Экология: история развития, законы и задачи. Влияние экологии на человека
Экология – это наука о взаимодействии растительного, животного мира и человечества между собой и окружающей средой.
Что изучает экология? Объектами изучения экологии могут быть отдельные популяции, роды, семейства, биоценозы и т.д. При этом исследуются взаимоотношения разных организмов и их действие на природные системы.
Проблемы экологии
Главными проблемами экологии являются:
История развития экологии
На вопрос: «Что такое экология?» пытались ответить еще задолго до нашей эры, когда впервые люди начали задумываться об окружающем мире и взаимодействии человека с ним. Эту тему затрагивали в своих трактатах древние ученые Аристотель и Гиппократ.
Термин «экология» предложил в 1866 году немецкий ученый Э.Геккель, который описывал взаимоотношения живой и неживой природы в своем труде «Всеобщая морфология».
Этапы развития
Выделяют 4 этапа развития экологии
Этап I. Первый этап связан с работами древних философов и их учеников, которые собирали информацию об окружающем мире, изучали основы морфологии и анатомии.
Этап II. Второй этап начался с приходом в науку термина «экология», в этот период активно трудился Дарвин, с его эволюционной теорией, природным отбором, которые стали центральными вопросами для экологической науки тех времен.
Этап III. Третий этап характеризуется накоплением информации, ее систематизацией. Вернадский создает учение о биосфере. Появляются первые учебники и брошюры по экологии.
Этап IV. Четвертый этап продолжается до сих пор и связан с массовым распространением экологических принципов и законов во всех странах. Проблемы экологии стали насущным вопросом международного значения. Сейчас экология занимается изучением этих проблем и поиском оптимального решения.
Законы экологии
Основные экологические законы были сформулированы Барри Коммонером, и звучат так:
Первый закон — все связано со всем.
Действия человека всегда отражаются на состоянии окружающей среды, принося вред или пользу. В дальнейшем по закону обратной связи это влияние скажется и на человеке.
Второй закон — все должно куда-то деваться.
Очень остро стоит вопрос об утилизации отходов. Этот закон подтверждает, что недостаточно просто создать свалки для мусора, нужно разрабатывать технологии для его переработки иначе последствия будут непредсказуемы.
Третий закон — природа «знает» лучше.
Не нужно пытаться перестроить природу под себя, массовые вырубки деревьев, высушивание болот, попытки управлять природными явлениями не приводят ни к чему хорошему. Все, созданное до человека, прошло немало испытаний на пути эволюции и только немногие смогли дожить до наших дней, поэтому не стоит всякий раз вмешиваться в окружающий мир для удовлетворения своих потребностей.
Четвертый закон — ничто не дается даром.
Этот закон напоминает человеку, что нужно рационально использовать природные ресурсы. Экономя на охране окружающей среды, человечество обречено на болезни, которые вызваны ухудшением качества воды, воздуха, еды.
Задачи экологии
Как влияет экология на человека?
Существует три вида влияния окружающей среды на человеческий организм:
Благоприятное воздействие на человека оказывает свежий воздух, чистая вода, умеренное количество ультрафиолета. Наблюдение за животными, дружба с ними приносит эстетическое удовольствие.
Неблагоприятное влияние в основном связано с деятельностью самого человека. Загрязненный химическими, токсическими веществами воздух наносит весомый ущерб здоровью. Удобрение почвы, уничтожение вредителей культур ядовитыми средствами, внесение стимуляторов роста негативно сказываются на состоянии почвы, как следствие мы употребляем продукты с высоким содержанием токсинов, что ведет к развитию патологии ЖКТ.
Почему нужно сохранять экологию?
Нас окружает современная техника, которая делает жизнь легче и комфортнее. Каждый день мы пользуемся транспортом, мобильными телефонами и многими другими вещами, которые постепенно разрушают окружающую среду. В дальнейшем это сказывается на здоровье населения и продолжительности жизни.
Сегодня экология находится в тяжелом состоянии: природные ресурсы на исходе, многие виды животных и растений на гране вымирания, все чаще идут кислотные дожди, увеличивается число озоновых дыр и т.д.
Такая неблагоприятная обстановка ведет к изменениям в экосистемах, целые ареалы стают непригодными для проживания людей и животных. Растет количество онкозаболеваний, сердечных патологий, расстройств нервной системы, органов дыхания. Все чаще рождаются дети с врожденными пороками, хроническими заболеваниями (бронхиальная астма, аллергии).
Человечество должно задуматься как можно скорее о своем вредоносном влиянии на окружающий мир и начать решать глобальные экологические проблемы. Человек не может прожить без кислорода и пяти минут, но каждый день воздух все больше загрязняется людьми: выхлопными газами, отходами от промышленных предприятий.
Водный дефицит приведет к вымиранию всего животного и растительного мира, изменению климата. Чистая вода необходима и человеку, который может умереть от обезвоживания или возбудителей серьезных заболеваний, что передаются через воду.
Поэтому каждому человеку необходимо заботится об окружающей среде, начиная с уборки двора, улицы, проверки технического состояния автомобиля, соблюдения правил утилизации отходов. Люди должны перестать разрушать свой собственный дом, иначе угроза исчезновения жизни на планете станет реальной.
Термин «экология» был введен в 1866 г. философом, зоологом, естествоиспытателем Эрнстом Геккелем для обозначения и изучения взаимоотношений живых организмов между собой и окружающей их средой. В переводе с греческого экология – «слово о доме».
Зарождение экологических знаний
Еще в III веке до н. э. в трудах древнегреческих и древнеримских философов, поэтов Аристотеля, Теофраста, Платона, Плиния Старшего, Сенеки встречаются классификации животных и растений по месту их обитания и произрастания, изучение влияния возделывания земли на рост растительных культур.
В XIII — XVI в. в. учеными естествоиспытателями К. Линнеем, Ж. Б. Ламарком, Ж. Кювье, Т. Мальтусом, С. П. Крашенинниковым продолжаются работы в новых направлениях. Ими было открыто влияние температуры, освещенности, влажности на развитие растений, такое их состояние как «зимний сон», возможность возделывания лечебных растений. Появляются первые высказывания о возможных опасных последствиях влияния человека на природу. Исследования базируются на знаниях из других научных областей: физики, химии, географии, биологии.
Изучение природы в различных ее проявлениях, взаимодействия ее многообразных форм друг с другом, накопление фактического материала привело к выделению нового научного направления.
Бурное развитие науки
Этому способствовали новые открытия ученых XIX — XX в.в. Ч. Дарвин выделил главные условия для развития организмов. Русский естествоиспытатель, один из основоположников экологии, В. В. Докучаев много внес в изучение почвообразования. В. И. Вернадский разработал учение о биосфере (термином «биосфера» названо исследование областей распространения жизни на планете). А. Тенсли, английский ботаник, ввел понятие об экосистеме.
Активно развивается теоретическая и экспериментальная научная база. Выявляется тесная взаимосвязь и взаимозависимость между разнообразными составляющими живой и неживой природы.
Решение нарастающих проблем
С середины XX в. экология начинает глубоко изучать не только протекающие в биосфере процессы, но и способы охраны качества окружающей среды. Это связано с усиливающимся воздействием человека на природу и, как следствие, растущим ее загрязнением. Современная наука анализирует, как изменяется обитание живых организмов из-за влияния различных воздействий ― созидающих, изменяющих или разрушающих.
На сегодня существует больше 140 определений экологии как науки и около 250 экологических правил и закономерностей. Это говорит о том, что экология активно развивается и охватывает все больше и больше сторон взаимодействия людей и среды. Выйдя за пределы естественных наук, она стала отраслью, изучающей сохранение не только жизни, но и самой планеты Земля.
Экология как наука
Начнём, пожалуй, с определения. Буквально само слово значит «изучение дома». «Домом» для живых объектов является любая среда обитания, будь то планета, город, лес, другой живой организм, или моховая кочка на болоте. Определение же экологии таково: это наука, изучающая взаимодействие живых организмов друг с другом и со средой обитания.
Краткая история экологии
«Отцом» экологии принято считать Александра фон Гумбольдта. Он был первым, кто стал изучать взаимосвязь между организмами и окружающей средой. Он установил наличие зависимости растений от климата, в котором они обитают, описал явление смены природных зон в зависимости от широты и высоты над уровнем моря (теперь это называется географической зональностью).
Позже Варминг Йоханнес Эугениус создал биогеографию –- синтез ботанической географии и зоогеографии, дисциплину, рассматривающую абиотические факторы, то есть воздействия неживой природы, наравне с биотическими, то есть связанными с живыми организмами, с точки зрения теории естественного отбора.
Термин «экология» ввёл Эрнстон Геккель в 1866г.
Конец XIX века стал периодом расцвета экологии, во многом благодаря открытиям в области химии (прежде всего благодаря открытию азотного цикла).
В 1875 г. Эдуард Зюсc предложил термин «биосфера» для обозначения охватывающей почти всю территорию Земли системы живых организмов, а в 1920-е годы Владимир Вернадский подробно описал её в работе «Биосфера» (1926 г.). Этот же учёный впервые предложил понятие «ноосфера» для обозначения части планеты, тем или иным образом изменяемой деятельностью человека и, с его точки зрения, являющеся очередным этапом в развитии биосферы.
Основные понятия экологии
Объектом изучения экологии являются виды, популяции, биоценозы, биогеоценозы и биосфера в целом.
Вид (лат. species) — таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды. Вид — реально существующая единица живого мира, основная структурная единица в системе организмов.
Популяция (от лат. populatio — население) — это совокупность организмов одного вида, обитающих на одной территории. Популяция — группа особей, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому, так и бесполому), относительно обособленная (обычно географически) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен. С точки зрения популяционной генетики, популяция — это группа особей, в пределах которой вероятность скрещивания во много раз превосходит вероятность скрещивания с представителями других подобных групп. Обычно говорят о популяциях как о группах в составе вида или подвида.
Биоценоз – это совокупность живых организмов, занимающих определённую территорию и взаимосвязанных между собой.
Биогеоценоз – это совокупность биоценозов, включающая сообщества живых организмов факторы неживой природы на данной территории.
Биосфера – это оболочка Земли, занимаемая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и учавствующая в процессе их жизнедеятельности. Биосферу также называют «плёнкой жизни».
Факторы окружающей среды, влияющие на живой организм, делятся на 3 группы:
1. Абиотические – факторы неживой природы;
2. Биотические – факторы живой природы;
3. Антропогенные – факторы воздействия человека и техники.
Живые организмы, как правило, обитают в тех условиях окружающей среды, в которых совокупность воздействующих на них факторов наиболее благоприятна. Как недостаток, так и избыток воздействия какого-либо фактора оказывают негативное, угнетающее влияние на живой объект.
Термин «экологическая проблема», который мы сейчас, к сожалению, слышим всё чаще, означает изменение природной среды в результате воздействия человека, ведущее к ухудшению структуры и функционирования природы. Экологические проблемы подразделяют на:
Несмотря на такие названия, причиной любой экологической проблемы является неумение человека жить в гармонии с природой, нерациональное использование ресурсов, неспособность ограничить потребности.
Значение экологии
Во-первых, она обобщает ценные фундаментальные знания об устройстве живой и неживой природы, полученные нами из других наук, помогает понять основные законы её функционирования.
Во-вторых, экология может дать ответ на волнующий умы многих вопрос: почему в наши дни природа пребывает в таком бедственном состоянии и как мы можем что-либо изменить?
В-третьих, результаты исследований экологов порой находят применение в самых неожиданных, отдалённых областях, таких как экономика и социология. Оказывается, что в ряде случаев поведение людей в группе, изменение численности населения страны, а то и глобальные экономические проблемы весьма точно описываются уже известными законами экологии.
Возможно, ещё не все открытия экологов человечество сейчас способно верно оценить. Но в будущем они, вполне вероятно, принесут действительную пользу.
Экология
Эколо́гия (от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука) — наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generelle Morphologie der Organismen»).
Содержание
Определения
Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки.
Классическое определение экологии [1] : наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.
Второе определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Однако это определение полностью исключает из компетенции экологии как науки аутэкологию (см. ниже), что в корне неверно.
Вот некоторые возможные определения науки «экология»:
Сложности определения экологии
История науки
Уже с давних времён люди стали замечать различные закономерности во взаимодействии животных друг с другом и с окружающей средой. Однако, в те времена даже биология не была отдельной наукой, являясь частью философии.
Античность
Первые описания экологии животных можно отнести к индийским и древнегреческим трактатам:
Новое время
В Новое время, которое характеризуется подъёмом в области научного знания, экологические закономерности выявлялись учёными-энциклопедистами, зачастую весьма далекими от биологии в своих основных исследованиях.
Первая половина XIX века
Экология животных после Дарвина и Геккеля
Современная классическая экология
Полагают, что вклад в теоретические основы современной экологии внёс Б. Коммонер, сформулировавший основные 4 закона экологии:
Второй и четвёртый законы по сути являются перефразировкой основного закона физики — сохранения вещества и энергии. Первый и третий законы — действительно основополагающие законы экологии, на которых должна строиться парадигма данной науки. Основным законом является первый, который может считаться основой экологической философии. В частности, эта философия положена в основу понятия «глубокая экология» в книге «Паутина жизни» Фритьофа Капры.
В 1910 г. на Третьем Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе были выделены три подраздела экологии:
Связи экологии с другими науками
Методология экологии
Методологический подход к экологии как к науке позволяет выделить предмет, задачи и методы исследований.
Объекты исследования экологии — в основном, системы выше уровня отдельных организмов: популяции, биоценозы, экосистемы, а также вся биосфера. Предмет изучения — организация и функционирование таких систем.
Главная задача прикладной экологии — разработка принципов рационального использования природных ресурсов на основе сформулированных общих закономерностей организации жизни.
Методы исследований в экологии подразделяются на полевые, экспериментальные и методы моделирования.
Полевые методы представляют собой наблюдения за функционированием организмов в их естественной среде обитания.
Экспериментальные методы включают в себя варьирование различных факторов, влияющих на организмы, по выработанной программе в стационарных лабораторных условиях.
Методы моделирования позволяют прогнозировать развитие различных процессов взаимодействия живых систем между собой и с окружающей их средой
Учёные
Следующие люди внесли существенный вклад в представление об эволюции и экологии:
Краткая история развития экологии
Понятие экология, задачи экологии, ее связь с другими дисциплинами
В последние годы в условиях глобального экологического кризиса в термин «Экология» вносится в значительной степени социальный аспект, и она уже трактуется как междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе, обществе и их взаимосвязи.
Задачи экологии:
— исследование закономерностей организации жизней;
— регуляция численности популяций;
— прогнозирование изменений окружающей среды под влиянием деятельности человека;
— восстановление разрушенных природных систем;
— сохранение эталонных участков биосферы.
Экология связана с биологией, физиологией, химией, генетикой, географией, математикой, правом и другими дисциплинами. Главным объектом изучения экологии являются экосистемы.
В настоящее время выделяется 4 этапа в развитии экологии:
— 2-й этап: 1866-1936гг.
— 3-й этап: 1936-1976гг.
— 4-й этап: 1976 – по настоящее время.
На первом этапе отсутствует понятие «Экология», однако сам подход к изучению объектов близок к экологической концепции. Так, например, в сочинениях Аристотеля имеется описание морфологических особенностей животных в зависимости от среды обитания. Аналогичные работы проводил его ученик Теофраст. Достоверных сведений крайне мало, так как велико давление церкви.
С начала эпохи возрождения в развитии экологии большую роль сыграли путешествия в дальние страны и первые эксперименты. Так Р. Бойль изучал влияние низкого атмосферного давления на различных животных. В 18 – м веке большой вклад внес Карл Линней. Ж. Бюффон приводил примеры влияния на жизнь растений характера местности и климата. К. Ф. Рулье и Н. А. Северцов доказывали необходимость изучения природы как единого целого.
На втором этапе глобальное значение имеют работы Чарльза Дарвина и Э. Геккеля. Дарвин является основателем учения об эволюции органического мира. Его вывод о существовании в природе борьбы за существование относится к числу центральных к экологии. Геккель сформулировал понятия: экология, окружающая среда, органические и неорганические условия существования и отношения между организмами.
Третий этап характеризуется накоплением большого фактического материала по экологии популяций. Термин «Экология» прочно входит в научную литературу. Впервые возникает статистическая обработка данных. В.В. Докучаев предположил, что почва, горная порода, климат и живые организмы составляют единое целое. В.И. Вернадский создал учение о биосфере и ноосфере. Сукачев разработал учение о биогеоценозе. Появляются первые учебники и монографии (например, Ч. Элтон «Экология животных»).
Четвертый этап неоднозначный в развитии экологии. Изначально экология считается западной наукой, которую не приемлют в России. Но экологические проблемы стали носить всеобщий характер и эта наука стала социально значимой и необходимой. Во всех вузах и школах России введена дисциплина «экология». Создается масса общественных организаций, занимающихся проблемами экологии. Так, например Римский клуб – международная группа выдающихся ученых, политических деятелей, государственных деятелей, которые занимаются изучением проблем демографического взрыва, опустынивания, парникового эффекта и др.
