Глава 12. Организмы и окружающая среда

Экология - это наука о взаимоотношениях живых организмов друг с другом и с окружающей средой. Термин "экология" был впервые введен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г.; он образован из двух греческих слов: oikos, что значит дом или жилище, и logos - изучение или наука. Таким образом, буквально "экология" означает нечто вроде науки о земном "хозяйстве". Экология как наука основывается на холистическом подходе, при котором воссоздание общей картины важнее проработки частных деталей. И хотя различные частности нередко приходится анализировать порознь (см. гл. 13), в рамках такого подхода осуществляется синтез всей доступной информации для получения всеобъемлющей картины живых систем и их физического окружения.

Своими корнями экология уходит в "естественную историю"; как самостоятельная биологическая дисциплина она выделилась только с начала XX в. наряду с физиологией, генетикой и др. С середины пятидесятых годов ее значение и сферы приложения стали значительно расширяться, и современную экологию можно охарактеризовать как междисциплинарную область, развивающуюся на стыке физики, биологии и общественных наук. Взаимоотношения экологии с другими биологическими науками представлены на рис. 12.1, где показано, что живые организмы можно изучать на разных уровнях организации. Область экологии соответствует правой части приведенной схемы и охватывает организмы, популяции и сообщества. Экология рассматривает их как живой (биотический) компонент системы, называемой экосистемой; последняя включает также неживой (абиотический) компонент - физическую среду с ее веществом и энергией. Термины "популяция", "сообщество" и "экосистема" имеют в экологии точные определения, которые приводятся на рис. 12.1. Различные экосистемы вместе образуют биосферу, или экосферу, включающую все живые организмы и всю физическую среду, с которой они взаимодействуют. Таким образом, океан, поверхность суши и нижние слои атмосферы-все это входит в экосферу.

Рис. 12.1. Уровни организации от генов до экосистем. Определения: Популяция - это группа организмов одного вида, занимающая определенную территорию и обычно в той или иной степени изолированная от других сходных групп. Сообщество - это любая группа организмов различных видов, сосуществующих в одном и том же местообитании или на одной площади и взаимодействующих посредством трофических и пространственных взаимоотношений. Экосистема - это сообщество организмов с окружающей их физической средой, взаимодействующих между собой и образующих экологическую единицу

В экологических исследованиях по традиции выделяют два направления - аутэкологию и синэкологию. Аутэкология концентрирует свое внимание на взаимоотношениях между организмом или популяцией и окружающей средой, тогда как синэкология занимается сообществами и средой. Например, изучение отдельного экземпляра дуба или вида дуб черешчатый (Quercus robur) или рода дуб (Quercus) будет аутэкологическим исследованием, а изучение сообщества дубового леса - синэкологическим (разд. 13.4 и 13.5).

Как отмечает Саутвуд (1981) в обзоре, резюмирующем происходящие в экологии изменения, первая экологическая статья, опубликованная в журнале New Scientist (1956), была посвящена реинтродукции благородного оленя в Шотландию и представляла собой в основном аутэкологическое исследование. Однако позже акценты в экологической работе переместились на изучение экосистем (т.е. сообществ и окружающей среды) и даже экосферы (целой планеты). При этом существенный вклад в понимание закономерностей, действующих на этих уровнях организации, вносят и небиологические науки, особенно химия, физика, почвоведение и гидрология, а также различные социальные дисциплины.

Возрастающий авторитет экологии особенно в проблемах, связанных с воздействием человека на природу, виден из многочисленных примеров. Так, в США перед реализацией любого проекта по закону необходимо представить официальный доклад об ожидаемом воздействии на окружающую среду. В Великобритании многие местные планирующие органы нанимают эколога или консультируются с объединением натуралистов своего графства. Кроме того, возрастает участие экологов в правительственных комитетах, связанных с окружающей средой, таких, как постоянная Королевская комиссия по загрязнению среды (RCEP).