1.1. возникновение экологии как науки, ее предмет и этапы развития

1.1. возникновение экологии как науки, ее предмет и этапы развития

С появлением на Земле человека начинается процесс разрушения экологической гармонии. Этот процесс возник 40 тыс. лет назад, когда предок человека приобрел способность мыслить, стал создавать орудия труда и в процессе деятельности производить средства для жизни. Так человек начал осваивать природу, удовлетворяя свои потребности и, благодаря своей деятельности, начал творить историю.

Человек, осваивая природу посредством своего труда, вызвал в ней изменения, которые заранее не предвидел и которые впоследствии стали причиной нарушения экологического равновесия и сделали невозможными условия жизни не только для отдельных видов животных, но и для него самого.

Вмешательство человека в биосферные процессы оказалось столь велико, что природа сегодня не в состоянии исправить дело рук человека, ибо возможности саморегулирования и регенерации биосферы не беспредельны.

На ранних этапах своего развития человечество имело лишь локальный характер экологических разрушений. Стремление человека выйти из локальных экологических кризисов сыграло определенную роль в переходе общества от охоты, к скотоводству, затем к земледелию. Затрагивая все сферы человеческого существования, экологический кризис является следствием отсутствия полной гармонии между обществом и природой.

Уже на заре существования человека вмешательство его в природу вызывало изменения, затрагивающие самые разнообразные области жизнедеятельности. Так, шумерийцы провели каналы, осушив междуречье Тигра и Евфрата в 3-м тысячелетии до н. э. Китайцы начали строить дамбы вокруг Хуанхэ 4 тыс. лет тому назад. В VI в. до н. э. люди, стремясь улучшить свои бытовые условия, построили величайшее римское сооружение — большой отводной канал человеческих фекалий.

Примерно в это же время в Риме был построен и водопровод. Итальянский археолог Р. Ланциано при раскопках в черте старого Рима обнаружил специальный скотомогильник, в котором хоронили павших больных животных. Следовательно, на заре человеческого развития помимо естественных экосистем появляются и антропогенные, создаваемые человеком.

Ученые считают, что причиной крушения древнейшей цивилизации Центральной Америки (Государство Майя) явилась экологическая катастрофа, связанная с истощением земель в результате применения человеком подсечно-огневой системы земледелия — "мильпа".

Из истории известно, что деградация многих районов мира, например Средиземноморья, Ближнего Востока, бывших колыбелью цивилизации, произошла в значительной мере по причине, связанной со скотоводческой деятельностью человека.

На части ранее цветущих территорий Греции, Египта, Сицилии, Испании, Ливана, Сирии в результате нарушения человеком в больших масштабах экологического равновесия, вызвавшими эрозию почв, произошло необратимое изменение местности, превратившее их в безжизненные пустыни.

Так сколько лет существует экология? Кто и когда употребил впервые этот термин? Эти вопросы сегодня интересны многим людям, обеспокоенным состоянием окружающей среды.

Еще в верхнем палеолите безвестный художник нарисовал на стенах пещеры фигуры, среди которых можно было опознать 25 видов зверей и 5 видов охотничьих птиц.

Множество биологических сведений заключено в древних египетских, индусских, китайских, тибетских и античных европейских письменных источниках.

Античные ученые пытались писать о способах существования зверей, их повадках, местах обитания, строительстве убежищ и т. д. Так, например, Аристотель (384— 322 гг. до н. э.) написал свой труд "История животных", а его ученик Теофраст (370—285 гг. до н. э.) заложил основы геоботаники. Он выделил естественные группы растений и типы деревьев.

В первом веке н. э. творил известный ученый — агроном Колумелла. Он хорошо знал особенности агротехники и роста сельскохозяйственных культур. Средневековье в основном базируется на ранее накопленном знании.

Эпоха Возрождения с ее дальними путешествиями и обновлением интереса к человеку значительно повысила изучение окружающего мира. Так, К. Геснер (1516—1565) и У. Альдрованди (1522—1605) знакомили современников с животными. Немецкий ботаник Кордус в 1561 г. описал клубеньки на корнях люпина и таким образом положил начало исследованию взаимодействия видов живого. До зарождения экологии было еще далеко, но известный химик Р. Бойль (1627—1691) опубликовал свои наблюдения о влиянии низкого атмосферного давления на поведение различных животных.

Выдающийся французский естествоиспытатель Рене Реомюр (1683—1757) уже мог претендовать на звание эколога, так как в шеститомнике "Мемуары по естественной истории насекомых" он приводит много экологических данных, в том числе о взаимоотношениях растений и насекомых.

Немалое значение для развития экологии имела 13-томная "Естественная история" Ж. Бюффона (1707—1788). В ней обосновано влияние среды на жизнь растений и животных, прежде всего роль для них климата и характера местности.

Российские ученые XVIII в. тоже не оставались в стороне от путей развития экологии. В 1755 г. вышла книга С. П. Крашенинникова "Описание земли Камчатки", в ней содержалось много экологических сведений.

В первой половине XIX в. трудилось немало выдающихся ученых, близких к биоэкологии. Эту плеяду открывают Ж. Б. Ламари (1744—1829) с его "Философией зоологии". Огромный вклад в развитие биоэкологии внес А. Гумбольдт (1769—1859) — автор труда "Космос".

Непосредственной предтечей экологии в России стали лекции К. Ф. Рулье (1814—1858). Этот московский профессор прославился тем, что создал основы синэкологии, он утвердил понимание биотических факторов в жизни растений и животных, географической и экологической изменчивости видов.

Его последователи М. Н. Богданов (1841—1888) и особенно Н. А. Северцев (1827—1885) провели специальное экологическое исследование в России, которое далеко опередило становление экологии как науки.

Большое значение для развития экологического знания имело учение Ч. Дарвина (1809—1882), хотя сам он никогда не пользовался термином "экология". Великий ученый твердо проводил линию признания ведущего взаимодействия между видами живого и между ними и окружающей их средой, т. е. основную линию экологии.

Сам же термин "экология" был введен Э. Геккелем (1834—1919). Известна дата записи этого понятия в "метрическую книгу" — 14 сентября 1866 года. Э. Геккель в этот день подписал в свет предисловие к "Всеобщей морфологии", где наука об организмах и окружающей их среде была наречена экологией. Но сам Геккель позже отрекся от этого названия, заменив его "экономией природы" и "биономией". Лишь история науки расставила точки над "i".

Термин "экология" происходит от греческого слова "ойкос", что значит "дом". Буквально, экология — это изучение "жилищ" или более широко — "окружения". "Логос" — наука. Таким образом, экология — это наука об окружающем нас мире.

В экологии главное — не изучение существ, а изучение состояния среды обитания и процессов взаимодействия существ со средой обитания. Объектами экологии являются биосфера, экосистемы, сообщества (биоценоз), популяции организмов, биотон.

В XIX в. экологи изучали в основном закономерности биологического взаимодействия в биосфере, причем роль человека в этих процессах считалась второстепенной. В XX столетии ситуация изменилась, экологов все больше стала беспокоить роль человека в изменении окружающего нас мира.

Разрушающее влияние деятельности человека на природу еще никогда не принимало столь острого, драматического характера, как в настоящее время. Загрязнение воздуха, воды, акватории Мирового океана (сброс отработанных радиоактивных веществ, нефтепродуктов, отходов сельского хозяйства, затопление вредных отходов производства, ядов и т. д.), эрозия почв, увеличение посевных площадей, вырубка лесов, чрезмерная урбанизация — все это повлияло на изменение климата, вызвало появление парникового эффекта, озоновых дыр. Таков далеко не полный перечень негативных последствий во взаимоотношениях природы и общества.

Дальнейшее нарастание негативных противоречий между человеком и природой может привести к непоправимой катастрофе, полному уничтожению всей нашей цивилизации.

Таким образом, экология — наука, предметом изучения которой является отношение живых существ к среде своего обитания, их взаимоотношения между собой и влияние среды на них.

Рассмотрим этапы развития экологии как науки.

На 1-м этапе развития экологии главным было изучение и описание природы. В 1870—1879 гг. французский исследователь Жан Анри Фабер написал труд "Энтомологические воспоминания", в котором рассказал о жизни насекомых; описал среду их обитания, их отношения, симбиоз, конкуренцию с другими видами.

Исследования ученых середины 20-х гг. приводят к изучению сообществ. Ученые стремились открыть законы динамики популяции как переплетение взаимоотношений живых существ друг с другом и с условиями неживой природы.

На 2-м этапе экология изучает экосистему. Впервые этот термин употребил Артур Джордж Тенсли в 1935 г., а несколько позже, в 1942 г., Раймонд Линдерман разработал принципы изучения экосистемы, через которую протекает энергия и цикл питания по всем ее живым и неживым компонентам.

По определению Ф. Кастри (1981 г.), экосистема понимается "как система, четко обозначенная в пространстве и во времени, в которую включены не только организмы, обитающие в ней, но и физические условия климата, почвы, равно как и взаимодействия между разными организмами и между последними и физическими условиями".

Так было положено начало определению экосистемы, как основной единицы измерения экологии.

При этом следует подчеркнуть, что на втором этапе развития экология все более сосредотачивается на измерении экосистемы как функционального сообщества, состоящего из взаимодействующих организмов и всех аспектов окружающей среды в любой специфической области. Это позволяет определить экосистему как живое сообщество вместе с окружающей ее мертвой физической средой, которые обладают равновесием, взаимозависимостью, а также обусловлены изменениями энергии и материи.

Для того чтобы отношения между разными формами жизни и жизненной средой были стабильны, должна существовать цепь питания, обеспечивающая энергию, необходимую для существования живых организмов. Цепь питания начинается с низших и ведет к высшим видам, а число особей уменьшается от основания к верху.

Таким образом, в экосистему, кроме живых организмов и физических условий (климат и почва), включены все взаимодействия между различными организмами, физическими условиями и между теми и другими.

На 3-м этапе развития экологии главное внимание уделяется изучению взаимовлияний экосистем. Следует указать, что трудно провести границу между отдельными экосистемами (лес, поля, луга, реки, озера и т. д.), так как они взаимосвязаны. Экосистемы обладают естественной потребностью к саморегуляции, т. е. могут устранять нарушение равновесия, вызванное различными внешними и внутренними воздействиями.

4-й этап в развитии экологии — это изучение биосферы — среды обитания всех живых существ, в том числе и человека. Биосфера представляет собой единство всех экосистем на Земле, где все они взаимосвязаны. В биосфере происходит круговорот материи через цепи питания, можно сказать, что в биосфере каждый ест и каждый бывает съеден.

На 5-м этапе экология сделала акцент на изучении положения человека в биосфере.

Человек в процессе эволюции, создав специфическую культурную среду обитания, остался все же частью природы. Благодаря многовековым усилиям он внес неизмеримый вклад в упрочение связей между сообществом людей и остальной живой природой. При этом жизненное окружение человека менялось одновременно с окружающей его средой и продолжает изменяться непрерывно, обусловливая друг друга.

Специфический характер этого воздействия человека проявляется подлинным видом борьбы с природой, гигантской по своему воздействию, лежащей в основе его коллективной жизни. У природы отвоевываются леса, водоемы, земельные площади под строительство. Недра разрабатываются, причем отношение человека к среде обитания значительно отличается от отношения других живых существ к жизненной среде.

Человек своим трудом меняет природу, влияя на жизненные сообщества, членом которых он является. Поэтому все, что человек производит (и чего в природе нет), может быть вредным для других существ (например, добыча нефти, газа и их потери).

Игнорирование этого принципа, как показывает опыт, особенно в последние 30 лет, приводит к нарушению экологического равновесия, подвергая опасности не только растения и животных, но и все человечество (испытания атомных и водородных бомб, локальные войны, катастрофы и т. д.).

Это особенно становится ясным, если исходить из таких понятий, как "среда" и "пространство". Эти термины определяют основные категории экологии.

Что же входит в понятия пространство и среда? Термин "пространство" имеет несколько значений. В первую очередь имеется в виду пространство на поверхности Земли, которое населено или может быть населено живыми существами, в том числе и людьми. Это понятие включает также и такие термины, как "геопространство", "географическое пространство", "пространственное планирование" и др.

В экологическом смысле "пространство" понимается как среда обитания, в которую включается и среда, окружающая человека.

Среда может быть естественной и искусственной. По определению А. Гликсона, естественная среда составляет совокупность природных факторов: воды, солнца, воздуха, ветра, почвы, растительного и животного мира. При этом Земля является центром обитания животных и растений, где в симбиозе живет великое разнообразие микрофлоры и микрофауны.

Искусственная среда — это среда, которую создал человек. В ней присутствуют природные факторы, они имеют влияние, но не являются доминантами. Между природой и искусственной средой нет абсолютных границ. Между ними существует взаимосвязь, которую человек должен учитывать при формировании искусственной среды. Взаимосвязь естественной и искусственной среды выражает понятие "экологическая среда".