Содержание

1. Предмет экологии. Методы и задачи..................................................... 3

2. История развития экологии..................................................................... 6

3. Общие закономерности действия на организмы................................ 13

Список литературы..................................................................................... 23

1. Предмет экологии. Методы и задачи

Экология (от греч. «ойкос» – дом, жилище и «логос» – учение) – наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Изначально экология развивалась как составная часть биологической науки, в тесной связи с другими естественными науками – химией, физикой, геологией, географией, почвоведением, математикой.

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения в экологии – экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, т.е. совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень).

Основной, традиционной, частью экологии как биологи ческой науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека как биологическое существо).

В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы: аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма (виды, особи) с окружающей его средой; популяционную экологию (демоэкологию), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов. Популяционную экологию рассматривают и как специальный раздел аутэкологии; синэкологию (биоценологию) – изучающую взаимоотношение популяций, сообществ и экосистем со средой.

Для всех этих направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей среде и задачи перед ними стоят преимущественно биологического свойства – изучить закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы и т.д.

В изложенном выше понимании общую экологию нередко называют биоэкологией, когда хотят подчеркнуть ее биоцентричность.

С точки зрения фактора времени экология дифференцируется на историческую и эволюционную. Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования, т.е. различают экологию животных, экологию растений и экологию микроорганизмов.

В последнее время роль и значение биосферы как объекта экологического анализа непрерывно возрастает. Особенно большое значение в современной экологии уделяется проблемам взаимодействия человека с окружающей природной средой. Выдвижение на первый план этих разделов в экологической науке связано с резким усилением взаимного отрицательного влияния человека и среды, возросшей ролью экономических, социальных и нравственных аспектов, в связи с резко негативными последствиями научно-технического прогресса.

Таким образом, современная экология не ограничивается только рамками биологической дисциплины, трактующей отношения главным образом животных и растений, она превращается в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность и многогранность этой проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привела к «экологизации» многих естественных, технических и гуманитарных наук.

Например, на стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие таких новых направлений, как инженерная экология, геоэкология, математическая экология, сельскохозяйственная экология, космическая экология и т.д.

Соответственно более широкое толкование получил и сам термин «экология», а экологический подход при изучении взаимодействия человеческого общества и природы был признан основополагающим.

Экологическими проблемами Земли как планеты занимается интенсивно развивающаяся глобальная экология, основным объектом изучения которой является биосфера как глобальная экосистема. В настоящее время появились и такие специальные дисциплины, как социальная экология, изучающая взаимоотношения в системе «человеческое общество – природа», и ее часть – экология человека (антропоэкология), в которой рассматривается взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающим миром.

Современная экология тесно связана с политикой, экономикой, правом (включая международное право), психологией и педагогикой, так как только в союзе с ними возможно преодолеть технократическую парадигму мышления, свойственную XX в., и выработать новый тип экологического сознания, коренным образом меняющий поведение людей по отношению к природе.

С научно-практической точки зрения вполне обосновано деление экологии на теоретическую и прикладную.

Теоретическая экология вскрывает общие закономерности организации жизни. Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу прикладной экологии составляет система общеэкологических законов, правил и принципов.

Исходя из приведенных выше понятий и направлений следует, что задачи экологии весьма многообразны. В общетеоретическом плане к ним относятся: разработка общей теории устойчивости экологических систем; изучение экологических механизмов адаптации к среде; исследование регуляции численности популяций; изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания; исследование продукционных процессов; исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости; моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие: прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека; улучшение качества окружающей природной среды; сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов; оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Таким образом, экология становится одной из важнейших наук будущего и, «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса».

2. История развития экологии

Человек, в отличие от всех других обитателей Земли, в процессе деятельности способен ставить пере собой определенные задачи. И, являясь биологически единым целым, человечество выступает как мощный фактор в геологическом процессе. Длительность антропогенного воздействия на природу оценивается миллионами лет, причем исторический процесс человеческих обществ охватывает в нем несколько сотен тысячелетий.

Основные этапы исторического развития взаимоотношений человека с природой.

Первобытные стада древнейших обезьяноподобных людей, судя по данным археологии, занимались собирательством, лишь иногда добывая крупных животных. Бугорчатый тип зубов питекантропов указывает на использование ими смешанной растительно-животной пищи. Небольшая концентрация в природе высокопитательных кормов препятствовала скоплению питающихся ими животных. Поэтому стада древнейших обезьянолюдей были малочисленные и вели кочевой образ жизни.

Сообразно этому их воздействие на природу не могло быть значительнее, чем у других зверей.

Геологическое значение человечества впервые проявилось по-видимому, около миллионов лет назад, когда древнейшие представители этого рода научились пользоваться огнем (приобрели навыки сохранения и использования огня) и стали делать первые орудия труда. Этим человек положил начало своему преимуществу перед животными. Овладение огнем было связано с переходом от первобытно-стадной жизни к хотя и примитивной, но организации человеческого общества. Возникли поселения, а с ними и специализация функций отдельных членов первобытной общины. Все это привело к возникновению первых зачатков антропогенных изменений природы в окрестностях крупных долговременных поселений (сжигание в костре растительности, истребление определенных видов животных и так далее). С появлением неандертальцев, умевших изготовлять разнообразные каменные орудия и добывать огонь, связывается быстрое сокращение численности многих видов животных (мамонта, шерстистого носорога, пещерного медведя, ряда видов быков и оленей), на которых они охотились. Человек тысячелетиями уничтожал их в большем количестве, чем их рождалось.

Период развития первобытнообщинного строя. Сокращение численности крупных животных повысило интерес первобытных охотников к мелким и средним. А поскольку добывать небольших животных для обеспечения потребностей целой общины приходилось в большом количестве, внимание охотников переместилось с отдельных особей крупных видов на популяции мелких. С этим связано появление в конце палеолита охотничьих снастей (крючка для ловли рыбы, лука и стрел, ловушек и капканов). У людей неолита возникает система охоты, основанная на знании экологии животных. Выработанные на практике представления о рациональных принципах использования природных ресурсов, отчего полностью зависело процветание первобытной общины, закрепилось культом и даже дошли до наших дней (почитание кедра у алтайцев; почти все "священные" урочища манси, ненцев и хантов - место размножения важнейших промысловых животных. Такие "священные" заповедные угодья, основанные людьми первобытного общества, известные во всех частях Земли.) Люди первобытно-общинного строя заботились о воспроизводстве не только животных, но и любых других ресурсов природы, в частности полезной растительности. Хищническое отношение к природе у многих народов каралось смертью. Существеннейшим, с точки зрения усиления воздействия человека на природу, явилось приручение стадных животных и выведение культурных растений. Считается, что на ближнем Востоке одомашнивание овцы произошло 11 тыс. лет назад; в это же время в Северной Америке уже была одомашнена собака; 10 тыс. лет назад люди уже выращивали первые зерновые культуры (пшеницу, ячмень). Однако сам процесс одомашнивания животных и окультуривания растений начался в значительно более древние времена. Медленно и трудно накапливавшиеся знания и опыт нередко полностью утрачивались с гибелью рода, становились ненужными и предавались забвению при перемене общиной места жительства и пр.

В ходе процесса приручения и одомашнивания животных, окультуривания растений человек более 10 тысяч лет назад начал изменять окружающий его живой мир, создавая для себя новую, не бывшую никогда на планете окружающую среду. Сознательным творчеством человек избавил себя от голода и таким образом получил возможность к резкому увеличению своей численности и заселению всей суши.

Зародившееся в первобытных общинах направленное использование природы (земледелие и скотоводство) успешнее всего развивалось в зоне смешанных лесов и лесостепей (богатые почвы, оптимальная влажность, продолжительный вегетативный период), в степях (кочевое скотоводство), а также на замачиваемых в половодье землях долин крупных рек. Особенностью наиболее распространенных форм первобытнообщинного хозяйства было повсеместное использование огня. Урожаи на выжженных землях - обычно, это были участки уничтоженного огнем леса - достигали огромной величины, но через 2-3 года резко падали. Использование подсечно-огневой системы земледелия очень сильно изменило среду: нарушалась структура почвы, возникала эррозия, мелели реки, менялся видовой состав животных и растений. Но в условиях избытка земельных угодий она имела положительное значение для человека, по-видимому, поэтому законы племен запрещали долго оставаться на одном месте.

Развивающееся как подспорье к земледелию скотоводство сопровождалось вытеснением редких животных. Концентрируясь у поселений человека, домашние животные нарушали почвенный покров, загрязняли продуктами своей жизнедеятельности окружающую человека среду. Однако в целом во времена первобытнообщинного строя сохранялось замкнутость в пользовании природными ресурсами. Достижение определенного равновесия в темпах использования продуктов Земли и естественного возобновления потребляемых ресурсов и обеспечивало как стабильность взаимоотношений первобытных людей с природой и исключительную устойчивость самого родового общества.

Период рабовладельческого общества. Разделение труда и развитие техники повысили производительность и суммарный выход продукции (следовательно, и силу воздействия на природу), а незаинтересованность рабов в результатах своего труда и в сохранении условий, обеспечивающих его производительность, привела к определенной деградации в принципах использования природных ресурсов.

Грабительские войны приводили к экономически нецелесообразным перемещениям населения слабых государств, что вело к разрушению сложившихся культурно-хозяйственных ценностей и традиций. Именно рабовладельческие цивилизации превратили обширные пространства Земли в пустыни. Последствия этого процесса неизгладимы до сих пор. Например, в Греции в настоящее время сохранилось только 2% первоначального слоя почвы и только 20% земель, относимых к культурным, пригодны к возделыванию. В странах Востока, где развитие рабовладельческих отношений не было столь выражено, экономический упадок был менее резок, в отношение к природе было более рациональное. Первые дошедшие до нас законы об охране природы (лесов) были изданы в Древнем Вавилоне царем Хамурапи в XVIII в. до н.э. Инки запрещали под страхом смертной казни появляться посторонним на Гуановых островах (Южная Америка) во время гнездования там бакланов и олушей, так как применение гуано обеспечивало высокое плодородие засушливых западных склонов Анд. В III в. до н.э. индийский император Ашока издал большое количество опиравшихся на религию законов об охране природы. Задолго до нашего летоисчисления в Китае отдельными привилегиями княжества были учреждены несколько заповедников.

Период феодализма. В системе ведения хозяйства большинство методов, применявшихся при общинном строе, было унаследовано феодальным крестьянам (в почву возвращали все то, что брали у нее). Однако разделение людей на подчиненных производителей и господствующих потребителей исключало разумное использование территории, не являвшейся собственностью крестьян. В то же время для феодального общества характерны частные мероприятия по охране природы - наделов земли, которые находились в личной собственности и которые феодал стремился не только сохранить для себя, но и передать наследнику. Охота была той областью, где феодал наиболее тесно соприкасался с природой, поэтому сохранению охотничьих угодий и дичи уделялось особое внимание. В середине XVI в. было создано немало заповедников. Однако большинство из них представляли собой своеобразные закрытые охотничьи хозяйства, служивших резервными источниками местного продовольствия. Тем не менее заповедники обусловили сохранение до наших дней европейского зубра, благородного оленя, лани, серны и др. Таким образом, охрана природы диктовалась исключительно хозяйственными интересами феодального государства, а главным назначением регламентаций по использованию природных ресурсов была защита феодальной собственности. Тружящиеся слои населения полностью лишались возможности охоты, рыбной ловли, сбора в лесу хвороста и так далее.

Период капитализма. Возросшие технические возможности воздействия на природу обусловили самую хищническую эксплуатацию природных ресурсов, которую когда-либо знало человечество. Безудержная эксплуатация только объектов максимально прибыльных препятствует рациональному использованию ресурсов природы, предопределяет конъюнктурный подход к использованию ее богатств. Например, в на чале XX в. Бразилия была основным экспортера каучука в мире. В 20-х годах оказалось более выгодно добывать каучук в Юго-Восточной Азии. Бразильские плантации забросили. Во время второй мировой войны, когда японские милитаристы захватили азиатсике каучуковые каучконосы, монополии США вновь начали добывать каучук в Бразилии. После войны эти разработки были заброшены. Не случайно поэтому в последние десятилетия отдельные руководители и прогрессивные организации ряда капиталистических стран стали усматривать в охране природы залог поддержания высокого уровня национальной экономики и международного престижа страны. Поэтому в капиталистических странах сейчас серьезное внимание уделяется природоохранному просвещению, совершенствуется законодательство по охране природы, создаются заповедники и национальные парки.

Современное положение. Сейчас, в середине 90-х годов возникли новые проблемы. Численность населения Земли по сравнению с 1965 годом почти удвоилась. Если в 1960- и 1970-е годы проявлялись только лишь нечеткие прогнозы относительно кислотных дождей, разрушения озонового слоя и потепления климата, связанного с выбросом в атмосферу углекислого газа при горении, то сейчас для всех очевидно: почва, вода и многие другие жизненно необходимые нам ресурсы приблизились к пределу из возможного использования.

В то же время природоохранное движение 1990-х годов может привести к быстрым и глубоким переменам, так как подготовительная работа уже проделана. Через 30-50 лет оно способно сделать неустойчивое сейчас развитие цивилизации устойчивым.

Экология - это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их неорганической природой, о связях и надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем.

Экология как наука сформировалась лишь в середине прошлого столетия, после того, как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле, об особенностях их образа жизни. Возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и взаимоотношения их со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые заслуживают специального и тщательного изучения.

Термин "экология" ввел известный немецкий зоолог Э.Геккель, который в своих трудах "Всеобщая морфология организмов" (1866) и "Естественная история миротворения" (1868) впервые попытался дать определение сущности новой науки. Слово "экология" происходит от греческого oikos, что означает "жилище", "местопребывание", "убежище". Э.Геккель определили экологию как "общую науку об отношениях организмов к окружающей среде, куда мы относим в широком смысле все условия существования. Они частично органической, частично неорганической природы; но как те, так и другие... имеют весьма большое значение для форм организмов, так как они принуждают приспосабливаться к себе. По Э.Геккелю, экология представляет науку о "домашнем быте" живых организмов, она призвана исследовать "все те запутанные взаимоотношения, которые Дарвин условно обозначил, как борьбу за существование".

Среди других названий этого нового направления в XIX в. часто употреблялось "экономия природы". Этот термин подчеркивал проблему естественного баланса, "равновесия видов", которая и сейчас является одним из важнейших вопросов экологии.

Как и большинство наук, экология имеет длительную предисторию. Ее обособление представляет собой естественный этап роста научных знаний о природе. Выделившись в системе других естественных наук, экология и сейчас продолжает развиваться, обогащая свое содержание и расширяя задачи. Современная экология является теоретической основой рационального природопользования, ей принадлежит ведущая роль в разработке стратегии взаимоотношений природы и человеческого общества. Экологическое мышление становится необходимым для решения самых насущных, прикладных задач нашей жизни.

3. Общие закономерности действия на организмы

Все живые организмы подвергаются воздействию самых разнообразных абиотических, биотических и антропогенно-техногенных факторов. Любое условие окружающей среды, оказывающее прямое влияние на живые организмы во времени и в пространстве называется экологическим фактором. Существование и развитие любого организма и их сообществ зависит от комплекса экологических факторов. Экологические факторы воздействуют на живые организмы различно. Любое условие окружающей среды, приближающееся к пределу толерантности или превышающее его, называется лимитирующим фактором. Например, при несоответствии климатических и физико-химических условий некоторые виды организмов погибают или исчезают с данной территории и т.д. Лимитирующим фактором может быть любое жизненно важное явление или вещество, доступное количество, которого наиболее близко к необходимому минимуму. Это явление называется "Закон минимума Либиха".

Экологические факторы воздействуют на живые организмы различно:

Устраняя некоторые виды с территории (климатические и физико - химические особенности которых им не подходят) и , следовательно изменяя их географическое распространение.

Изменяя плодовитость и смертность разных видов путем воздействия на развитие каждого из них и вызывая миграции, т.е. влияя на плотность популяций.

Способствуя появлению адаптивных модификаций: количественных изменений обмена веществ и таких качественных изменений, как диапауза, зимняя и летняя спячки, фотопериодические реакции и т.д.

Таким образом, экологическими факторами называют условия среды существования и развития жизни. Они делятся на комплексы -климатические, эдафические , орографические.

Современное деление естественных наук лучше отражает деление условий жизни. Взяв это деление за основу классификации факторов существования и развития жизни, можно принять следующий вариант деления факторов внешней и внутренней среды:

Классификация факторов существования и развития жизни

Общие (или всеобщие)	Время	Продолжительность, последовательность Синхронность, асинхронность и т.д.
Пространство	Протяженность, площадь, объем, размещение по осям
Движение и т.д.	Пространственная изоляция
Неорганические или абиотические факторы	Физические	Сила тяжести и инерции. Механика и механическое движение. Физика тел, физика жидкостей (вода). Физика газов (воздуха), температура. Лучистая энергия, видимая и невидимая (свет), магнитное поле, электричество. Ионизирующая радиация (фон), звук.
Химические	Химические элементы (C, O,N,P и др.). химические реакции (эндо- и экзотермические). Минеральные катализаторы. Окиси, щелочи, кислоты, соли, амфотерные соединения и др. минеральные вещества. Полимеры и неорганические вещества.
Физико- химические	Законы термодинамики. Химическое равновесие и скорость реакции. Растворы (электролитов и неэлектролитов). Диффузия и осмос (различные перепонки). Явление адсорбции и вообще поверхностные явления.

Биотические факторы	Биофизические	Биологический потенциал. Электропроводность биологических объектов.
Биохимические	Восстановительный и окислительный потенциал и связанные с ним ассимиляция и диссимиляция. Ферменты и органические каталитические реакции. Образование простейших органических оснований кислот, солей и т.д. Реакция полимеризации и гидролиза. Фосфолирование и другие способы активирования органических веществ.
Морфо- физиологические	Онтогенетические: физиологические, анатомо-морфологические (эмбриональные и постэмбриональные). Коррелятивные. Адаптивные и т.д. Филогенетические: исторические и современные особенности разновидностей, расы, вида, рода, семейства класса и других систематических единиц.
Ценотические	Внутривидовые: обусловленные способами размножения (половым, вегетативным, бесполовым), обусловленные колониями, стадность, популяцией, и т.д. Межвидовые: фитоцеотические, зооценотические, биоценотические (макро- и микробиологические). Филогенетические (исторические).
Антропогенные факторы	Стихийная и сознательная селекция	Растениеводство: полеводство, овощеводство, садоводство, цветоводство и т.д. Зоотехники: молочного животноводства, коневодства, птицеводства и т.д
Действие промыслов	Охотничьего, рыбного и т.д.
.Действие труда	На человека и другие организмы

Приведенная классификация факторов существования и развития жизни более полна и более универсальна, поэтому служит не только ботаникам или агрономам, а всем экологам и другим специалистам.

Она охватывает внешние и внутренние условия жизни и может быть применена при разборе любого естественного и искусственного экологического и физиологического комплекса (почвы, атмосферы, водоема), любого организма и любого ценоза. Более детальное деление факторов жизни лучше соответствует применению точных экспериментальных методов в биологии и позволяет исследовать на всех уровнях её развития: на уровне молекул, клетки, организма, вида (и любой другой систематической единицы), ценоза и т.д.

Многие химические, физические и биологические факторы являются и внешними и внутренними. Например: температура, влага ,воздух и большое число других факторов. Далее, каждое следствие или свойство является причиной по отношению к другим внешним и внутренним свойствам. Поэтому только в каждом конкретном случае можно и надо строго различать с каким действием фактора мы имеем дело, с внешним или внутренним, и также строго различать, где и в каких связях один и тот же фактор (условия жизни) служит причиной, а в каких следствием.

Без этого нельзя осуществить правильно ни одно биологическое исследование и эксперимент, и отразить такое деление в классификации невозможно.

Факторы образуют бесконечно сложный комплекс.

В природе всегда существует комплексный характер действия факторов, но комплексность не исключает специфики каждого отдельного фактора. Это хорошо доказывают экотипы растений, выделенные по степени увлажнения среды, по свету, температуре и др. экологическим факторам. Тоже следует сказать и о формировании других адаптивных и неадаптивных признаков организма.

Каждый компонент жизненных условий придает комплексу специфику. Если эта специфика достаточно сильна и существенна (живой организм весьма чувствительный "аппарат"), то через обмен веществ и отбор она может стать формирующим, ведущим фактором того или другого признака или свойства организма. Это одинаково относится к внешним и внутренним условиям жизни. Ведущая роль отдельных факторов проявляется с одинаковой силой у животных и у растений. Ведущий фактор действует на организм через отбор и непосредственно на обмен веществ обоими или только одним путем. В последнем случае фактор отбора и фактор, действующий на обмен веществ, разные.

При формировании каждого признака и свойства организма в сложном комплексе жизненных условий всегда ведущую роль играет несколько факторов, придающих жизненным условиям определенную особенность. В процессе развития организмов и их отбора лучше выживают экземпляры , изменяющиеся в сторону приспособления к жизненным условиям. Приспособление может выражаться в использовании нового фактора, если он оказывает положительное действие на организм, или в нейтрализации и выработке против него защитных средств. Фактор действует на организм нейтрализацией и выработке против него защитных средств, если фактор действует на организм отрицательно, неприспособленные в критический момент гибнут (элименируются), не дав потомства или сократив потомство (образование недостаточной численности особей, необходимой для сохранения вида, разновидности и формы ). Процесс отбора организмов, приспособленных к действующим факторам, длится много миллионов лет. На земле давно почти не осталось природных факторов, на которые живые организмы не могли бы реагировать направленно, если действующий фактор не уничтожает особи и не нарушает ее способность к нормальному размножению. Направленная изменчивость организмов - результат естественного отбора. Этого не знал Дарвин, считавший, что признание наследственных изменений есть отступление от научного объяснения эволюции, от учения о ведущей роли естественного и искусственного отбора. Между тем и приспособительная изменчивость не исключает возникновения вариаций, постоянно дающих через размножение организмов огромный материал для отбора. Таким образом роль отбора не уменьшается, а увеличивается, т.к. отбору принадлежит не только выбор лучше приспособленных организмов , но и создание самого свойства направленной изменчивмости.

Направленная изменчивость - естественное свойство организмов.

Приспособительные изменения наследственно закрепляются и усиливаются, если ведущий фактор их жизненных условий вид - в последующих поколениях сохраняется, и наоборот, быстро ослабевает или не наследуется, если действующий фактор носит разовый или мало повторяющийся в поколениях характер. Наследственная устойчивость организмов и ненаследование приспособительных к ним изменений есть свойство организмов, созданное естественным отбором.

Таким образом, в основе формирования каждого признака и свойства организмов существовал или существует один или несколько ведущих факторов, действующих через многосложный комплекс жизненных условий.

Различают общие и частные законы. В развитии живой материи общие законы и категории имеют не меньшее значение чем частные. Поэтому из всеобщих свойств материи включается в эту классификацию только время и пространство. Время и пространство не существуют в отрыве от частных факторов неживой и живой материи. Как всеобщая форма существования материи они соединяют и разделяют перечисленные частные законы и отдельные факторы жизни.

Это свойство совмещать (соединять) и разделять имеет весьма существенное значение в природе, и используется в практике управления жизнью. Все условия жизни распределяются во времени и пространстве. Соответственно этому распределению формируются и размещаются живые существа. В силу изменчивости условий и их размещения это соответствие (совмещение и разделение) не может быть постоянным и абсолютным, обычно в какой то мере оно относительно. Отклонение от соответствия ведет к движения, к изменчивости жизни, отбору и т.д. Таким путем, время и пространство через частные законы и факторы оказываются ведущими в формировании продолжительности жизненных явлений, их синхронности, последовательности, протяженности, симметрии или асимметрии, географического размещения и многих других явлений жизни.

Без учета факторов пространства и времени, равно как без учета количества и качества, противоречий как источника движений и других общих законов форм существования материи невозможно правильное, глубокое познание жизни, без глубоких знаний трудно овладевать методами управления жизнью.

Из огромного числа частных условий жизни возьмем, например, только гравитационное поле или силу тяжести, как один из многих факторов изменчивости и отбора растительных организмов.

Путем отбора создавались растения с жестким стеблем, удерживающим тяжесть кроны, отсюда сильное утолщение и одревеснение клеточных оболочек, формирование склеренхимы и древесины, своеобразное строение органов, направленное на преодоление тяжести, мелкие и необычайно легкие семена у анемохорных растений с преимущественным запасом жира, а не углеводов, с меньшей калорийностью, приходящейся на единицу веса и т.д.

В многочисленных разделах биологии накапливается масса научных данных о бесконечном многообразии проявления жизни. Необходима тщательная естественная классификация этих данных и постоянное уточнение общебиологических закономерностей.

Таким образом, экологическим фактором называют любой элемент окружающей среды, оказывающий влияние на развитие живых организмов.

Экологические факторы воздействуют на живые организмы различно. Каждый фактор имеет лишь определенные пределы положительного влияния на организмы. Избыточное или недостаточное действие экологического фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей. Благоприятное воздействие экологического фактора называется зоной оптимума. Отклонение от оптимума называется зоной пессимума. За пределами максимального или минимального воздействия экологического фактора существуют критические точки экологического фактора, т.е. в пределах которых наступает смерть.

Пределы выносливости организмами между критическими точками называют экологической валентностью живых организмов по отношению к данному экологическому фактору.

Разные виды организмов сильно отличаются друг от друга, как по отношению оптимума и пессимума, так и по экологической валентности. Например, северные песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха от +30° до -55°С, тогда как теплоходные рачки выдерживают изменение температуры воды от +23⁰ до 29°С.

Впервые в 1840 г. немецкий ученый Ю. Либих показал, что выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Он изучил влияние разнообразных экологических факторов на рост растений и установил, что рост растений зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве. Либих выявил, что для обеспечения нормального роста организма необходимо известное число химических элементов. Одни из них находятся в среде в больших количествах, другие в малых, а третьи даже в виде следов. При этом одни элементы не могут быть заменены другими.

Таким образом, рост организма задерживается или ограничивается нехваткой единственного элемента, количество которого было ниже необходимого минимума. Выявление ограничивающих факторов экологической среды очень важно в народном хозяйстве, особенно в сельском хозяйстве. Эта концепция известна как "Закон минимума" Либиха. Химический фактор имеет огромное значение в аутоэкологии . Согласно этому закону рост растений ограничивается химическим элементом, концентрация которого лежит в минимуме. Например, избыточное или недостаточное содержание одного из химических элементов в питательной среде является лимитирующим фактором.

Следовательно, организмы характеризуются экологическим минимумом и максимумом. Диапазон между этими двумя величинами составляет пределы выносливости организма или этот предел, называется пределом толерантности. Представление о лимитирующем факторе максимума ввел В. Шелфорд (1913 г.) и называется "Закон толерантности Шелфорда".

Таким образом, для развития и жизни организмов необходимо наличие определенной совокупности условий. Если только одно условие существования будет недостаточным или избыточным, то это условие будет лимитирующим или ограничивающим фактором.

У каждого живого организма в отношении к различным экологическим факторам существуют пределы выносливости, между которыми располагается его экологический оптимум.

Организмы, имеющие узкую экологическую валентность называются стенобионтами, а организмы, имеющие широкую экологическую валентность называются - эврибионтами.

Таким образом, организмы могут иметь широкий диапазон толерантности т.е. выносливости в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого фактора.

Организмы с широким диапазоном толерантности или выносливости ко всем факторам обычно широко распространены и наоборот с узким диапазоном менее распространены. Например, некоторые птицы имеют узкий ареал распространения, а другие широко распространены.

В зависимости от экологических факторов организмы делятся: стенотермный - эвритермный (по отношению к температуре), стеногидрический - эвригидрический (по отношению к воде), стеногалимный - эвригалнмный (по отношению к солености), стенофагный - эврифагный (по отношению к пище), стеноойкный - эвриойкный (по отношению к местообитанию).

Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды называется экологическим спектром вида. У разных видов организмов экологический спектр неодинаков. В связи с этим советский ученый Раменский создал теорию экологической индивидуальности экологического спектра вида.

Взаимоотношения между средой и организмами очень сложны. Не все факторы среды важны в каждой данной ситуации или для каждого данного вида организма.

При таких случаях эколог должен будет выявить самые вероятно слабые звенья и определить условия среды, которые являются критическими или лимитирующими. Если для организма характерен широкий диапазон толерантности к фактору, который постоянно существует в среде обитания организма, то такой фактор не будет лимитирующим. Однако, все это будет относительным. Лимитирующий фактор или нет, зависит от свойства экологического спектра организма и ряда других причин. Или наоборот, организмы с узким диапазоном толерантности к какому-то изменчивому фактору, то этот фактор и может являться лимитирующим.

Пределы выносливости организма могут изменяться в зависимости от его географического распространения. Это свойство организма называется физиологическая адаптация организма. Адаптированные к местным условиям называются экотипами. Их оптимумы и диапазон толерантности соответствуют местным условиям. Свойства экотипов закреплены генетически. Знание о генетически закрепленных особенностях местных линий имеет огромное значение. Например, интродукция животных и растений будет неудачной, если вместо приспособленных к местным условиям линий используются особи отдаленных областей.

Список литературы

1.       Биология: Большой справочник для школьников и поступающих в ВУЗы. А.С. Батуев, М.А. Гуленкова, А.Г. Еленевский и другие. – М. Дрофа, 1999.

2.     Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2000.

3.     Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учебник. – М.: Агенство «ФАИР», 1998.

4.     Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. – М., 1998.

5.     Снакин В.В. Экология и охрана природы. М.: 2000.