Глава 1. Предмет и история экологии

Человек интересовался экологией с практической точки зрения с самых ранних периодов своей истории. В примитивном обществе каждый ин­дивидуум, для того чтобы выжить, должен был иметь определенные знания об окружающей среде, о силах природы, о растениях и живот­ных, которые его окружали. Фактически цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и другие средства, позво­лившие ему изменять среду своего обитания. И теперь, если челове­чество хочет сохранить свою цивилизацию, оно более чем когда-либо нуждается в достаточно полных знаниях об окружающей среде, по­скольку основные «законы природы» действуют по-прежнему; рост на­селения и расширение возможностей воздействия на среду лишь изме­нили их относительное значение и усложнили зависимость от них че­ловека.

Подобно всем другим областям знания экология развивалась не­прерывно, но неравномерно. Труды Гиппократа, Аристотеля и других древнегреческих философов содержат сведения явно экологического ха­рактера. Однако греки не знали слова «экология». Термин этот недав­него происхождения. Он был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г, Многие великие деятели «биологического Возрожде­ния» (XVIII—XIX вв.) внесли свой вклад в эту область, хотя название «экология» долгое время не употреблялось. Например, Антон ван Левенгук, более известный как один из первых микроскопистов начала XVIII в., был также пионером в изучении «пищевых цепей» и регули­рования численности популяций — двух важных разде­лов современной экологии. Как самостоятельная наука экология сфор­мировалась приблизительно к 1900 г., но лишь в последнее десятилетие это слово приобрело особую популярность. В наши дни каждый остро осознает важность наук о среде для поддержания и повышения уровня современной цивилизации. Экология быстро становится отраслью нау­ки, теснейшим образом связанной с повседневной жизнью каждого человека, будь то мужчина, женщина или ребенок.

Слово «экология» образовано от греческого ойкос, что означает «дом» или «жилище». В буквальном смысле экология — это наука об организмах «у себя дома». Обычно экологию определяют как науку об отношениях организмов или групп организмов к окружающей их среде, или как науку о взаимоотношениях между живыми организмами и сре­дой их обитания. По современным воззрениям, живые организмы располагаются на определенных иерархических уровнях организации жизни. Эти главные уров­ни организации жизни - от крупных систем к малым: сообщество, популяция, организм, орган, клетка и ген.

Экология изучает преимущественно системы выше уровня организмов, являющихся предметом изучения в биологии. Термин популяция (от лат. poputus — народ), первоначаль­но применявшийся для обозначения групп людей, в экологии приобрел более широкое значение и относится к группе особей любого вида ор­ганизмов. Точно так же сообщество в экологическом смысле (иногда говорят «биотическое сообщество») включает все популяции, занимаю­щие данную площадь. Сообщество и неживая среда функционируют совместно как экологическая система, или экосистема. Сообществу и экосистеме приблизительно соответствуют часто употребляемые в ев­ропейской и русской литературе термины биоценоз и биогеоценоз. Самая крупная и наиболее близкая к идеалу «самообеспечения» био­логическая система, известная нам, — это биосфера, или экосфера; она включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической средой Земли, в результате чего эта система, через ко­торую проходит поток энергии от мощного ее источника, Солнца, и которая переизлучает в космическое пространство, поддерживается в состоянии устойчивого равновесия.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами.

Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.

Абиотические факторы— это комплекс условий неоргани­ческой среды, влияющих на организм:

- свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, течения, долгота дня и т. д.;

- механический состав почвы, ее проницаемость, влагоемкость, со-держание в почве или воде элементов питания, газовый состав, соленость воды.

Биотические факторы— это совокупность влияний жизне­деятельности одних организмов на другие:

- влияние растений на других членов биоценоза;

- влияние животных на других членов биоценоза;

- антропогенные факторы — все формы деятельности человеческо­го общества.

В отдельных случаях антропогенные факторы выделяют в самостоятельную группу факторов наряду с абиотическими и биотическими, подчерки­вая тем самым чрезвычайное действие антропогенного факто­ра.

Глава 2. Популяции

В природе каждый существующий вид представляет сложный комплекс или даже систему внутривидовых групп, которые охватывают в своем составе особей со специфическими черта­ми строения, физиологии и поведения. Таким внутривидовым объединением особей и является популяция. Ранее было дано определение популяции и ее роли как единицы эволюции. Напомним, что по одному из современных определений, популяция — это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для под­держания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Термин «популяция» в настоящее время используют в узком смысле слова, когда говорят о конкретной внутривидовой груп­пировке, населяющей определенный биогеоценоз, и в широком, общем смысле, для обозначения обособленной группы вида неза­висимо от того, какую территорию она занимает и какую генети­ческую информацию несет. Пространство или ареал, занимаемое популяцией, может быть различным как для разных видов, так и в пределах одного вида. Величина ареала популяции определяется в значительной мере подвижностью особей или радиусом индивидуальной активности. Если радиус индивидуальной активности невелик, величина популяционного ареала обычно также невелика.

Основными показателями структуры популяций является численность, распределение организмов в пространстве и соотно­шение разнокачественных особей. В связи с размерами ареала популяций может значительно изменяться и численность особей в них.

Численность популяции— это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Численность по­пуляции зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В период размножения происхо­дит рост популяции. Смертность же, наоборот, приводит к сокращению ее численности.

Платность популяции определяется количеством особей или биомассой на единицу площади либо объема, например, 400 деревьев на 1 га.