Основы экологии - Людмила Ющенко

По мере развития зоологии и ботаники происходило накопление фактов экологического содержания, свидетельствующих, что к концу XVIII в. у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, изменений организмов в зависимости от окружающих условий, многообразия форм живого.

Второй этап развития науки связан с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями в природе. Подлинным основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта (1769–1859), опубликовавшего в 1807 г. работу «Идеи о географии растений», где на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Америке он показал значение климатических условий, особенно температурного фактора, для распределения растений. В сходных зональных и вертикально-поясных географических условиях у растений разных таксономических групп вырабатываются сходные «физиономические» формы, т. е. одинаковый внешний облик. По распределению и соотношению этих форм можно судить о специфике физико-географической среды.

Появились первые специальные работы, посвященные влиянию климатических факторов на распространение и биологию животных.

В 1832 г. О. Декандоль обосновал необходимость выделения особой научной дисциплины эпиррелогии, изучающей влияние на растения внешних условий и воздействие растений на окружающую среду или, говоря современным языком экологии, экологические факторы среды. Декандоль писал: «Растения не выбирают условия среды, они их выдерживают или умирают. Каждый вид, живущий в определенной местности, при известных условиях представляет как бы физиологический опыт, демонстрирующий нам способ воздействия теплоты, света, влажности и столь разнообразных модификаций этих факторов».

Число таких факторов по мере расширения и углубления исследований по экологии растений возрастало, а оценка значимости отдельных из них изменялась.

Русский ученый Э. А. Эверсман рассматривал организмы в тесном единстве с окружающей средой. В работе «Естественная история Оренбургского края» (1840) он четко делит факторы среды на абиотические и биотические, приводит примеры борьбы и конкуренции между организмами, между особями одного и разных видов.

Экологическое направление в зоологии лучше других было сформулировано русским ученым К. Ф. Рулье (1814–1858). Он считал необходимостью развитие особого направления в зоологии, посвященного всестороннему изучению и объяснению жизни животных, их сложных взаимоотношений с окружающим миром. Он подчеркивал, что в зоологии, наряду с классификацией отдельных органов, нужно производить «разбор явлений образа жизни». Здесь следует различать явления жизни особи, т. е. выбор и запасание пищи, выбор и постройка жилища и т. д., а также «явления жизни общей»: взаимоотношения родителей и потомства, законы количественного размножения животных и отношения их к растениям, почве, физиологическим условиям среды. Вместе с этим следует изучать периодические явления в жизни животных – линьку, спячку, сезонные перемещения и др. Следовательно, Рулье разработал широкую систему экологического исследования животных, оставил после себя ряд трудов типичного экологического содержания.

Научные работы Рулье оказали значительное влияние на направление и характер исследований его учеников и последователей Н. А. Северцова (1827–1885) и А. Н. Бекетова (1825–1902). Так, Северцов в книге «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гадов Воронежской губернии» впервые в России изложил глубокие экологические исследования животного мира отдельного региона.

Таким образом, ученые начала XIX в. анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотношения между организмами, явления приспособляемости и приспособленности.

Дальнейшее развитие науки экологии произошло на базе эволюционного учения Ч. Дарвина (1809–1882). Он по праву является одним из основоположников классической экологии. В книге «Происхождение видов» (1859) им показано, что «борьба за существование» в природе приводит к естественному отбору, т. е. является движущим фактором эволюции. Стало ясно, что взаимоотношения живых существ и связи их с неорганическими компонентами среды («борьба за существование») – большая самостоятельная область исследований.

Победа эволюционного учения в биологии открыла, таким образом, третий этап в истории экологии, для которого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от других наук.

Экология, родившись в недрах биогеографии, в конце XIX в., благодаря учению Дарвина, превратилась в науку об адаптациях организмов.

Во второй половине XIX в. главным в экологии являлось изучение образа жизни животных и растений, их адаптивности к климатическим условиям: температуре, световому режиму, влажности и т. д. В этой области был сделан ряд важных обобщений и исследований. Датский ботаник Е. Варминг в книге «Экологическая география растений» (1895) излагает основы экологии растений, четко формулирует ее задачи. Рассмотрев основные положения экологии отдельных растений и растительных сообществ, он создал стройную систему фитоэкологических взглядов.

А. Н. Бекетов в научной работе «География растений» (1896) впервые сформулировал понятие биологического комплекса как суммы внешних условий, установил связь особенностей анатомического и морфологического строения растений с их географическим распространением, указал на значение физиологических исследований в экологии. Им же были детально разработаны вопросы межвидовых и внутривидовых взаимоотношений организмов.

В конце 70-х гг. XIX в. параллельно с данными исследованиями возникло новое направление. Немецкий гидробиолог К. Мебиус в 1877 г. на основе изучения устричных банок Северного моря обосновал представление о биоценозе, как о глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды. Биоценозы, или природные сообщества, по Мебиусу, сформированы длительной историей приспособления видов друг к другу и к исходной экологической обстановке. Он утверждал, что всякое изменение какого-либо одного фактора биоценоза вызывает изменения в других факторах. Его работа «Устрицы и устричное хозяйство» положила начало биоценологическим исследованиям в природе.

Изучение сообществ в дальнейшем обогатилось методами учета количественных соотношений организмов.

Учение о растительных сообществах обособилось в отдельную область ботанической экологии. Значительная роль в этом принадлежит русским ученым С. И. Коржинскому и И. К. Пачоскому, назвавшим новую науку фитосоциологией, переименованную позднее в фитоценологию, а затем в геоботанику.

К этому же периоду относится деятельность знаменитого русского ученого В. В. Докучаева (1846–1903). В своем труде «Учение о зонах природы» он писал, что ранее изучались отдельные тела, явления и стихии – вода, земля, но не их соотношения, не та генетическая вековечная и всегда закономерная связь, какая существует между силами, телами и явлениями, между мертвой и живой природой, между растительными, животными и минеральными царствами, с одной стороны, и человеком, его бытом и даже духовным миром – с другой. Учение Докучаева о природных зонах имело исключительное значение для развития экологии. В целом его работы легли в основу геоботанических исследований, положили начало учению о ландшафтах, дали толчок широким исследованиям взаимоотношений растительности и почвы. Идея Докучаева о необходимости изучения закономерностей жизни природных комплексов получила дальнейшее развитие в учении В. Н. Сукачева о биогеоценозах.

К началу XX в. оформились основные экологические школы гидробиологов, фитоценологов, ботаников и зоологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки.

В 1910 г. на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе экология растений разделилась на экологию особей и экологию сообществ. По предложению швейцарского ботаника К. Шретера экология особей была названа аутэкологией (от греч. autos – сам и экология), а экология сообществ – синэкологией (от греч. syn – вместе). Такое же деление вскоре было принято и в зооэкологии.

Появились первые экологические сводки: руководство к изучению экологии животных Ч. Адамса (1913), книга В. Шелфорда о сообществах наземных животных (1913), С. А. Зернова по гидробиологии (1913) и др.

В 1913–1920 гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы. Экологию начали преподавать в университетах.

Авторитетнейший ученый России начала XX в., ботаник И. П. Бородин, выступая в 1910 г. на XII съезде русских естествоиспытателей и врачей с докладом «Об охране участков растительности, интересных с ботанико-географической точки зрения», страстно призывал своих коллег охранять природу и выполнять тем самым «наш нравственный долг», сравнивая это дело с охраной исторических памятников. Бородин особенно интересовался уникальными природными объектами. Любой памятник природы, неважно – большой или маленький, представляет собой, по его мнению, национальное сокровище. «Это такие же уники, как картины, например, Рафаэля – уничтожить их легко, но воссоздать нет возможности».