Уровни организации жизни

Вероятно, лучше всего можно определить содержание современной экологии, исходя из концепции уровней организации, которые составляют своего рода «биологический спектр»

Сообщество, популяция, организм, орган, клетка и ген - главные уровни организации жизни. Взаимодействие с физической средой (энергией и веществом) на каждом уровне обусловливает существование определённых функциональных систем.

Под системой в данном случае мы подразумеваем «упорядочение взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое» (словарь Уэбстера).

Системы, содержащие живые компоненты (биологические системы или биосистемы), можно выделять на любом из уровней (рис. 1.2) или на любом промежуточном уровне, удобном или полезном для исследования.

Например, мы можем рассматривать не только системы генов, органов и т.д., но такие системы паразит-хозяин, что соответствует промежуточному уровню между популяцией и сообществом.

Экология изучает преимущественно те системы, которые расположены в правой части приведённого спектра, т.е. системы выше уровня организмов. Термин популяция (от латинского populus — народ), первоначально принявшийся для обозначения группы людей, в экологии приобрёл более широкое значение и относится к группе особей любого вида организмов. Точно также 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 её источника, и которая переизлучает в космическое пространство, поддерживается в состоянии устойчивого равновесия.

Синэкология и присущее ей отношение к совокупностям животных и растений как к неким биологическим единицам, сообществам, достигает наивысшего выражения в развиваемых ею представлениях о сообществе как о супер организме. Параллели между сообществом и организмом очевидны: и сообщество и организм состоят из отдельных субъединиц; в организме имеются сердце, лёгкое, печень и т.д., в сообществе зелёные растения, хищники и организмы-разрушители. Лесное сообщество развивается на расчищенной земле, проходя в процессе сукцессии через стадии поля и кустарников, прежде чем оно достигает зрелости, подобно тому, как организм проходит через ряд стадий развития и лишь после этого становится взрослым.

Понятие биогеоценоза было введено русским учёным В.Н. Сукачёвым в 1942 г. В своей работе "Идея развития в фитоценологии" он предложил новое понятие для обозначения материально-энергетической единицы биосферы (рис. 1.2) [3]: "Биогеоценоз - участок земной поверхности, где на известном протяжении биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы, гидросферы и педосферы остаются однородными и имеющими однородный характер взаимодействия между ними и поэтому в совокупности образующими единый, внутренне взаимосвязанный комплекс”.

Понятие биогеоценоза было введено русским учёным В.Н. Сукачёвым в 1942 г. В своей работе "Идея развития в фитоценологии" он предложил новое понятие для обозначения материально-энергетической единицы биосферы (рис. 1.3) [3]: "Биогеоценоз - участок земной поверхности, где на известном протяжении биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы, гидросферы и педосферы остаются однородными и имеющими однородный характер взаимодействия между ними и поэтому в совокупности образующими единый, внутренне

Рис. 1.2. Структура биогеоценоза

Понятие «экосистема» было подробно и детально описано в 1953 г. Ю. Одумом [2]. Концепция экосистемы согласуется с общей теорией систем: целое представляет собой нечто большее, чем сумма составляющих элементов, поскольку его главная характеристика - взаимодействие, протекающее между его различными элементами.

Абиот. факторы	Вещество -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Энергия
+
Биот. Факторы	Живые организмы
=
Экосистемы		Автотрофы
	Гетеротрофы:	макроконсументы
			микроконсументы

Рис. 1.3. Структура экосистемы

Результат применения экосистемного подхода позволил в 50-60-е гг. XX в. прийти к новому пониманию закономерностей функционирования экосистем:

1)была изучена эффективность накопления и ввода энергии в экосистему с помощью процесса фотосинтеза, эффективность преобразования материи при переходе от одного звена цепи к другому и переработка и восстановление питательных веществ в почвенном компоненте;

2) были проведены аналогии между функционированием экосистемы и обменом веществ в организме, которые позволили установить взаимосвязи между различными уровнями организации жизни;

3)изучение экосистемы в целом потребовало более сложных исследовательских средств, которые могли быть обеспечены лишь в результате развития вычислительной техники и обработки информации, что позволило создавать модели сложных систем.

Дальнейшее развитие экологии привело к появлению первых экологических законов, которые были сформулированы Б. Коммонером. Суть этих положений состоит в следующем [4].

1.В сё связано со всем. Это положение об экосистемах и биосфере.

2. За всё надо платить. Это всеобщий «закон» рационального природопользования. Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая, санаториями и лекарствами ~ за ухудшение здоровья человека.

3. Всё надо куда-то девать. Это положение о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об уменьшении их количества и о последующем захоронении этих отходов.

4. Природа знает лучше. Это самое важное положение природопользования, которое означает, что нельзя пытаться покорять природу, а нужно сотрудничать с ней, используя биологические механизмы для очистки стоков и повышения урожая культурных растений. При этом нельзя забывать о том, что сам человек является биологическим видом, частью природы, а не её властелином.