Часть II. Медицинская паразитология

Глава 1

Основы общей экологии. Вопросы синэкологии. Биогеоценотический уровень организации жизни

Экология - наука о закономерностях взаимоотношений организмов между собой и с окружающей неживой природой. Ее задачей является сохранение структурной и функциональной целостности природы.

По поводу времени возникновения экологии как науки нет общего мнения. Само определение науки, термин «экология» были предложены Э.Геккелем в 1866 г. и его считают основателем этой науки.

Этапы развития науки экологии

I – зарождение и становление экологии как науки (60-е г. XIX в.), когда Э.Геккель осознал, то, что Ч.Дарвин называл «борьбой за существование», есть предмет изучения отдельной области биологии, и назвал ее экологией.

II – оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (до 50-х г. XX в.), когда накапливались данные о взаимосвязи живых организмов со средой обитания.

III – превращение экологии в комплексную науку (60-е г. XX в.), включающую в себя разделы об охране окружающей среды.

В современной экологии выделяют следующие направления: теоретическое (общая экология), прикладное и социальное.

Общая экология изучает взаимоотношения компонентов среды в экосистемах по уровням биологической организации (организменный, популяционный, биоценотический, биосферный). Объектами ее изучения являются особи, популяции, сообщества, поэтому соответственно различают разделы общей экологии:

· аутэкология - изучает физиологию и поведение особей в естественных условиях обитания, адаптацию особей к факторам окружающей среды (организменный уровень);

· популяционная экология - изучает структуру популяций, рождаемость, смертность, миграции, внутривидовые отношения в популяциях (популяционно-видовой уровень);

· экосистемная экология (синэкология) - изучает межвидовые

отношения, закономерности распределения живых организмов в пространстве, потоки энергии и круговороты веществ, происходящие при участии сообществ живых организмов (биоценотический и биосферный уровни).

В литературе встречаются и другие классификации экологии. Например, по конкретным объектам изучения:

·экология болота, пруда, долины и т.д.

·экология человека, растений, животных, микроорганизмов

·инженерная, сельскохозяйственная, космическая и т.д.

Основные методы экологии - это полевые наблюдения, эксперименты и моделирование экологических систем.

Экологическая система представляет собой совокупность живых и неживых элементов, связанных непрерывным обменом веществ, на определенной территории. Термин экосистема предложен А. Тенсли в 1935. Экосистемы состоят из организмов (биоценозы) и среды обитания – косной (атмосфера) и биокосной (почва, водоем …).

Биоценоз - это исторически сложившееся сообщество совместно обитающих на одной территории популяций разных видов. Биотоп - это относительно однородные участки территории суши или водоема, заселенных сообществом организмов. Биоценозы характеризуются видовым разнообразием, численностью, плотностью и биомассой популяций. Чтобы подчеркнуть приуроченность живых организмов к определенной территории, экосистемуакадемик В.Н. Сукачев предложил называть биогеоценозом. Биогеоценоз - это динамическое и устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящееся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. Биогеоценозы могут быть разных размеров. Примером биогеоценоза может быть нора мыши, аквариум, пенек, пруд, озеро (рис. 1.1), тайга.Основные функции биогеоценоза - аккумуляция и перераспределение энергии, круговорот веществ.

Главное свойство экосистем - их способность к саморегуляции, т.е. способность к восстановлению после воздействия каких-либо природных или антропогенных факторов. Под действием более интенсивных факторов может произойти сукцессия т.е. смена одного сообщества на другое (рис. 1.2).

Основные компоненты сообщества (рис. 1.3): продуценты (образователи органического вещества - растения), консументы (потребители органического вещества – животные) и редуценты (разрушители органического вещества до неорганического - бактерии).

Популяции составляют видовое многообразие биоценоза, где каждая популяция занимает определенное место. Распределение в пространстве определяется взаимоотношениями между особями и пищевыми потребностями. Следовательно, популяции имеют свои участки для жизни. Их называют экологическими нишами (рис. 1.4). Экологическая ниша – условия среды, в которых популяция может существовать, минимально конкурируя с другими видами организмов за источник энергии.

Ряд взаимосвязанных видов, из которых каждый предыдущий служит пищей последующему, носит название цепи питания. Например, растение - насекомое - насекомоядная птица - хищная птица. Каждая цепь состоит не более чем из 3-6 уровней. Закономерно, что количество особей, включенных в цепь, последовательно уменьшается, и численность жертв значительно больше их потребителей (происходит потому, что в каждом звене цепи происходит потеря энергии). Эта закономерность носит название правило экологической пирамиды. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину. Известны три основных типа экологических пирамид: 1) пирамида чисел - отображает количество особей, 2) пирамида биомассы – отображает массу живого вещества (рис.1.5). 3) пирамида энергии – отражает законы расходования энергии в трофических цепях (рис. 1.5).

Все, что окружает сообщество и воздействует на него, называют - средой обитания. Ее элементами являются другие особи и факторы неживой природы. Приспособление организма к среде обитания называется адаптацией. Основные адаптации организмов к внешней среде наследственно обусловлены, они формировались историко-эволюционным путем. Наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения условия среды называются оптимальными (например, оптимальной для развития яиц аскариды является температура +25, чем ниже температура, тем дольше созревают яйца).

Компоненты среды, способные оказывать влияние на организмы называют экологическими факторами. Фактор среды, наиболее сильно влияющий на популяцию и определяющий рост его численности, называется ограничивающим (рис. 1.6) или лимитирующим. Например, из всех минеральных элементов только бор является лимитирующим для ржи. Поиск лимитирующих факторов - важная задача многих исследований.

По отношению к действию любого фактора среды, вид особей обладает определенным диапазоном устойчивости - толерантности (закон В.Шелфорда ). Например, некий организм способен существовать при температуре от минус 5 до плюс 25 градусов, т.е. диапазон его толерантности лежит в пределах этих температур. Организмы, которые способны выдерживать широкий диапазон условий среды называются эврибионтными, узкий - стенобионтными.

Все экологические факторы делятся на абиотические, биотические и антропогенные.