Удивительная экология Оксана Ларина
Серия «О чем умолчали учебники»
© О. В. Ларина, 2014
© ЗАО «ЭНАС-КНИГА», 2016
Введение
Экология (от греч. oikos – «дом, жилище, местообитание» и logos – «наука») – это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Сегодня это одна из самых важных для человечества наук.
Термин «экология» появился довольно давно. Немецкий ученый Эрнст Геккель впервые использовал его в 1866 году в книге «Общая морфология организмов», дав такое определение: «Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего – его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология – это изучение сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал условиями, порождающими борьбу за существование».
Сам Э. Геккель воспринимал экологию как науку, которая занимается изучением взаимодействия организмов и среды их обитания. Поэтому в XIX столетии экология была прикладной биологической дисциплиной.
Со временем взгляд на экологию в значительной мере расширился, и уже в начале XX века она стала самостоятельной наукой, изучающей биологические системы всех уровней (от организма до биосферы), а также взаимодействие всех биологических систем с окружающей средой.
В практику преподавания изучение вопросов экологии вошло не так давно. Этот предмет лишь вскользь упоминается в отдельных школьных дисциплинах – физике, химии, географии, обществоведении. А между тем современная экология представляет собой стремительно развивающуюся науку, изучающую широкий круг проблем, имеющую собственную теорию и методологию. Ее популяризация в самых широких слоях населения – залог сохранения нашей планеты.
Предлагаемая книга рассказывает об основных понятиях экологии, ее принципах и закономерностях, рассматривает сложные вопросы, связанные с изучением взаимоотношений между живыми организмами и средой их обитания. Много внимания автор уделяет экологическим катастрофам, проблемам загрязнения окружающей среды и путям их решения. Еще одна важная задача книги – формирование у широких слоев общества бережного отношения к природе и среде проживания как важной составляющей качества жизни.
Раздел 1
Как мы дошли до жизни такой?
Долгая история экологии
Как появилась экология
Предпосылки возникновения экологии как науки появились в глубокой древности. Уже давно люди начали пристально наблюдать за взаимодействием растений и животных со средой. Такие наблюдения проводились в русле зоологии и ботаники, но это отнюдь не умаляет значения подобных исследований. Это был этап накопления первичных знаний о взаимодействии организмов с окружающей средой. И продолжался он примерно до XVIII столетия.
Аристотель
Нельзя не вспомнить древнегреческих мудрецов. В их трудах можно обнаружить множество интересных и прогрессивных для того времени сведений. Например, Аристотель (384–322 до н. э.) создал описание поведения более 500 видов животных. Ему удалось классифицировать животных в зависимости от их образа жизни и характерного для них поведения. Аристотель писал о миграции птиц и рыб, а также о других особенностях поведения животных, в частности о том, как они обустраивают свои природные жилища.
Теофраст Эрезийский
Теофраст Эрезийский (370–287 до н. э.), ученик Аристотеля, известен благодаря своим наблюдениям в области ботаники. Им были сделаны описания особенностей роста и развития растений в зависимости от условий среды. Философ обращал внимание на то, как тип почвы и климат влияют на рост и форму растений. Именно благодаря ему ботаника стала самостоятельной наукой, отделившись от зоологии. Среди особых достижений Теофраста Эрезийского – классификация покрытосеменных растений в зависимости от жизненных форм. Именно он разделил их на травы, полукустарники, кустарники, деревья.
Эмпедокл
О том, как условия среды влияют на растения, писал и древнегреческий философ, врач, политический деятель Эмпедокл (490–430 до н. э.). А в трудах великого древнегреческого врача Гиппократа (460–377 до н. э.) есть очень интересные мысли о том, как факторы окружающей среды влияют на здоровье человека. Он считал, что при лечении больного нужно обязательно учитывать особенности его организма, а также взаимодействие человека и окружающей среды. Гиппократ небезосновательно полагал, что различные природные и социальные факторы, такие как климат, почва и вода, образ жизни человека, политический строй страны и многое другое, так или иначе влияют на телесные и душевные человеческие свойства. Очень важным фактором Гиппократ считал климат, так как именно он, по его мнению, влияет на формирование национального характера.
Гиппократ
Римский ученый Плиний Старший (23–79 н. э.) создал 37 томов «Естественной истории». В своем труде он излагал сведения по географии, астрономии, этнографии, метеорологии, ботанике, зоологии. Ученый описал множество животных и растений, исследовал условия их обитания и произрастания. Сравнивая человека и животных, Плиний указывал на то, что в жизни животных главным является инстинкт, а люди обучаются всему благодаря сознательному опыту и выучке посредством подражания.
Плиний Старший
В Средние века формирование экологических идей, к сожалению, прервалось. В этот период главенствовала теологическая теория происхождения жизни. Первоисточником всего существующего на Земле считался Бог, а влияние среды соответственно отрицалось. Считалось, что все на земле происходит по воле Бога. Безусловно, нельзя не признать, что и в Средние века появлялись некоторые научные открытия, однако они имели прикладное значение. Примером тому могут служить такие труды, как «Зеркало вещей» Венсенна де Бове (XIII век), «О поучениях и сходствах вещей» доминиканского монаха Иоанна Сиенского (XIV век). Кроме того, в Средние века жили и работали Авиценна (980–1037) и Разес (850–923) – выдающиеся ученые своего времени.
Разес
Авиценна
Живая клетка и человек разумный
Эпоха Возрождения стала временем новых открытий.
Путешествия и связанные с ними открытия в области географии пробудили интерес к познанию мира. Научные экспедиции снаряжались в разные части света. В отчетах путешественников в избытке содержались интересные сведения. XIV–XVI века были богаты на географические открытия. И в этот период многие исследователи обращали внимание на зависимость растений от условий среды.
В 1543 году вышел труд Николая Коперника (1473–1543) «Об обращениях небесных сфер». В нем ученый изложил свои представления о гелиоцентрической системе мира. Учение Коперника продолжил итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548–1600). Он предполагал, что во Вселенной есть огромное количество звезд, которые подобны Солнцу.
Николай Коперник
Жорж Луи Бюффон
Французский ученый Жорж Луи Бюффон (1707–1788) изучал влияние внешних условий на морфологию животных. В своем многотомном издании «Естественная история животных» Бюффон впервые заявил, что влияние внешних факторов способствует превращению одного вида живых существ в другой. Бюффон также писал о жизнедеятельности организмов, о том, что существует определенное единство животного и растительного мира. Кроме того, ученый высказывал идеи о влиянии среды обитания на животный и растительный мир.
Роберт Бойль
Английский химик Роберт Бойль (1627–1691) впервые провел экологический эксперимент, касающийся влияния низкого атмосферного давления на развитие животных.
Голландский натуралист Антони ван Левенгук (1632–1723) изобрел микроскоп и изучал под линзами разнообразные вещества и предметы. Им было сделано важное открытие: весь мир населен микроскопическими существами.
В одном из своих сообщений Левенгук писал:
«24 апреля 1676 года я посмотрел на… воду под микроскопом и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ. Некоторые из них в длину были раза в 3–4 больше, чем в ширину, хотя они и не были толще волосков, покрывающих тело вши… Другие имели правильную овальную форму. Был там еще и третий тип организмов – наиболее многочисленный – мельчайшие существа с хвостиками».
Антони ван Левенгук
Один из видов микроскопов, использовавшихся в XVIII веке
Наверняка вы догадались, что в 1676 году Левенгук впервые увидел бактерии. Сам ученый назвал их «анималькулями», предполагая, что это маленькие животные. Он был уверен, что строение «маленьких животных такое же, как и у больших организмов», то есть у них есть ножки, хвостики, органы пищеварения и т. д.
Помимо всего прочего, именно Левенгук был первым исследователем, изучавшим пищевые цепи и регуляцию численности организмов. Эти исследования были очень важны для дальнейшего развития различных разделов экологии.
Роберт Гук
Современник Левенгука английский ученый-естествоиспытатель Роберт Гук (1653–1703) знал об исследованиях своего коллеги. Гук был ответственен за проверку результатов различных научных экспериментов в Лондонском королевском обществе. Он занимался проверкой открытий Левенгука и сам увлекся изучением различных объектов с помощью оптического прибора. Пытаясь понять, почему пробковое дерево хорошо плавает, ученый сделал тонкий срез и стал рассматривать его под микроскопом. Естествоиспытатель увидел на срезе ячейки, напоминающие пчелиные соты. Гук назвал элементы слоя пробки латинским словом
