако, несмотря на то, что в суждениях о природе господствовали метафизические представления, в трудах многих естествоиспытателей имели место явные свидетельства экологических знаний. Они выражались в накоплении факторов о разнообразии живых организмов, их распространении, в выявлении особенностей строения растений и животных, живущих в условиях той или иной среды.

Постепенно человечество начало открывать для себя все  новые перспективы в освоении природы. Нужно было разобраться  во всем многообразии флоры и фауны, оценить возможное хозяйственное  значение открытых учеными экзотических видов.

Первые систематики - А. Цезальпин (1519 - 1603) , Д. Рей (1623 - 1705), Ж. Турнефор (1656 - 1708) утверждали, что существует зависимость растений от условий и мест их произрастания и возделывания. Сведения о поведении, повадках, образе жизни животных, сопровождавшие описания их строения, называли «историей» жизни животных. Известный английский химик Р.Бойль (1627 - 1691) является первым ученым, осуществивщим экологический эксперимент. Он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных. Английский биолог Джон Рей в 1670 году предложил первую естественную систему растений, ввел представление об однодольных и двудольных растениях и впервые использовал категории вида и рода в смысле, близком к современному.

В 17 веке Ф.Реди экспериментально доказал невозможность самозарождения сколь-нибудь сложных животных.

В 17-18 веках в работах, посвященных отдельным группам живых организмов, экологические сведения зачастую составляли значительную часть, например, в трудах А.Реомюра о жизни насекомых (1734) , л. Трамбле о гидрах и мшанках (1744), а также в описаниях натуралистами путешествий.

Антони ван Левенгук (1632 -1723), более известный как один из первых микроскопистов, был пионером в изучении пищевых цепей и регуляции численности организмов. По сочинениям английского ученого Р. Бредли видно, что он имел четкое представление о биологической продуктивности. На основании путешествий по неизведанным краям России в 18 веке С.П.Крашенинниковым, И.И. Лепехиным, П.С. Палласом и другими географами и натуралистами указывалось на взаимосвязанные изменения климата, животного и растительного мира в различных частях обширной страны. В своем капитальном труде « Зоография» П.С. Паллас подробно описал образ жизни 151 вида млекопитающих и 425 видов птиц и такие биологические явления, как миграции, спячка, взаимоотношения родственных видов и т.п. П.С. Палласа , по определению Б.Е. Райкова (1947), можно считать « одним из основателей экологии животных».

В 1749 году шведский натуралист Карл Линней опубликовал диссертацию  « Экономия природы». В ней он изложил свои взгляды на взаимоотношения  живых организмов и влияния на их жизнь условий внешней среды. Заслуга Линнея прежде всего в том, что он впервые последовательно применил бинарную (двойную) номенклатуру, т.е. обозначил для каждого вида растений, животных и микроорганизмов двойное латинское название: первое означало название рода, второе - видовую принадлежность. Одновременно Линней построил наиболее удачную классификацию растений и животных. За 120 лет до появления теории Дарвина великий швед поставил человека первым в классе млекопитающих вместе с обезьянами и полуобезьянами. В системе Линнея человек получил свое научное имя Homo sapiens -человек разумный.

« Экономия природы» Линнея оказала в свое время заметное влияние на Чарльза Дарвина, который  косвенно почерпнул из нее понятие  о равновесии в природе и о  борьбе за существование. В дарвиновский период развития биологии были созданы  основы систематики, в качестве самостоятельных  наук возникли морфология (наука о строении организмов) и физиология (наука о жизнедеятельности организмов). И хотя в это время при описании флоры и фауны большое внимание уделялось установлению связей между организмами и окружающей средой, экология как самостоятельная наука начала складываться только к концу 19 века. Именно тогда началось победное шествие теории происхождения видов путем естественного отбора Чарльза Дарвина.

Во второй половине 18 века проблема влияния внешних условий  нашла отражение в работах  французского естествоиспытателя Ж. Бюфона (1707 -1788). Он считал возможным «перерождение» видов и полагал основными причинами превращения одного вида в другой влияние таких внешних факторов, как « температура, климат, качество пищи и гнет одомашнивания».

В титаническом труде «  Естественная история» четко просматривается  материалистический взгляд на неразрывность материи и движения « Материя без движения никогда не существовала, - пишет он, - движение, следовательно, столь старо, как и материя»

Большое влияние на формирование экологических взглядов имел капитальный  труд Жана Батиста Ламарка « Философия  зоологии» (1809г.), в котором он затронул проблему воздействия внешних условий  на « действия и привычки» животных.

По мере развития зоологии и ботаники происходило накопление фактов экологического содержания, свидетельствующего, что к концу18 века у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, об изменениях организмов в зависимости от окружающих условий и обусловленном их влиянием на многообразие форм. Вместе с тем экологических идей как таковых еще нет, лишь начала складываться экологическая точка зрения на изучаемые явления природы.

Второй этап развития науки  связан с крупномасштабными ботанико-географическими  исследованиями в природе. Появление  в начале 19 столетия биогеографии способствовало дальнейшему развитию экологического мышления. Подлинным основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта (1769 -1859) , опубликовавшего в 1807 году работу « Идеи географии растений», где на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Америки он показал влияние климатических условий, особенно температурного фактора, на распространение растений.

В 1832 году О. Декандоль обосновал необходимость выделения особой научной дисциплины «Эпиррелогия», изучающей влияние на растения внешних условий и воздействие растений на окружающую среду.

И все же на заре развития экология представляла собой описательное изучение природы, своего рода естественную историю. Ботаники и зоологи открывали  новые виды и описывали их, путешественники  проникали в не доступные ранее места, оставляя потомкам свидетельства увиденного. Великие исследователи и естествоиспытатели 19 века оставили нам полные лиризма описания и наблюдения природных явлений. Достаточно назвать с интересом читаемый и сегодня многотомный труд Альфреда Брема « Жизнь животных».

У истоков экологии стояли и русские ученые. Один из них - профессор  Московского университета Карл Рулье. Будучи крупным биологом, зоологом, он сформулировал принцип, лежащим в основе всех наук о живом, - принцип исторического единства организма и окружающей среды. Рулье подчеркивал, что ни один из организмов не может существовать независимо от окружающей среды, причем среда изменяется организмами, а изменения организмов контролируется средой.

Таким образом, ученые 19 века анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотношения между  организмами, явления приспособляемости  и приспособленности. Однако разрешение этих проблем, дальнейшее развитие науки  экологии произошло на базе эволюционного  учения Ч. Дарвина (1809- 1882). Он по праву  является одним из пионеров экологии. В книге « Происхождение видов» (1859) им показано, что « борьба за существование» в природе приводит к естественному отбору и является движущим фактором эволюции.

Победа эволюционного  учения в биологии открыла, таким  образом, третий этап в истории экологии, для которого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ  по экологическим проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от других наук.

Кто именно ввел сам термин «экология» в научный обиход - точно  не известно. Пальма первенства отдается немецкому биологу Эрнсту Геккелю. В 1866 году молодой профессор в  своем капитальном труде «  Всеобщая морфология организмов», классифицируя разделы биологии, впервые употребил термин « экология». «Всеобщая морфология» вышла в свет в октябре 1866 года, а предисловие к ней написано 14 сентября 1866года. Считается, что эту дату и следует принять за официальный « день крещения» экологии.

«Под экологией, - писал  Геккель, - мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений  животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего - его дружественных или враждебных взаимоотношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология - это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин называет условиями, порождающими борьбу за существование».

В разделе « Экология и  хорология» Геккель пишет: « Под  экологией мы подразумеваем общую  науку об отношениях организма к  окружающей среде, куда мы относим все  « условия существования» в широком  смысле этого слова. Они частично органической, частично неорганической природы; поскольку они, как мы отмечали выше, оказывают влияние на форму организмов, то тем самым они заставляют их приспосабливаться к этим условиям».

Немецкого ученого в какой-то мере можно назвать провидцем  с той точки зрения, что он, быть может, неосознанно, предвидел  всю важность проблем, которые призвана была решать экология. Геккель, дальновидный биолог, поддерживающий теорию Дарвина, сдабривал свои труды новыми и зачастую гармонично звучащими словами, большинство из которых сегодня забыто. «Экология» была самой удачной его находкой, если судить по популярности этого слова и тем научным достижениям, которые оно стимулировало.

Аутоэкология  и синэкология

Вскоре пришло время более  детального исследования окружающей среды, в которой обитают те или иные виды. Возник новый раздел экологии - аутоэкология, изучающая взаимоотношения  организма (особи, вида) с окружающей его средой. Аутоэкология имела и  по сей день, имеет большое прикладное значение, особенно в области биологических  методов борьбы с вредителями  растений, исследований переносчиков болезней и профилактики, переносимых  паразитами инфекций.

Однако каждый отдельный  вид даже при изучении его с  другими видами, оказывающими на него непосредственное влияние, является всего-навсего  мельчайшей частичкой среди тысяч  видов таких же растений, животных и микроорганизмов, которые обитают  в той же зоне - в лесу, на лугу, в водоеме или на побережье. Осознание этого факта привело к появлению в середине 20х годов синэкологии (от греч. Приставки «син», означающей «вместе»), или биоценологии, исследующей взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой. Термин «синэкология» был предложен швейцарским ботаником Шретером в 1902 году. На 3  Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе в 1910 году ботаники наряду с другими вопросами обсуждали программу экологических исследований. Был поставлен вопрос о разделении экологии на два раздела: экологию особей и экологию сообществ; синэкология официально оформилась в качестве составной части экологии.