Зарождение и становление экологии

Русский малоизвестный ученый А.А. Каверзнев (годы жизни неизвестны) издал в 1775 г. книгу «О перерождении животных», в которой с экологических  позиций рассматривал вопрос об изменениях животных и сделал вывод об их едином происхождении. Другой русский исследователь  – первый агроном России, А.Т. Болотов (1738-1833), изучая влияние минеральных  солей на молодые яблони, разработал классификацию местообитаний растений.

Таким образом, к концу XVIII, по мере все большего накопления экологических  знаний, у естествоиспытателей начал  складываться особый подход к изучению явлений природы, учитывающий зависимость  изменения организмов от окружающих условий. Но экологических идей как  таковых еще нет. Есть только их предпосылка.

Александр Гумбольдт - великий  немецкий ученый, заложивший основы биогеографии. Его заслуги перед экологией  очень велики 

Четвертый этап ознаменовал начало в становлении экологии. Он связан с крупными ботанико-географическими иссле-дованиями, способствовавшими дальнейшему развитию экологического мышления. В начале XIX в. выделяются в самостоятельные отрасли экология растений и экология животных. Ученые этого времени анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотно-шения между организмами, приспособляе-мость и приспособенность. Огромную роль в развитии экологических идей сыграл немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859), заложивший основы биогеографии. В книге «Идеи географии растений» (1807) он ввел ряд научных понятий, которые используются экологами и сегодня (экобиоморфа растений, ассоциация видов, формация растительности и др.).

Появились работы, в которых  авторы понимают среду обитания, как  совокупность действующих экологических  факторов. В 1832 г. О. Декандоль обосновал  необходимость выделения новой  отрасли наук "Эпирреалогии". Он писал: "…Растения не выбирают условия  среды, они их выдерживают или  умирают. Каждый вид, живущий в определенной местности, при известных условиях представляет как бы физиологический  опыт, демонстрирующий нам способ воздействия теплоты, света, влажности  и столь разнообразных модификаций  этих факторов…".

Пятый этап – становление эволюционной экологии. Профессор Московского университета Карл Францов Рулье (1814-1858) четко сформулировал мысль о том, что развитие органического мира обусловлено воздействием изменяющейся внешней среды: "…Ни одно органическое существо не живет само по себе; каждое вызывается к жизни и живет только постольку, поскольку находится во взаимодействии с относительно внешним для него миром. Это закон общения или двойственности жизненных начал, показывающий, что каждое существо получает возможность к жизни частию от себя, а частию из внешности…". Считается, что К.Ф. Рулье в своих трудах (160 работ) заложил основы экологии животных, поставил проблемы адаптации, миграции, изменчивости, ввел понятие "стация". Он ближе всех подошел к эволюционной теории Дарвина, но прожил всего 44 года... Его идеи развил ученик Н.А. Северцев (1827-1885), опубликовавший в 1855 г. работу «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гадов Воронежской губернии». Значимость этой магистерской диссертации Н.А. Северцева для науки можно оценить тем, что через 100 лет в 1950 г. эта работа была переиздана, и она не утратила своего значения и сегодня. Важнейшей вехой в развитии экологических представлений о природе явился выход знаменитой книги Ч. Дарвина (1809-1882) о происхождении видов путем естественного отбора, жесткой конкуренции.

Это великое открытие в  биологии явилось мощным толчком  для развития экологических идей. У Дарвина было много последователей. Один из них – немецкий зоолог Эрнст  Геккель (1834-1919). "Я докажу! " –  девиз Э. Геккеля. В 8 лет прочитал Робинзона Крузо, долго грезил дикарями, приключениями. Пробивной, мечтавший  и добившийся мировой славы, он добился  открытия филогенетического фак-та в Йенском университете, много  лет успешно изучал радиолярии, прекрасно  рисовал, но мог делать выводы, не подкрепленные  фактами и потому ошибочные. Им было придумано много разных терминов для классификации отделов наук; много лет он искал одноклеточный  организм, давший начало всему живому; искал общий закон, который бы объяснил все явления. Вскоре после  выхода в свет учения Ч. Дарвина –  в 1866 г. он предложил термин для новой  науки – «экология», который впоследствии получил всеобщее признание. Именно 1866 г. следует считать годом рождения экологии. В конце XIX она представляла собой науку об адаптации организмов к климатическим условиям, но лишь через 100 лет превратилась в целое  мировоззрение – общую экологию. В 1895 г. датский ученый Е. Варминг (1841-1924) ввел термин «экология» в ботанику для обозначения самостоятельной  научной дисциплины – экологии растений.

Таким образом, общим для  периода наивной экологии, продолжавшегося  с начала развития цивилизации до 1986 г., является накопление и описание колоссального фактического материала  и отсутствие системного подхода  в его анализе.

Шестой этап. Теория Ч. Дарвина дала большой толчок развитию аутэкологического направления – изучение естественной совокупности видов, непрерывно перестраивающихся применительно к изменению условий среды, со второй половины середины XIX и до середины XX века было господствующим.

Одновременно стали проводиться  исследования по надорганизменным биологическим  системам. Этому способствовало формирование концепции биоценозов, как многовидовых сообществ. В 1877 г. немецкий гидробиолог  К. Мебиус (1825-1908) на основе изучения устричных  банок в Северном море разработал учение о биоценозе, как сообществе организмов, которые через среду  обитания теснейшим образом связаны  друг с другом. Именно его труд "Устрицы  и устричное хозяйство" положил  начало биоценологическим – экосистемным, исследованиям и в дальнейшем обогатилось методами учета количественных соотношений организмов. Термин "биоценоз" широко используется современными учеными. Учение о растительных сообществах, благодаря С.И. Коржинскому (1861-1900) и И.К. Пачоскому (1864-1942) выделилось в фитосоциологию, или фитоценологию, позднее в геоботанику. Исключительно велики заслуги В.В. Докучаева (1846-1903). Он создал учение о природных зонах и учение о почве, как особом биокосном теле (системе). Показал, что почва - это неотъемлемый компонент практически всех экосистем суши нашей планеты. Теоретические разработки В.В. Докучаева ("Учение о зонах природы") положили начало развитию геоботаники и ландшафтной экологии. Идея В.В. Докучаева о необходимости изучения не отдельных компонентов биоценозов, а связей, существующих между телами, явлениями и средой (водой, землей), между мертвой и живой природой, между растениями, животными и минеральным "царством", т.е. закономерностей функционирования природных комплексов, получила развитие в "Учении о лесе" Георгия Федоровича Морозова (1867-1920). Г.Ф. Морозов дал первое научное определение леса, как географического фактора – глобального аккумулятора солнечной энергии, влияющего на климат, почвы, на уровень кислородного и углеродного баланса планеты и регионов.

 Особенно широко исследования  надорганизменного уровня стали  развиваться с начала XX века. Повсеместно  стали создаваться разные научные  общества и школы: ботаников,  фитоценологов, гидробиологов, зоологов, и т.д., выпускаться журналы. 1916 г.  – Ф. Клементс показал адаптивность  биоценозов и адаптивный смысл  этого, 1925 г. – А. Тинеманн ввел  понятие "продукция", 1927 г. –  Ч. Элтон выделил своеобразие  биоценотических процессов, ввел  понятие экологическая ниша, сформулировал  правило экологических пирамид.  К 30-ым годам XX столетия были  созданы разные классификации  растительности на основе морфологических,  эколого-морфологических и динамических  характеристик фитоценозов (К.  Раункиер – Дания, Г. Ди Рюе  – Швеция, И. Браун-Бланке –  Швейцария); изучались структура,  продуктивность сообществ, получены  представления об экологических  индикаторах (В.В. Алехин, Б.А. Келлер, А.П. Шенников).

Леонтий Григорьевич Раменский - великий русский геоботаник, сформулировавший закон эеологической индивидуальности видов и создавший теорию экологического континуум 

Английский геоботаник Тенсли - один из создателей науки об экосистемах 

Седьмой этап отражает новый подход к исследованиям природных систем – в основу его положено изучение процессов материально-энергетического об-мена, формирование общей экологии, как самостоятельной науки. Г. Гаузе в начале 40-х годов прошлого столетия провозгласил прин-цип конкурентного исключения, указав на важность трофических связей, как основного пути для потоков энергии через природные системы. Вслед за Гаузе, в 1935 г. английский ботаник А. Тенсли ввел понятие экосистемы, и этот год принято считать годом рождения общей экологии как науки, объектом которой являются не только отдель-ные виды и популяции видов, но и экосистемы, в которых биоценозы рассматриваются с биотопами, как единое целое.

Владимир Николаевич Сукачев  один из создателей учения о биогеоценозах (экосистемах)

В общей экологии с этого  времени четко выделились два  направления – аутэкология и  синэкология. В фитоценологии всеобщее признание получила парадигма дискретности растительного покрова, что объясняется  стремлением к классификационным  работам.

Почти одновременно с А.Тенсли, В.Н. Сукачев в 1942 г., следуя Г.Ф. Морозову, разработал систему понятий о  лесном биогеоценозе, как о природной  системе, однородной по всем параметрам (растительному покрову, миру животных и микроорганизмов, по поверхностной  горной породе, гидрологическим, почвенным, микроклиматическим условиям, по типу взаимодействий, обмена веществом и  энергией между его компонентами и между ними и другими явлениями  природы).

Биогеоценоз В.Н. Сукачева –  практически полный аналог экосистемы А. Тенсли. Главное в его понятии  – общая идея о единстве живой  и неживой природы, общности круговорота  веществ и превращениях энергии, которые можно выразить через  объективные количественные характеристики. В том же 1942 г. американским ученым Р. Линдеманном были изложены основные методы расчета энергетического  баланса экологических систем. С  этого времени экосистемные исследования являются одними из основных направлений  в экологии, а количественные определения  функций экосистем и их компонентов (запасы и фракционная структура  растительной массы, пулы углерода и  др. химических элементов, параметры  трофических цепей, и др.) являются одним из основных методов, дающими  возможность прогнозировать и моделировать биологические процессы. Последнее, в свою очередь, вылилось в теоретическую, или количественную, экологию, которая  становится все более востребованной (изучение динамики экосистем, их продуктивности, моделирование экологических процессов  исключительно важны для экологических  прогнозов, разработки природоохранных  мер, профилактики эпидемических ситуаций и пр.). Работа по международным экологическим  программам МАБ и ЧиБ (Человек  и биосфера).

Восьмой этап. В современной биосфере одним из наиболее значимых факторов, определяющих ее состояние, стала деятельность человека. Возникающие в связи с этим проблемы выходят за рамки экологии как биологической науки, приобретают направленный социальный и политический характер (движения "зеленых", борьба за охрану природы, постановка экологических вопросов в повестки дня политических организаций, и пр.). Решение их должно включать все естественные науки вкупе с хозяйственно-экономическими, социальными, политическими аспектами, что входит в задачи социальной экологии, в которой особое положение занимает экология человека (медико-биологический и социальный подходы).

Крупный российский ученый-теоретик, наш современник Н.Ф. Реймерс (1931-1993) общую экологию представил, как вершину  естествознания – мегаэкологию, вокруг которой концентрируются другие научные дисциплины, связанные с  актуальными проблемами цивилизации  и угрозой экологического кризиса. Другой российский ученый – Н.Н. Моисеев (1917-2000), специалист в области системного анализа, моделирования и прогнозирования, математик с мировым именем считает, что дальнейшее развитие цивилизации  должно происходить через коэвалюцию (совместную эволюцию) человеческого  общества и биосферы – к ноосфере.

Особую и важнейшую  роль в становлении и развитии экологии сыграл Владимир Иванович Вернадский – создатель учения о биосфере, намного опередивший свое время. Открытие биосферы В.И. Вернадским в  начале ХХ столетия принадлежит к  величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей  теорией относительности, открытием  наследственного кода у живых  организмов и теорией расширяющейся  Вселенной. В.И. Вернадский доказал, что  жизнь на земле - явление планетарное  и космическое, что биосфера - это  хорошо отрегулированная за много сотен  миллионов лет эволюции общепланетарная  вещественно-энергетическая (биогеохимическая) система, обеспечивающая биологический  круговорот химических элементов и  эволюцию всех живых организмов, включая  и человека. Не только составом атмосферы  и гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора – это продукт  биосферы.

3. Экология в системе современных наук.

Обычно экология считается  частью биологии. Экология изучает  основные фундаментальные закономерности: поток энергии, циркуляцию химических элементов. Но как научная основа для рационального природопользования, охраны живых организмов и окружающей среды приобрела экономическое  и политическое звучание. В рамках общей экологии, изучающей наиболее общие закономерности взаимоотношений  организмов и среды, сформировались новые направления, которые развились  в отдельные науки. Причем часть  из них является небиологическими такие  как, например, социальная экология, экология личности, экологическое право, экологическая  этика и т.д.

   В связи с введением понятия о глобальном экологическом кризисе и путях выхода из него, экологизацией всей жизни человека, возникло понятие Мегаэкологии (Всеобщей экологии; Новой экологии, Глобальной экологии, Большой экологии. Под мегаэкологией понимается - область знаний, объединяющая все науки (в том числе и небиологические, например, социальную экологию, экологию личности, правовую экологию и т.д), имеющие дело с экологическими проблемами, включая экономические, политические и правовые механизмы и мероприятия, направленные на решение экологических проблем (например, технологии и приемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов). Мегаэкология, в определенном смысле, - это образ жизни, образ мышления, политика и т.д.

   В данном контексте понятно, что наше общественное движение в сфере охраны окружающей среды, называющее себя экологами, не занимается экологией (наукой), а действует в рамках мегаэкологии. В связи с этим некоторые специалисты используют термин экологистика, под которым понимают комплекс научных отраслей и направлений деятельности, так или иначе связанных с решением экологических проблем современности. А лицо, озабоченное экологическими проблемами, вне зависимости от специальности, образования и социальной принадлежности, называют экологистом. Теснейшим экология связана с естественными науками— землеведения, биологией, космологией, поскольку каждая из этих наук раскрывает существенные черты собственно экологических объектов— экосистем и взаимоотношений между организмами. Землеведение создает образ неорганической природы, биология— живых систем, а космология— межпланетного окружающей среды, в котором предстала и функционирует биосфера Земли.

Экология имеет тесные связи с фундаментальными теориями— эволюционной, систем, а также информатикой и социологией. На базе этих обобщений получают рациональное объяснение многочисленные экологические явления медицина, биотехнологии, сельскохозяйственные науки, охрана природы и космонавтика очерчивают прикладные возможности экологии. Действительно, начиная с полеводческой дела и заканчивая изучением космоса люди имеют дело с определенным окружающей средой— благоприятным или неблагоприятным. Учет его особенностей, изменений, принципов управления им позволяют поддерживать постоянство человеческого существования на уровне отдельного индивида и человеческих сообществ. Наконец, современная экология тесно взаимодействует со сферой философского знания. Философия экологии изучает и оптимизирует сам процесс экологического познания, осмысливая возможности его дальнейшего развития.