4. Структура экологии.

Место экологии в биологических науках

По своему зарождению и развитию экология отличается от других наук.

Все науки делятся на две группы: аналитические – цель которых расчленить и выделить элементы структуры; синтетические – стремящиеся к осмыслению системы во всей её целостности путём изучения взаимодействия между всеми её элементами.

Если представить себе структуру биологии – «науки о жизни» в виде «слоёного пирога», то его можно разрезать на куски двумя способами:

Рис.1.1. «Слоёный пирог» биологии (по Одуму). Фундаментальные (горизонтальные) и «таксономические» (вертикальные) подразделения.

Фундаментальные науки – изучают основные, фундаментальные свойства жизни или, по крайней мере, не ограничиваются отдельными группами организмов. Примеры таких наук – морфология, физиология, генетика, теория эволюции, молекулярная биология, биология развития.

Таксономические науки – изучают морфологию, физиологию и т.д. определённых организмов. Крупные подразделения этого типа – зоология, ботаника микробиология, и подразделения, имеющие дело с более узкими группами – фикология, протозоология, микология, энтомология, орнитология.

Экология относится к фундаментальным разделам биологии и как таковая является составной частью каждого из всех таксономических подразделений.

Уровни организации жизни

Вероятно, лучше всего можно определить содержание современной экологии, исходя из концепции уровней организации, которые составляют своего рода «биологический спектр»:

Биот. Гены Клетки Органы Организмы Популяции Сообщества

к омп.

Вещество - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Энергия

+

Абиот.

комп.

= = = = = = =

Биосис- Генетические Клеточные Системы Системы Популяцион- Экосистемы темы системы системы органов организмов ные системы

Рис.1.2. Спектр уровней организации (по Одуму): биот. комп. – биотические компоненты; абиот. комп. – абиотические компоненты.

Сообщество, популяция, организм, орган, клетка и ген – главные уровни организации жизни. На рис.1.2. они расположены в иерархическом порядке – от крупных систем к малым. Взаимодействие с физической средой (энергией и веществом) на каждом уровне обусловливает существование определённых функциональных систем.

Под системой в данном случае мы подразумеваем «упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое» (словарь Уэбстера).

Системы, содержащие живые компоненты (биологические системы или биосистемы), можно выделять на любом из уровней (рис.2) или на любом промежуточном уровне, удобном или полезном для исследования.

Например, мы можем рассматривать не только системы генов, органов и т.д., но такие системы паразит-хозяин, что соответствует промежуточному уровню между популяцией и сообществом.

Экология изучает преимущественно те системы, которые расположены в правой части приведённого спектра, т.е. системы выше уровня организмов. Термин популяция (от латинского populus – народ), первоначально принявшийся для обозначения группы людей, в экологии приобрёл более широкое значение и относится к группе особей любого вида организмов. Точно также сообщество в экологическом смысле (иногда говорят «биотическое сообщество») включает все популяции, занимающие данную площадь. Сообщество и неживая среда функционируют совместно как экологическая система, или экосистема. Сообществу и экосистеме приблизительно соответствуют часто употребляемые в европейской и русской литературе термины биоценоз и биогеоценоз. Самая крупная и наиболее близкая к идеалу «самообеспечения» биологическая система, известная нам, - это биосфера или экосфера; она включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической средой Земли, в результате чего эта система, через которую проходит поток энергии от мощного её источника, и которая переизлучает в космическое пространство, поддерживается в состоянии устойчивого равновесия.

Синэкология и присущее ей отношение к совокупностям животных и растений как к неким биологическим единицам, сообществам, достигает наивысшего выражения в развиваемых ею представлениях о сообществе как о суперорганизме. Параллели между сообществом и организмом очевидны: и сообщество и организм состоят из отдельных субъединиц; в организме имеются сердце, лёгкое, печень и т.д., в сообществе зелёные растения, хищники и организмы-разрушители. Лесное сообщество развивается на расчищенной земле, проходя в процессе сукцессии через стадии поля и кустарников, прежде чем оно достигает зрелости, подобно тому, как организм проходит через ряд стадий развития и лишь после этого становится взрослым.