ЛЕКЦИЯ 1 экология для ускоренников. Экология как наука и история ее развития

• Название: Экология как наука и история ее развития
• Дата: 05.02.2020
• Размер: 227 Kb.
• Имя файла: ЛЕКЦИЯ 1 экология для ускоренников.doc
• Тип: Документы; #107281
• страница: 1 из 3

лекция 1

Экология как наука и история ее развития

Экология – слово, которое лет десять назад мало кто знал, и слово которое сейчас у всех на устах. Но, наверное, мало кто знает что в действительности означает истинное значение этого слова. Данный курс не только раскроет всю глубину этого понятия, но и позволит по новому взглянуть на мир, на окружающие нас явления, на которые до сих пор вы не обращали внимания.

Откуда же произошло это слово "экология". А состоит это понятие из двух частей: "ойкос" - в переводе - дом, и "логос" - наука. То есть экология - наука о том "доме" в котором мы все живем, то есть о нашей планете. Впервые этот термин предложил немецкий биолог Э. Геккель в 1866 г.

1. Предмет экологии, ее структура, задачи экологии

Экология — (от греч. «ойкос» — дом, жилище и «логос» -учение) — наука, изучающая условия существования живых орга­низмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Изначально она развивалась как составная часть биологи­ческой науки, в тесной связи с другими естественными науками.

(в литературе, несомненно, можно встретить множество определений, то заужающих, то до неясности расширяющих сферу экологии как науки)

Предметом экологии является совокупность или структу­ра связей между организмами и средой.

Главный объект изу­чения в экологии — экосистемы, представляющие собой еди­ные природные комплексы, образованные живыми организма­ми и средой их обитания.

Уровни организации живой материи:

генетика цитология гистология анатомия

молекулярная биохимия и биофизика

биология

гены  клетки  ткани  органы 

организмы  популяции  сообщества

+

абиотические компоненты (материя + энергия)

=

Экосистемы

Область, представляющая основной интерес для экологических

исследований
Популяция – группа организмов одного вида, занимающая определенную территорию и обычно в той или иной степени изолированная от других сходных групп.

Сообщество – это любая группа организмов различных видов, сосуществующих в одном и том же местообитании и взаимодействующих посредством трофических и пространственных взаимоотношений.

Экосистема – это сообщество организмов с окружающей их физической средой, взаимодействующих между собой и образующую экологическую единицу.
Общие закономерности взаимоотношений любых живых существ, включая и человека как биологическое существо, изу­чает наука — общая экология, в состав которой входят следую­щие разделы:

аутэкология, исследующая индивидуальные свя­зи отдельного организма (особи) с окружающей средой;

популяционная экология (демоэкология), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов;

синэкология (биоценология), изучающая взаимоотношения по­пуляций, сообществ и экосистем со средой.

Главной целью всех этих направлений является изучение проблемы выживания живых существ в окружающей среде, и задачи перед ними стоят биологического содержания — изу­чить закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы в целом, и т. д. В таком понимании общую эколо­гию нередко называют биоэкологией.

Кроме того, экология классифицируется с точки зрения изучения экологических процессов во времени на историчес­кую и эволюционную, а с точки зрения изучения конкретных объектов и сред — на экологию животных, экологию растений и экологию микроорганизмов.

В настоящее время экология вышла за рамки сугубо биоло­гической науки и превратилась в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Тем самым экология прошла сложный и длительный путь к осознанию проблемы «человек — приро­да», опираясь на исследования взаимодействий в системе «орга­низм — среда». Актуальность этой проблемы, вызванной обо­стрением экологической обстановки в масштабах всей плане­ты, привела к «экологизации» всех наук и других отраслей че­ловеческой деятельности, т. е. к обязательному учету ими за­конов и требований экологии.

В таком качестве экологию можно разделить на две части (по Реймерсу, 1994) — теоретическую и прикладную экологию.

Тео­ретическая экология вскрывает общие закономерности организа­ции жизни в экосистемах и самой биосфере как глобальной эко­системе Земли, на основе законов общей экологии, учения о био­сфере и положений экологии человека.

Прикладная экология изу­чает механизмы разрушения биосферы человеком, способы пре­дотвращения этого процесса, разрабатывает принципы рациональ­ного природопользования на основе законов, правил и принципов фундаментальной (теоретической) экологии.

В XXI в. экология возведена в ранг обобщающей науки, ко­торая включает в себя экологические направления самых раз­личных наук.

Так, например, на стыке экологии с другими на­уками получили развитие такие новые направления, как инже­нерная экология, геоэкология, математическая экология, сель­скохозяйственная экология, промышленная экология, космичес­кая экология и т. д. Экологическими проблемами Земли как планеты занимается глобальная экология, объектом изучения ко­торой является биосфера как глобальная экосистема (экосфера), а взаимоотношениями в системе «человеческое общество — природа» - социальная экология. Одним из новых самостоятельных ответвлений экологии человека становится быстро развивающаяся отрасль — валеология, рассматривающая вопросы при­обретения человеком навыков здорового образа жизни.

Экология тесно связана с политикой, экономикой, правом (включая и международное право), психологией и педагогикой и т. п. Ее методическую основу составляет сочетание систем­ного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и модели­рования.

Методы исследований современной экологии очень разнообразны. Это новые физические, химические, биофизические, биоиндикационные, биохимические, радиобиологические, метеорологические и кибернетические методы, наземный, воздушный и космический экомониторинги, современные ЭВМ с их возможностями анализа, систематики, моделирования экосистем, прогноза.

• 
  На всех этапах взаимодействия общества и природы происходит загрязнение окружающей природной среды
  

Современные проблемы экологии

• 
  Демографическая проблема
  
• 
  Истощение природных ресурсов
  
• 
  Проблемы энергетики
  
• 
  Загрязнение биосферы
  
  • 
    Кислотные дожди
    
  • 
    Разрушение озонового слоя
    
  • 
    Парниковый эффект и др.
    
• 
  Проблемы здоровья человека
  

Сегодня Россия переживает тяжелый экологический кри­зис. Около 15% территории — фактически зоны экологическо­го бедствия, 85% населения дышит воздухом, загрязненным различными вредными веществами выше допустимых сани­тарных норм, растет количество «экологически обусловленных» заболеваний, наблюдается деградация и сокращение природ­ных ресурсов и т. п. Выход из этого кризиса на путь устойчиво­го развития — важнейшая задача нашего общества. Он лежит в том числе и через экологическое образование.

Пути выхода из экологического кризиса

• 
  экологизация технологий;
  
• 
  экономизация производств;
  
• 
  административно-правовое воздействие;
  
• 
  экологическое просвещение;
  
• 
  международно-правовая защита.
  

Организм и среда. Факторы среды и адаптация к ним организмов. Среды жизни.
Окружающий нас живой мир состоит из организмов. Любой организм смертен и рано или поздно погибает, а жизнь продолжается, существуя на Земле по представлениям ученых 4 млрд. лет. Жизнь продолжается, т.к. живые организмы воспроизводят себя в веренице поколений, что не свойственно телам неживой природы. Именно способность к размножению позволяет видам существовать в природе очень долго, несмотря на то, что каждая особь живет ограниченное время.

Способность к воспроизводству - главное свойство жизни. Фактически во всех живых организмах заложена способность размножаться беспредельно. Если дать видам размножаться свободно, без ограничений, численность бы их росла в геометрической прогрессии, и, несмотря на то, что одни производят за всю жизнь всего несколько яиц или детенышей, а другие тысячи и даже миллионы зародышей (одна тля за 1-1,5 летних месяца оставляет 300 млн. потомков).

Но ни один вид не в состоянии реализовать ту безграничную способность к размножению, которой он обладает.

Главный ограничитель на пути к беспредельному размножению нехватка тех ресурсов, из которых они строят свои тела: для растений минеральные соли, углекислый газ, вода, солнечный свет; для животных -пища, вода; для микроорганизмов разнообразные потребляемые ими соединения. Второй ограничитель - влияние различных неблагоприятных факторов, замедляющих рост и размножение организмов, даже если есть необходимые для этого ресурсы (это погода, температура, низкое содержание кислорода в воде, присутствие в ней ряда растворимых веществ).

И, наконец, в природе происходит огромный отсев, гибель уже произведенных на свет зародышей или подрастающих молодых особей.

Давно подмечена важная закономерность: высокой плодовитостью отличаются именно те виды, у которых очень велика гибель особей в природе. Т.е. выживание, рост и размножение, численность организмов является результатом их сложных отношений между собой и со средой обитания.

Любые свойства или компоненты внешней среды, оказывающие влияние на организмы, называются экологическими факторами.

Классификация факторов:

1. Факторы неживой природы (абиотические, или физико-химические). К ним относятся климатические, атмосферные,

почвенные (эдафические), геоморфологические (орографические), гидрологические и другие.

2. Факторы живой природы (биотические) - влияние одних организмов или их сообществ на другие. Эти влияния могут быть со стороны растений (фитогенные), животных (зоогенные), микроорганизмов, грибов и т.п.

3. Факторы человеческой деятельности (антропогенные). В их числе различают прямое влияние на организмы (например, промысел) и косвенное - влияние на местообитание (например, загрязнение среды, уничтожение кормовых угодий, строительство плотин на реках и т.п.).

Современные экологические проблемы и возрастающий интерес к экологии связан с действием антропогенных факторов.

Существует классификация факторов по периодичности и направленности действия, степени адаптации к ним организмов. В этом отношении выделяют факторы, действующие строго периодически (смены времени суток, сезонов года, приливно-отливные явления и т.д.), действующие без строгой периодичности, но повторяющиеся время от времени. Сюда относятся погодные явления, наводнения, ураганы, землетрясения и т.д. Следующая группа - факторы направленного действия_г они обычно изменяются в одном направлении (потепление или похолодание климата, зарастание водоемов, заболачивание территорий и т.д.). И последняя группа - факторы неопределенного действия. Сюда относятся антропогенные факторы, наиболее опасные для организмов и их сообществ.

Из перечисленных групп факторов организмы легче всего адаптируются или адаптированы к тем, которые четко изменяются (строго периодические, направленные). Адаптационность к ним такова, что часто становится наследственно обусловленной. И если фактор меняет периодичность, то организм продолжает в течение некоторого времени сохранять адаптации к нему, т.е. действовать в ритме так называемых "биологических часов". Такое явление, в частности, имеет место при смене часовых поясов.

Некоторые трудности характерны для адаптации к нерегулярно-периодическим факторам, но организмы нередко имеют механизмы предчувствия их возможности (землетрясения, ураганы, наводнения и т.п.) и в какой-то мере могут смягчить их отрицательные последствия.

Наибольшие трудности для адаптации представляют факторы, природа которых неопределенна, к ним, как правило, организм не готов, вид не встречался с такими явлениями и в процессе эволюции. В этом их основная специфика и антиэкологичность. Многие из этих факторов, кроме того, выступают как вредные. Их относят к группе ксенобиотиков (греч. - ксенос - чужой). К последним относятся почти все загрязняющие вещества. В числе быстроизменяющихся факторов большое беспокойство вызываетизменение климата из-за "парникового" эффекта; изменение водных экосистем в результате преобразования рек, мелиорации. Только в отдельных случаях организмы могут использовать механизмы преадаптаций, т.е. те адаптации, которые выработались по отношению к другим факторам. Например, устойчивости растений к загрязнению воздуха, к какой то мере способствуют те структуры, которые благоприятны для повышения засухоустойчивости: плотные покровные ткани листьев, наличие в них воскового налета, опущенности, меньшее количество устьиц, и другие структуры, замедляющие процессы поглощения веществ, а, следовательно, и отравления организма. Это надо учитывать для подбора ассортимента видов для выращивания в районах с высокой производственной нагрузкой.