Історія розвитку екології рослин

 

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Житомирський національний агроекологічний  університет

 

Кафедра загальної екології 

 

 

  

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

НА ТЕМУ:

 

Історія розвитку екології рослин 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План

 

1). Вступ.

2). Історія екології рослин  до ХХ ст..

3). Сучасний етап розвитку екології рослин.

4). Висновки.

      Використана  література.

 

 

1. Вступ.

Екологія рослин описує процеси  взаємодії рослин і їх сукупності з навколишнім середовищем, а  також фактори, які впливають  на ці процеси. На вплив навколишнього  середовища реагують ботанічні об’єкти  різного рівня – від клітинного до ценотичного. Тому екологічна ботаніка розглядає явища на рівні і клітини (цитоекологія)  організму (аутекологія), і різних сукупностей рослин (синекологія). Вона також обговорює питання екологічної фізіології рослин, екології видів, екології популяцій і гру п рослин. При цьому, згідно з традиціями біологічного екологічного утворення основним залишається аутекологічний рівень (рівень особин), на якому розглянуті ефекти дії факторів навколишнього середовища. Але в природі рослини не зустрічаються поодинці, тому висвітлюються питання демекології і фітоценології (екології популяцій і рослинних угрупувань).

Історію науки по екологічному вивченню рослин зазвичай пов’язують з першими науковими публікаціями, що з’явились в основних центрах цивілізації на різних континентах. Так, перші екологічні відомості були зображені на древньохетських глиняних табличках, вік яких більше з тисяч років. Накопичення наукових відомостей рослин історично тісно пов’язані з розвитком ботаніки і географії.

2. Історія екології рослин до ХХ ст..

Перші наукові тотожності, що відносяться до екології рослин, містяться в трудах давньогрецького вченого, учня Арістотеля, Теофраста (327-287 рр. до н.е.), одного із перших ботаніків давнини. В своїх трудах «Естественная история» (10 томів) і «О причинах растений» (8 томів) він розглядає і питання розповсюдження рослин, приуроченості їх до місць проживання, відмічав зміни зовнішнього вигляду і форми рослин при зростанні на різних ґрунтах. Римський вчений Плиній Старший (23-79 рр. н.е.)  «Естественной истории» (37 книг) – енциклопедії природньо-научних знань античності – викладав результати еколого-ботанічних досліджень.

В період раннього Середньовіччя  ботанічні знання в Європі накопичувались в основному  монастирях. Вивчення природи, в тому числі рослин, поєднувалось з повір’ями, вірою в магічні сили рослин і чаклування. Середньовіччя – час не лише накопичення знань, але й оформлення наукової етики, коли вивчення природи поєднувалось з безкорисним пошуком істини. Обов’язкове знання латини, обмін науковою інформацією призвели до формування науки як інтернаціонального явища і бурхливому її розвитку в Західній Європі в наступних віках.  Період пізнього Середньовіччя (ХІІ_ХІІІ ст..) розвиток науки в багатьох європейських країнах призвело до відкриття світських шкіл і перших університетів.

Відомості про рослини  можна знайти  роботах Альберта Великого (1193-1280), німецького філософа і теолога, члена монахського  ордену домініканців, діяльністю яких була інквізиція і боротьба з єрессю. Він викладав в Кельні і Парижі і в своєму трактаті про рослин торкався різних екологічних питань: причин зимнього спокою рослин, впливу якості ґрунту на життя рослини, залежності росту і розвитку рослин від сонячного тепла. Знання природи в його працях поєднувалось з упередженнями, характерними для його часу ( наприклад, він висловлював уявлення про взаємне перетворення видів, пов’язаних зі зміною ґрунтів: ячменю – в пшеницю, дуба – у виноград).

Великі географічні відкриття  дали величезний ботанічний матеріал і можливість його збагачення. В  ботанічних садах з пізнавальними  цілями стали створюватися колекції рослин з різних країн. Багато відомостей екологічного характеру опубліковано в працях ботаніків ХVI-XVII ст.. Італійський лікар і ботанік А. Чезальпіно (1519-1603) описав функції окремих частин рослин, розробив систему рослинного царства. Французький ботанік і мандрівник Ж. Ф. Турнефор (1656-1708) досліджував розподілення рослин в горах. Англійський ботанік Д. Рей (1627-1705)  в своїй праці «Historia plantarum» спеціальну главу присвятив опису місць існування рослин. Він вказав, що на розподілення рослин впливають географічна широта і висота над рівнем моря, показав, що рослини мають різноманітну екологічну амплітуду по відношенню до факторів місць існування.

До XVIII ст. накопичилось велика кількість відомостей про рослини. Ботанічні дослідження в цьому столітті в першу чергу пов’язані з Карлом Ліннеєм (1707-1778). Він не лише увів в науковий обіг бінарну номенклатуру і створив основи систематики організмів  «Системе природы» (1735), але й провів екологічні випробування. К. Лінней описував рослинний покрив гір, тундр, боліт, запропонував типологію місць існування рослин. В його працях присутнє також уявлення про «економію природи» - впорядкованості природних процесів, спрямованих на підтримання рівноваги  природі. Ця впорядкованість розумілася ним з точки зору креаціонізму: Творець спеціально створив різні групи організмів для виконання визначених ролей, тому рослини служать їжею для  травоїдних, яким хижаки не дозволяють занадто розмножуватися. К. Лінней був першим президентом Шведської академії наук і 1739 р. був вибраний почесним членом Петербурзької академії наук.

Значний вклад в розробку ботанічних і екологічних знань  несли академіки Петербурзької  академії наук: С. П. Крашенников (1711-1755) при описі Камчатки представив елементи її ботанічної географії; І. Г. Гмелін (1709-1755) вичав рослинний покрив Західної і Східної Сибірі; П. С. Паллас (1741-1802) описав рослинний покрив угруповань Криму; І. І. Лепехін (1740-1802) описав рослинний  покрив пустель, тропіків, помірної зони, вказав на залежність рослин від змін клімату.

В другій половині XVII ст. начинається відступ від креаціністського розуміння природи. Від зовнішнього опису природи дослідники переходять до виявлення внутрішніх зв’язків, що визначають її розвиток.

Початок ХІХ ст. ознаменувався  публікацією праць А. Гумбольдта: «Ідеї про географію рослин» (1807) лягли в основу ботанічної географії. А. Гумбольдту (1769-1859) здійснював експедиції в Центральну та Південну Америку, на Урал, досліджував різні країни Європи. Його ботаніко-географічні дослідження носили й екологічний характер: він не лише виявляв відмінності в розподіленні різних груп рослин, а й пояснював їх кліматичними причинами. А. Гумбольдту належить заслуга в тому, що від вивчення окремих рослин він перейшов до пізнання рослинного покриву як цілісності. Заклавши основи географії рослин, випробування А. Гумбольдта потягли за собою цілу низку подібних робіт.

На початку ХІХ ст.. у Франції Ж. Б. Ламарк запропонував свою концепцію круговороту речовин  на Землі, в якій живим організмам надавалась дуже важлива роль. Він  вважав, що лише діяльність організмів, що призводить до створення складних сполук, здатна протистояти природнім  процесам розпаду. Концепція Ламарка  була поверховою, що не завжди відповідала  хімічним даним, але в ній був  передбачений ряд положень про біосферу, що отримали розвиток набагато пізніше.

ХІХ ст.. було відмічене великою  кількістю ґрунтовних робіт по екології рослин. Так, англійський ботанік  Х. Уотсон в 1833 р. запропонував субординовану типологію екологічних факторів, що включають тепло, вологість, умови освітлення, експозицію схилів, механічні і хімічні якості ґрунтів та ін.., і при цьому відмічав важливість поєднання  факторів. Великий  французький ботанік О. П. Декандоль (1778-1841) в книзі «Очерки начальной географии растений» (1820) дає визначення і підкреслює поняття «місцезнаходження» і «місце існування».  1832 р. він обґрунтував виділення окремої науки «епіреології», що відповідає сучасному розумінню аутекології. Середовище визначалось ним як сукупність умов, що впливає на рослини. Виясняючи роль різних факторів в розподіленні  рослинності, О. Декандоль підкреслював також важливість міжвидової конкуренції за ресурси. Його син А. Декандоль (1806-1893). Продовжував дослідження батька, в книзі «География растений» (1855) класифікував місця існування, ставлячи за основу такі фактори зовнішнього середовища, як температура, світло, волога, ґрунт. А. Декандоль відмічав обмежуючий вплив на розповсюдження рослин кліматичних факторів, в першу чергу температури періоду вегетації (особливо період цвітіння), вивчав зв'язок рослин з ґрунтами і вказав на високу пластичність рослин через їх «прикріпленість» і неможливість «відійти від несприятливих факторів». Пізніше, в 1872 р., виходить капітальна праця А. Гризебаха (1814-1879), де вперше дано опис основних рослинних угрупувань всієї земної кулі.

Вагомий вклад в розвиток екології рослин внесли вчені, що займались  агрохімією. Заложник її  основ Ж. Б. Буссенго показав, що всі рослини  потребують  ґрунтового азоту. Він  також виявив, що для успішного  завершення розвитку рослинам необхідна  різна кількість тепла, яку можна  врахувати щоденно підсумовуючи в вегетаційний період. В 1840 р. Ю. Лібіх  сформулював «Закон мінімуму», що не втратив свого значення і в сучасній екології. Він показав, що необхідні рослинам хімічні елементи незамінні. В сучасній екології виявлена ним закономірність враховується при вивченні факторів, що обмежують розподілення і чисельність організмів.

Еволюційне вчення  і  публікації в 1959 р. книги Ч. Дарвіна (1809-1882) «Происхождение видов путем  естественного отбора» здійснили  великий вплив на розвиток біологічних  наук. Уявлення про єдність організмів і середовища, мінливість організмів, спадкування ознак і природний  відбір стали ґрунтовними і для  екології рослин.

Еволюційна теорія достигала  в головах різних дослідників  (Е. Дарвін, А. Р. Уоллес та ін.) і до виході в світ основних праць Дарвіна. В Росії А. Н. Бекетов в праці «Гармония в природе» (1858) приводив відомості про зміну рослин в різних умовах зростання, в боротьбі за існування. Але тільки після 1859 р. еволюційне мислення стало пануючим серед дослідників. Так, в руслі еволюційних ідей проводив дослідження по експериментальній екології рослин професор Казанського університету Н. Ф. Леваковський. Його дисертація «О влиянии некоторых внешних условий на форму корней» була написана в 1868 р.  А послідовник та пропагандист дарвінізму нім. Вчений Е. Геккель в 1869 р. ввів в науку поняття «екологія».

Екологія рослин фактично оформляється в самостійний науковий напрямок в кінці ХІХ ст.. після  робіт  датського ботаніка Е. Вармінга (1842-1924), а офіціально признається  розділом ботаніки в 1910 р. на ІІІ Всесвітньому ботанічному конгресі в Брюсселі. Е. Вармінг в 1895 р. відроджує забутий  вже геккелівський термін «екологія» і  праці «Pllantesamfund» (1895) систематизує і ототожнює основну екологічну інформацію того часу. Ін. дає огляд і класифікацію всіх абіотичних і біотичних факторів, що впливають на життя рослин , вводить в науковий обіг уявлення про гідрофітів, ксерофітів, мезофітів, галофітів. Книга Е. Вармінга зіграла велику роль в розвитку екології рослин в різних країнах.

 Засновником екології рослин поряд  з Е. Вармінгом можна вважати і німецького ботаніка А. Шимпера (1856-1901).  В 1898 р. вийшла його книга «Географія рослин на фізіологічній основі», де ототожнена ся західна фітогеографічна, екологічна і фітоценотична  література  кінця ШШ ст.., що послугувала основою для еколого-фізіологічного напрямку досліджень. Особливу увагу А. Шимпер приділяв  трьом екологічним факторам: теплу, гідрометеорологічним умовам і ґрунту. Відмічалось ним і приуроченість різноманітних видів рослин до певних екотопів, зверталась увага на еколого-фізіологічні особливості рослин. В цей час екологія розглядається вченими як гілка фізіології, що досліджує природу безпосередньо і яка акцентує увагу на фактори середовища, що діють на організм.

Підсумовуючи історію  розвитку біології в ХІХ ст.., К. А. Тімірязєв (1908) підкреслив її бурхливий  розвиток і назвав це століття віком  наук, коли виникли і розвинулись  нові природні науки і напрямки. Підкресливши значення еволюційних  ідей для розвитку науки, він назвав ХІХ ст.. століттям Дарвіна. К. А. Тімірязєв  також вважав, що «поряд із морфологією  описової народжується морфологія експериментальна»  і намітилось «зближення задач морфології і фізіології».

3. Сучасний етап розвитку екології рослин.

В ХХ ст.. розвиток екології рослин  нашій країні продовжив  Б. А. Келлер (1901, 1903, 1907). Його праця (разом  з ґрунтознавцем Н. А. Дімо) « області  пів пустині» (1907) і роботи по екології галофітів (1912) являються класичними. Із вдосконаленням польових екологічних  пристрої з’явився еколого-фізіологічний  напрямок, продовження в працях Л. А. Іванова (вплив світла), Н. А. Максимов (посухостійкість), І. І. Туманова (морозостійкість), П. А. Генкеля (солестійкість). Низка  робіт присвячена екології фотосинтезу. В екології рослин оформися особливий  напрямок – функціональна, або фізіологічна, екологія.

Великий вклад в розвиток екології рослин внесли фітоценологи, що вивчали угруповання рослин. З початку ХХ ст.. визнання світової наукової громади завоювали екологічні роботи, виконані американськими ботаніками. В США розвивався індикаційний  напрямок, пов’язаний з вивченням рослин, що вказують на характер ґрунту.

Важливу роль в формуванні екологічної проблематики і її методології  зіграло уявлення про сукцесії. Так, в США  Г. Коулс детально описав зміни рослинності піщаних дюн  поблизу оз. Мічуган.

 В Росії ботаніки  також приділяли велику агу  синекологічним дослідженням. Велике значення для розвитку екології рослинних істот мали  праці В. В. Альохіна, В. Н. Сукачова, Л. Г. Раменського, А. П. Шенникова, С. І. Коржинського. В. Н. Сукачов запропонував свою класифікацію сукцесій. Він вніс вагомий вклад у вчення про рослинні угруповання. В 40-их роках розробив вчення про біогеоценоз.

В 1920-1940 рр. формується теоретична основа сучасної екології, пропонуються перші  математичні моделі, виробляється методологія. Оформлюються два головних підходи сучасної екології: популяційний , що акцентує увагу на динаміці чисельності організмів і їх розподілу в просторі, і екосистем ний, що концентрується на круговороті речей і трансформації енергії. ( А. М. Гіляров, 2003).

Новий погляд на рослинне угруповання сформулював Л. Г. Раменський, підкресливши екологічну індивідуальність видів і непереривність рослинного покриву. Незмінними він вважав лише закони подібності рослин, які слід було вивчати. В ті ж роки подібні підходи незалежно розвивав Г. Глізон. Але широко популяційні дослідження розгорнулись тільки в 1960-і роки.