Классификация подразделений экологии

В соответствии с уровнями организации жизни экология подразделяется на аутэкологию, популяционную и синэкологию.

Аутэкология (от англ. out – вне) изучает взаимодействие отдельного организма со средой его обитания, исследует совокупность экологических факторов, действующих на определённый вид или представителей вида, ответные реакции организма. При этом организм как бы изолируется от других компонентов системы, рассматривается вне этой системы. Аутэкологию называют также факториальной экологией. Для эколога важны результаты аутэкологических исследований, которые позволяют выяснить место и роль изучаемого вида в экосистеме. Особенно важны те проявления жизнедеятельности данного вида, которые обусловливают главнейшие его связи с другими входящими в экосистему видами. Организм является начальной, основной единицей обмена веществ. Именно с организма и начинается цепочка взаимоотношений живой материи, её нельзя прервать ни на одном уровне.

Аутэкологические исследования характерны как для биологической экологии, так и экологии человека, где широко применяется физиолого-гигиенические нормирования факторов среды и изучаются воздействия на организм вредных веществ и опасных производственных факторов.

К аутэкологии тесно примыкает этология – наука о поведении животных.

Однако в реальной жизни ни один организм не существует вне связи с другими – себе подобными, т.е. особями того же вида. Большинство организмов (растений, животных) существуют в виде отдельных группировок(популяций или внутрипопуляционных групп), каждая из которых обладает качественно иными реакциями на окружающую среду, нежели одна особь.

Нельзя полагать, что популяция – просто сумма отдельных особей, а её свойство – лишь сложение свойств этих особей. У популяции в результате сложного взаимодействия входящих в неё организмов появляются только ей присущие свойства, которые совершенно не присущи отдельной особи(например, способность к размножению, а следовательно, к изменению численности и полового состава).

Раздел экологии, изучающий структурные и функциональные характеристики, динамику численности популяции, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения, выясняющий условия, при которых формируются популяции, называется популяционной экологией (демэкологией). С развитием популяционной экологии связано решение таких проблем, как механизмы регуляции численности организмов, оптимальная плотность и допустимые нормы изъятия из популяции используемых видов, например в случае промыслового лова; уничтожение популяций при борьбе с вредителями и т.д. Это направление весьма перспективно, т.к. решает целый ряд важнейших не только теоретических, но и практических задач.

Но такого подхода недостаточно. Невозможно понять биологические особенности того или иного вида, прогнозировать его динамику и поведение в изменяющейся среде и тем более управлять им в интересах человека, если не рассматривать его во взаимоотношениях с другими видами и компонентами окружающей среды. Поэтому ведущим разделом экологии следует считать синэкологию (от греч. син - вместе) или биоценологию, т.е. учение о сообществах растений, животных и микроорганизмов в их взаимодействии друг с другом и с неорганической средой обитания. Таким образом, предметом исследования биоценологии является биоценоз (от греч. биос – жизнь) – совокупность взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в одинаковых условиях среды. Биоценозы, как и популяции, - это надорганизменный уровень организации жизни, но более высокого порядка. Устойчивые взаимоотношения устанавливаются только между популяциями видов, входящих в состав данного биоценоза. Стабильный характер таких отношений представляет собой результат обоюдных адаптаций, выработанных в процессе длительного совместного существования вида в составе сообщества.

В настоящее время биоценология переросла в науку об экосистемах, которую применительно к биоценозам суши обычно называют биогеоценологией.

Кроме того, экология классифицируется по отношению к крупным группам организмов и средам обитания. Например, выделяют экологию животных, растений, микроорганизмов (рис 1.2).

Рис.1.2. Классификация подразделений экологии

Взаимодействие организмов и среды можно исследовать на уровне особи, группы, а также в водной среде, в почве, в атмосфере, космическом пространстве.

Для того чтобы более точно определить область компетенции экологии, рассмотрим спектр уровней организации живой материи:

Моле- Кле- Уровень Орга- Популя- Уровень Био-

куляр- точ- тканей и низмен- ционно- экосис- сфера

ный ный органов ный видовой тем

Основная область компетенции экологии – уровень экосистем, но она простирается и на последующий уровень, и на два предыдущих. Проанализируем каждый уровень отдельно.

Клеточный уровень. Клетка не только структурная и функциональная единица любого живого организма, но и единица развития его. На клеточном уровне сопрягаются такие важнейшие процессы, как передача информации и превращение веществ и энергии.

Организменный уровень. Элементарной единицей организменного уровня является отдельная особь. Она рассматривается в развитии (от момента зарождения до прекращения существования) как живая система. В организме возникают системы органов, которые специализируются для выполнения различных функций (пищеварения, дыхания и т.д.).

Популяционно-видовой уровень. Популяция как совокупность организмов одного и того же вида является уже надорганизменной структурой. Именно в этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования.

Уровень экосистем. Как уже было отмечено, основой экосистем являются биоценозы, благодаря совместному развитию которых возникают динамичные, довольно устойчивые сообщества.

Биосферный уровень. Поскольку биосфера есть совокупность всех биогеоценозов, охватывающая все явления жизни, она является высшим уровнем организации живой материи. На биосферном уровне происходят круговорот веществ и превращение энергии.

С учетом того, как человек ныне резко расширил среду своего обитания, осваивая и познавая не только околоземное, но и отдаленное космическое пространство, возникла специфическая область экологии - космическая антропоэкология.

Из всего вышеизложенного следуют и задачи экологии как самостоятельной научной дисциплины:

1. Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными воздействиями на природные системы в биосферу в целом.

2.Создание научной основы эксплуатации биологических ресурсов, прогноз изменений природы под влиянием деятельности человека и управления процессами, протекающими в биосфере, сохранение среды обитания человека.

3.Разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств борьбы с вредными видами.

4.Регуляция численности живых организмов.

5.Экологическая индикация при определении свойств тех или иных элементов ландшафта, в том числе индикация состояния и загрязнения природных сред.

Однако задачи экологии как учебной дисциплины в техническом вузе иные. Хотя в обязанности химика-технолога не входит изучение закономерностей организации жизни, в процессе своей профессиональной деятельности он неизбежно будет влиять на живые организмы и окружающую их среду. Следовательно, от того насколько он понимает законы природы,будет зависеть и то, насколько профессионально он сумеет свести к минимуму или исключить негативные последствия на том участке природопользования, который ему будет доверен.