1.2. Какие разделы имеет эта наука?

(особь, популяция, биоценоз, биосфера)

Экология наука, как и остальные биологические науки, изучает закономерности живого, и ее разделы соответствуют уровням организации этого живого. Первый раздел экологии рассматривает закономерности на уровне особи, и называется аутэкология, или экология особи. Следующий раздел, поскольку особи не живут поодиночке, рассматривает экологические закономерности в особых группах особей или популяциях. Он носит название демэкология или экология популяций. Часто его обозначают как популяционная экология. Популяции тоже обитают совместно, образуя сообщество, поэтому третий раздел науки называется экология сообществ или аутэкология. В наше время этот раздел обычно называют биоценология. И, наконец, все живое на нашей планете образует планетарную оболочку названную биосферой. Это самое большое из известных сообществ и его изучает четвертый раздел экологии – глобальная экология или глобалистика. Каждый из этих разделов имеет свой предмет изучения – элемент своей системы далее не делимый. Именно для него в разделе формулируются экологические законы и правила. Поскольку каждый такой элемент имеет характеристики присущие только ему, то и правила каждого раздела не могут реализовываться в других разделах. Так в аутэкологии элементом является особь со своими характеристиками: длиной и весом тела, полом возрастом, размером и конфигурацией конечностей. В следующем же разделе особи нет и нет соответственно ее характеристик. Там элементом является популяция, а у нее совсем другие характеристики: численность, демографический состав, распределение в пространстве. Конечно, здесь не могут действовать законы аутэкологии. Коротко рассмотрим разделы науки.

Под аутэкологией, обычно, понимают воздействия на организм (вид) абиотических факторов среды. Сюда же относятся многочисленные исследования по физиологической экологии, изучающей протекающие в организме процессы под воздействием абиотических факторов различной интенсивности.

В соответствия с действием экологических факторов изменяется форма тела и функции животных. Организмы приспосабливаются к действию среды, изменяя свою форму, физиологические и биохимические особенности или просто уходя от неблагоприятных условий – изменяя область своего распространения (ареал). У различных видов такие приспособления могут различаться. Однако многие видовые приспособления оказываются сходными. Ведь они – ответ организма на один и тот же фактор среды. Рассмотрим влияние некоторых экологических факторов на различные виды животных, чтобы получить представление об аутэкологии.

Например, при передвижении в воде нужно преодолевать ее вязкость и поэтому независимо от конструкции и таксономической принадлежности движущегося в воде организма будет всеми использована одна и та же адаптация – гладкое скользкое тело. Черепаха и водяной жук имеют гладкий панцирь, рыба, лягушка и пиявка – слизистый покров. А вот двигаясь под землей, приходится компенсировать жесткость такой среды. Она настолько груба, что может стереть покровы животного. И опять все подземные движущиеся организмы вырабатывают общее приспособление – устойчивость покровов к стиранию. Особенности такой адаптации могут различаться: корневой чехлик, слизь, устойчивость меха к вытиранию. Суть же остается одной, покровы землероя не стираются.

В этом разделе экологии элементом далее не делимым является особь. Так называют отдельный организм, он ведь отличается от всех других, даже от организмов своего вида многими особенностями. Каждый организм «на особицу», отсюда и особь.

Законы и правила здесь формулируются только для особи: ее взаимодействие с местообитанием; с другими особями своего и прочих видов; разнообразие ответов на внешние воздействия. Одним из основных действующих на этом уровне организации законов является закон поверхности тела.

Популяционная экология изучает динамику популяционных процессов (рождаемости и смертности, возрастную и половую структуру, динамику численности и пр.) Изучает она популяции и изменение их характеристик в связи с действиями факторов среды, а также изменение, которые вносит популяционный ответ в местообитание. Немаловажным является и изучение взаимодействий между популяциями. Как видим, задачи исследований в этом разделе науки не отличаются от предыдущего. Здесь, как и принято, в этологическом исследовании, формулируются правила воздействия на среду, закономерности ответов на действие этой среды и оцениваются связи между популяциями.

Прежде чем остановится на проблемах популяционной экологии, определим (пользуясь системным подходом) элемент этой системы. Элемент это то, что в данной системе принимается далее не делимым. Рассматривая аутэкологическую систему, мы элементом называли особь. В популяционной экологии таким элементом станет уже популяция. Ее характеристики совсем не годятся для особи. Это численность популяции, ее плотность. У популяции нет пола или возраста, но есть половая и возрастная структура.

Популяционные характеристики закономерно изменяются во времени и при различных внешних и внутренних воздействиях. Традиционной проблемой этого раздела науки является динамика численности. Для ее объяснения сформулировано уже значительное количество гипотез, но он далеко не исчерпывающий. В этом разделе действуют такие закон как теорема Гаузе, закон толерантности. Описываются популяционные стратегии. Благодаря им взаимодействие популяций оказывается совершенно те таким как взаимодействие особей. Возьмем, к примеру, стратегию хищника. Он имеет всегда меньшую плодовитость, чем его жертва. Он не болеет болезнями жертвы. Хищник охотится на тех животных, которых легче поймать: больных старых, уродливых, молодых. В результате такой селекции жертвы он сохраняет и приумножает свой корм. Более того, жертва не может обойтись без своего хищника. Иначе ее ждут болезни, бескормица, вырождение. А ведь при взаимодействии хищника и жертвы на уровне особи хищник своей жертве принес только вред. Причем максимальный – он ее съел!

Это у нас на огороде лук растет на своей грядке, а морковка – на своей. В природе же все не так. Выйдите на луг, и вы увидите, что все популяции растений здесь живут вместе. Они образуют разноцветный ковер, и это совместное проживание на одной территории называют сообществом. В разделе называемым биоценологией уже нет отдельных популяций и тем более видов. Здесь изучается сообщество в целом, элемент далее не делимый в этой системе – биоценоз. Как и в любом экологическом исследовании оценивается воздействие биоценоза на окружающую среду, влияние среды на этот биоценоз и его приспособления к ее воздействию. Конечно, изучаются и взаимосвязи между сообществами. Здесь и формулируются законы биоценологии.

Своеобразны характеристики сообщества: обилие, верность местообитанию, пространственная и видовая структуры. Таких характеристик не имеет ни особь, ни популяция. Законы в этом разделе экологии регламентируют жизнь биоценозов. Это правила экологической сукцессии, закон экологической пирамиды, объясняющий и дающий возможность рассчитывать продуктивность экологической системы.

Используя правила экологической сукцессии, мы можем с уверенностью сказать, что луг в нашей местности сменится кустарниковой пустошью, а та – мелколиственным лесом. Также обязательно на смену березово-осиновому лесу придет хвойный. Если нам приходится строить экосистему (например, в аквариуме), то необходимо знать правила экологической пирамиды. Не соблюдая их мы не получим устойчивого сообщества. Именно благодаря этим закономерностями человек использует свои поля для получения урожая, и те же правила серьезно затрудняют сохранение этих полей.

Итак, подводя итог нашему короткому знакомству, можно заметить, что знание правил и законов экологии имеет вполне прагматический смысл. Вовсе не обязательно становиться ученым экологом, просто для повседневной жизни необходимо знать правила этой науки и использовать их. Несоблюдение же ведет к затруднениям, а подчас и серьезным проблемам. Мы же еще вначале заметили, что законы и правила экологии это те самые правила, по которым живут на нашей планете все живые организмы, их популяции и сообщества. Не соблюдающие правил жизни – вымирают.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как определить экологию особи?

2. Какие основные законы аутэкологии?

3. Как определить экологию популяций?

4. Есть ли законы в этом разделе экологии?

5. Почему законы одного раздела науки не действуют в другом?

6. Каковы основные характеристики биоценологии?

7. Какие правила имеются в экологии сообществ?