Экология как наука. История развития экологии.

Экология как наука. История развития экологии.

Экология – это наука о взаимосвязях и взаимоотношениях живых организмов между собой и с окружающей средой.

«… это познание экономики природы…»

(14 сентября 1866 год, немецкий биолог Эрнст Геккель)

• « Экология - это биология окружающей среды»

• Экология – одна из биологических наук, изучающая живые системы в их взаимодействии со средой обитания.
• Экология – комплексная наука, синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и взаимодействии ее и общества.
• Экология – особый научный подход к исследованию проблем взаимодействия организмов, биосистем и среды (экологический подход).
• Экология – совокупность научных и практических проблем взаимоотношений человека и природы (экологические проблемы).
• Экология – наука о взаимодействии трех систем: природы, человеческого общества, порожденной человеком техники (глобальная экология).

Предметом экологии являются отдельные особи, популяции, сообщества, экосистемы.

Задачи экологии

Экология

Метод – путь,

способ познания

Наблюде-

ние

Экспери-

мент

Моделиро-

вание

Описа-

ние

Измере-

ние

Линейка,

теодолит,

эхолот, сканер

Словари,

энциклопедии,

научные статьи

Компьютер.,

компьютерная

программа

Бинокль, лупа,

микроскоп,

космический

спутник

Батискаф,

аквариум,

лабораторное

оборудование

Теодолит

Батиска́ф — автономный (самоходный) подводный аппарат для океанографических и других исследований на больших глубинах.

Эхолот

Искусственная регуляция численности видов - вредителей сельского хозяйства

Изучение взаимоотношений организмов, популяций, видов между собой

Изучение закономерностей действия факторов неживой природы на организмы

Задачи современной экологии

Решение проблемы охраны природы

Создание эффективной агротехники выращивания сельскохозяйственных культур

Изучение проявлений борьбы за существование в популяциях

ЭРНСТ ГЕНРИХ ГЕККЕЛЬ (1834–1919)

Немецкий естествоиспытатель и философ. Изучал медицину и естествознание В 1857 получил диплом врача.

Геккель разработал теорию происхождения многоклеточных (так называемая теория гаструлы) (1866), сформулировал биогенетический закон, построил первое генеалогическое древо животного царства.

В 1866г. ввел термин «экология».

Первоначально экология не выделялась как отдельная дисциплина. Она была разделом биологии примерно до середины 19 века.

На стыке 19 – 20 вв. экологию выделили как самостоятельную науку.

Периоды развития экологии:

1. До 1866г.

Аристотель (384 до н.э.)

Древнегреческий философ и учёный. Ученик Платона. С 343 до н. э. — воспитатель Александра Македонского. В 335 до н. э. основал Ликей. Создал понятийный аппарат, который до сих пор пронизывает философский лексикон.

Его взгляды на физическую сторону мира было всецело принято называть схоластикой, сформировавшей мировоззренческую платформу этого учения.

Аристотель впервые классифицирует животных по образу жизни и способу питания.

Гиппократ ( около 460 до н.э. – около 370 года до н. э.)

Древнегреческий врач, «отец медицины», которая выделилась из философии в отдельную науку.

Гиппократ высказал идею о влиянии факторов среды на здоровье человека.

Карл Линней ( 1707 – 1778)

Шведский врач и натуралист, создатель единой системы растительного и животного мира. Заложил основы современной биноминальной номенклатуры. Автор наиболее удачной искусственной классификации растений и животных, ставшей базисом для научной классификации живых организмов. Описал около полутора тысяч новых видов растений и большое число видов животных.

К.Линней заложил основы научной систематики.

Жан Батист Ламарк (1744 — 1829)

Французский учёный-естествоиспытатель.

Ламарк стал первым биологом, который попытался создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира (Теория Ламарка).

Важным трудом Ламарка стала книга «Философия зоологии»

Автор наименований ряда ботанических таксонов. В ботанической (бинарной) номенклатуре эти названия дополняются сокращением «Lam.».

Показал влияние внешних условий на эволюцию растений и животных.

Томас Роберт Мальтус (1766 —1834)

Английский священник и учёный, демограф и экономист, автор теории, согласно которой неконтролируемый рост народонаселения должен привести к голоду на Земле.

Автор книги о народонаселении.

Юстус Ли́бих (1803 — 1873)

Немецкий учёный, внёс значительный вклад в развитие органической химии, один из основателей агрохимии и создателей системы химического образования.

В 1840 г сформулировал закон минимума.

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора , или Закон минимума Либиха

экологии организма фактор

Чарлз Ро́берт Да́рвин (1809 —1882)  

Английский натуралист и путешественник, наглядно продемонстрировал, что все живые организмы эволюционируют во времени от общих предков. Автор теории «Происхождение видов путем естественного отбора, или выживание благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Основной движущей силой эволюции назвал естественный отбор и неопределённую изменчивость. Идеи и открытия Дарвина - фундамент современной синтетической теории эволюции и основа биологии, т.к. обеспечивают логическое объяснение биоразнообразия.

Таким образом, Ч.Дарвин обосновал происхождение видов.

2. С 1866 по 1935 гг.

Карл Август Мёбиус (1825 —1908)

Немецкий зоолог, один из родоначальников экологии, первый директор Музея Естествознания в Берлине.

В 1863 году Мёбиус открывает первый в Германии морской аквариум в Гамбурге. Среди интересов Мёбиуса одно из главных мест занимали морские животные, проблемы экологии морей.

Мёбиус подробно описал взаимодействия различных организмов, обитающих на побережьях, и ввёл понятие «биоценоз» в 1877г., ставшее ключевым термином синэкологии.

В 1896г. Хетсен ввел понятие «волны жизни» для описания динамики численности популяций.

В 1911г. Шелфорд сформулировал закон толерантности .

Закон толерантности Шелфорда

— закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами , находящимися не только в минимуме , но и в максимуме.

Толерантность - способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды.

Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

Гео́ргий Никола́евич Высо́цкий (1865—1940) 

Русский почвовед, лесовод, геоботаник и географ.

Академик Академии наук УССР (1939).

Ввёл понятие «фитострома» как геосферы наибольшего средоточия растительности.

Впервые рассчитал баланс влаги под лесом и полем, исследовал влияние леса на среду обитания и причины безлесья степей.

Предложил классификацию растений по формам вегетативного размножения.

В 1915г. Г.Н. Высоцкий ввел термин «экотон» .

• Термин «Экотон» введен в научную литературу для определения переходных территорий (зон) между биомами (тундра — хвойные леса), а также для верхней границы леса в горах.
• Биом  — совокупность экосистем одной природно-климатической зоны (тундра, лесотундра, тропики, смешанные леса, степи, пустыни и т.д.).

Владимир Николаевич Сукачёв (1880 — 1967)

Российский, советский геоботаник, лесовод, географ, член-корреспондент (1920) и действительный член (1943) АН СССР, Герой Социалистического Труда (1965).

Ввёл в науку понятие «биогеоценоз» (1942).

В.Н. Сукачев разработал учение о растительных сообществах.

Биогеоцено́з

Никола́й Ива́нович Вави́лов (1887—1943)

Русский учёный-генетик, ботаник, селекционер.

Организатор и участник ботанико-агрономических экспедиций, охвативших все континенты (кроме Австралии и Антарктиды). Собрал крупнейшую в мире коллекцию семян культурных растений. Заложил основы государственных испытаний сортов полевых культур. Обосновал учение об иммунитете растений, открыл закон гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов. Разработал учение о виде.

Создал учение о мировых центрах происхождения культурных растений.

• Наиболее планомерно эту проблему разрабатывал в 1926—1939 гг. Н. И. Вавилов , стремившийся поставить генетику и селекцию на службу народного хозяйства СССР. На основании материалов о мировых растительных ресурсах (коллекция составляла около 250 000 образцов) , собранных большим коллективом советских ботаников (в т. ч. и им самим) в многочисленных экспедициях, он выделял 7 основных географических Центров происхождения культурных растений

• 1. Южноазиатский тропический центр (около 33% от общего числа видов культурных растений) . Родина риса, сахарного тростника, множества тропических и овощных культур. 2. Восточноазиатский центр (20% культурных растений) . Родина сои, различных видов проса, овощных и плодовых культур. 3. Юго-Западноазиатский центр (4% культурных растений) . Важнейшая область происхождения видов возделываемых в Европе культур — хлебных злаков, бобовых, плодовых культур и винограда. 4. Средиземноморский центр (примерно 11% видов культурных растений) . Родина маслины, рожкового дерева, множества кормовых и овощных культур. 5. Эфиопский центр (около 4% культурных растений) . Характеризуется рядом эндемичных видов и даже родов — хлебный злак тефф, масличное растение нуг, особый вид банана, кофейное дерево и др. Характерно наличие оригинальных культурных эндемичных видов и подвидов пшеницы и ячменя. 6. Центральноамериканский центр . Отсюда берут начало около 90 пищевых, технических и лекарств. видов растений, в том числе кукуруза, длинноволокнистые виды хлопчатника, ряд видов фасоли, тыквы, какао, многие виды плодовых. 7. Андийский центр . Родина многих видов клубненосных растений. Прежде всего культурных видов картофеля, аки, ульюко, анью, а также хинного дерева, кокаинового куста и др.

Альфред Джеймс Лотка (1880—1949)

Американский математик, физик, химик, статистик.

Получил известность за свою работу в области динамики популяций .

Лотка изучал процесс смены поколений, дал современное аналитическое выражение длины поколения, анализировал процесс демографического развития семьи. Ввёл интегральное уравнение воспроизводства населения. Исследовал экономические и демографические аспекты здравоохранения и эволюции продолжительности жизни, заложив основы экономической демографии.

Лотка заложил математические основы экологии.

Владимир Иванович Вернадский (1863—1945)  

выдающийся русский учёный XX века, естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель; создатель многих научных школ. В круг его интересов входили геология и кристаллография, минералогия и геохимия, организаторская деятельность в науке и общественная деятельность, радиогеология и биология, биогеохимия и философия.

В 1926г. - книга «Биосфера», в которой раскрыты основные принципы учения о биосфере.

Чарлз Сазерленд Элтон (1900-1991)

Началом современной биогеоценологии и отчасти популяционной экологии считается первая книга Элтона «Экология животных» (1927). Книга включала 3 раздела:

- популяционная экология;

- экологические пирамиды;

- трофические ниши.

Элтон описал структуру и распределение сообществ животных, колебания численности, дисперсию, экологические сукцессии и сформулировал важнейшие понятия: цепи и циклы питания, пирамида чисел и экологическая ниша.

Георгий Францевич ГАУЗЕ (1910 - 1986)

Российский микробиолог, один из основателей теоретической и экспериментальной экологии. Основные труды посвящены изучению антибиотиков и выяснению механизмов их действия.

На основании экспериментальных работ с простейшими и микроорганизмами сформулировал принцип конкурентного исключения , согласно которому два вида, занимающие одну экологическую нишу, не могут сосуществовать неограниченно долго

Артур Тенсли (1871 – 1955)

Английский ботаник.

Понятие "экосистема" введено

А. Тенсли в 1935г.

Он обозначил этим термином любую совокупность совместно обитающих организмов и окружающую их среду.

3. С 1936 – начало 70-х гг. 20 века –

период синэкологических исследований

(изучается взаимоотношение популяций

в экосистемах).

Для данного периода характерны положения:

• экология оформляется как фундаментальная теоретическая дисциплина;
• все в природе находится в равновесии;
• синэкологический подход;
• малый вес эволюционных факторов в развитии экосистем;
• стремление к классификации экосистем;
• основа экологии – системный подход.

1942г. - В.Н. Сукачев предложил термин «биогеоценоз».

В.И. Вернандский создал учение о ноосфере – сфере разума.

Бурдин Николай Владимирович 1948 г.р.

Н.В. Бурдиным созданы технологии гравитационного обогащения минерального сырья.

В 2006 году участвовал во Всероссийском конкурсе «Рациональное природопользование и охрана окружающей среды – стратегия устойчивого развития России в XXI веке».

В 1958г. Формозов и Бурдин предложили термин «природопользование».

Природопользование

Роберт Хардинг Уиттекер (1920 – 1980)

Видный американский учёный-эколог и фитоценолог, один из наиболее известных экологов в мире.

Занимался вопросами классификации и ординации растительных сообществ. Отстаивал позиции сторонников континуальности (бесконечности) растительного покрова, став одним из лидеров этого направления в США. Первым обосновал разделение организмов на пять царств — прокариоты, протисты, грибы, растения, животные.

Предложил концепцию экологического разнообразия.

4. Начало 70-х гг. 20в. –

середина 80-х гг. 20 в.

Антитезисы:

5. Середина 80-х гг.