Слайд 2
1 История развития экологических учений
Историю развития экологии можно
условно разделить на 3 этапа:
1 – этап зарождения и
становления экологии как науки (с глубокой древности до середины XIX века);
2 – этап оформления экологии в самостоятельную отрасль знаний (с середины XIX века до середины XX века);
3 – этап превращения экологии в междисциплинарную науку (с середины XX века по настоящее время).
Слайд 3
Истоки экологических знаний прослеживаются с древности. Еще в
трактате Гиппократа «О воздухе, воде и местности» (около 390
г. до н. э.) содержатся сведения о влиянии условий окружающей среды на здоровье человека.
Некоторые факты и трактовки экологической направленности встречаются в трудах Аристотеля и Плиния ( I век до н. э.).
Гиппократ
Аристотель
Слайд 4
Становление экологии как науки связано с именами английских
ученых –
биолога Джона Рея (1627-1705) и
химика Роберта
Бойля (1627-1691).
Джон Рей
Роберт Бойль
Слайд 5
Д. Рей в 1670 г. в монографии «История
растений» предложил первую естественную систему растений, ввел представления об
однодольных и двудольных растениях. Он впервые использовал понятия вида и рода в смысле, близком к современному.
В этом же году Р. Бойль опубликовал результаты влияния низкого атмосферного давления на различных животных.
Слайд 6
Голландский натуралист Антони ван Левенгук (1632-1723) с помощью
изобретенного им микроскопа первым начал изучать микроорганизмы и клетки.
Он
является пионером в изучении пищевых цепей, исследовал проблемы численности популяций.
Слайд 7
Значительный вклад в развитие экологии внес великий шведский
естествоиспытатель Карл Линней (1707-1778).
Слайд 8
Он получил мировую известность из-за созданной им классификационной
системы растительного и животного мира. Для каждого вида организмов
Линней применил двойное латинское название: первое относилось к названию рода, второе — к видовой принадлежности. Задолго до появления теории Дарвина он поставил человека первым в классе млекопитающих и дал ему научное имя — Homo sapiens (Человек разумный). В 1749 г. он опубликовал диссертацию «Экономия природы», где рассмотрел взаимоотношения живых организмов и влияние на их жизнь условий окружающей среды.
Слайд 9
Развитие классической биологии долгое время шло по пути
изучения морфологических и функциональных особенностей организмов в их единстве
с условиями существования. Предысторией современной экологии являются труды натуралистов и географов XVIII-XIX вв.
Слайд 10
Первые представления о биосфере как области жизни и
оболочке Земли даны Ж.-Б. Ламарком (1744-1829) в труде «Гидрология».
Слайд 11
Термин «биосфера» впервые ввел в научный обиход в
1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс (1831-1914), в работах
которого биосферу понимали как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую лик Земли.
Слайд 12
Существенной вехой в развитии науки об образе жизни
различных живых организмов, и в том числе человека, является
труд Т. Мальтуса (1798), в котором приведены уравнения экспоненциального роста популяций как основы демографических концепций.
Слайд 13
Несколько позже П. Ф. Ферхюльст предложил уравнение «логистического»
роста. Эти работы обосновали представления о динамике численности популяций.
Тогда же в трудах врача В. Эдвардса и биолога И. И. Мечникова было положено начало экологии человека.
Слайд 14
В России заслуга в формировании
основных положений экологии
и
экологического мировоззрения
принадлежит профессору
Московского университета
Карлу Францевичу
Рулье (1814-1858).
Еще до выхода в свет труда Э. Геккеля он сформулировал основной принцип взаимоотношений организма и среды, названный им «Законом двойственности жизненных начал». Им же обозначены проблемы изменчивости, адаптации, миграций и влияния человека на природу.
Слайд 15
Начало биоценотическому направлению
исследований в природе положил в
конце 70-х гг. ХIХ века немецкий биолог
К. Мебиус.
В 1877 г. на основе изучения
устричных банок Северного моря
обосновал представление о биоценозе как глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды. Биоценозы, или природные сообщества, по К. Мебиусу, обусловлены длительной историей приспособления видов друг к другу и к исходной экологической обстановке. Он утверждал, что всякое изменение в каком-либо из факторов биоценоза вызывает изменения в других факторах последнего.
Слайд 16
Во второй половине XVIII в. благодаря многочисленным экспедиционным
исследованиям флоры и фауны (работы А. Гумбольдта, А. Уоллеса,
Ф. Склеттера) в виде отдельной науки начала оформляться биогеография, позже ставшая одной из основ современной экологии. В России ее развитие связано с трудами К. М. Бэра, Н. А. Северцева и др.
Слайд 17
Во второй половине XIX – начале XX вв.
большое внимание уделяли изучению влияния отдельных факторов (главным образом
климатических) на распространение и динамику организмов.
К догеккелевскому периоду развития экологии относят, в частности, работы ученого-агронома Ю. Либиха, который сформулировал закон минимума.
Слайд 18
Огромный вклад в становление экологии как науки внес
английский ученый Чарльз Дарвин (1809-1882). Он заложил биологический фундамент
экологии как науки. В книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» (1859) он изложил основы теории естественного отбора в результате борьбы за существование.
Слайд 19
Термин «экология» (от греч. oikos — дом, родина
и logos — учение) впервые введен в 1866 г.
немецким биологом, профессором Йенского университета Э. Геккелем (1834-1919).
Слайд 20
В своем труде «Всеобщая морфология» (1866) Геккель писал:
«Экология — это познание экономики природы, одновременное исследование взаимоотношений
всего живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая антагонистические и неантагонистические отношения животных и растений, контактирующих друг с другом». Преимущественно экология изучает живые системы с уровнем организации от организма и выше. С этого времени экология из раздела биологии превращается в междисциплинарную науку, охватывающую многие области знаний.
Слайд 21
В 1927 г. Ч. Элтон выпустил первый учебник-монографию
по экологии. В нем было описано своеобразие биоценотических процессов,
дано понятие экологической ниши, обосновано «правило экологических пирамид», сформулированы принципы популяционной экологии. Вскоре были предложены математические модели роста численности популяций и их взаимодействия (В. Вольтерра, А. Лотка), проведены лабораторные опыты по проверке этих моделей (Г. Ф. Гаузе).
Слайд 22
Таким образом, в 20-30-е годы
сформировалось направление экологии
популяций, в 30-е годы —
понятие экосистемы.
Его введение
связывают с работами
А. Тенсли (1935). Под экосистемой понимали совокупность организмов и неживых компонентов, среды их обитания, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот (с участием продуцентов, консументов и редуцентов).
Слайд 23
В начале 40-х годов В. Н. Сукачев (1880-1967)
обосновал концепцию биогеоценоза, имевшую большое значение для развития теоретической
базы экологии. В 50-е годы сформировалась общая экология, основное внимание в которой уделяется изучению взаимодействия организмов и структуры образуемых ими систем.
Слайд 24
К 70-м годам XX в. сложились направления, называемые
«физиологической» и «эволюционной» экологией. В наши дни получили развитие
«количественная» экология и математическое моделирование биосферных и экосистемных процессов. Изучение общепланетарных процессов развернулось после выхода в свет в 1926 г. книги В. И. Вернадского «Биосфера», где рассмотрены свойства «живого вещества» и его функции в формировании как современного лика Земли, так и всех сред жизни на планете (водной, почвенной и воздушной). В.И. Вернадский разработал также учение о биогеохимических циклах. Предшественником и единомышленником В. И. Вернадского был В. В. Докучаев (1846—1903), создавший учение о почве как о естественно-историческом теле.
Слайд 25
В. И. Вернадский (1863-1945) обосновал роль живого вещества
как наиболее мощного геохимического и энергетического фактора — ведущей
силы планетарного развития. В его работах ясно прослеживается значение для космоса жизни на планете Земля, а также значение космических связей для биосферы.
Слайд 26
В. И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и пришел
к выводу, что деятельность современного человека, преобразующего поверхность Земли,
по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. В результате стало ясно, что использование природных ресурсов планеты происходит без учета закономерностей и механизмов функционирования биосферы. Тем не менее завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы — сферы разума.
Слайд 27
Среди современных зарубежных ученых следует отметить Ю. Одума
(США), Б. Коммонера (США). Ю. Одум написал одни из
лучших современных книг по экологии: «Основы экологии» (1975) и «Экология» (1986). Эти работы оказали большое влияние на формирование экосистемного направления в экологии, в них он определил экологию как науку о функционировании биосферы.
Определенный вклад в развитие глобальной экологии внесли Дж. Форрестер (США) и Д. Медоуз (США). В книге «Мировая динамика» (1971) Дж. Форрестер – математик и специалист в области управления – изложил возможные варианты мирового развития. Под руководством кибернетика М. Медоуза в рамках «Римского клуба» с помощью методов математического моделирования проведены исследования путей мирового развития с 1900 до 2100 г.
Слайд 28
2 Экология как наука
Как уже отмечалось, термин «экология»
появился во второй половине XIX в. В 1866 г.
молодой немецкий биолог профессор Йенского университета Эрнест Геккель в своем фундаментальном труде «Всеобщая морфология организмов» впервые употребил этот термин, образованный из двух греческих корней: ойкос (oikos) – дом, жилище; логос (logos) – слово, логика, наука. Дословный перевод означает «наука о доме (жилище)».
Э. Геккель писал, что экология – это наука о взаимоотношениях животных с окружающей их средой, т. е. он рассматривал экологию как область зоологии, изучающую взаимоотношения животных с живой и неживой природой.
Слайд 29
В современном понимании экология – наука о закономерностях
формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем надорганизменного уровня
во взаимосвязи со средой обитания. Кроме того, данная наука позволяет определить оптимальные формы взаимоотношений природы и человеческого общества.
Объектами изучения экологии как науки являются биологические системы, относящиеся к популяционно-биоценотическому уровню организации живого вещества.
Слайд 30
В основе методов исследования экосистем и биогеоценозов лежит
экосистемный подход.
Биологические системы на Земле имеют строгую иерархическую структуру,
определяемую уровнями организации живого вещества (молекулярный, клеточный, тканевой, органный, организменный (онтогенетический), популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический, биосферный) (см. рисунок ).
Иерархия природных систем
(по Т. Миллеру)
Слайд 31
В соответствии с данными уровнями экологию зачастую подразделяют
на аутэкологию, синэкологию и демэкологию.
Аутэкология (греч. autos – сам)
изучает взаимодействие отдельных организмов или групп этих организмов с окружающей средой. При этом изучается взаимодействие данных объектов с окружающей средой как бы в изоляции от целостной биологической системы, в которую они входят как составные части, для познания основных закономерностей этого взаимодействия. Полученные знания позволяют оценить роль одной особи или группы особей в среде обитания.
Слайд 32
Демэкология (греч. demos – народ,), или популяционная экология,
направлена на изучение биологических систем более высокого уровня –
группировок особей одного вида, совместно проживающих на определенной территории и способных к устойчивому- воспроизводству (популяций). В этом разделе экологии особи рассматриваются не изолированно, а в виде взаимодействующих между собой организмов одного вида в составе популяции, исследуются условия, при которых происходит формирование популяции, изучаются внутрипопуляционные группировки, динамика численности популяции и др.
Слайд 33
Синэкология (греч. syn – вместе), или биоценология, исследует
взаимодействие сообществ организмов различных видов между собой, а также
с окружающей их абиотической (неживой) средой. Сообщества и окружающая их среда образуют систему более высокого иерархического уровня: экосистему. Совокупность всех экосистем планеты образует экосистему наивысшего уровня — биосферу. Различные экосистемы и вся биосфера в целом являются также объектом изучения синэкологии.
Эйдэкология (экология видов) – наименее разработанное направление современной биоэкологии.
Слайд 34
Биоценология – биологическая дисциплина, изучающая растительные и животные
сообщества в их совокупности (живую природу), то есть биоценозы,
их строение, развитие, распределение в пространстве и во времени, происхождение. Изучение сообществ организмов в их взаимодействии с неживой природой – предмет биогеоценологии.
В рамках основных разделов при исследовании конкретных групп организмов выделяют экологию животных, растений, человека и т.д., а при изучении природных комплексов – экологию водоемов, экологию суши, агроэкологию и т.д.
Слайд 35
Ландша́фтная эколо́гия – отрасль науки, раздел экологии и
географии, который изучает пространственное разнообразие и элементы ландшафта (например
поля, живые изгороди, группы деревьев, реки или города) и то, как их расположение воздействует на распределение и поток энергии, и индивидуумов в окружающей среде (который, в свою очередь, может непосредственно повлиять на распределение элементов).
Слайд 36
На базе уже рассмотренных разделов экологии в последние
годы сформировались и бурно развиваются два новых направления: глобальная
экология и социоэкология. Объектом изучения глобальной экологии является биосфера в целом. Проблемы взаимодействия природы и общества исследует социоэкология.
С научно-практической точки зрения, экологию делят на теоретическую и прикладную. Развитие промышленности, транспорта, сельского хозяйства привело к возникновению ряда факторов, отрицательно влияющих на окружающую среду и на человека, поэтому возникло новое направление — прикладная экология (инженерная, сельскохозяйственная, промысловая и т.д.).
Слайд 37
Прикладная экология – это большой комплекс дисциплин, связанных
с разными отраслями деятельности человека и взаимоотношениями между человеком
и природой. К основным задачам прикладной экологии относятся: изучение механизмов антропогенных воздействий на природу; разработка принципов рационального использования, сохранения и воспроизводства природных ресурсов; разработка экологических нормативов и стандартов; оптимизация инженерных решений по защите окружающей среды и др.
Слайд 38
Теоретическая экология является научной основой для прикладной экологии,
так как вскрывает общие закономерности организации жизни и функционирования
экологических систем и биосферы, что позволяет предотвратить негативные последствия антропогенной деятельности.
Слайд 39
В современной экологии можно выделить два подхода к
проблеме взаимоотношений человека и природы. Первый подход – экоцентризм
– исходит из представлений об объективном существовании единой системы, в которой все живые организмы планеты, включая человеческое общество с его техникой, технологиями, культурой, взаимодействуют между собой и окружающей средой. Второй подход – антропоцентризм – рассматривает человеческое общество и живую природу как две разные системы, внутренние связи в каждой из которых сильнее, существеннее, чем связи между ними; ставит человека, его технологии, его «власть над природой» в центр экологических проблем.