История развития экологии

Первичные экологические по своей сути знания начали накапливаться у людей ещё до момента становления древнейших цивилизаций, в процессе познания свойств окружающего мира и борьбы за своё существование. В дальнейшем, развитие экологических взглядов шло совместно с развитием естествознания. Сам же термин ''экология'' был выдвинут только во второй половине XIX века.

В трудах античных греческих философов встречаются первые обобщения знаний об образе жизни животных и растений, о характере их распределения и местах скоплений, о зависимости роста организмов от внешних условий. Аристотель (384 – 322 г. до н.э.), как основатель естествознания, эмпирического метода и логики, описал более 500 видов животных с рассмотрением характера их миграций, зимнего покоя, способах охоты и самозащиты. Ученик Аристотеля Теофраст Эрезийский (371 – 280 г. до н.э.) может считаться основателем экологии растений, так как впервые привёл подробные сведения о зависимости роста растений и их формы от различных условий и факторов среды, почвы и климата.

В средние века (примерно c V по XV н.э.) интерес к изучению природы значительно ослабевает, так в это время в Европе считалось, что все особенности и тайны природы уже представлены нам в Божественном писании, в том виде как это захотел открыть для нас Бог. Именно в Библии есть ответы на все вопросы. Стремление отдельных личностей осуществлять самостоятельные исследования и формулировать выводы отличные от религиозных представлений о Мире, в основном жестоко подавлялось.

Только начало эпохи Великих географических открытий, колонизация европейцами новых территорий сначала в Африке, затем в Америке и в Азии послужило новым стимулом для накопления разносторонних знаний о природе. Первые систематики биологических видов – А. Цезальпин (1519 – 1603), Д. Рей (1623 – 1705), Ж. Турнефор (1656 – 1708) и др. сообщали в своих обобщениях о степени и характере зависимости растений от условий произрастания. Продолжилось накопление сведений о поведении и образе жизни многих видов животных. Описания особенностей жизни животных и растений получили название ''естественной истории''. В XVIII в. французский естествоиспытатель Ж. Бюффон (1707 – 1788) опубликовал 44 тома своей ''Естественной истории'', где впервые на высоком уровне обосновал утверждения о том, что влияние различных условий среды, таких как климат, состав и количество пищи, а также межвидовая борьба могут стать причиной значительной изменчивости биологических характеристик видов, и даже привести к полному исчезновению некоторых из них.

По мере накопления знаний о жизни организмов в различных регионах Мира, начали формироваться представления о глобальных зависимостях в распределении животных и растений в зависимости от условий и факторов среды. Значительный вклад в это дело внесли российские великие академические экспедиции XVIII века, проведённые под руководством таких выдающихся исследователей как С.П. Крашенинников (1711 – 1755) (Дальний восток и Камчатка), И.И. Лепёхин (1740 – 1802) (Центральная Россия, Западная Сибирь), П.С. Паллас (1741 – 1811) (Восточная Сибирь, бассейн Енисея). Каждая из экспедиций имела широкий круг задач по сбору географических, ботанических, зоологических и этнографических данных. В результате, трудами географов и натуралистов удалось установить связи между неоднородностями климатических условий на обширных пространствах нашей страны и структурой растительных сообществ, а также составом фауны. Первый шаг к установлению общих закономерностей влияния климата на состав растительных сообществ всего земного шара был сделан немецким естествоиспытателем А. Гумбольдтом, после организации им и непосредственного участия в продолжительных экспедициях в Южной Америке и в других регионах. Его многотомный труд ''Космос'' (начало XIX века) заложил основу нового направления – биогеографии, как науке о распределении и распространении организмов в зависимости от преимущественно крупномасштабных климатических и геологических процессов. Вскоре появились специальные работы, посвящённые влиянию климата на распространение и биологию животных. Немецкий зоолог К. Глогер выявил связь между изменениями в окраске птиц климатическими условиями (1883). К. Бергман установил географические закономерности в изменении размеров теплокровных животных (1848). А. Декандоль в труде ''География растений'' (1855) смог обобщить многие из накопленных ранее сведений о воздействии факторов и условий среды, таких как температура, влажность, интенсивность освещения, экспозиция склона, тип почвы на растения.

Идеи о тесной взаимосвязи организмов с окружающей их средой активно развивал и поддерживал профессор Московского университета К.Ф. Рулье (1814 – 1858). Он обосновал выделение особого направления в зоологии, целиком посвященного изучению многообразия отношений животных со средой обитания. При этом подчеркивалась роль этих отношений в судьбе видов. Его последователями были знаменитые натуралисты, такие как Н.А. Северцов, А.Н. Бекетов и др. В целом, К.Ф. Рулье можно считать одним из главных основоположников российской школы экологии животных.

Знаменитая книга Ч. Дарвина ''Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых форм в борьбе за жизнь'' вышедшая в свет в 1859 г. основывалась во многом на экологических принципах. Ч. Дарвин показал, что ''борьба за существование'' в природе, под которой подразумевалось воздействие факторов неживой природы, внутривидовая и межвидовая конкуренция, приводят к естественному отбору особей внутри популяции и видов внутри сообщества, что является основным движущим фактором эволюции.

Итак, ко второй половине XIX века накопились достаточные эмпирические и теоретические предпосылки для возникновения новой биологической науки о взаимоотношениях организмов с окружающей их живой и неживой природой. Впервые термин ''экология'' был выдвинут немецким зоологом-гидробиологом Эрнстом Геккелем (1834 – 1919), в трудах ''Всеобщая морфология организмов'' (1866) и ''Естественная история миротворения'' (1968). Слово ''экология'' происходит от греческих слов oikos, что означает ''местообитание'', ''жилище'' и logos – ''мысль'', ''наука''. Э. Геккель определял экологию как ''общую науку об отношениях организмов к окружающей среде, куда относятся в широком смысле все условия существования. Они частично органической, частично неорганической природы, но как те, так и другие имеют весьма большое значение для форм организмов, так как принуждают приспосабливаться к себе''.

Первоначальным направлением молодой науки экологии являлось изучение адаптаций видов к условиям существования, при этом любой организм рассматривался как типичный представитель своего вида. В дальнейшем, накопление данных и их обобщение привело к осознанию наличия более сложной организации жизни. Немецкий гидробиолог К. Мёбиус (1825 – 1908), на основе глубокого изучения устричных колоний в Северном море, выдвинул в 1877 г. концепцию биоценоза, как закономерном сочетании организмов различных видов обитающих в сходных условиях среды. Формирование биоценозов, или биотических сообществ, согласно Мёбиусу, обусловлено длительным процессом приспособления различных видов друг к другу и к окружающей неживой природе. Впервые возникло понимание того, что живая природа, кроме видов состоящих из совокупности особей, включает в свой состав также надорганизменные сложные системы состоящие из множества видов – биоценозы, вне пределов которых организмы существовать не могут, так как нуждаются в постоянных связях (хищник – жертва, паразит – хозяин, различные взаимовыгодные контакты между видами). Для изучения структуры сообществ требовалось разработка методов количественного учёта особей различных видов, оценки соотношения видов в биоценозах. Эти методы изначально были разработаны гидробиологами для планктона (Гензен, 1887), а затем и для донной фауны. К началу XX века количественные методы изучения биоценозов были разработаны для наземной фауны.

В России, развитие идей и методов биоценологии в первой половине XX века связано с именами виднейших геоботаников, таких как Г.Ф. Морозов, который является основателем ''учения о лесе'', В. Н. Сукачёв, Б.А. Келлер, Л.Г. Раменский и др. Из зарубежных учёных, наибольший вклад внесли датский ботаник К. Раункиер, Г. Дю Рие (Швеция), И. Браун-Бланке (Швейцария). Были созданы различные системы классификации растительных сообществ на основе эколого-морфологических и динамических особенностей, разработаны представления о видах – экологических индикаторах, которые в дальнейшем нашли своё практическое применение в биоиндикационных методах контроля экологической обстановки территорий.

В 1920-ые гг. возник новый раздел экологии – популяционная экология. Основы этого направления первоначально сформировались в рамках демографии, а затем стали более широко использоваться в биологических науках. Важный вклад в развитие популяционной экологии внесли работы английского учёного Ч. Элтона (1900 – 1991). В книге ''Экология животных'', которая была опубликована в 1927 г., он рассматривает популяцию как определённую единицу организации жизни, которая требует самостоятельного изучения, так как в популяции проявляются свои уникальные особенности адаптаций к условиям обитания и регуляции, отличные от тех, которые характерны для отдельных особей, слагающих эту популяцию. В дальнейшем, основными задачами популяционной экологии стали оценка внутривидовой структуры популяции и причин динамики её численности. В нашей стране значительный вклад в это направление экологии внесли такие учёные как С.А. Северцов, Н. П. Наумов, С.С. Шварц и др.

В первой четверти XX века возникли и получили развитие также и другие направления экологии, связывающие эту молодую науку с традиционными областями биологии. Среди них – морфологическая экология, которая изучает особенности строения тканей и органов различных организмов в зависимости от условий их обитания, эволюционная экология, изучающая факторы эволюции организмов, а также палеоэкология, основной задачей которой является восстановление условий среды предшествующих эпох и образа жизни вымерших форм животных и растений. Многие важные проблемы эволюционной экологии позвоночных животных получили отражение в трудах С.С. Шварца.

Период со второй половины 1930-х по начало 1940-х гг. ознаменовался началом формирования в экологии нового подхода к исследованию и пониманию природы. Его основы были заложены ещё в конце XIX века в трудах выдающегося отечественного почвоведа В.В. Докучаева, которому впервые удалось обосновать представление о почве как о сложной многокомпонентной природной системе, формирующейся и развивающейся под влиянием различных живых организмов и комплекса метеорологических, гидрологических и литологических факторов. Природа начинает рассматриваться как единство живой и неживой компонент, которые находятся между собой в тесном и неразрывном взаимодействии, оказывая при этом значительное влияние друг на друга. В 1935 г. Английский ботаник А. Тенсли выдвинул термин ''экосистема'', а в 1942 г. В.Н. Сукачёв, основываясь на сходных предпосылках, обосновал представление о ''биогеоценозе'' как о совокупности организмов с их абиотическим окружением. По своей структуре экосистема и биогеоценоз аналогичны друг другу, однако в настоящее время термин экосистема применяют в основном для обозначения крупномасштабных природных систем регионального уровня, в то время как термин ''биогеоценоз'' используют преимущественно для обозначения природных систем меньшего масштаба. Основоположниками изучения продуктивности экосистем в середине 1930-х гг. стали гидробиологи, изучающие озёра. Среди них – виднейшие отечественные гидробиологи, такие как С.В. Ивлев, С.А. Зернов, Г.Г. Винберг.

Начиная с 1950-х гг. весомый вклад в разработку теоретических основ биологической

продуктивности внесли иностранные специалисты, такие как Г. Одум и Ю.Одум (США), Р. Уиттекер, Р. Маргалеф и др.

Развитие представлений об экосистеме привело к возрождению ''учения о биосфере Земли'' разработанного выдающимся отечественным учёным В.И. Вернадским еще в 1920-х гг. Биосфера представлялась в виде глобальной экосистемы, функционирование и устойчивость которой основываются на экологических законах обеспечения баланса веществ и энергии. Постепенно становилось всё более очевидным, что человечество также является одним из элементов биосферы Земли, и поэтому всегда будет находиться в достаточно тесной зависимости от действия экологических законов и факторов. Прежние представления о возможности человеческой цивилизации возвысится над Природой, переустроить её под свои нужды произвольным образом и выйти из под контроля естественных факторов среды, начали ставиться под сомнение.

В 1960-ые гг. переосмысление места и роли человека в природной среде на основе научных теорий происходило параллейно с проявлением негативных последствий промышленной деятельности, связанных с загрязнением среды и деградацией целых ландшафтов, что подтверждало на практике необходимость отказа от стремления к полному господству над Природой и бесконтрольному потреблению её минеральных и биологических ресурсов. Стремительный рост численности населения привёл к необходимости оценки потенциала доступных пищевых ресурсов. Развитие экологических подходов к оценке продуктивности экосистем и запросы практики привели к созданию Международной биологической программы (МБП) в рамках которой биологи и экологи многих стран объединили свои усилия для оценки продукционной мощности всей биосферы. Только благодаря международной кооперации удалось установить основные закономерности количественного распределения и воспроизводства органического вещества на суше и в океане, а также рассчитать максимальную биологическую продуктивность всей планеты. В результате выполнения МБП были определены допустимые нормы изъятия пищевых ресурсов в интересах наиболее рационального их использования человечеством.

Для оценки степени и характера влияния человеческой деятельности на биосферу в 1970-х гг. была создана новая международная программа ''Человек и биосфера''. Её основными результатами явились постановка и характеристика глобальных экологических проблем, представляющих угрозу не только благополучию, но и выживанию человечества на Земле. Среди них – проблема пищевых ресурсов и чистой питьевой воды, деградация почв и снижение их плодородия, загрязнение атмосферы и др.

В настоящее время международное сотрудничество в области глобальных экологических исследований активно развивается. Постоянно действуют несколько всемирных научных программ, в том числе ''Изменения климата'', ''Биоразнообразие'', ''Биосферно-геосферная программа'' и др. Экология становится теоретической базой для рационального использования и охраны различных природных ресурсов.

Таким образом, экология, зародившись во второй половине XIX века из наук биологического профиля, пройдя через несколько этапов своего развития, к началу XXI представляет собой комплексную науку, включающую в себя не только биологические методы изучения природы, но также многие подходы из области географических и социальных наук. Тем не менее, основная задача экологии осталась прежней – это изучение сложной системы взаимосвязей между живыми системами высоких уровней организации и процессами и факторами неживой природы.

Литература:

Основная [5] – Глава 1; Дополнительная [3] – с. 4 – 11.