Экология как наука

Экология – относительно молодая наука, которая сформировалась как самостоятельная отрасль знаний к 1900 году. В настоящее время она находится в состоянии интенсивного роста и развития (Бродский, 2001).

Термин «экология» (от греч. oikos – дом, жилище, местообитание, logos – наука) впервые был введен немецким зоологом и философом Э. Геккелем в 1866 г. в труде «Всеобщая морфология организмов» для обозначения биологической науки, изучающей взаимоотношения животных со средой их обитания. По отношению к растениям термин «экология» впервые применил датский ботаник Е. Варминг в 1895 г.

Во второй половине XIX в. экологи относили организм к самому сложному уровню организации жизни. В процессе дальнейшего развития экологии было установлено, что существуют более сложные, чем отдельный организм, уровни организации жизни - надорганизменные уровни организации биологических систем (популяция, биоценоз, экосистема, биосфера), поэтому представление о содержании экологии значительно расширилось. В настоящее время существует ряд определений экологии как науки, сформулированных известными экологами.

Экология ­– это наука о взаимодействии организмов и биологических систем надорганизменного уровня (популяции, биоценозы, экосистемы, биосфера) с условиями среды обитания (Сергейчик, 1997).

Экология – это наука о структуре и функции экологических систем и о механизмах, обеспечивающих их гомеостазис (Данилевский, 1998).

Экология – это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов на всех уровнях интеграции в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью (Радкевич, 1997).

Экология относится к числу фундаментальных подразделений биологии, исследующей фундаментальные свойства жизни надорганизменного уровня организации. Она изучает совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и образующих с окружающей средой единство (систему), в пределах которого осуществляется процесс трансформации энергии и органического вещества (Федоров, 1980).

Экология – это наука о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями окружающей среды (Шилов, 1997).

Экология – это междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи (Одум, 1986).

Основными формами существования видов животных, растений и микроорганизмов в естественной среде обитания являются внутривидовые группировки (популяции) и многовидовые сообщества (биоценозы, экосистемы). Поэтому современная экология изучает взаимоотношения организмов и среды на популяционно-биоценотическом и экосистемном уровнях.

Экология как наука имеет два аспекта: 1 – познание и объяснение сущности законов и закономерностей развития природы; 2 – применение полученных знаний для решения проблем охраны окружающей среды. Практическое значение экологии состоит прежде всего в решении вопросов природопользования, так как экология создает научную основу эксплуатации природных ресурсов.

Предмет и содержание экологии

Существует 9 уровней организации живой материи, образующих иерархию: молекулярно-генетический, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционный (популяционно-видовой), биоценотический, экосистемный (биогеоценотический) и биосферный.

Биологические науки изучают различные уровни организации жизни: молекулярный (ген), клетку, ткань, орган, организм, популяцию, биоценоз, экосистему, биосферу.

Предметом изучения экологии как науки являются уровни организации жизни, начиная с организменного.

Существует соподчиненность (иерархия) между уровнями организации жизни. Более простые уровни входят как основные элементы в более сложные. Однако на каждом более высоком уровне организации жизни появляются новые свойства и закономерности, которых не было на предыдущем уровне (проявление принципа эмерджентности: свойства всей системы отличаются от суммы свойств составляющих ее элементов). Принцип эмерджентности является ярким проявлением всеобщего диалектического закона перехода количественных изменений в качественные.

Основной предмет экологии – изучение экосистем, включающих растения, животные и микроорганизмы в определенной среде обитания, их динамику во времени и пространстве.

Наиболее важными категориями для анализа экосистем являются энергия, материя и информация. Изучение этих категорий в экосистемах в процессе их развития и взаимодействия с окружающей средой – основная задача экологии.

В рамках основной задачи изучаются и решаются конкретные экологические задачи:

- законы и закономерности взаимодействия организмов и надорганизменных биологических систем между собой и с окружающей средой;

- особенности структурно-функциональной организации, формирования, развития, устойчивости, динамики популяций, биоценозов и экосистем;

- продукционные, энергетические и регуляторные функции популяций, экосистем и биосферы;

- сущность механизмов адаптации организмов, популяций, экосистем к биотическим, абиотическим и антропогенным факторам окружающей среды;

- оценка и анализ глобальных, региональных и локальных экологических проблем;

- составление прогнозов негативных последствий техногенеза на биосферу;

- разработка эффективных направлений оптимизации окружающей среды.

Конечной целью экологических исследований является:

- формирование теоретических, методологических и прикладных экологических знаний, экологического мировоззрения, позволяющих объективно оценивать и анализировать экологическую обстановку, масштабы антропогенного изменения окружающей среды и принимать экологически обоснованные решения;

- выяснение законов и закономерностей сохранения видов в постоянно изменяющихся условиях среды, так как процветание видов обеспечивается поддержанием оптимальной численности их популяций в биогеоценозах;

- прогнозирование последствий антропогенного воздействия на биосферу для предотвращения негативных результатов;

- разработка оптимальных путей взаимодействия общества и природы с учетом законов существования природы.

Содержанием современной экологии является исследование взаимоотношений организмов со средой обитания на популяционно-биоценотическом уровне и изучение жизнедеятельности биологических макросистем более высокого ранга - биогеоценозов (экосистем) и биосферы, их энергетики, структурно-функциональной организации, адаптаций, продуктивности и динамики.