Розвиток екології в останні десятиліття 20-го століття ........................ ..11
Сучасний стан науки ......................................................... 13
Список використаної літератури ................................................... ..15
На всіх стадіях свого розвитку людина була тісно пов'язана з навколишнім світом. Але з тих пір як з'явилося високоіндустріальное суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко посилилося, розширився обсяг цього втручання, вона стала різноманітніше і він загрожує перспектива стати глобальною небезпекою для людства.
Якщо двадцять-тридцять років тому екологічні проблеми обговорювали тільки фахівці, то зараз про катастрофічний стан нашої планети знають навіть діти. Екологічні проблеми є загальними проблемами населення Землі. Потоншення озонової оболонки, глобальні зміни клімату, виснаження природного шару грунту, природних ресурсів, зменшення запасів питної води і одночасно інтенсивне зростання народонаселення планети, що супроводжується нарощуванням виробничих потужностей, часті аварії - це проблеми, які гойдаються кожної держави. У сукупності вони створюють безупинно погіршується середовище існування самої людини. Різноманіття хвороб, що спіткало людей в останньому столітті - ось підсумок відсутності правильного взаємодії людини з природою.
До поганий середовищі існування, забрудненим воді, повітрю, продуктам харчування особливо чутливі діти. Діти Росії знаходяться в особливо несприятливих умовах.
Екологічне становище Росії по ряду моментів значно гірше, ніж в країнах Західної Європи і Америки. Росія є регіоном планети, який вносить істотний внесок в розвиток і збереження негативних глобальних екологічних тенденцій.
Екологічна проблеми і катастрофи людства безпосередньо пов'язані з процесом освіти населення - його недостатність або повна відсутність породили споживацьке ставлення до природи. Набуття екологічної культури. екологічної свідомості, мислення - це єдиний для людства вихід їх ситуації, що склалася. Таким чином, екологічна криза - це і криза в головах, а не тільки породження науково-технічного прогресу. Його витоки йдуть углиб століть, до тих часів, коли людина протиставляв себе природі.
Дана проблема знайшла відображення в роботах: Ж.Ж. Руссо, Е. Геккеля, К.Д. Ушинського, А.Я. Герда, В.І.Сухомлінского, І.Д.Зверева, І.Т.Суравеніной, А.Н.Захлебного, Ш.А. Амонашвілі, В.А. Ясвіна, С.Д.Дерябо, А.А. Плешакова, С.Н Ніколаєвої, П.П. Морозової, І.В.Цветковой і багатьох інших.
У центрі уваги екології - те, що безпосередньо пов'язує організм з навколишнім середовищем, дозволяючи жити в тих чи інших умовах. Екологів цікавить, наприклад, що споживає організм і що виділяє, як швидко він росте, в якому віці приступає до розмноження, скільки нащадків виробляє світ, і наскільки ймовірним є у цих нащадків дожити до певного віку. Об'єктами екології найчастіше не є окремо взяті організми, а популяції, біоценози, а також екосистеми. Прикладами екосистем можуть бути озеро, море, лісовий масив, невелика калюжа або навіть гниє стовбур дерева. Як найбільшу екосистему можна розглядати і всю біосферу.
У сучасному суспільстві під впливом засобів масової інформації, екологія часто трактується як суто прикладне знання про стан довкілля людини, і навіть - як саме це стан (звідси такі безглузді висловлювання як «погана екологія» того чи іншого району, «екологічно чисті» продукти або товари). Хоча проблеми якості середовища для людини, безумовно, мають дуже важливе практичне значення, а рішення їх неможливо без знання екології, коло завдань цієї науки набагато ширший. У своїх роботах фахівці-екологи намагаються зрозуміти, як влаштована біосфера, яка роль організмів у кругообігу різних хімічних елементів і процесах трансформації енергії, як різні організми взаємопов'язані між собою і з середовищем свого перебування, що визначає розподіл організмів в просторі і зміна їх чисельності в часі . Оскільки об'єкти екології - це, як правило, сукупності організмів або навіть комплекси, що включають поряд з організмами неживі об'єкти, її визначають іноді як науку про над організменних рівнях організації життя (популяціях, співтовариствах, екосистемах і біосфері), або як науку про живе вигляді біосфери .
Термін «екологія» був запропонований в 1866 році німецьким зоологом і філософом Е. Геккелем, який, розробляючи систему класифікації біологічних наук, виявив, що немає ніякого спеціального назви для області біології, що вивчає взаємини організмів із середовищем. Геккель визначав також екологію як «фізіологію взаємин», хоча «фізіологія» розумілася при цьому дуже широко - як вивчення найрізноманітніших процесів, що протікають в живій природі.
У наукову літературу новий термін входив досить повільно і більш-менш регулярно став використовуватися тільки з 1900-х років. Як наукова дисципліна екологія формувалася в 20-м столітті, але передісторія її сходить до 19, і навіть до 18 століття. Так, вже в працях К. Ліннея, що заклав основи систематики організмів, був спектакль про «економії природи» - суворої упорядкованості різних природних процесів, спрямованих на підтримку деякого природного рівноваги. Розумілася ця впорядкованість виключно в дусі креаціонізму - як втілення «задуму» Творця, спеціально створив різні групи живих істот для виконання різних ролей в «економії природи». Так, рослини повинні служити їжею травоїдним тваринам, а хижаки повинні не дозволяти травоїдним розмножуватися в занадто великій кількості.
Безумовно, предтечею екології можна назвати німецького натураліста А. Гумбольдта, багато робіт якого зараз з повним правом вважаються екологічними. Саме Гумбольдту належить заслуга в переході від вивчення окремих рослин до пізнання рослинного покриву, як деякої цілісності. Заклавши основи «географії рослин», Гумбольдт не тільки констатував відмінності в розподілі різних рослин, а й намагався їх пояснити, пов'язуючи з особливостями клімату.
Спроби з'ясувати роль тих інших факторів у розподілі рослинності були й іншими вченими. Зокрема, це питання досліджував О. Декандоль, який наголосив на важливості не тільки фізичних умов, але і конкуренції між різними видами за спільні ресурси. Ж. Б. Буссенго заклав основи агрохімії, показавши, що всі рослини мають потребу в азоті грунту. Він же з'ясував, що для успішного завершення розвитку рослині необхідна певна кількість тепла, яке можна оцінити, підсумовуючи температури за кожен день для всього періоду розвитку. Ю. Лібіх показав, що різні хімічні елементи, необхідні рослині, є незамінними. Тому якщо рослині не вистачає якогось одного елемента, наприклад, фосфору, то недолік його ніяк не може бути компенсований додаванням іншого елемента - азоту або калію. Дане правило, що стало потім відомим як «закон мінімуму Лібіха», відіграло важливу роль при впровадженні в практику сільського господарства мінеральних добрив. Своє значення воно зберігає і в сучасній екології, особливо при вивченні чинників, що обмежують розподіл або зростання чисельності організмів.
Визначну роль у підготовці наукового співтовариства до сприйняття надалі екологічних ідей мали роботи Ч. Дарвіна, перш за все його теорія природного відбору як рушійної сили еволюції. Дарвін виходив з того, що будь-який вид живих організмів може збільшувати свою чисельність в геометричній прогресії (за експоненціальним законом, якщо користуватися сучасною формулюванням), а оскільки ресурсів для підтримки зростання популяції невдовзі починає бракувати, то між особинами обов'язково виникає конкуренція (боротьба за існування ). Переможцями в цій боротьбі виявляються особини, найбільш пристосовані до даних конкретних умов, тобто. Е. Зуміли вижити і залишити життєздатне потомство. Теорія Дарвіна зберігає своє неминуще значення і для сучасної екології, нерідко задаючи напрямок пошуку певних взаємозв'язків і дозволяючи зрозуміти суть різних «стратегій виживання», використовуваних організмами в тих чи інших умовах.
На рубежі 19 і 20 століть саме слово «екологія», майже не використовувалося в перші 20-30 років після того, як воно було запропоновано Геккелем, починає вживатися все частіше і частіше. З'являються люди, які називають себе екологами і які прагнуть розвивати саме екологічні дослідження. У 1895 р датський дослідник Й. Е. Вармінг публікує навчальний посібник з «екологічної географії» рослин, незабаром перекладене на німецьку, польську, російську (1901 г.), а потім і на англійську мови. В цей час екологія найчастіше розглядається як продовження фізіології, тільки що перенесла свої дослідження з лабораторії безпосередньо в природу. Основна увага приділяється при цьому вивченню впливу на організми тих чи інших факторів зовнішнього середовища. Іноді, однак, ставляться зовсім нові завдання, наприклад, виявити загальні, регулярно повторювані риси в розвитку різних природних комплексів організмів (спільнот, біоценозів).
Важливу роль у формуванні кола проблем, що вивчаються екологією, і в становленні її методології зіграло, зокрема, уявлення про сукцесії. Так, в США Генрі Каульс (1869-1939) відновив детальну картину сукцесії, вивчаючи рослинність на піщаних дюнах біля озера Мічиган. Дюни ці утворилися в різний час, і тому на них можна було знайти співтовариства різного віку - від наймолодших, представлених деякими трав'янистими рослинами, які здатні рости на сипучих пісках, до найбільш зрілих, що виявляють собою справжні змішані ліси на старих закріплених дюнах. Надалі концепцію сукцесії детально розробляв інший американський дослідник - Фредерік Клементс (1874-1945). Спільнота він трактував як у вищій мірі цілісне утворення, що чимось нагадує організм, наприклад, як і організм, претерпевающее певний розвиток - від молодості до зрілості, а потім і старості. Клементс вважав, що якщо на початкових етапах сукцесії різні спільноти в одній місцевості можуть сильно відрізнятися, то на більш пізніх вони стають все більш і більш схожими. Зрештою, виявляється так, що для кожної області з певним кліматом і грунтом характерно тільки одне зріле (климаксное) співтовариство.
Рослинним співтовариствам чимало уваги приділялося і в Росії. Так, Сергій Іванович Коржинський (1861-1900), вивчаючи кордон лісової і степової зон, підкреслив, що крім залежності рослинності від кліматичних умов, не менш важливо і вплив самих рослин на фізичну середу, їх здатність робити її більш придатною для зростання інших видів. У Росії (а потім і в СРСР) для розвитку досліджень рослинних угруповань (або інакше кажучи - фітоценології) важливе значення мали наукові праці та організаторська діяльність В. Н. Сукачова. Сукачов одним з перших почав експериментальні дослідження конкуренції і запропонував свою класифікацію різних типів сукцесії. Він постійно розробляв вчення про природних рослинних угруповань (фітоценозах), які трактував як цілісні освіти (в цьому був близький до Клементс, хоча ідеї останнього дуже часто критикував). Пізніше, вже в 1940-х роках, Сукачов сформулював уявлення про біогеоценозі - природному комплексі, що включає не тільки рослинне співтовариство, але також грунт, кліматичні та гідрологічні умови, тварин, мікроорганізми і т. Д. Дослідження біогеоценозів в СРСР нерідко вважали самостійної наукою - біогеоценологией. В даний час биогеоценология зазвичай розглядається як частина екології.
Для перетворення екології в самостійну науку дуже важливими були 1920-1940-ті роки. У цей час публікується ряд книг з різних аспектів екології, починають виходити спеціалізовані журнали (деякі з них існують дотепер), виникають екологічні суспільства. Але найголовніше - поступово формується теоретична основа нової науки, пропонуються перші математичні моделі і виробляється своя методологія, що дозволяє ставити і вирішувати певні завдання. Тоді ж оформлюються два досить різні підходи, що існують і в сучасній екології: популяційний - приділяє основну увагу динаміці чисельності організмів і їх розподілу в просторі, і екосистемний - концентруючись на процесах круговороту речовини і трансформації енергії.
Розвиток популяційного підходу.
Однією з найважливіших завдань популяційної екології було виявлення загальних закономірностей динаміки чисельності популяцій - як окремо взятих, так і взаємодіючих (наприклад, конкуруючих за один ресурс або пов'язаних відносинами «хижак-жертва»). Для вирішення цього завдання використовувалися прості математичні моделі - формули, що показують найбільш ймовірні зв'язки між окремими, котрі характеризують стан популяції величинами: народжуваністю, смертністю, швидкістю росту, щільністю (числом особин на одиницю простору), і ін. Математичні моделі дозволяли перевіряти слідства різних припущень, виявивши необхідні і достатні умови для реалізації того чи іншого варіанту популяційної динаміки.
У 1920 році американський дослідник Р. Перль (1879-1940) висунув так звану логістичну модель популяційного росту, яка передбачає, що в міру збільшення щільності популяції швидкість її зростання знижується, стаючи рівною нулю при досягненні деякої граничної щільності. Зміна чисельності популяції в часі описувалося таким чином S-подібної кривої, що виходить на плато. Перль розглядав логістичну модель як універсальний закон розвитку будь-якої популяції. І хоча незабаром з'ясувалося, що це далеко не завжди так, сама ідея про наявність деяких основоположних принципів, що виявляються в динаміці безлічі різних популяцій, виявилася дуже продуктивною.
Впровадження в практику екології математичних моделей почалося з робіт Альфреда Лотки (1880-1949). Свій метод він сам називав «фізичної біологією» - спробою впорядкувати біологічне знання за допомогою підходів, які звичайно застосовуються у фізиці (в тому числі - математичних моделей). В якості одного з можливих прикладів він запропонував просту модель, що описує пов'язану динаміку чисельності хижака і жертви. Модель показала, що якщо вся смертність в популяції жертви визначається хижаком, а народжуваність хижака залежить тільки від забезпеченості його кормом (т. Е. Числа жертв), то чисельність і хижака, і жертви робить правильні коливання. Потім Лотка розробив модель конкурентних відносин, а також показав, що в популяції, що збільшує свою чисельність по експоненті, завжди встановлюється постійна вікова структура (т. Е. Співвідношення часткою особин різного віку). Пізніше їм же були запропоновані методи розрахунку ряду найважливіших демографічних показників. Приблизно в ці ж роки італійський математик В. Вольтерра, незалежно від Лотки, розробив модель конкуренції двох видів за один ресурс і показав теоретично, що два види, обмежених у своєму розвитку одним ресурсом, не можуть стійко співіснувати - один вид неминуче витісняє інший.