Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

История возникновения экологии как самостоятельной науки

итальянский математик В. Вольтерра, независимо от Лотки, разработал модель
конкуренции двух видов за один ресурс и показал теоретически, что два вида,
ограниченных в своем развитии одним ресурсом, не могут устойчиво
сосуществовать — один вид неизбежно вытесняет другой.
Теоретические исследования Лотки и Вольтерры заинтересовали молодого
московского биолога Г. Ф. Гаузе. Он предложил свою, гораздо более понятную
биологам, модификацию уравнений, описывающих динамику численности
конкурирующих видов, и впервые осуществил экспериментальную проверку этих
моделей на лабораторных культурах бактерий, дрожжей и простейших. Особенно
удачными были опыты по конкуренции между разными видами инфузорий. Гаузе
удалось показать, что виды могут сосуществовать только в том случае, если
они ограничены разными факторами, или, иначе говоря, — если они занимают
разные экологические ниши. Данное правило, получившее название «закона
Гаузе», долгое время служило отправной точкой в обсуждении межвидовой
конкуренции и ее роли в поддержании структуры экологических сообществ.
Результаты работ Гаузе были опубликованы в ряде статей и книге «Борьба за
существование» (1934), которая при содействии Перла вышла на английском
языке в США. Книга эта имела громадное значение для дальнейшего развития
теоретической и экспериментальной экологии. Она несколько раз
переиздавалась и до сих пор часто цитируется в научной литературе.
Изучение популяций происходило не только в лаборатории, но и
непосредственно в полевой обстановке. Важную роль в определении общей
направленности таких исследований сыграли работы английского эколога Чарлза
Элтона (1900-1991), особенно его книга «Экология животных», опубликованная
впервые в 1927, а потом не раз переиздававшаяся. Проблема динамики
численности выдвигалась в этой книге как одна из центральных для всей
экологии. Элтон обратил внимание на циклические колебания численности
мелких грызунов, происходившие с периодом в 3-4 года, а, обработав
многолетние данные о заготовке пушнины в Северной Америке, выяснил, что
зайцы и рыси тоже демонстрируют циклические колебания, но пики численности
наблюдаются примерно раз в 10 лет. Много внимания Элтон уделял изучению
структуры сообществ (предполагая, что структура эта строго закономерна), а
также цепям питания и так называемым «пирамидам чисел» — последовательному
уменьшению численности организмов по мере перехода от нижних трофических
уровней к более высоким — от растений к травоядным, а от травоядных к
хищникам. Популяционный подход в экологии долгое время развивался
преимущественно зоологами. Ботаники же больше исследовали сообщества,
которые чаще всего трактовали как целостные и дискретные образования, между
которыми довольно легко провести границы. Тем не менее, уже в 1920-е годы
отдельные экологи высказывали «еретические» (для того времени) взгляды,
согласно которым разные виды растений могут по-своему реагировать на
определенные факторы внешней среды, а их распределение вовсе не обязательно
должно совпадать с распределением других видов того же сообщества. Из этого
следовало, что границы между разными сообществами могут быть весьма
размытыми, а само выделение их условно.
Наиболее четко такой, опережающей свое время, взгляд на растительное
сообщество был развит российским экологом Л. Г. Раменским. В 1924 в
небольшой статье (ставшей потом классической) он сформулировал основные
положения нового подхода, подчеркнув, с одной стороны, экологическую
индивидуальность растений, а с другой — «многомерность» (т. е. зависимость
от многих факторов) и непрерывность всего растительного покрова.
Неизменными Раменский считал только законы сочетаемости разных растений,
которые и следовало изучать. В США совершенно независимо сходные взгляды
примерно в те же годы развивал Генри Аллан Глисон (1882-1975). В его
«индивидуалистической концепции», выдвинутой в качестве антитезы
представлениям Клементса о сообществе как об аналоге организма, также
подчеркивалась независимость распределения разных видов растений друг от
друга и непрерывность растительного покрова. По-настоящему работы по
изучению популяций растений развернулись только в 1950-х и даже 1960-х
годах. В России бесспорным лидером этого направления был Тихон
Александрович Работнов (1904-2000), а в Великобритании — Джон Харпер.



Развитие экосистемных                     исследований.
Термин «экосистема» был предложен в 1935 видным английским экологом-
ботаником Артуром Тенсли (1871-1955) для обозначения естественного
комплекса живых организмов и физической среды, в которой они обитают.
Однако исследования, которые с полным основанием можно назвать
экосистемными, начали проводиться значительно раньше, а бесспорными
лидерами здесь были гидробиологи. Гидробиология, а особенно — лимнология с
самого начала были комплексными науками, имевшими дело сразу со многими
живыми организмами, и с их средой. Изучались при этом не только
взаимодействия организмов, не только их зависимость от среды, но и, что не
менее важно, — влияние самих организмов на физическую среду. Нередко
объектом исследований для лимнологов был целый водоем, в котором
физические, химические и биологические процессы теснейшим образом
взаимосвязаны. Уже в самом начале 20-го века американский лимнолог Эдвард
Бердж (1851-1950) с помощью строгих количественных методов изучает «дыхание
озер» — сезонную динамику содержания в воде растворенного кислорода,
которая зависит как от процессов перемешивания водной массы и диффузии
кислорода из воздуха, так и от жизнедеятельности организмов. Существенно,
что среди последних как производители кислорода (планктонные водоросли),
так и его потребители (большинство бактерий и все животные). В 1930-х годах
большие успехи в изучении круговорота вещества и трансформации энергии были
достигнуты в Советской России на Косинской лимнологической станции под
Москвой. Возглавлял станцию в это время Леонид Леонидович Россолимо (1894-
1977), предложивший так называемый «балансовый подход», уделяющий основное
внимание круговороту веществ и трансформации энергии. В рамках этого
подхода начал свои исследования первичной продукции (т. е. создания
автотрофами органического вещества) и Г. Г. Винберг, используя остроумный
метод «темных и светлых склянок». Суть его в том, что о количестве
образовавшегося при фотосинтезе органического вещества судят по количеству
выделившегося кислорода.
Спустя три года аналогичные измерения были осуществлены в США Г. А. Райли.
Инициатором этих работ был Джордж Эвелин Хатчинсон (1903-1991), который
своими собственными исследованиями, а также горячей поддержкой начинаний
многих талантливых молодых ученых, оказал значительное влияние на развитие
экологии не только в США, но и во всем мире. Перу Хатчинсона принадлежит
«Трактат по лимнологии» — серия из четырех томов, представляющая собой
самую полную в мире сводку по жизни озер.
В 1942 в журнале «Эколоджи» вышла статья ученика Хатчинсона, молодого и, к
сожалению, очень рано умершего эколога — Раймонда Линдемана (1915-1942), в
которой была предложена общая схема трансформации энергии в экосистеме. В
частности, было теоретически продемонстрировано, что при переходе энергии с
одного трофического уровня на другой (от растений к травоядным животным, от
травоядных — к хищникам) количество ее уменьшается и организмам каждого
последующего уровня оказывается доступной только малая часть (не более 10%)
от той энергии, что была в распоряжении организмов предыдущего уровня.
Для самой возможности проведения экосистемных исследований очень важным
было то, что при колоссальном разнообразии форм организмов, существующих в
природе, число основных биохимических процессов, определяющих их
жизнедеятельность (а следовательно — и число основных биогеохимических
ролей!), весьма ограничено. Так, например, самые разные растения (и
цианобактерии) осуществляют фотосинтез, при котором образуется органическое
вещество и выделяется свободный кислород. А поскольку конечные продукты
одинаковы, то можно суммировать результаты активности сразу большого числа
организмов, например, всех планктонных водорослей в пруду, или всех
растений в лесу, и таким образом оценить первичную продукцию пруда или
леса. Ученые, стоявшие у истоков экосистемного подхода, хорошо это
понимали, а разработанные ими представления легли в основу тех
крупномасштабных исследований продуктивности разных экосистем, которые
получили развитие в разных природных зонах уже в 1960-1970-х годах.
К экосистемному подходу примыкает по своей методологии и изучение биосферы.
Термин «биосфера» для обозначения области на поверхности нашей планеты,
охваченной жизнью, был предложен в конце 19-го века австрийским геологом
Эдуардом Зюссом (1831-1914). Однако в деталях представление о биосфере, как
о системе биогеохимических циклов, основной движущей силой которых является
активность живых организмов («живого вещества»), было разработано уже в
1920-30-х годах российским ученым Владимиром Ивановичем Вернадским (1863-
1945). Что касается непосредственных оценок этих процессов, то их получение
и постоянное уточнение развернулось только во второй половине 20-го века, и
продолжается до сих пор.
Развитие экологии в последние
 десятилетия 20-го века.
Во второй половине 20-го в. завершается становление экологии как
самостоятельной науки, имеющей собственную теорию и методологию, свой круг
проблем, и свои подходы к их решению. Математические модели постепенно
становятся более реалистичными: их предсказания могут быть проверены в
эксперименте или наблюдениями в природе. Сами же эксперименты и наблюдения
все чаще планируются и проводятся так, чтобы полученные результаты
позволяли принять ил
1234
скачать работу

История возникновения экологии как самостоятельной науки

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ