Жизнь каждого организма протекает в сообществе с особями своего вида и с другими видами. Их жизнедеятельность неразрывно связана и с природными условиями. К одной среде организмы в состоянии приспособиться, другая для их существования оказывается невозможной. Окружающая нас жизнь — это упорядоченная и устойчивая система взаимоотношений, соответствующая плану Творца о создаваемом мире, претерпевшему ряд перемен по причине грехопадения человека; совокупность организмов, чутко реагирующих на внешние условия изменениями в популяциях.

В этой главе вы узнаете о закономерностях жизнедеятельности различных сообществ живых существ в разнообразных условиях внешней среды, о факторах, определяющих устойчивость, развитие и смену биологических систем.

§ 61. Экология как наука. Экологические факторы среды

Предмет и задачи экологии. Под экологией часто понимается чрезвычайно узкий аспект этой науки — изучение наличия или отсутствия загрязнений в окружающей среде. Спектр вопросов, изучаемых экологами, значительно шире. Экология (<греч. oikos дом, жилище) — наука об отношениях живых организмов между собой и со средой обитания. Термин вошел в науку в середине XIX века, получил широкое распространение через публикации трудов немецкого исследователя Э. Геккеля.

Изучением взаимоотношений организма и среды занимаются и другие науки. Физиология исследует реакции организма на внешние воздействия, этология (наука о поведении животных) тоже рассматривает взаимодействие существ и среды, а генетика — особенности реакции организма на внешние условия в зависимости от генотипа.

Экология рассматривает природные явления в характерном для нее аспекте. В задачу экологии входит изучение закономерностей расселения популяций на различных территориях, изменения их численности и круговорота веществ, происходящего при их участии, а также исследование цепей получения энергии различными сообществами организмов.

Совокупность популяций, обитающих на определенной территории и объединенных сетью взаимоотношений, называют биоценозом (<греч. koinos общий, термин предложен в 1877 г. немецким зоологом К. Мебиусом). Биоценоз составляют, например, организмы леса или пруда. Вместе с биотопом (<греч. topos место) — неживыми компонентами среды (почвой, водой) — биоценозы образуют биогеоценозы, чаще называемые экологическими системами. Экология, таким образом, изучает природные объекты на четырех последовательных уровнях: организменном, популяционно-видовом, биоценотическом и экосистемном.

На организменном уровне экологов интересуют характеристики особей, определяющие их численность и распределение в регионах, участие в круговороте веществ, возможность адаптации к различным факторам среды: температуре, влажности, освещенности мест обитания. Предметом исследований является состав и количество необходимой пищи, интенсивность фотосинтеза, особенности обмена веществ, а также плодовитость, скорость роста и продолжительность жизни. Этот раздел экологии называют аутоэкологией (<греч. autos сам), или экологией особей.

На популяционном уровне экологи изучают возрастной состав популяций, генотипы и фенотипы особей, степень их родства, динамику численности и пространственное расселение популяций. Выяснено, например, что для выживания африканских слонов необходимо стадо не менее чем из 15 особей, для северных оленей нужно стадо в 300—400 голов, а жизнеспособную стаю бакланов составляют 10 тыс. птиц. Численность популяций определяется и другими факторами. Лошади и бизоны только в стаде могут обороняться от хищников, а волки только стаей могут охотиться на крупную добычу. В то же время чрезмерная численность популяции приводит к обострению конкуренции и недостатку пищевых ресурсов.

На биоценотическом уровне экологов интересует видовой состав организмов, населяющих экосистему, их взаимоотношения. В биоценозах обитают в тесном взаимодействии животные и растения, грибы, бактерии и вирусы.

На экосистемном уровне экологи исследуют жизнедеятельность биоценозов во взаимодействии с неживыми компонентами среды.

Подчеркивая тесную связь процессов внутри каждой популяции со всей экосистемой, популяционную и экосистемную экологии иногда объединяют одним термином — синэкология (<греч. syn вместе). Наряду со сложившимися разделами экологии растений и экологии животных бурно развивается новая область — экология микроорганизмов. Гидроэкология изучает водные экосистемы, лесоведение — лесные экосистемы, палеоэкология реконструирует сообщества древних организмов.

Экологические знания позволяют вести промысел ценных животных и рыб, развивать сельское хозяйство и промышленность, не истощая ресурсы и не разрушая природу. Важность таких научных исследований особенно велика в наши дни, когда интенсивное развитие цивилизации стало заметно нарушать сбалансированность природных процессов.

Для сохранения окружающей среды свойственный современному человеку однобокий технократический подход в отношениях с природой должен быть заменен на экологическое мышление.