1.2. РАЗДЕЛЫ И ТЕМАТИКА ЭКОЛОГИИ

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

Основная область компетенции экологии — уровень экосистем, но она простирается и на последующий уровень, и на два предыдущих.

Наименее известен небиологам популяционно-видовой уровень. Остановимся кратко на концепции вида. В 1809 г., т. е. за полвека до знаменитого труда Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», Ж. Б. Ламарк — наиболее яркий эволюционист додарвинского периода издает свою философию зоологии, в которой для объяснения принципа построения системы животных выдвигает следующие тезисы: Виды изменяются, хотя и крайне медленно. Виды связаны незаметными переходами так, что границы вида расплываются. Иными словами, виды реально не суще-

22

ствуют: понятие вид привносится человеком для удобства классификации.

Мы упомянули точку зрения Ж. Б. Ламарка, чтобы с большей силой подчеркнуть, что вид реален, так как ему свойствен целый ряд объективных черт. Рассмотрим семь из них: Специфический тип организации: совокупность характерных признаков, позволяющих отличить особей данного вида от особей другого. Географическая определенность: существование особей вида в конкретном месте на земном шаре; ареал — район обитания особей единого вида. Экологическая определенность: особи вида живут в конкретном диапазоне физических факторов среды, таких как температура, влажность, давление и пр. Дифференцированность, т. е. вид состоит из более мелких групп особей. Дискретность вида: особи данного вида отделены от особей другого разрывом — хиатусом. Хиатус определяется действием изолирующих механизмов, таких как несовпадение сроков размножения, использование специфических поведенческих реакций, стерильность гибридов и др.

Прежде всего, в поле зрения экологии попадают закономерности взаимоотношений и взаимосвязей отдельных особей и их популяций между собой и с условиями неорганической среды. Экология имеет дело в основном с той стороной взаимодействия организмов со средой, которая обусловливает развитие, размножение и выживание особей, структуру и динамику популяций и сообществ и их роль в протекающих в биоценозах процессах. К примеру, физиолог изучает зависимость от температуры процессов, происходящих в организме, эколог же выясняет, как влияет изменение температуры на интенсивность размножения и плодовитость организмов,

23

длительность их онтогенеза, на характер пищевых связей, скорость и направление биологических процессов, участвующих в круговороте веществ в экологических системах.

Различия в понимании предмета между физиологом и экологом, изучающими один и тот же живой организм, хорошо определил в 1930 г. Плантефоль: физиолог изучает организм, помещенный в искусственные условия среды, и затем осуществляет синтез полученных разрозненных данных; эколог же рассматривает организм в природной обстановке, где действуют постоянно меняющиеся силы. Можно привести много случаев несоответствия между результатами, полученными в лабораторных условиях и в природе. Так, распределение в естественной среде обитания морской звезды Echinaster и рака-отшельника Eupagurus обусловлено стеногалинностью, т. е. их высокой требовательностью к повышенной солености воды, но в лабораторных условиях они оказываются устойчивыми к сильному, даже быстро наступающему опреснению воды.

Взаимоотношение особей или групп особей того или иного вида с условиями среды составляет предмет одного из основных разделов общей экологии — аутэкологии.

В качестве специального раздела аутэкологии можно рассматривать популяционную экологию (демоэкологию), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов. С развитием популяционной экологии связано решение таких проблем, как ме-

24

ханизмы регуляции численности организмов, оптимальная плотность и допустимые нормы изъятия из популяций используемых видов, например в случае промыслового лова; уничтожение или подрыв популяций при борьбе с вредителями и т. д. Это направление весьма перспективно, так как решает целый ряд важнейших не только теоретических, но и практических задач.         К аутэкологии тесно примыкает этология — наука о поведении животных.

Специфическая задача экологии состоит в изучении живой природы на уровне экологических систем. Соответственно с этим основным и ведущим ее разделом следует считать синэкологию (биоценологию), т. е. учение о сообществах растений, животных и микроорганизмов в их взаимодействии друг с другом и с неорганической средой обитания. В настоящее время биоценология переросли в науку об экосистемах, которую применительно к биоценозам суши обычно называют биогеоценологией.

Компоненты биоценоза и их абиотическое окружение настолько тесно связаны между собой, что образуют единство, для которого А. Г. Тенсли в 1935 г. предложил термин «экосистема»; в современной экологии соответствующий раздел называется учением об экосистемах. В отечественной и немецкой литературе распространено представление о биогеоценозе, введенное В.

Изучение биоценозов (биогеоценозов) включает несколько аспектов: структурный — доминирование, видовое разнообразие, видовая насыщенность, соотношение приспособительных типов и др.; хорологический — пространственное распространение ценозов, их структура в зависимости от общих климатических, зонально-поясных, ландшафтных и региональных особенностей среды;

25 сукцессионно-динамический — циклические и необратимые процессы, обусловленные изменениями среды как в результате взаимоотношений внутри ценоза, так и под влиянием антропогенных воздействий; функционально-ценотический — трофические, сим-биотические, антибиотические, конкурентные и другие отношения, средообразующая деятельность и т. д.; энергетический —трофические уровни, поток энергии, формирование биологической продуктивности; биогеохимический — механизмы круговорота веществ в биогеоценозе.

Эти аспекты исследований должны быть подчинены раскрытию механизмов функционирования природных комплексов для прогнозирования их изменений и разработки принципов управления ими.

Тематика экологии часто пересекается с тематикой других отраслей биологии: физиологии, генетики, биофизики, теории эволюции т. д. Это определяет формирование множества промежуточных и синтетических направлений, таких как экологическая физиология, цитоэкология, продукционно-энергетическая экология, эволюционная экология и др. Некоторые изучаемые экологией вопросы, например установление форм внутрипопуляционных и межвидовых отношений, имеют огромное значение для понимания механизмов эволюции и для селекции. Отбор — явление экологическое, так как представляет собой процесс преобразований вида. Исследования, проводимые в пограничной между экологией и физиологией области, необходимы для решения таких актуальных задач, как выяснение механизмов адаптации к разным условиям, в том числе экстремальным — холоду, сухости, снижению гравитации и т.

Экология тесно переплетается и с небиологическими науками — химией, физикой, геологией, географией и др. Связь экологии с физико-географическими и геофизическими проблемами особенно наглядна в гидробиологии: изучение совокупности организмов, населяющих толщу воды и дно, ведется совместно с исследования-

26

ми различных физических факторов воды, приливно-отливных явлений, циркуляции водных масс и пр.

На стыке с геологией и палеонтологией возникла палеоэкология, восстанавливающая экологические связи вымерших видов на основании строения ископаемых форм и условий их захоронения. В результате соединения экологического подхода с принципами ландшафтоведения появилась экология ландшафта — направление, которое тесно связано с проблемами рационального использования, воспроизводства и охраны природных ресурсов. Внедрение в экологию принципов термодинамики породило продукционно-энергетическую экологию, которая исследует закономерности рассеивания потока энергии в пищевых цепях.

Привлечение данных о влиянии растительных и животных организмов на кору выветривания привело к созданию В. В. Докучаевым современного почвоведения. Недаром американский эколог Ю. Одум называет Докучаева одним из основателей экологии. На базе почвоведения в синтезе с другими науками возникли такие экологические дисциплины, как почвенная микробиология, почвенная зоология и др.

Наконец, экология тесно соприкасается с космонавтикой, так как жизнеобеспечение в условиях длительного космического полета — это чисто экологическая проблема.

Таким образом, достижения экологии служат фундаментом для решения ряда актуальных задач современности. Все больше ученых мира склоняются к мнению, что экология — одна из важнейших наук будущего. Экологические принципы постепенно пронизывают все более широкий круг проблем науки и производства. В частности, с данными, полученными экологией, тесно смыкаются такие проблемы, как управление крупными, полностью автоматизированными производственными объединениями или создание мощных кондиционированных систем жизнеобеспечения на предприятиях с участием большого числа людей.

27

природе, например принципы обратной связи и доминантности, принципы множественного обеспечения надежности и соотношения лабильности и стабильности и т. д. Не случайно экологией в последнее время стали интересоваться представители таких далеких от биологии специальностей, как архитектура и строительство. Уже возникли новые научные направления — инженерная экология, экология градостроительства.

Формирование новых синтетических направлений — объективный процесс, связанный с повышением роли экологии в решении ряда проблем развития современного общества. В связи с этим понятие «экология» становится все более неопределенным, так как его распространяют на самые различные сферы человеческой деятельности. Все чаще встречается трактовка экологии как синтетической науки. В то же время, как пишет А. Ф. Алимов (1989), «вряд ли правильно говорить о синтетической науке в отличие от синтетических материалов, также трудно представить междисциплинарную науку». Нам представляется правомерным предложенное тем же автором выделение специального раздела экологии социоэкологии (по аналогии с социосферой), которая, используя общие законы экологии, будет заниматься количественной оценкой взаимодействия человеческого общества с природными экосистемами. В таком случае сохранится значение экологии как сугубо биологической науки, исследующей структуру и функционирование систем надорганизменного уровня в естественных и измененных условиях, что не исключает, естественно, формирования частных синтетических направлений, связанных с решением различных задач.