Экология. Виды экологии

1.

Экология
от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом
и λόγος — учение, наука
Экология – это наука о «доме»;
о взаимоотношениях организмов с окружающей средой
Термин предложен в 1866 году немецким биологом
Эрнстом Геккелем в книге «Всеобщая морфология
организмов»
Долгое время наука развивалась в
рамках биологии и только во второй
половине XX века получила бурное
развитие как теоретическая основа
природоохранной деятельности в
связи с глобальным экологическим
кризисом

2.

В настоящее время экология – это междисциплинарное
направление, имеющее сложную структуру:
Экология
Теоретическая
Прикладная
ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ
(классическая, основные законы )
Биоэкология
(растений, животных, грибов, м/о)
Геоэкология
(океанов, морей, материков, гор,
тундры, пустынь и т.д.)
Учение о биосфере
(глобальная экология)
Экология человека
Социальная экология
(экология социума)
Урбоэкология
(экология города)
и т.д.
Рациональное
природопользование и охрана
окружающей среды
(экологическое законодательство,
экологическое нормирование,
экологический мониторинг,
экологическая экспертиза и т.д.)
Промышленная экология
Агроэкология
Экологическая эпидемиология
Гигиена и санитария
Охрана труда
и т.д.

3.

Основополагающим в экологии является системный подход, согласно которому
все живое и неживое на Земле (на ее поверхности) связано и представляет собой
одну большую систему, функционирующую как единое целое (биосфера,
экосфера). Эта система состоит из множества более простых систем, которые в
свою очередь состоят из еще более простых и т.д.
Классическая экология – это наука о функционировании живых систем
надорганизменного уровня сложности в определенных условиях среды
Живая материя существует на следующих иерархических уровнях:
1) Молекулярно-генетический (белки и нуклеиновые кислоты – основа жизни)
2) Субклеточный (внутриклеточные структуры)
3) Клеточный (клетка как отдельный организм или как часть многоклеточного
организма)
4) Органно-тканевой (ткани, органы и системы органов сложного организма)
5) Организменный (особь, индивид, представитель биологического вида)
6) Популяционно-видовой
(популяция
организмов
как
форма
существования биологического вида)
7) Биоценотический (сообщество живых организмов, обитающих на
определенной территории, - биогеоценоз, экосистема)
8) Биосферный (глобальная экосистема Земли)

4.

уровень организации:
организменный уровень
раздел общей экологии:
аутэкология, факториальная экология
(система: организм – окружающая среда)
популяционно-видовой уровень
демэкология, экология популяций
(система: популяция организмов – окружающая среда)
биоценотический уровень
синэкология, экология сообществ
(система: сообщество организмов – окружающая среда,
экосистема – окружающая среда)
биосферный уровень
глобальная экология, учение о биосфере
(система: все живое на Земле – окружающая среда,
биосфера – окружающая среда)

5.

Окружающая среда – это часть внешней среды, с которой организм или группа
организмов взаимодействуют, то есть обмениваются веществом и энергией.
Окружающая среда – это сложная многокомпонентная система, отдельные
элементы которой называют экологическими факторами.
Экологические факторы
Абиотические
Биотические
Антропогенные
факторы неживой
природы
факторы живой природы
деятельность человека
внутривидовые
(взаимопомощь, конкуренция,
забота о потомстве и т.д.) и
межвидовые (симбиоз,
хищничество, паразитизм,
конкуренция и т.д.)
отношения между
организмами
Прямые и косвенные
Положительные и
отрицательные
климатические,
гидрологические,
геологические,
орографические,
эдафические (почва),
и т.д.
В природе живые организмы адаптированы (приспособлены) ко всем экологическим
факторам среды, в которой они живут, но при быстром изменении условий (новое
сочетание факторов или изменение интенсивности отдельных факторов) может
поставить под угрозу возможность их существования в этих условиях.

6.

Количественное выражение действия
экологического фактора
Ю. Либих, 1840 г.
закон минимума
В. Шелфорд, 1913 г.
закон толерантности

7.

По отношению к любому экологическому фактору можно выделить: зону оптимума
(нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (угнетения), и пределы
выносливости организма (минимум – нижний предел и максимум – верхний предел).
Диапазон значений между пределами выносливости – зона толерантности данного
организма к действию данного фактора среды – экологическая валентность
вида (способность переносить количественные колебания экологического фактора).
Виды с широкой зоной толерантности по отношению к данному фактору среды –
эврибионты, с узкой – стенобионты. Виды эврибионтные к одному фактору среды
(или даже многим), могут быть очень чувствительными к изменению других
экологических факторов или фактора (проявлять стенобионтность по отношению к
ним). Другими словами, абсолютных эврибионтов в природе не существует, у всех
есть свое «слабое место». Виды, длительное время развивающиеся в относительно
стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность к ним, и, напротив,
виды, живущие в очень динамичных средах, проявляют повышенную пластичность к
изменению ее параметров.
Впервые понятие о лимитирующих (ограничивающих) факторах среды было
предложено немецким химиком Ю. Либихом в 1840 году. Он также сформулировал
закон минимума – единственный фактор, находящийся в недостатке, приводит к
снижению активности организма или даже его гибели.
При этом, одинаковое влияние на организм оказывают как факторы,
находящиеся в недостатке, так и факторы, находящиеся в избытке, - угнетают
жизнедеятельность организма (закон толерантности Шелфорда, 1913 год).
В природе все экологические факторы действуют совместно (в системе),
усиливая и ослабляя действия друг друга (иногда действуют нейтрально) по
разному в разных их комбинациях и при разных их значениях, поэтому
рассматривать влияние каждого фактора по отдельности при последующем
суммировании реакций организма нельзя, поскольку такой подход не отражает
реальной картины.

8.

Комплексное действие экологических факторов на живые организмы
Комплексные адаптации живых организмов
Морфологические адаптации
Функциональные адаптации
Жизненные формы живых организмов
Адаптивные биологические ритмы
Своеобразный внешний облик организмов,
обусловленный внешними условиями и образом
жизни. Понятие чаще используется при
характеристике растений. Существуют две
основные классификации ж.ф. растений: система
Раункиера (в основе – приспособление к
климату – положение почек возобновления или
верхушек побегов по отношению к поверхности
почвы) – фанерофиты (высоко), хамефиты (не
выше 20-30 см), гемикриптофиты (на
поверхности), криптофиты (в почве или под
водой), терофиты (в семенах – однолетние
травы); и система Серебрякова (в основе –
приспособление к почвенно-климатическим
условиям – система надземных и подземных
вегетативных органов) – древесные растения
(деревья, кустарники, кустарнички),
полудревесные (полукустарники,
полукустарнички), наземные травы
(монокарпики, поликарпики), водные травы
(земноводные, плавающие и подводные) – ж.ф.
может меняться в процессе онтогенеза и в
разных местообитаниях у одного и близких в-в.
Эндогенные (врождённые, наследственные)
ритмы, образующиеся при наложении внешних
ритмов окружающей среды на собственные
внутренние ритмы живых организмов. Их общая
направленность – согласование самых важных
функций и процессов организмов с наиболее
благоприятными периодами внешней динамики.
Выделяют: циркадные (околосуточные) ритмы –
биологические часы, согласованные с суточными
ритмами; синодические (лунные) ритмы –
наиболее ярко проявляются в приливно-отливной
зоне морей и океанов; цирканные
(окологодичные) ритмы – сезонная динамика
жизнедеятельности (размножение, анабиоз,
миграции), наиболее ярко проявляются в высоких
широтах, во основе многих процессов –
фотопериодическая реакция. Не смотря на
наследственную природу всех этих ритмов, они
все равно находятся под жестким контролем
факторов внешней среды и в определенной
степени (в зависимости от функции и вида
организма) способны перестраиваться под новую
динамику внешних условий

9.

начало 1900-х годов
Датский ботаник

10.

начало 1960-х годов