ЭКОЛОГИЯ
ЭКОЛОГИЯ (греческий oikos дом, место обитания + logos учение) — наука о закономерностях формирования и функционирования биологических систем и их взаимоотношениях с окружающей средой.
На становление экологии оказало влияние эволюционное учение Ч. Дарвина, показавшее необходимость целостного изучения естественной совокупности растительного и животного мира, непрерывно перестраивающихся в процессе приспособления к окружающей среде (см. Дарвинизм, Эволюционное учение).
Понятие «экология» введено немецким ученым Геккелем (E. Haeckel) в 1866 году, определившим ее как «…общую науку об отношениях организмов к окружающей среде…». Поэтому долгое время экологию рассматривали как науку, изучающую адаптацию организмов разных видов к условиям среды. В последние годы ее чаще определяют как науку о многовидовых сообществах — экосистемах или даже как науку об окружающей среде. Традиционное деление экологии на общую (изучение основных принципов организации и функционирования биологических систем) и частную (изучение конкретных групп живых организмов) отражает не столько проблематику экологии как науки, сколько различия в характере конкретных исследований.
Одно из наиболее ранних направлений экологии — ландшафтная экология — изучает приспособления организмов к разной географической среде, формирование биоценотических комплексов различных ландшафтных зон и их подразделений (см. Биогеоценоз, Биоценоз), биологической особенности этих комплексов, их влиянии на среду обитания. Многие проблемы ландшафтной экологии имеют практическое значение, так как климатическими и иными физико-географическими условиями определяются продуктивность отдельных видов, возможность акклиматизации полезных форм, условия формирования и устойчивость существования природных очагов заболеваний человека и животных (см. Акклиматизация, Окружающая среда, Природная очаговость).
Другое направление экологии изучает конкретные механизмы, с помощью которых осуществляется приспособление к изменяющимся условиям среды, необходимое для бесперебойного функционирования биологических систем разного уровня (см. Адаптация, Приспособление). Это направление называют функциональной, или физиологической, экологией, поскольку большинство адаптивных механизмов имеет физиологическую природу. В течение длительного времени функциональная экология охватывала лишь организменный уровень, однако постепенно сфера этого направления науки существенно расширилась, включив физиологические механизмы, действующие на популяционном и биоценотическом уровнях (см. Популяционная биология). Познание закономерностей адаптации организмов имеет существенное значение в животноводстве и растениеводстве, ветеринарии, охотоведении. Этот раздел экологии важен и для медицины, так как физиологические механизмы адаптации у человека и у высших животных в принципе одинаковы. Кроме того, знание естественных механизмов регуляции численности на популяционном и биоценотическом уровнях важно при разработке стратегии и тактики мероприятий по контролю за видами, имеющими значение в народном хозяйстве и медицине.
Широкое развитие получила количественная экология, изучающая динамику отдельных экологических систем, их продуктивность, а также моделирование различных экологических процессов. Моделирование структуры и динамики природных очагов заболеваний, а также динамики численности практически значимых видов, открывает возможность для организации мероприятий по профилактике и ликвидации очагов болезней, по защите урожая, повышению продуктивности охотничьих и рыбоводческих хозяйств и др.
В теоретическом плане важно направление эволюционной экологии, основной задачей которой является выявление экологических закономерностей эволюционного процесса, путей и форм становления видовых адаптаций, эволюции биогеоценозов, а также реконструкция экологических систем прошлого Земли (палеоэкология).
В поддержании жизни как устойчивого планетарного явления первостепенное значение имеет разнообразие форм живых организмов, различающихся набором потребляемых веществ и выделяемых в окружающую среду продуктов жизнедеятельности. Совокупность всех форм организмов, обеспечивающая непрерывный биогенный круговорот веществ в биосфере (см.), должна включать три крупные экологические категории организмов: продуцентов (синтезируют органические вещества из неорганических с использованием внешних источников энергии), консументов (потребляют готовое органическое вещество) и редуцентов (потребляют мертвые органические остатки, разлагая их до неорганических составляющих). В биогеоценозах, то есть природных сообществах, осуществляющих полный цикл биогенного круговорота, присутствуют все три экологические группы, представленные конкретными видами. Таким образом, биогеоценоз представляет собой систему взаимодействующих популяций ряда видов продуцентов, консументов и редуцентов (то есть биоценоз), функционирующую в определенной географической среде (биотоп).
Биологическая система, рассматриваемая в ее взаимоотношениях со средой, представляет собой экологическую систему в широком смысле этого слова. Соответственно и биогеоценоз — функциональное единство биоценоза (см.) и внешней по отношению к нему неорганической среды — является экологической системой, а понятие «экологическая система» (экосистема) обычно используется как синоним термина «биогеоценоз». Распространенная долгое время трактовка понятия «экосистема» как любого сообщества живых организмов (экосистема пруда, лужи, норы, пня и т. п.) неоправдана, поскольку такие сообщества несамостоятельны и не обеспечивают полного цикла биогенного круговорота.
Любая экологическая система характеризуется наличием специфической функции, упорядоченными взаимодействиями составляющих ее субсистем (то есть имеет структуру) и механизмами адаптации, обеспечивающими сохранение целостности системы на фоне постоянно меняющихся внешних условий. Ведущая функция биогеоценоза — поддержание биогенного круговорота, осуществляемая в результате взаимодействия составляющих биоценоз популяций (см. Популяция) разных видов живых организмов, организующихся в трофические цепи, которые отражают прямые пищевые связи. В этих связях различные виды подчинены правилу «экологических пирамид», согласно которому общее количество биомассы и энергии прогрессивно уменьшается при переходе от низших звеньев пищевых цепей (см.) к высшим. На основе пищевых связей в биоценозе формируются многообразные пространственные и функциональные взаимоотношения, в которых каждый вид занимает определенное положение, обозначаемое как экологическая ниша вида (см. Вид).
Многочисленность и экологическое разнообразие входящих в биоценоз видов, множественность форм взаимодействия между ними обусловливают устойчивость биогеоценотических систем и их способность адаптивно перестраиваться при смене условий среды.
Популяции отдельных видов выступают в составе биоценоза в качестве подсистем, главная функция которых заключается в обеспечении определенного звена в биогенном круговороте веществ и определяется видовыми свойствами метаболизма. В то же время популяция (см.) — это форма существования вида в конкретных условиях среды, и в этом качестве она выступает как самостоятельная биологическая система, функцией которой является сохранение и воспроизведение вида в данных условиях. Представляя собой совокупность свободно скрещивающихся особей (см. Особь), популяция обладает определенной генетической спецификой и выступает в качестве элементарной единицы эволюционного процесса (см. Эволюционное учение). Отдельный организм (особь) входит в состав популяции как структурнофункциональная подсистема, занимающая определенное положение в популяционных взаимосвязях и выполняющая соответствующие этому положению функции в общепопуляционных процессах. Одновременно отдельный организм представляет собой конкретную единицу обмена веществ, и в этой своей функции он выступает как самостоятельная биологическая система, находящаяся в тесных взаимосвязях с внешними условиями.
Иерархическая соподчиненность и тесная функциональная сопряженность биологических систем разных уровней организации обусловливает интегрированный характер проявлений жизни в биосфере Земли. Это определяет главную задачу экологии, которая состоит в изучении организменного, популяционного и биогеоценотического уровней организации экологических систем. При таком подходе традиционное деление экологии на аутэкологию (экология отдельных видов) и синэкологию (экология сообществ и биогеоценозов) отражает реальные пути исследований, определяемые чаще всего практическими запросами.
Биосфера в целом представляет собой сложную систему, включающую биологические и неорганические составляющие атмосферы, гидросферы и литосферы. Различные формы деятельности человека стали одним из наиболее значимых факторов, действующих в биосфере. Век научно-технической революции означает переход биосферы в новую форму, которую В. И. Вернадский назвал ноосферой — сферой ведущего значения человеческого разума. Изучение процессов на уровне ноосферы в целом не может ограничиваться только экосистемным подходом: оно должно включать все разделы естественных наук наряду с исследованием хозяйственно-экономических и общественно-политических аспектов.
В соответствии с возрастанием роли изучения взаимодействия человека с биосферой расширились масштабы исследований в области экологии. В частности, в СССР такие исследования ведутся во многих институтах АН СССР и союзных республик, в университетах и ведомственных научных и научно-практических учреждениях. Начиная с 1964 года в рамках Международной биологической программы проводится изучение продуктивности экологических систем в различных областях земного шара. Исследования последствий воздействия деятельности человека на биосферу объединены международной программой «Человек и биосфера».
Создана сеть биосферных заповедников, в которых ведутся стационарные исследования по экологическому мониторингу эталонных ландшафтных экосистем. На базе экологических знаний разработаны научные основы ряда аспектов охраны окружающей среды. Создано международное общество экологов (ИНТЭКОЛ), объединяющее усилия экологов многих стран. Большое внимание уделяется экологическому образованию. Так, в СССР курсы общей экологии и охраны среды включены в программы всех университетов, педвузов и ряда других учебных заведений.
Основными изданиями, в которых публикуются результаты исследований по экологии в СССР являются: «Журнал общей биологии», «Экология», «Ботанический журнал», «Зоологический журнал», «Океанология», «Биология моря» и др. За рубежом издаются: «Ecology» (США), «Journal of Animal Ecology» (Англия), «Ekolo-gia Polska» (Польша) и др.
Социально-философские проблемы экологии
Во второй половине 20 века превращение человечества в новую «биогенную силу» на планете особенно отчетливо выявило диалектический характер социально-экологических процессов. С одной стороны, условия НТР создают объективные предпосылки для все большего удовлетворения материальных и духовных потребностей человека, а с другой — происходит обострение противоречий между человеком и природой. Возникло и сформировалось понятие о глобальных проблемах, то есть проблемах, затрагивающих интересы всего человечества и требующих для своего разрешения международного сотрудничества. Среди глобальных проблем современности наряду с предотвращением мировой термоядерной катастрофы одно из важнейших мест занимает комплекс социально-экологических проблем, включающий рационализацию природопользования и охрану природы, предотвращение деградационных изменений биосферы, улучшение ее качественных характеристик.
Экология все в большей мере рассматривается не только как раздел биологии, но и как формирующаяся самостоятельная область знания, занимающаяся анализом самых различных аспектов взаимоотношений общества и природы, разработкой научной стратегии и путей решения возникающих социально-экологических проблем. Тенденция к экологизации знаний, то есть к проникновению экологических идей, представлений и концепций в структуру современных наук о природе и обществе, отражает фундаментальность характера социально-экологических процессов. Новый подход человека и общества к природе, учитывающий реальности современных социально-экологических процессов, базируется на диалектико-материалистических представлениях, взаимосвязи естествознания, техники и общественных наук, на подлинно научных принципах природопользования. Сформировалось даже новое направление в экологии — социальная экология, предметом изучения которой стали социальные механизмы взаимосвязи человеческого общества с окружающей средой.
В процессе строительства развитого социализма существует еще немало объективных и субъективных трудностей, касающихся, в частности, эффективности осуществления мероприятий по охране природы, рациональному природопользованию и восстановлению естественных ресурсов. Совершенствование развитого социализма означает все более полную реализацию преимуществ качественно нового общества, соединение на деле достижений социалистического строя и НТР, что создает предпосылки для конструктивного преодоления противоречий в рамках взаимоотношений общества и природы.
Однако эффективное предотвращение деградационных изменений биосферы требует выхода за пределы национальных, субрегиональных и региональных интересов. Для практического разрешения социальноэкологической проблемы необходима дальнейшая концентрация усилий в международном масштабе. Исторический опыт свидетельствует о том, что государства с различным общественным строем могут приходить к взаимоприемлемым договоренностям, касающимся всей системы проблем отношение общество — природа.
Библиогр.: Вернадский В. И. Биосфера, М., 1967; он же, Размышления натуралиста, М., 1977; Герасимов И. П. Методологические проблемы экологизации современной науки, Вопр. философии, № 11, с. 61, 1978; Дажо Р. Основы экологии, пер. с франц., М., 1975; Дрейер О. К., Лось Б. В. и Лось В. А. Экологические проблемы развивающихся стран, М., 1983; 3агладин В. В. и Фролов И. Т. Глобальные проблемы современности: научный и социальный аспекты, М., 1981; Казначеев В. П. Очерки теории и практики экологии человека, М., 1983; Лось В. А. Человек и природа, Социально-философские аспекты экологических проблем, М., 1978; Наумов Н. П. Экология животных. М., 1963; Новиков Г. А. Основы обшей экологии и охраны природы, Л., 1979; он же, Очерк истории экологии животных, Л., 1980; Одум Ю. Основы экологии, пер. с англ., М., 1975; Очерки по истории экологии, под ред. Г. А. Новикова и др., М., 1970; Работнов Т. А. Фитоценология, М., 1983; Рамад Ф. Основы прикладной экологии, пер. с франц., Л., 1981; Риклефс Р. Основы обшей экологии, пер. с англ., М., 1979; Фролов И. Перспективы человека, М., 1983;
Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции, М., 1980;
Шилов И. А. Эколого-физиологические основы популяционных отношений у животных, М., 1977; он же, Физиологическая экология животных, М., 1985.
И. А. Шилов; В. А. Лось (фил.)