Історія виникнення і основоположники розвитку екологічних наук

Християнський гуманітарно-економічний університет

РЕФЕРАТ

Навчальна дисципліна: Прикладна екологія

Тема:

«Історія виникнення і основоположники розвитку екологічних наук»

м Одеса, 2007р.

зміст

Вступ

Глава 1. Зародження основ екології

Глава 2. Поява науки екології

Глава 3. Сучасна екологія

висновок

Вступ

Екологія - це наука, що вивчає взаємини організмів між собою і з навколишнім середовищем. Часто зустрічається переклад терміна екологія як вчення про будинок, житло. Це не точно. Стародавні греки розуміли цей термін значно ширше. Екос вони називали будь-яке місце перебування людини: і хороший пляж, де люди збиралися для купання, і полонину, де пастухи пасли овець.

Пізнання природи набуло практичного значення ще на зорі людства. У первісному суспільстві кожен повинен був мати певні знання про навколишнє середовище, силах природи, рослинах і тваринах. Вже тоді люди впливали на чисельність і різноманітність тварин і рослин, але відсутність знарядь і навичок полювання не дозволяли їм спустошувати природне середовище. Людина методом проб і помилок накопичував емпіричні знання про навколишній його світі. Люди поступово пізнавали повадки і шляхи міграції тварин, на яких полювали; корисні і шкідливі властивості рослин, особливості їх життєвих циклів і місця зростання; в пошуках притулків вивчали рельєф місцевості і т. д.

Цивілізація виникла тоді, коли людина навчилася використовувати вогонь і знаряддя праці, які дозволяли йому змінювати своє середовище мешкання. Більш ніж за 600 поколінь до нас з'явилося землеробство, яке вирішило майбутнє людства. «Цим важелем, - писав В.І. Вернадський (1925), - людина опанувала всім живим речовиною на планеті. Людина глибоко відрізняється від інших організмів за своєю дією на навколишнє середовище. Ця різниця, яке було велике з самого початку, стало величезним з плином часу »[1].

Перехід до землеробства і потім до скотарства з'явився кардинальним кордоном в історії людства. Забезпечення продуктами харчування сприяло зростанню народонаселення: 2500 р до н.е. населення Землі досягло 100 млн. чоловік. За теорією Н.І. Вавилова, найдавніші цивілізації зародилися саме в центрах походження культурних рослин.

З розвитком цивілізації розвивалися екологічні пізнання і екологічні проблеми. Створюючи перші міста, людина ще неусвідомлено розумів необхідність дотримання певних санітарних норм. Перша з відомих сьогодні систем міської каналізації з'явилася в III-I тисячоліттях до н.е. в Індії. У Римі було збудовано водогін, діяла система каналізації. Після падіння Римської імперії в 400-х роках н.е. в містах держав, що утворилися на її руїнах, аж до XIII-XIV ст. панувала антисанітарія, тому що необхідні знання були втрачені.

Вже до початку нової ери багато древніх цивілізацій гинули через невміле господарювання. Так, наприклад, Вавилонське царство загинуло внаслідок непродуманого будівництва іригаційних систем і інтенсивного використання води з річок Тигр і Євфрат з метою зрошення. За словами Л.Н.Гумилева (1990), чергова «перемога над природою» погубила великий місто: до початку нової ери від нього залишилися одні руїни.

Те ж саме спостерігалося в Єгипті, Шумері, Ассирії та інших країнах. Ієрогліфи на піраміді Хеопса вже тоді попереджали: «Люди загинуть від невміння користуватися силами природи і від незнання істинного світу» [1].

Французький вчений Ф. Шатобріан (1768-1848) говорив, що ліси передували людині, а пустелі слідували за ним.

Потреби людини, пов'язані з його основними заняттями - землеробством, одомашнення тварин, мореплавством, будівництвом і ін., Визначили необхідність екологічних знань і поява наук про природу.

Термін екологія (гр. Oikos - будинок, житло, батьківщина, logos - вчення, наука) вперше ввів в 1866 р німецький біолог, професор Йенського університету Ернст Геккель, (1834-1919), який виділив у самостійну науку і назвав цим словом розділ біології, який вивчає сукупність взаємозв'язків між живими і неживими компонентами природного середовища.

Вирішення екологічних проблем вимагає величезної роботи у всіх областях науки і техніки. І теоретичним фундаментом всієї природоохоронної діяльності є наука екологія. Тільки знання об'єктивних законів розвитку природних, техногенних і соціальних процесів дозволить порозумітися з природою і дозволити соціальні конфлікти.

Історію становлення екології як самостійної науки можна розділити на кілька періодів:

- накопичення емпіричних знань про природу в епоху стародавніх цивілізацій;

- вивчення впливу природних умов на живі організми в епоху Відродження;

- поява у другій половині ХIХ століття еволюційного вчення Ч. Дарвіна і науки екології;

- формування в екології системної концепції;

- сучасний період в екології.

Глава 1. Зародження основ екології

Перший період характеризується зародженням основ екологічних знань, які з'являються в творах багатьох вчених античного світу і середніх віків. У древніх єгипетських, індійських, китайських і європейських джерелах VI - II ст. до н.е. можна виявити відомості про життя тварин і рослин. Особливий інтерес мислителі Стародавньої Греції та Риму виявляли до питань походження і розвитку життя на Землі, а також до виявлення зв'язків предметів і явищ навколишнього світу.

Так, давньогрецький філософ, математик і астроном Анаксагор (бл. 500¾428 рр. До н.е.) висунув одну з перших теорій походження відомого на той момент світу і населяють його живих істот.

Давньогрецький філософ і лікар Емпедокл (бл. 487 ¾ ок. 424 рр. До н.е.) більша увага приділив опису самого процесу виникнення і подальшого розвитку земного життя

Найбільший філософ, учений-енциклопедист Аристотель (384¾322 рр. До н.е.) створив першу з відомих класифікацій тварин, а також заклав основи описової і порівняльної анатомії. Відстоюючи ідею єдності природи, він стверджував, що все більш досконалі види тварин і рослин походять від менш досконалих, а ті, в свою чергу, ведуть свій родовід від найпримітивніших організмів, що виникли колись шляхом самозародження. Ускладнення організмів Арістотель вважав наслідком їх внутрішнього прагнення до самовдосконалення. Великий Аристотель - автор понад 300 творів: «Метафізика», «Історія тварин», «Фізика», «Про небо» та ін. - по праву вважається засновником багатьох природничих дисциплін, в тому числі систематики тварин. Він описав понад 500 видів тварин і розповів про їх поведінку: про зимовій сплячці риб, перельотах птахів, паразитизме зозулі, способі самозахисту каракатиці і т. П.

Однією з головних проблем, які займали уми античних мислителів, була проблема взаємин природи і людини. Вивчення різних аспектів їх взаємодії склало предмет наукових інтересів давньогрецьких дослідників Геродота, Гіппократа, Платона, Ератосфена і ін.

Давньогрецький історик Геродот (484¾425 рр. До н.е.) пов'язував процес формування у людей рис характеру і встановлення того чи іншого політичного ладу з дією природних факторів (клімату, особливостей ландшафту і ін.).

Давньогрецький лікар Гіппократ (460¾377 рр. До н.е.) вчив, що лікувати хворого необхідно, беручи до уваги індивідуальні особливості організму людини і його взаємини з навколишнім середовищем. Він вважав, що фактори зовнішнього середовища (клімат, стан води і грунту, спосіб життя людей, закони країни і т.д.) роблять визначальний вплив на формування тілесних (конституція) і душевних (темперамент) властивостей людини. Клімат, на думку Гіппократа, багато в чому визначає також і особливості національного характеру.

Знаменитий філософ-ідеаліст Платон (428¾348 рр. До н.е.) звертав увагу на зміни (переважно негативного характеру), що відбуваються з плином часу в навколишньому середовищі, і на впливу, що надаються цими змінами на спосіб життя людей. Платон не пов'язував факти деградації життєвого середовища людини з здійснюваної ним господарською діяльністю, вважаючи їх ознаками природного занепаду, переродження речей і явищ матеріального світу. Платон писав: «Вода не зникала, як тепер, скочуючись у море по оголеною землі, а то, що збереглося, якщо порівнювати це з тим, що існувало раніше, схоже на виснажене тіло хворої людини; всі родючі, м'які землі розтрата і зникли, залишивши лише остов суші »[1].

Давньогрецький вчений-географ Ератосфен (бл. 276¾194 рр. До н.е.) зробив спробу дати суворе опис сучасної йому Ойкумени ¾ частини Всесвіту, населеної людьми. Він склав найбільш точну для свого часу карту відомого світу, на якій земля простягалася від Атлантичного океану на заході до Бенгальської затоки на сході, від землі Туле (Західне узбережжя сучасної Норвегії) на півночі до Тапробани (острів Цейлон) на півдні. Вся Ойкумена була підрозділена їм на зони: жарку, дві помірні і дві холодні. Ератосфена вважають автором підходу до вивчення землі, згідно з яким Земля розглядається як «будинок» людини.

Уявлення древніх людей про світ, в якому вони жили, не обмежувалися тільки лише рамками Ойкумени. За Анаксагору, Земля являє собою верхню основу вільно плаваючого в просторі циліндра, навколо якого звертаються Сонце і планети. Піфагорієць Филолай (бл. 500¾400 рр. До н.е.) стверджував, що в центрі Всесвіту знаходиться центральний вогонь, «хестна», навколо якого Земля, що має сферичну форму, щодоби описує окружність, через що і відбувається зміна дня і ночі . Давньогрецький астроном Аристарх Самоський (бл. 310¾230 рр. До н.е.) запропонував першу геліоцентричну систему світу, «помістивши» Сонце в центр Всесвіту. Однак подібний погляд на світоустрій ще дуже довго не отримував визнання.

Розпочате давньогрецькими вченими справа вивчення середовища проживання людей і взаємин людини і природи отримало своє продовження в епоху розквіту Стародавнього Риму.

Римський поет і філософ Лукрецій Кар (бл. 99¾55 рр. До н.е.) слідом за своїм духовним вчителем, давньогрецьким філософом Епікура (бл. 342¾270 рр. До н.е.), стверджував, що природою керують певні закони, пізнання яких покликане позбавити людей від страху перед смертю, богами і силами природи і відкрити дорогу до щастя і блаженства. Він залишив після себе незавершену поему «Про природу речей», в якій, зокрема, виклав природну історію походження та розвитку людського роду. Зростання могутності людини Лукрецій пов'язував з розвитком у нього особливих механізмів пристосування до умов існування, що робить людей більш конкурентоспроможними порівняно з іншими різновидами живих істот (раніше подібні думки висловлював Емпедокл). Основою світогляду Лукреція був своєрідний епікурейський атомізм, згідно з яким все суще в світі складено з одних і тих же найдрібніших частинок ¾ атомів. Все складається з них і з часом розпадається на них. Атоми, необхідні живому організму для підтримки існування, черпаються їм із зовнішнього середовища, в той же час непотрібні або втратили зв'язок з іншими частками відторгаються зовні.

Давньогрецький географ, геолог і історик Страбон (бл.64¾24 рр. до н.е.) написав 17-томну «Географію», що містить цінні відомості з області геології, фізичної географії, етнографії, зоології та ботаніки. Як геолог Страбон передбачив суперечки «вулканістов» і «нептуністов», допускаючи, що поверхня Землі формувалася під впливом обох факторів динамічної геології ¾ води і підземного спека. Стрибуни також висловив припущення, що за Атлантичним океаном, на заході існує невідомий материк, можливо, населений іншими, не схожими на європейців, людьми.

Римський натураліст Пліній (23¾79 рр. Н.е.) склав 37-томне твір «Природна історія», своєрідну енциклопедію природознавства, в якій виклав відомості з астрономії, географії, етнографії, метеорології, зоології та ботаніки. Описавши велику кількість рослин і тварин, він також вказав місця їх зростання та проживання. Певний інтерес представляє розпочата Плинием спроба порівняння людини і тварин. Він звернув увагу на те, що у тварин в житті домінує інстинкт, а людина все (в тому числі вміння ходити і говорити) набуває шляхом вишколу, через наслідування, а також за допомогою свідомого досвіду.

Для античного періоду характерно описову напрям у науці, засноване на емпіричних знаннях про природу. В цей же час людина була виділена з природи і поставлений в центр світобудови. Обожнювання природи змінилося антропоцентризмом - людина стала мірою всіх речей.

У середні століття науки про природу розвивалися повільно в силу релігійного догматизму і схоластики. Наукові досягнення античного світу відокремлені від нової історії тисячоліттям біблійних догм, що сковували розвиток природознавства.

Слід згадати, однак, про легендарного лікаря Авиценне (980 - 1037), який народився і жив у Середній Азії. Світову популярність має його книга «Канон лікарської науки», в якій є розділи про вплив на організм людини навколишнього повітря, місця проживання та пір року.

Іншим видатним вченим цього часу був німецький хімік і лікар Т. Парацельс (1493 - 1541), ідеї якого про дозованому впливі природних факторів були розвинені в Х столітті в роботах Ю. Лібіха і В. Шелфорда.

Велика частина знань, накопичених, в основному, греками, була втрачена в зв'язку з руйнуванням знаменитої Олександрійської бібліотеки Ю.Цезарем в 48 м до н.е. Остаточно її спалили араби в 642 р н.е.

Другий період, що почався в епоху Відродження, за часів великих географічних відкриттів, поклав початок сучасного природознавства.

Колонізація нових країн в ХV-ХVIвв. послужила поштовхом до розвитку наук про природу. Цей період характеризується описом відкритих земель, їх рослинного і тваринного світу. Багато уваги приділялося впливу погодно-кліматичних та інших факторів на організми. Стан речей змінилося з настанням епохи Відродження, про наближення якої сповістили праці таких видатних середньовічних вчених, як Альберт Великий і Роджер Бекон.

Перу німецького філософа і теолога Альберта Больштедтского (Альберта Великого) (1206¾1280) належить кілька природничо трактатів. Твори «Про алхімії» і «Про металах і мінералах» містять висловлювання про залежність клімату від географічної широти місця і його положення над рівнем моря, а також про зв'язок між нахилом сонячних променів і нагріванням грунту. Тут же Альберт говорить про походження гір і долин під впливом землетрусів і потопів; розглядає Чумацький Шлях як скупчення зірок; заперечує факт впливу комет на долі і здоров'я людей; пояснює існування гарячих джерел дією тепла, що йде з глибин Землі і т.д. У трактаті «Про рослинах» він розбирає питання органографію, морфології і фізіології рослин, наводить факти по селекції культурних рослин, висловлює ідею про змінність рослин під впливом середовища.

Англійський філософ і натураліст Роджер Бекон (1214¾1294) стверджував, що всі органічні тіла представляють за своїм складом різні комбінації тих же елементів і рідин, з яких складені тіла неорганічні. Бекон особливо відзначав роль сонця в житті організмів, а також звертав увагу на їх залежність від стану середовища і кліматичних умов в конкретній місцевості проживання. Він говорив також про те, що людина в не меншому ступені, ніж всі інші організми, схильний до впливу клімату ¾ його зміни здатні приводити до змін в тілесної організації та характерах людей.

Наступ епохи Відродження нерозривно пов'язане з ім'ям знаменитого італійського живописця, скульптора, архітектора, вченого та інженера Леонардо да Вінчі (1452¾1519). Він вважав основним завданням науки встановлення закономірностей явищ природи, виходячи з принципу їх причинного, необхідного зв'язку. Вивчаючи морфологію рослин, Леонардо цікавився впливом, що мають на їх будову і функціонування з боку світла, повітря, води і мінеральних елементів грунту. Вивчення історії життя на Землі привело його до висновку про зв'язок доль Землі і Всесвіту і про нікчемність того місця, яке займає в ній наша планета. Леонардо заперечував центральне положення Землі як у Всесвіті, так і в Сонячній системі.

У 1543 був опублікований працю Миколи Коперника (1473¾1543) «Про обертання небесних сфер», в якому викладалася геліоцентрична система світу, що відображає справжню картину світобудови. Італійський філософ, борець проти схоластичної філософії і римсько-католицької церкви Джордано Бруно (1548¾1600) вніс значний внесок в розвиток вчення Коперника, а також в звільнення його від недоліків і обмеженості. Він стверджував, що у Всесвіті є незліченна безліч зірок, подібних до Сонця, значна частина яких заселена живими істотами.

Розширення меж відомого світу в значній мірі сприяло винахід нових засобів вивчення зоряного неба. Італійський фізик і астроном Галілео Галілей (1564¾1642) сконструював телескоп, за допомогою якого досліджував будову Чумацького Шляху, встановивши, що він є скупченням зірок. Галілей своїм спостереженням позбавив Землю останньої привілеї по відношенню до інших планет Сонячної системи ¾ монополії на «володіння» природним супутником.

Наступ принципово нового етапу в розвитку науки традиційно пов'язують з ім'ям філософа і логіка Френсіса Бекона (1561¾1626), який розробив індуктивний і експериментальний методи наукового дослідження. Головною метою науки він проголосив збільшення влади людини над природою. Це можна досягти, на думку Бекона, лише за однієї умови ¾ наука повинна дозволити людині якнайкраще зрозуміти природу, щоб, підкоряючись їй, людина врешті-решт зміг панувати в ній і над нею. Бекон писав: «Не повинно вважати малозначним і те, що далекі плавання і мандри відкрили і показали в природі багато такого, що може подати нове світло філософії» [1]. Ф. Бекон припускав почати роботу по систематизації накопичених спостережень, але його наміри скоріше дали поштовх в цьому напрямку іншим вченим.

Англійському природодослідникові Роберту Гуку (1635¾1703) належить перша робота ¾ «Мікрографія» ¾ розповідає про використання мікроскопной техніки. Один з перших мікроськопістов голландець Антоні ван Левенгук (1632¾1723) отримав лінзи, що дозволили отримати майже трехсоткратное збільшення спостережуваних об'єктів. На їх основі він створив прилад оригінальної конструкції, за допомогою якого вивчив не тільки будова комах, найпростіших організмів, грибів, бактерій та клітин крові, але і харчові ланцюги, регулювання чисельності популяцій, які згодом стали найважливішими розділами екології. Дослідження Левенгука фактично поклали початок науковому дослідженню невідомого доти живого мікросвіту, цього невід'ємного компонента середовища проживання людей.

У XVIII столітті ботанічні і зоологічні спостереження були узагальнені в роботі «Система природи» шведського натураліста Карла Ліннея (1707 - 1778), який розробив основи наукової систематики тварин і рослин. Хоча він і сформулював гіпотезу сталості видів: «їх стільки, скільки було створено Творцем» [1], але, тим не менше, визнавав освіту різновидів під впливом умов життя. Він вніс значний вклад у справу формування справжнього уявлення про місце людини в природі, в системі класифікації рослинного і тваринного світу, по якій людина включався в систему тваринного царства і ставився до класу ссавців, ряду приматів, в результаті людський вид отримав назву Homo sapiens.

Серед багатьох вчених виділяється французький натураліст Жорж Луї де Бюффон. Він видав величезна праця в 44 томах «Природна історія», з якої зійшли паростки еволюційної теорії про походження організмів ». Бюффон пише: «Перед нами постає питання про зміну видів, питання про перетворення, що відбуваються з незапам'ятних часів, і, мабуть, мали місце в кожному сімействі» [1]. ЖоржБюффонвисказивал думки про єдність тваринного і рослинного світу, про їх життєдіяльності, поширення і зв'язку з середовищем проживання, відстоював ідею змінності видів під впливом умов середовища. Він звернув увагу сучасників на разючу подібність у будові тіла людини і мавпи. Однак, побоюючись звинувачень у єресі з боку католицької церкви, Бюффон змушений був утриматися від висловлювань щодо їх можливого «спорідненості» і походження від єдиного предка.

У Німеччині поборником природного походження організмів, їх спорідненості і поступового розвитку був Іммануїл Кант (1724 - 1804).

Суттєвою віхою в розвитку науки про спосіб життя різних живих організмів є праця англійського священика, економіста і демографа Томаса Роберта Мальтуса (1766¾1834), в якому наведені рівняння експоненціального зростання популяцій як основи демографічних концепцій. Їм було сформульовано так званий «закон народонаселення», згідно з яким народонаселення збільшується в геометричній прогресії, тоді як засоби до існування (насамперед їжа) можуть збільшуватися лише в арифметичній прогресії. З неминуче виникають при такому розвитку подій перенаселенням Мальтус пропонував боротися за допомогою регламентації шлюбів і обмеження народжуваності. Він також закликав всіляко «сприяти діям природи, що викликають смертність ...»: перенаселяти будинку, робити в містах вузькі вулиці, створюючи тим самим сприятливі умови для поширення смертельних хвороб (таких, як чума). Погляди Мальтуса були піддані суворій критиці ще за життя їх автора не тільки за їх антигуманність, а й за умозрительность.

Трохи пізніше П.Ф. Ферхюльст запропонував рівняння «логістичного» зростання. Ці роботи обгрунтували уявлення про динаміку чисельності популяцій. Тоді ж в працях лікаря В.Едвардса, філософа О. Конта і біолога І.І. Мечникова було покладено початок екології людини. Соціальні аспекти екології людини відображені в працях О. Конта, Д. Мілля і Г. Спенсера, а також американських соціологів Р. Парка і Е. Берджеса.

У Росії шлях еволюційної ідеї прокладав М.В. Ломоносов (1711 - 1765). Він писав, що лик Землі багаторазово змінювався, на місці морів з'являлася суша, і навпаки; земні пласти поступово піднімалися і вигиналися, утворюючи гірські складки, з змінювався клімат, змінювалися флора і фауна: «слони і південних земель трави на півночі важівал».

Значною подією XVIII в.стала поява еволюційної концепції французького природодослідника Жана Батіста Ламарка (1744¾1829), згідно з якою головною причиною розвитку організмів від нижчих форм до вищих є властиве живій природі прагнення до вдосконалення організації, а також вплив на них різних зовнішніх умов. Зміна зовнішніх умов змінює потреби організмів; у відповідь на це виникають нові види діяльності і нові звички; їх дія, в свою чергу, змінює організацію, морфологію розглянутого істоти; придбані таким чином нові ознаки успадковуються нащадками. Ламарк вважав, що дана схема справедлива і по відношенню до людини. Жан Батіст Ламарк - один з найбільших представників науки того часу. У книзі «Філософія зоології» він вперше широко поставив питання про вплив середовища на організми, але не зумів пояснити причин їх «припасованості» до середовища проживання. Ж.Б.Ламарк так сформулював висновки своїх досліджень: «Через безліч наступних один за одним поколінь, індивіди, що належали за походженням до одного виду, в кінці виявляються перетвореними в новий вид, відмінний від початкового» [1].

Екологічний напрям в географії рослин протягом всієї першої половини XIX ст. розвивав німецький натураліст-енциклопедист, географ і мандрівник Олександр Фрідріх Вільгельм фон Гумбольдт (1769¾1859). Він був одним з перших дослідників природи, зрозуміли необхідність синтезу наук при вивченні природи, її живих і неживих елементів. Говорячи про цілісному вивченні природи в узагальненому теоретичному праці «Космос», він писав: «Мою увагу буде спрямовано на взаємодію сил, вплив неживої природи на рослинний і тваринний світ, їх гармонію» [1]. Він докладно вивчив особливості клімату в різних районах Північної півкулі і склав карту його ізотерм, виявив зв'язок між кліматом і характером рослинності, зробив спробу виділення на цій основі ботаніко-географічних областей (фітоценозів).

У Росії заслуга у формуванні основних положень екології та екологічного світогляду належить відомому російському зоологу, проф. Московського університету Карлу Францевичу Рульє (1814- 1858), який одночасно з Олександром Гумбольдтом вказував на існуюче в природі єдність середовища і організмів і їх еволюційний розвиток. Він стверджував, що природа вічна; всі її явища взаємопов'язані і складають єдине ціле. У природі все утворюється шляхом повільних безперестанних змін. Ще до виходу в світ праці Е. Геккеля він сформулював основний принцип взаємовідносин організму і середовища, названий їм «Законом подвійності життєвих начал». Їм же окреслено проблеми мінливості, адаптації, міграцій та впливу людини на природу. К. Рулье в своїх лекціях і друкованих працях обговорював взаємодія організмів із середовищем з позицій, близьких дарвінівський.

Вони були провісниками еволюційної ідеї та цілісного сприйняття природних комплексів, що складаються з живих і неживих компонентів. Великий внесок у розвиток екологічних уявлень в цей період внесли російські натуралісти А.Т. Болотов (1738 - 1833), І.І. Лепехин (1740 - 1802), П.С. Паллас (1741 - 1811).

У другій половині ХIXв. завдяки численним експедиційним дослідженням флори і фауни (роботи А. Гумбольдта, А. Уоллеса, Ф Склеттера) у вигляді окремої науки почала оформлюватися біогеографія, пізніше стала однією з основ сучасної екології. У Росії її розвиток пов'язаний з працями К.М. Бера, Н.А. Северцева і ін.

Глава 2. Поява науки екології

Появі науки екології передував вихід у світ 24 листопада 1859 р знаменитої книги Чарльза Дарвіна «Походження видів шляхом природного відбору, або збереження сприятливих рас у боротьбі за життя». З цього часу починається новий період в історії становлення екології як самостійної науки.

Третій період ознаменований появою нової еволюційної теорії Ч. Дарвіна; подібні положення були одночасно розроблені англійським вченим А. Уоллесом.

Пізніше В. І. Вернадський писав: «В ході геологічного часу живу речовину змінюється морфологічно, згідно із законами природи. Історія живої речовини в ході часу виражається в повільній зміні форм життя, форм живих організмів, генетично між собою безперервно пов'язаних від одного покоління до іншого, без перерви. Століттями ця думка піднімалася в наукових розвідках, в 1859 р вона, нарешті, отримала міцне обгрунтування у великих досягненнях Ч. Дарвіна і А. Уоллеса. Вона вилилася у вчення про еволюцію видів - рослин і тварин, в тому числі і людини »[1].

Ключове положення в вченні Дарвіна займає теорія природного відбору в результаті боротьби за існування. Зазвичай виробляється набагато більше живих організмів, ніж може вижити, тому ведеться боротьба за існування або між особинами одного або різних видів, або з фізичними умовами життя. Дарвін писав, що кожен організм залежить не тільки від умов місцеперебування, але і від всіх інших оточуючих його істот. В результаті природного відбору зберігаються ті організми, в яких відбулися зміни, що дають переваги для існування в даних умовах.

Такий хід міркування дав підставу сучаснику і послідовника Дарвіна німецькому вченому Ернсту Геккелю заявити про доцільність виділення нової науки про взаємини живих організмів і їх спільнот між собою і з навколишнім середовищем. Погляди Ч. Дарвіна на боротьбу за існування не тільки як на боротьбу організмів один з одним, але і з навколишнім неживої середовищем послужили тим науковим фундаментом, на якому Е. Геккель в 1866 р звів будівлю нової науки.

У Росії пристрасним поборником і популяризатором еволюційної теорії Ч.Дарвіна і послідовником Е. Геккеля був К.А. Тімірязєв. У 1939 р в роботі «Чарльз Дарвін і його вчення» він писав: «Зі встановленням поняття пристосування з'явилася нова область науки, що отримала придумане Геккелем назва екологія» [1].

У своїй праці «Загальна морфологія» (1866) Е. Геккель дав таке визначення цієї галузі науки: «Екологія - це пізнання економіки природи, одночасне дослідження взаємовідносин всього живого з органічними і неорганічними компонентами середовища, включаючи неодмінно неантагоністичні і антагоністичні взаємовідносини тварин і рослин, контактують один з одним. Одним словом, екологія - наука, що вивчає всі складні взаємозв'язки і взаємини в природі, що розглядаються Дарвіном як умови боротьби за існування »[5]. Переважно екологія вивчає живі системи з рівнем організації від організму і вище. Праця Геккеля побудований на величезному фактичному матеріалі, накопиченому класичної біологією, і головним чином присвячений тому напрямку, яке зараз називають аутекологію або екологією окремих видів. Крім того, в працях Геккеля простежується ще одна важлива обставина - розуміння екології як «економіки природи». З цього часу екологія з розділу біології перетворюється в міждисциплінарну науку, що охоплює багато областей знань.

Важливим кроком на шляху становлення екології слід вважати введення в 1877р. німецьким гідробіологом К. Мебіусом поняття біоценозу. Біоценоз (гр. Bios - життя, koinos - спільнота) - закономірне поєднання різних організмів, що мешкають в певному біотопі. Біотоп (гр. Bios - життя, topos - місце) - сукупність умов середовища, в яких мешкає біоценоз (Ф. Даль, 1903).

Значний внесок внесли в розвиток екології російські вчені О.М. Бекетов (1825 - 1902), Н.А. Северцев (1827 - 1885) та ін.

У самому кінці ХІХ століття із закликом розгорнути міждисциплінарні комплексні дослідження природних систем виступив видатний російський учений-грунтознавець В.В. Докучаєв (1846 - 1903). Саме закономірний зв'язок між «силами», «тілами» і «явищами», між «мертвої» і «живої» природою, рослинними, тваринними і мінеральними царствами, з одного боку, і людиною, його побутом і духовним світом - з іншого, і складає сутність пізнання «єства», - вважав він. Практичне здійснення цих ідей пов'язано з ім'ям Г.Ф. Морозова (1867 - 1920) - творця вчення про ліс. Він підкреслював, що ліс і його територія повинні зливатися для нас в єдине ціле, в географічний індивідуум. У 1925 р ці ідеї реалізувалися німецьким гідробіологом А. Тінеманом, який розглядав озера як цілісну систему, де біоценоз і біотоп утворюють органічну єдність.

У другій половині ХIХ - початку ХХ ст. велику увагу приділяли вивченню впливу окремих факторів (головним чином, кліматичних) на поширення і динаміку організмів. До догеккелевскому періоду розвитку екології відносять, зокрема, роботи вченого-агронома Ю. Лібіха, який сформулював відоме правило «лімітує фактора».

На початку ХIХ століття оформилися екологічні школи ботаніків, зоологів, гідробіологів, в кожній з яких розвивалися певні сторони екологічної науки: екологія тварин, екологія рослин, екологія мікроорганізмів, екологія комах, екологія озера, екологія лісу і т. П.

Основна увага стало приділятися аналізу щільності, народжуваності, смертності, вікову структуру, взаємодії груп організмів і їх взаємозв'язкам з навколишнім середовищем.

Цей період, в порівнянні з попереднім, був більш прогресивним. Завдяки йому в екології зародилося науковий напрям - популяційна екологія, пріоритетною проблемою якої є біотичні взаємодії в біоценозі. Недолік цього напрямку в тому, що навіть при вивченні спільноти суть явищ зводиться до функціонування окремих популяцій, тобто до розкладання біоценозу на складові елементи.

Уявлення про цілісність природних систем, які об'єднують спільноти живих організмів і умови їх проживання в єдину функціональну структуру, сформульовані а працях одинаків, не стали пануючими поглядами в наукових колах кінця ХIX століття. Системний підхід до вивчення біоценозу і біотопу як єдиного цілого виник в екології пізніше.

Глава 3. Сучасна екологія

Сучасна екологія базується на основній концепції змісту цієї науки - системної концепції, яка зародилася в кінці ХIX століття і сформувалася лише до середини ХХ століття.

Четвертий період історії екології пов'язаний з особливим інтересом світової наукового громадськості до робіт російського геохімік В.І. Вернадського (1863-1945). Вчення В.І. Вернадського про біосферу зіграло важливу роль в підготовці цілісного сприйняття природних процесів як системи. Вивчення загальнопланетарна процесів розгорнулося після виходу в світ в 1926 р книги В.І. Вернадського «Біосфера», де розглянуті властивості «живої речовини» і його функції в формуванні, як сучасного лику Землі, так і всіх середовищ життя на планеті (водної, грунтової і повітряної). Попередником і однодумцем В.І. Вернадського був В.В. Докучаєв (1846-1903), який створив вчення про грунт як про естественноїсторічеськом тілі. В. І. Вернадський знову привернув увагу наукового світу до проблеми взаємодії живих організмів з неживою природою. Біосфера постала як глобальна система, функціонування якої базується на динамічній єдності і взаємодії «відсталих», «живих», і «біокосних» компонентів. У створеному ним вченні про біосферу розглядалися не тільки основні властивості «живої речовини» і вплив на нього «відсталої» природи, а й величезна зворотний вплив життя на неживу природу і формування «біокосних природних тіл» (таких, наприклад, як грунт або озеро) .

В.І. Вернадський обгрунтував роль живого речовини як найбільш потужного геохімічного та енергетичного факторів - провідної сили планетарного розвитку. У його роботах ясно простежується значення для космосу життя на планеті Земля, а також значення космічних зв'язків для біосфери. Згодом ця космічна лінія в екології була розвинена в працях А.Л. Чижевського, засновника сучасної науки гелиобиологии. В. І. Вернадський розкриває провідну роль живих організмів в акумуляції сонячної енергії і перетворенні речовин, що складають оболонки Землі: «По суті біосфера може бути розглянута, як область земної кори, зайнята трансформаторами, що переводять космічні випромінювання в дієву земну енергію», - писав він [1]. «Жива речовина» виробляє величезну «геохімічну» роботу, формуючи склад і структуру поверхні Землі. Глини, вапняки, доломіт, железняки, боксити - це все породи органічного походження.

В.І. Вернадський простежив еволюцію біосфери і прийшов до висновку, що діяльність сучасної людини, що перетворює поверхню Землі, за своїми масштабами стала порівнянна з геологічними процесами на планеті. В результаті стало ясно, що використання природних ресурсів планети відбувається без урахування закономірностей і механізмів функціонування біосфери. Проте завершальним етапом еволюції біосфери він вважав появу ноосфери - сфери розуму. В.І. Вернадський зазначав, що життя в геологічно осяжний період завжди існувала в формі біоценозів - складно організованих комплексів різних організмів. При цьому живі організми завжди були тісно пов'язані з середовищем існування, утворюючи цілісні динамічні системи. В ході розвитку життя неодноразово відбувалася зміна одних груп організмів іншими, але завжди підтримувалося більш-менш постійне співвідношення форм, що виконують ті чи інші геохімічні функції.

У 1927 р Ч. Елтон випустив перший підручник-монографію по екології. У ньому було описано своєрідність биоценотических процесів, дано поняття екологічної ніші, обгрунтовано «правило екологічних пірамід», сформульовані принципи популяційної екології. Незабаром були запропоновані математичні моделі росту чисельності популяцій і їх взаємодії (В. Вольтерра, А. Лотка), проведені лабораторні досліди з перевірки цих моделей (Г.Ф. Гаузе). Таким чином, в 20-30-ті роки сформувався напрям екології популяцій, в 30-і роки - поняття екосистеми. З особливою переконливістю ці висновки були сформульовані англійським геоботаніки А. Тенслі, якому належить честь введення в 1935р. терміна для позначення екологічної системи - екосистема. Під екосистемою розуміли сукупність організмів і неживих компонентів середовища їх проживання, при взаємодії яких відбувається більш-менш повний біотичний кругообіг (за участю продуцентів, консументів і редуцентов). У той же час тривали широкі кількісні дослідження функціональних особливостей різних екосистем - їх структури, продуктивності, умов їх стійкості, трофічних зв'язків в екосистемах. А. Тенслі послідовно розвинув погляд на екосистему як на освіту надорганізменного рівня, що включає не тільки організми, але і всю сукупність фізичних умов місцеперебування. Він звернув увагу на неможливість відділення організмів під впливом їхнього оточення, разом з якою вони утворюють одну систему - екосистему, - цілісну підсистему природи, в якій як організми, так і неорганічні фактори знаходяться у відносно стійкій рівновазі.

У вітчизняній науковій літературі уявлення про екосистемах з'явилися в 1942 р в роботах В.М. Сукачова (1880-1967), який обґрунтував концепцію біогеоценозу (синонім терміну «екосистема»), що мала велике значення для розвитку теоретичної бази екології. У 50-ті роки сформувалася загальна екологія, основна увага в якій приділяється вивченню взаємодії організмів і структури утворених ними систем. У цьому навчанні знайшли відображення ідеї про єдність організмів з фізичним оточенням, про закономірності, які лежать в основі таких зв'язків, про обмін речовинами і енергією між ними.

Середина ХХ століття була відзначена розширенням комплексних досліджень екосистем (В.І. Жаднюг, Г.Г. Винберг, Р. Ліндеман, Г. Одум і Ю. Одум, Р. Маргалефа і багато інших). У 1956 р під редакцією В.І. Жадина видається 4-томну працю «Життя прісних вод»; в 1961 р виходить монографія В.І Жадина і С.В. Герда «Річки, озера і водосховища СРСР». У цих роботах описуються особливості водних екосистем. У 1964 р колективом авторів під керівництвом В.М. Сукачова була опублікована книга «Основи лісової біоценології». У ній зроблена спроба шляхом синтезу інформації розкрити кількісні закономірності функціонування і еволюції такої складної динамічних чеський системи, як лісовий біогеоценоз.

У ХХ ст. в рамках екології сформувався самостійний напрямок фізіології, присвячене дослідженню механізмів адаптації. У нашій країні представниками цього напрямку, які досягли розквіту в 60-70-х роках ХХ століття, були Н.І. Калабухов, А.Д. Селянам, а в останні роки - акад. І.А. Шилов.

Однак ефективна реалізація методології системного підходу до вивчення екосистем стала можливою лише на початку 70-х років ХХ століття, коли в розпорядження екологів надійшли потужні ЕОМ і були розроблені методи моделювання динамічних систем, які в сукупності з експериментами і спостереженнями отримали назву системного аналізу.

Успіхи у вивченні і моделюванні екосистем, особливо реалізація проектів в рамках міжнародного співробітництва, сприяли остаточного затвердження в другій половині ХХ століття екосистемної концепції як основи сучасної екології.

До 70-х років ХХ ст. склалися напрямки, звані «фізіологічної» і «еволюційної» екологією. В наші дні отримали розвиток «кількісна» екологія і математичне моделювання біосферних і екосистемних процесів.

Паралельно зі згаданими розвивалися географічне і геологічне напрямки екології, а саме ландшафтна екологія і динамічна геологія - система наук про взаємодію геосфер Землі і про вплив на них антропогенних чинників.

П'ятий період історії екології - це сучасна екологія. В останні два десятиліття змінився погляд на екологію як на суто біологічну науку. Вже з початку століття в екології, крім антропоцентрического (гр. Anthropos - людина) напрямки, що розглядає людську спільноту як окреме царство, що піднімається над царствами мінералів, рослин і тварин, з'явилося біоцентріческого напрямок. Представники останнього вважають людини продуктом еволюції біосфери; люди, як і інші ссавці, підпадають під дію законів природи, і їх розвиток йде паралельно з розвитком інших організмів. Тому зараз Homo sapiens (Людини розумної) з усією його різноманітною діяльністю включають в сферу інтересів науки екології.

Зростання суспільного інтересу до екологічних проблем вплинув на академічну екологію. До 1970р. на неї дивилися, головним чином, як на один з розділів біології. Хоча і зараз екологія сягає своїм корінням в біологію, вона вийшла за її рамки, переросла в нову інтегровану дисципліну, яка б пов'язала природні, технічні та суспільні науки. У деяких великих університетах розвинених країн введені міждисциплінарні кваліфікаційні ступеня з екології. Все більше визнання набувають погляди на екологію як науку не тільки про природні, але і створених людиною екосистемах.

Сучасна екологія не тільки вивчає закони функціонування природних і антропогенних екосистем, але і шукає оптимальні форми взаємини природи і людського співтовариства.

Ця точка зору стала домінантною в сучасному суспільстві, яке усвідомило небезпеку екологічної кризи, катастрофічних перетворень планетарної системи. Запобігти руйнуванню біосфери можна тільки на основі екологічних знань, які допомагають раціонально експлуатувати природні ресурси, управляти природними, аграрними, техногенними та соціальними системами відповідно до об'єктивними законами природи. «І немає сили на Землі, - писав В. І. Вернадський (1940), - яка могла б утримати людський Розум в його прагненні» [1]. Він вірив, що перебіг подій майбутнього може бути визначено волею і розумом людини, планета вступить в новий етап еволюції - ноосферу (гр. Noos - розум, sphaira - область) - еру, керовану людським розумом, що гарантує прогресивний розвиток на основі екологічно грамотного використання і примноження природних ресурсів. «Все людство, взяте разом, представляє незначну частку маси планети. Міць його пов'язана не з матерією, а з його мозком. В історії біосфери перед людством відкривається величезне майбутнє, якщо воно не буде вживати свій розум і працю на самознищення »(цит. За кн .:« В.І. Вернадський ». М., 1994).

Основне завдання сучасної екології - знайти шляхи збереження біосфери і управління природними, антропогенними системами і людським суспільством відповідно до законів природи, а не всупереч їм, знайти гармонію між економічними та екологічними інтересами людини.

висновок

На закінчення, можна ще раз відзначити основні періоди в історії становлення екології як самостійної науки.

Період древньої цивілізації, що охоплює кінець старого і початок нового літочислення, характеризується накопиченням емпіричних знань про природу.

Епоха Відродження - період з ХV по ХVIII століття, який характеризується прогресуючими спостереженнями натуралістів, осмислюванням накопичених емпіричних знань і вивченням впливу природних факторів на живі організми.

Поява науки екології в ХIX столітті - період, який був ознаменований еволюційним вченням Ч. Дарвіна про походження видів, що вказали на взаємозалежність і взаємовплив всіх форм живої і неживої природи. На фундаменті вчення про еволюцію живих організмів Е. Геккель звів будівлю нової науки - екології, що вивчає всі взаємозв'язки в природі. Ця наука стала швидко розвиватися зусиллями багатьох зарубіжних і російських вчених, що знаходили все нові і нові докази єдності мертвої і живої природи. Введено терміни біоценоз і біотоп. В рамках біології оформляються різні екологічні школи. Однак людина з його духовним світом як би відділений від рослинного, тваринного і мінерального царств. Уявлення про єдність живих організмів і умов середовища ще не стали панівною системою поглядів.

Початок ХХ століття - В. І. Вернадський вперше переконливо розкрив величезне зворотний вплив «живої речовини» на «відсталу» природу і формування «біокосних природних тіл». А.Тенслі ввів термін екосистема для позначення цілісних функціональних природних систем надорганізменного рівня. Він вказав на неможливість відділення організмів від навколишнього середовища. Розширюються комплексні дослідження екосистем. З'являються нові напрямки - аутекологія, сінекологія, популяційна екологія. В екології стверджується екосистемна концепція.

Друга половина ХХ століття характеризується стурбованістю світового співтовариства загрозою екологічної кризи, обумовленого нерозумної владою людини над природою. Стверджується біоцентріческого напрямок в екології. Усвідомлена роль людини як частини природи і залежність його від ресурсів планети і природних процесів. Людина теж стає предметом екології. Зростає інтерес до екології всіх верств суспільства. Розвиток науки і техніки дає в руки людей інструменти, що дозволяють вивчати екосистеми і біосферу в цілому. Розвивається системний аналіз як методологічна основа екології. Екологія вивчає не тільки сукупність взаємозв'язків в природних екосистемах, вона виходить за рамки біології, перетворюючись в інтегровану науку, що наводить мости між природними, технічними та громадськими дисциплінами, досліджує загальні закономірності, справедливі як для природи, так і для суспільства.

У табл.1 наведено календар подій, який ілюструє довгий шлях становлення екології як науки.

Таблиця 1

Календар становлення екології як науки (по К.М. Петрову, з доповненнями)

література

1. Л.І. Цвєткова, М.І. Алексєєв, Ф.В. Кармазін; Е.В. Неверова - Дзіопак, Б.П. Усанов, Л.І. Жукова. Екологія. Підручник для технічних вузів. Санкт - Петербург, 2001..

2. В.П. Максаковский. Географічна картина світу. Ч.2. - Ярославль: Верх.-Волж. кн. вид-во, 1995.

3. Н.Ф. Реймерс. Екологія (теорія, закони, правила, принципи і гіпотези) - М .: Росія Молода, 1994.

4. В.М. Хачатурян. Історія світових цивілізацій з найдавніших часів до початку ХХ століття. / Под ред. В.І. Уколова. - М .: Дрофа, 1997..

5. Н.І. Ніколайкін, Н.Є. Ніколайкіна, О.П. Мелехова. Екологія. Підручник для вузів. М .: Дрофа, 2003.

6. В.І. Коробкін, Л.В. Передельский. Екологія в питаннях і відповідях. Уч. посібник. Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.

7. А.А. Горєлов. Екологія. Уч. посібник. М .: Центр, 2002.

8. В.А.Сітаров, В.В.Пустовойтов. Соціальна екологія: Учеб. Посібник для студ. вищ. пед. навч. закладів. ¾ М .: Видавничий центр «Академія», 2000..