Біологія 11 клас

РОЗДІЛ ІІ НАДОРГАНІЗМОВІ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ


ТЕМА 1. ПОПУЛЯЦІЯ. ЕКОСИСТЕМА. БІОСФЕРА

 

 

§ 28. ЕКОЛОГІЯ ЯК НАУКА, її ПРЕДМЕТ ТА ЗАВДАННЯ. СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ


Що таке екологія. Нині слово екологія звучить так само часто, як ще кілька десятиліть тому слова технічний прогрес, кібернетика, космонавтика. І це не випадково. Якщо раніше людство своє майбутнє пов’язувало з технічним прогресом, розумними машинами та завоюванням космосу, то тепер у нього зовсім інші пріоритети. Необхідно зберегти природне середовище, перейти на поновлювані джерела енергії, забезпечити населення планети харчовими ресурсами, запобігти пандеміям нових, насамперед вірусних, хвороб. Усі ці глобальні проблеми називають екологічними. Це також не випадково, адже екологія — наука про життя.

Термін екологія (від грец. оікос — дім, житло і логос — розум, знання) запропонував у 1866 р. німецький біолог-еволюціоніст Ернст Геккель (1834—1899), сформулювавши його у такий спосіб: «під екологією ми розуміємо загальну науку про взаємовідносини організмів з навколишнім середовищем, куди ми відносимо у широкому сенсі всі умови існування». За задумом автора терміна, екологія мала досліджувати нові для тогочасної науки питання: конкуренція організмів у природі і, як наслідок, — їх боротьба за існування. Як ви пам’ятаєте, вони є дуже важливими постулатами еволюційної теорії Ч. Дарвіна (пригадайте або спробуйте сформулювати поняття природного добору — ключове поняття цієї теорії). Звідси випливає, що екологія замислювалася як доповнення до еволюційної теорії.

У жодному разі не слід вважати, що історія екологічних досліджень бере початок з другої половини XIX століття. Насправді усі описи життєдіяльності окремих організмів чи видів у природі, зроблені задовго до цього, сміливо можна

 

Мал. 104. Е. Геккель

 

 

Мал. 105. К. Ф. Рульє.

 

вважати екологічними дослідженнями. Більше того, на той час уже був зроблений ряд важливих екологічних узагальнень, зокрема такі: окремі живі організми та їх види живуть не поодинці, а обов’язково разом з особинами свого виду й іншими видами організмів; живі істоти заселяють усі можливі місця на Землі, але при цьому вони мають бути пристосованими до середовища життя. Особливе місце у цьому сенсі посідають роботи відомого російського біолога Карла Францевича Рульє (1814—1858). Йому належить формулювання принципу двоїстого стану організму в природі, згідно з яким будь-яка істота живе як сама по собі, так і є компонентом угруповання організмів.

Саме слово екологія походить від давньогрецького ойкос, що означає житло й, по суті, дуже влучно відбиває зміст екології — науки про організми «у себе вдома», або точніше, про організми у природі, їх взаємини один з одним і неживими компонентами середовища життя. Об’єктом вивчення екології є і людина з усією її діяльністю.

Сучасна екологія стала настільки різноманітною й багатогранною наукою, що серед професійних екологів часто можна почути такий жарт: «Екологія — це те, чим займаюсь я, і чим не займаєшся ти».

Предмет і завдання екології. Предметом екології є сукупність певним чином організованих і структурованих зв’язків між організмом і середовищем. Крім того, важливою складовою екологічних досліджень є практичне застосування здобутих знань про життя природи. Цілком очевидно, що не можна охороняти природу, користуватися її ресурсами, не знаючи, за якими законами вона живе і розвивається, як реагує на вплив людини і який об’єм ресурсів може взяти собі людство, щоб це не призвело до необоротних втрат. Усе це у кінцевому підсумку і є предметом екології.

Головним об’єктом екологічних досліджень є природні комплекси живих організмів і середовища їх життя. Виходячи з того, що жива матерія має кілька рівнів організації, предметом екологічних досліджень є: на організменому рівні — питання взаємодії середовища з окремими особинами; на популяційно-видовому — взаємодія сукупності особин одного виду, що живуть на певній території, між собою і з довкіллям; на біосферно- біоценотичному — угруповання різних видів, у яких ці види взаємодіють один з одним і з середовищем життя. Тому в екології зазвичай виділяють такі основні напрями: аутекологія (від грец. аутос — сам, оікос і логос), що досліджує зв’язки окремого організму або виду організмів з навколишнім середовищем; демекологія (від грец. демос — народ, оікос і логос); її ще називають популяційною екологією), у завдання якої входить вивчення структури та динаміки популяцій окремих видів; синекологія (від грец. син — разом, оікос і логос), що вивчає життєдіяльність багатовидових угруповань тварин, рослин і мікроорганізмів у середовищі їх життя — лісах, річках, морях.

За завданнями, які постали перед сучасною екологією, її можна поділити на загальну і прикладну.

 

 

Мал. 106. Видра річкова — наземна тварина, яка почуває себе у воді, як риба.

 

 

Мал. 107. Метелик очняк квітковий, гусінь якого розвивається на злакових рослинах, є типовою наземною твариною.

 

Загальна екологія — розділ біологічної науки, який досліджує загальні закономірності взаємин живих організмів та їх середовища життя. У її завдання входить вивчення механізмів пристосування організмів до середовища існування, оцінка біологічної продуктивності і динаміки чисельності популяцій, розробка теорії стійкості і зміни екологічних систем.

Прикладна екологія займається розв’язанням важливих практичних завдань, що регулюють відносини людини і природи, зокрема: складання прогнозів і оцінка негативного впливу діяльності людини на природу, збереження і раціональне використання природних ресурсів; розробка інженерних, економічних, правових і соціальних заходів, покликаних зменшити тиск людини на природу, відрегулювати їх взаємини. Прикладну екологію у вітчизняній науковій літературі зазвичай називають охороною навколишнього середовища (охороною природи), а в англомовній літературі — енвайронменталізмом (від англ. environ ment — навколишнє середовище).

Що таке середовище життя. Середовище життя — це частина природи, яка оточує живі організми і справляє на них прямий або непрямий вплив. У середовище життя входять не тільки різні фізичні і хімічні (так звані абіотичні) компоненти, а й живі організми свого або іншого виду — біотична складова. Із середовища живі істоти дістають усе необхідне для життя (речовину та енергію) і в нього ж виділяють продукти свого метаболізму. Нині середовище життя кожного організму тією чи іншою мірою формує людина, її виробнича діяльність. При цьому одні компоненти навколишнього середовища життєво необхідні організму, інші справляють на нього негативний вплив, ще інші — байдужі.

За особливостями умов існування розрізняють три основних типи середовища життя, кожний з яких має свої ключові компоненти.

Наземне середовище життя — це поверхня суходолу. Тут живуть організми, які розмножуються і розвиваються або безпосередньо на поверхні землі або на рослинах, у тому числі й деревах. Але при цьому вони можуть пересуватися або полювати у воді (мал. 106) або повітрі (мал. 107).

Водне середовище життя включає не тільки океани, моря, річки, озера тощо, а й калюжі, порожнечі та капіляри ґрунту, заповнені водою. Для паразитичних найпростіших і багатьох бактерій середовищем життя є цитоплазма клітин багатоклітинних організмів. Особливістю водного середовища є те, що різні види організмів можуть розміщатися в ньому не в одній площині, як на поверхні суходолу, а в товщі, для чого в них виробилося пристосування. Ті, хто живуть на дні водойм, утворюють угруповання


 

Мал. 108. Мікроскопічні водорості — головна складова фітопланктону.

 

 

Мал. 109. Клоп-водомірка— класичний представник організмів, що входять до складу нейстону.

 

 

Мал. 110. Черв’яга — безнога тропічна амфібія, яка веде підземний спосіб життя.

 

 

Мал. 111. Гризун сліпак піщаний, який веде риючий спосіб життя, занесений до Червоної книги України.

організмів, яке називають бентосом (від грец. бентос — глибина), в товщі води — планктоном (від грец. планктос — блукаючий) (мал. 108), на поверхні — нейстоном (від грец. неустос — плаваючий) (мал. 109) (пригадайте, які пристосування виробили водні тварини, яких відносять до цих трьох угруповань). Вода є первинним середовищем життя, тут воно зародилося, звідси вийшло на суходіл.

Найбільш специфічним є підземне середовище життя. Для нього характерна висока щільність, дефіцит кисню й відсутність світла. У таких умовах можуть жити лише деякі організми. Це головним чином бактерії, а також гриби й окремі види та групи тварин: личинки комах, дощові черви, безногі земноводні (мал. 110) та деякі ссавці (мал. 111).

Сучасна екологія — наука про відносини організмів з іншими організмами та середовищем їх життя — є не тільки найважливішим напрямом сучасної біології, а й міждисциплінарною наукою, яка досліджує найскладніші проблеми взаємодії людини з навколишнім середовищем. Екологічні проблеми планетарного масштабу привели до «екологізації* природничих, технічних і гуманітарних наук, серед яких виникли: інженерна екологія, соціальна екологія, сільськогосподарська екологія, космічна екологія тощо. Очевидно, що нині термін «екологія» трактують набагато ширше, ніж кілька десятиліть тому.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити