Раздел 2. ИСТОРИЯ ГИДРОБИОЛОГИИ

Гидробиология, или экология гидросферы, или гидроэкология, так же как и экология – наука о надорганизменных формах организации жизни, - изучает водные экосистемы, исследует их структуру и функционирование с целью управления ими (Александр Федорович Алимов).

В англоязычной научной литературе наука о гидросфере по давней традиции подразделялась на океанологию и лимнологию.

Океанология (океанография) – наука о природных процессах в Мировом океане. Мировой океан при этом рассматривается как часть гидросферы и как целостный планетарный природный объект.

30 декабря 1872 г. – день рождения океанографии. В этот день была осуществлена 1-я станция «Челленджера» в Бискайском заливе. Корвет «Челленджер» под руководством профессора зоологии Эдинбургского университета С.В. Томпсона отправился в экспедицию с 21 декабря 1872 г. по 25 мая 1876 (около 3,5 лет). Военный парусный корвет «Бигл» под командованием капитана Р. Фицроя отправился в кругосветное путешествие, в котором принял участие Ч. Дарвин (1831-1936). В Атлантическом, Индийском и Тихом океанах было осуществлено 362 глубоководные станции. В экспедиции принял участие крупнейший океанолог Дж. Мерей (автор классического руководства «Глубины океана»).

· Произведено первое картирование отдельных районов Мирового океана.

· Классическая серия «Отчетов о научных результатах экспедиции «Челленджера» (под ред. Томпсона и Мерея) – первое многотомное обобщение знаний о Мировом океане. Три тома, опубликованные с 1880 по 1895 гг. были посвящены описанию 4318 видов радиолярий (Эрнст Геккель).

· Доказано существование жизни на дне океана. С глубины 5770 м были добыты многие представители пелагической и донной фауны. Однако еще долго считалось, что жизнь невозможна на глубинах ниже 6000 м. (Только в 1949 г. тралениями на глубинах 10-11 тыс. м, выполненными советскими экспедициями на НИС «Витязь» эти представления были опровергнуты).

1890 – планктолнология (Э. Геккель) – первоначально отождествлялась с гидробиологией. Старейший гидробиологический журнал в первые годы своего существования носил название «Архив гидробиологии и планктоноведения». С 1893 по 1905 – это были «Труды Пленской станции» - это первый гидробиологический журнал)

Начальный период становления морской гидробиологии был обусловлен и другими комплексными судовыми экспедициями.

1889 немецкая экспедиция в Атлантический океан на судне «Националь». Впервые применены количественные методы изучения планктона (В. Гензен, впервые предложивший в 1887 г. термин «планктон»).

· Показано, что наибольшее развитие планктон имеет в высоких широтах (спор Гензена и Геккеля).

· Первоначально В. Гензен относил к планктону все взвешенные в воде частицы, как живые, так и мертвые, которые теперь обозначают термином «сестон», предложенным впервые в 1912 г. Р. Кольквицем.

1890-1892 экспедиция, организованная по инициативе Совета Русского географического общества на военных судах черноморского флота канонерских лодках «Черноморец», «Донецк» и «Запорожец» при участии геолога Н.И. Андрусова, химика А.А. Лебединцева и биолога А.А. Остроумова. Сделаны открытия:

· Экспедиция установила, что сезонные колебания температуры ограничиваются слоем 200 м.

· Было доказано, что глубинные воды Черного моря образуются путем смешения местных вод с водами Мраморного моря, поступающими из Босфора с глубоководным течением.

· Начиная с глубин 100-200 м Черное море лишено кислорода и содержит сероводород (Для получения проб воды, содержащих сероводород был изготовлен специальный батометр весом 24 кг и емкостью 5,5 л, внутренняя поверхность которого была позолочена, чтобы не допустить окисления сероводорода под действием металла).

1893-1896 - ледовый дрейф Ф. Нансена на «Фраме».

1893-1896 – экспедиции в Средиземное море и Северную Атлантику известного океанографа – Монакского князя Альберта, основателя Океанографического института в Париже, Океанографического музея и лаборатории в Монако.

Изучение морских организмов было облегчено созданием морских биологических станций, многие из которых стали к нашему времени крупными центрами морской гидробиологии.

Толчком к с созданию станций стал расцвет в 1860-90-х годах эволюционно-зоологических и эмбриологических исследований, положенных работами И.И. Мечникова и А.О. Ковалекского.

Мировая хронология создания морских гидробиологических станций

1859 – Атлантическое побережье Франции, Конкарно (В. Кост) - первая биологическая станция, первоначально названная «Лабораторией морской зоологии и физиологии».

1871 – первая русская станция в Севастополе, созданная при Новороссийском (Одесском) обществе естествоиспытателей, по предложению Н.Н. Миклухо-Маклая – (А.О. Ковалевский).

1872 – морская биологическая станция в Роскофе (Бретань, Франция), действующая и поныне – (французский зоолог А. Лаказ-Дютье).

1872 – зоологическая станция в Неаполе (Средиземное море) – (немецкий зоолог Антон Дорн).

1875 – в Вудс-Холе (штат Массачусетс, США) Рыбохозяйственная комиссия США создает биостанцию, на базе которой в 1930 г. создается знаменитый Вудс-Холский океанографический институт.

1876 – первая морская американская станция в Ньюпорте (штат Род Айленд, США) А. Агассиц.

1881 – на Белом море в России создается Соловецкая биологическая станция Петербургского общества естествоиспытателей (Н. Вагнер).

1884 – в Великобритании создается Морская биологическая ассоциация с лабораторией в Плимуте (зоологи Э.Р. Ланкастер, Т. Гексли).

1892 – биологическая станция в Северном море на о-ве Гельголанд (Германия) была создана по инициативе Университета в г. Киль, Лабораторией морских исследований и Комиссии по изучению немецких морей.

Становление гидробиологии как науки может быть отнесено к середине ХХ века. До этого биологические ресурсы водоемов, особенно морей, казались неисчерпаемыми. Развитию гидробиологии на следующем этапе способствовал подрыв промысла живых ресурсов и рост загрязнения морей, превращающийся в настоящую проблему.

Китобойный промысел в более доступном Северном полушарии начал резко сокращаться, подорван промысел устриц.

1921 – создание в СССР по декрету В.И. Ленина Плавучего морского научного института (Плавморин). На НИС «Персей» экспедиционный корабль этого института, совершено более 100 экспедиций в Баренцевом, Белом, Карском, Гренландском и Норвежском морях.

· Получены первые количественные исследования по распределению планктона и бентоса.

· Обнаружены скопление промысловых рыб .

1922-1928 – Научно-промысловая экспедиция в южные моря СССР (Черное, Азовское и Каспийское) под руководством Николая Михайловича Книповича. (Личное задание В.И. Ленина для «научной величины 1-го ранга). От Одессы до Батуми в полосе 50-70 миль. 1000 станций из которых 640 в азовском море.

· Биологическая продуктивность морей.

· Основные особенности морской фауны южных морей.

· Вертикальная циркуляция воды в Черном море.

1933-1934 – создание Всесоюзного института морского хозяйства и океанографии (ВНИРО), а также Полярного и Тихоокеанского научно-исследовательских институтов рыбного хозяйства и океанографии (ПИНРО и ТИНРО) – центры рыбохозяйственных исследований во всех морях бывшего СССР (Основатель ПИНРО и ВНИРО - ленинградский профессор К.М. Дерюгин).

1934 – выходит первый учебник по гидробиологии «Общая гидробиология» (академик Сергей Александрович Зернов - первый заведующий русской пресноводной станции на Глубоком озере, заведующий морской СБС (1902-1914).

1949 - после ВОВ в Москве создан Институт океанологии АН СССР. На протяжении 20 лет под руководством Л.А. Зенкевича и Вениамина Григорьевича Богорова совершаются рейсы экспедиционного судна «Витязь», специально оборудованного для исследования морских глубин.

1951 – обобщение данных по вертикальным миграциям планктона (Дж. Кушинг):

· Новый смысл миграций – после ночного периода питания более низкая температура на глубине способствует более эффективному использованию пищи на рост (Я. Мак Ларен).

· Цикломорфоз, малые размеры тела и прозрачность планктонных беспозвоночных – приспособление, снижающее вероятность их гибели от хищников.

1963 – Лев Александрович Зенкевич – за труд «Биология морей СССР» был удостоен в 1965 г. Ленинской премии.

1965 – Вениамин Григорьевич Богоров – количественная оценка животного и растительного населения океана

1964 - Международная биологическая программа) (Георгий Георгиевич Винберг - основоположник продукционной биологии, бессменный Президент Всесоюзного гидробиологического общества).

Лимнология (озероведение) – раздел гидрологии суши, изучающей континентальные водоемы. Согласно мнению известного швейцарского зоолога А. Фореля, лимнология – географическая наука, объединяющая физические, химические и биологические сведения об озере. В руководстве по лимнологии П.С. Уэлча (1952) сказано: «Лимнологию обычно определяют как научную отрасль, занятую биологической продуктивностью внутренних вод и причинами, ее обуславливающими», т.е. как синоним гидробиологии внутренних вод (рек, озер, водохранилищ и пр.).

«Как не может быть настоящей гидробиологии без гидрологии, так не может быть вполне научной гидрологии без достаточного учета данных биологии вод» (Николай Михайлович Книпович)

Мировая хронология создания пресноводных гидробиологических станций

1890 – первая в мире пресноводная станция организована в Германии на Пленском озере – О. Захариас. На следующий год выходит его книга «Животный и растительный мир пресных вод».

1891 – первая русская станция на Глубоком озере (под Москвой) – по инициативе Председателя Русского общества акклиматизации животных и растений Н.Ю. Зографа – (С.А. Зернов – первый директор станции).

1894 – первая американская пресноводная станция на р. Иллинойс.

1900 – первая русская речная станция на Волге (в Саратове).

«даже простое собирание водных животных и растений для анатомо-эмбриологических работ постоянно показывало, что определенных животных можно найти только в определенном месте и на определенном грунте, что половые продукты развиваются у них только в определенное время года и т.д.; одним словом, что вся жизнь гидробионтов проходит строго закономерно в связи с окружающей средой» (Сергей Алексеевич Зернов).

1892-1905 – фундаментальное обобщение результатов многолетних исследований Женевского озера, проведенные швейцарским зоологом А. Форелем («Женевское озеро», «Руководство по озероведению»). Употреблял термин, предложенный американцем С.А. Форбсом – «микрокосм».

1906 – книга С. Апштейна «Планктон пресных вод»

1907 – в книге немецкого гидробиолога К. Кнауте «Пресные воды» в развитие идей О. Захариаса ставились актуальные и сегодня вопросы гидробиологии:

· Значение фотосинтеза фитопланктона для продуктивности прудов

· Значение гидробионтов в процессах самоочищения водоема.

1908 – разработана шкала оценки загрязненности водоемов по присутствию в них тех или иных организмов (Р. Кольквитц и М. Марссон).

1910 – открытие датским гидробиологом С. Везенберг-Лундом явления цикломорфоза – сезонных изменений размеров и формы тела гидробионтов.

1920-1930 – развитие представлений о цикломорфозе. Локальные различия формы тела и строения гидробионтов в различных водоемах (исследования Р. Вольтерека) ждут истолкования с позиции современной генетики.

1930-40е - немецкие гидробиологи А. Мюллер и Ф. Кон обратили внимание на огромную роль биологического самоочищения водоемов.

1940-1959 – выходит серия монографий из 5-ти книг под ред. проф. В.И. Жадина «Жизнь пресных вод»

2004 – выходит первый учебник по гидробиологии в Украине «Основы гидроэкологии (академика Виктора Дмитриевича Романенко).