Экология в системе естественных наук; её структура

Экология  в системе  естественных наук; её структура.

 

            Современная экология – это  фундаментальная  наука о природе, 

      являющаяся  комплексной и объединяющая знание  основ нескольких классических 

      естественных  наук: биологии, геологии, климатологии, ландшафтоведения и 

      др. Согласно  основным положениям этой науки,  человек является частью 

      биосферы  как представитель одного из  биологических видов и так  же, как и 

      другие организмы,  не может существовать без  биоты т.е. без совокупности 

      живущих  ныне на Земле биологических  видов, которые составляют среду 

      обитания  человечества.

            Экологические системы, как и  живые системы  других уровней 

      организации,  являются весьма сложными, характеризуются  нелинейной 

      динамикой  и их поведение в математических  моделях описывают такие 

      современные  науки, как динамическая теория  систем и синергетика. В 

      моделировании  экосистем определенную роль  сыграли также представления 

      кибернетики  (науки об управлении) о теории  регулирования, об устойчивости 

      и неустойчивости, об обратных связях.

            В наше время термином «экология»  все  чаще обозначают совокупность 

      взаимоотношений   природы и общества. В настоящее  время рассматривая 

      структуру  современной экологической науки,  могут быть выделены несколько 

      разделов  «большой» экологии. Это общая  теоретическая экология,

      биоэкология,  геоэкология, экология человека  и социальная экология,

      прикладная  экология. Каждый раздел имеет  свои подразделения и связи  с 

      другими  частями экологии и смежными  науками. 

 

      ЭКОЛОГИЯ 

 

              Общая экология: теоретическая экология, математическая экология,

              моделирование экологических систем  и процессов. 

              Связи: теоретическая экология, общая  теория систем, математика,

              кибернетика.

 

              Биоэкология: экология систематических  групп организмов – царств,

              типов, классов и т.д.; экология  естественных биосистем – особей,

              малых групп, популяций биоценозов, экологических систем;

              эволюционная экология.

              Связи: все общебиологические  дисциплины, ботаника, зоология и  др.

 

      

 

              Экосферология: глобальная экология, учение о биосфере и ее 

              взаимодействии с техносферой. 

              Связи: общая экология, биоэкология,  геоэкология, глобалистика.

 

      

 

              Геоэкология: экология организмов  по принадлежности к различным 

              средам обитания, биогеографическим  областям,

              природно-климатическим зонам, континентам,  странам. 

              Связи: география, геология, геофизика,  геохимия, климатология,

              биогеография.

 

      

 

              Экология  человека, социальная экология: изучение экологических 

              ниш и потребностей человека  и специальных групп; экология 

              поселений; экологические аспекты  антропогенеза и этногенеза.

              Связи: история, антропология, социология, медицина, демография.

 

      

 

              Прикладная  экология: экологические  аспекты производства, промысла 

              и коммунального хозяйства; инженерная  экология (строительство, 

              промышленность, энергетика, транспорт,  средозащитная техника, 

              эргономика); сельскохозяйственная  экология; охраняемые природные 

              объекты. 

              Связи: отрасли хозяйства; ресурсы,  экономика природопользования.

 

      

      

 

            Общая экология посвящена объединению  разнообразных экологических 

      знаний на  едином научном фундаменте. Ее  ядром является теоретическая 

      экология, которая  устанавливает общие закономерности  функционирования 

      экологических  систем, в том числе эколого-экономических  и 

      природнохозяйственных  систем. Экспериментальная экология  дает важный 

      фактический  материал и обеспечивает методическим  инструментарием различные 

      разделы  науки. В связи с ограниченностью  экологических экспериментов, 

      широко используется  математическое моделирование. Вместе  с обработкой 

      информации  и количественным анализом фактического  материала оно входит в 

      раздел теоретической  экологии, который называют математической  экологией. 

           Биоэкология - это основа всей  экологии. Главная ее часть –  экология 

      естественных  биологических систем: особей как  представителей определенных 

      видов (аутоэкология), популяций (популяционная экология  или демэкология),

      многовидовых  сообществ, биоценозов (синэкология), экологических систем 

      (биогеоценология,  учение об экосистемах). Другой  составной частью экология 

      таксономических  групп организмов – царств  бактерий, грибов, растений,

      животных, а  также более мелких систематических  единиц: типов, классов, 

      отрядов  и т.п. Еще одну часть составляет  эволюционная экология – учение  о 

      роли экологических  факторов в эволюции  и о  смене экологических условий  в 

      истории  Земли. Именно в биоэкологии  на основе изучения роли потоков 

      веществ,  энергии и информации в жизни  сообществ организмов формируется 

      представление  об экологии как об экономике  природы.

           Геоэкология изучает взаимоотношения  организмов и среды обитания  с 

      точки зрения  их географической принадлежности  и влияния географических 

      факторов. В  нее входят: экология обитателей  разных сред (наземной,

      почвенной,  пресноводной, морской, преобразованной  человеком);

      природно-климатических  зон (тундры, тайги, степи, пустынь,  тропических 

      лесов и  др.); ландшафтов (речных долин, морских  берегов, болот, островов,

      гор, коралловых  рифов и т.п.). К геоэкологии  относится также экологическое 

      описание  различных географических областей, регионов, стран, континентов.

           На  стыке биоэкологии и геохимии  Земли на основе изучения роли  живых  

      организмов  в планетарной трансформации   солнечной энергии и в круговороте  

      химических  элементов возникло учение о  биосфере – глобальной экологической 

      системе. 

           Экология  человека – комплекс  дисциплин, исследующих взаимодействие 

      человека  как индивида (биологической особи)  и личности (социального 

      субъекта) с  окружающей его природной и  социальной средой. Важной 

      особенностью  экологии человека является социобиологический  подход – 

      правильное  сочетание социальных и биологических  аспектов.

           Социальная  экология как часть  экологии человека – это объединение 

      научных  отраслей, изучающих связь общественных  структур (начиная с семьи и 

      других малых  общественных групп) с природной  и социальной средой их 

      окружения.  К этому объединению относятся:  экологические факторы 

      цивилизации,  экология человеческих популяций,  экологическая демография,

      экология  этносов и этногенеза – формирование  рас и наций.

             Прикладная экология - большой комплекс  дисциплин, связанных с 

      разными  областями человеческой деятельности  и взаимоотношений между 

      человеческим  обществом и природой. Это аспекты  инженерной, социальной,

      экономической  охраны среды обитания человека, проблем взаимоотношений 

      природы  и общества экологических принципов  охраны природы. 

      

      

      

      

      

 

      Вопрос  №12

 

      Пути  приспособления  живых  организмов к среде   обитания

      (адаптация   и др.)

 

            У одних организмов при отклонении  значений фактора от точки  оптимума 

      сразу же  изменяется и функция отклика.  Они как бы покорно подчиняются 

      ухудшению  внешних условий. Этот тип приспособления  называется пассивным. 

      Такие организмы  называют обычно выносливыми  или толерантными. Другие их 

      название  – пойкилобионты, т.е. организмы,  пассивно изменяющие  свое 

      состояние,  свои функции, поддаваясь изменениям  в среде. К ним относятся 

      растения  и животные, пассивно переносящие  охлаждение, замерзание,

      высыхание,  голод, дефицит кислорода и  т.п. Переход в это крайнее  состояние 

      уже исключает  дальнейшее подчинение среде  (пассивная устойчивость) и 

      чрезвычайно  расширяет возможность выживания  в самых неблагоприятных 

      условиях.

           Во  многих случаях в определенном  диапазоне  изменений фактора  среды 

      нет  подчинения  им функций организма: включаются  механизмы защиты от 

      неблагоприятных   воздействий, сопротивления им  или их активного избегания. 

      Реакции  защиты и сопротивления обеспечивают  большую или меньшую 

      устойчивость, или резистентность организма  по отношению к отклонениям  от 

      оптимума. Это  активный путь приспособления. Такие  организмы называются 

      гомойобионтами, т.е. способными поддерживать  гомеостаз – постоянство своих 

      свойств,  функций при изменениях факторов  среды.

           Выносливость  и устойчивость (толерантность  и  резистентность) во 

      многих случаях   не альтернативны. В том или  ином соотношении они 

      встречаются  у всех организмов, часто дополняя  друг друга. Одно и то же 

      растение  или животное может быть выносливо  по отношению к одному фактору  и 

      устойчиво  по отношению к другому.

           При отклонениях факторов среды  от оптимальных значений у  многих 

      организмов  наблюдается опережающее реагирование  – избегание 

      неблагоприятных  воздействий и активный поиск  других более благоприятных  

      условий   и местообитаний – гомеостатическое  поведение. Организм реагирует 

      не только  на величину отклонения, но и  на темп нарастания угрозы. Если  не 

      удается  избежать неблагоприятных воздействий  или поведение оказывается 

      недостаточным,  сопротивление негативным воздействиям  среды достигается с 

      помощью  физиологической регуляции. Регуляция  осуществляется путем передачи 

      информации  о состоянии среды от воспринимающих  эту информацию сенсоров,

      органов  чувств к центральному регулирующему  устройству, а от него – к 

      исполнительным  структурам – эффекторам, выполняющим  противодействие 

      внешнему  возмущению. Обязательным элементом  контура регулирования является 

      обратная  связь между производимым действием  и установочным параметром 

      регулирования.

           Длительное  напряжение физиологических  функций, стресс приводит к 

      истощению  ресурсов организма и может  иметь отрицательные  последствия, 

      поэтому  при стойком  отклонении условий  среды от биологического оптимума 

      происходят  такие изменения физиологической  регуляции, которые повышают ее 

      эффективность  и вместе с этим уменьшают  общее функциональное напряжение 

      организма.  Подобные изменения носят название  акклимации, или 

      физиологической  адаптации. В природных условиях  значение физиологической 

      адаптации  связано с естественными изменениями  условий существования, в 

      основном  – с сезонными перепадами температуры,  влажности, кормности 

      местообитаний  и т.п. Хорошо известно осеннее  увеличение теплоизоляции 

      организма  у многих млекопитающих и птиц  за счет линьки, «утепления» 

      покровов (пуха, пера, меха) и накопления подкожного  жира. Изменяется режим 

      и качество  питания. В тканях происходят  различные биохимические изменения, 

      направленные  на экономное расходование энергии.  Сезонные миграции птиц и 

      рыб, а  также такие явления, как спячка, подготавливаются комплексом 

      физиологических  и морфологических сдвигов, изменениями  поведения.

           Большое экологическое значение  имеет  взаимодействие факторов. За 

      счет него  может быть расширен диапазон  выживания. Так, снижение 

      температуры  повышает выносливость рыб по  отношению к недостатку пищи  и