Владимир Иванов - Основы экологии

Интенсивное накопление знаний о природе и крупные научные исследования происходили в эпоху Возрождения. Этот период знаменуется великими путешествиями, открытиями и описаниями новых земель с их флорой и фауной.

Эпоха Возрождения изменила фундаментальные воззрения в естествознании благодаря трудам Н. Коперника, Дж. Бруно, Г. Галилея, Л. да Винчи, И. Кеплера, Р. Декарта, которые дали новый мощный толчок развитию наук о природе.

В начале XVII в. был изобретен микроскоп.

В 1670 г. английский химик и физик Роберт Бойль (1627–1691) впервые поставил экологический эксперимент по действию на организмы низкого атмосферного давления. Он выяснил, что наибольшей стойкостью к вакууму обладают водные, земноводные и другие холоднокровные животные, и объяснил это их образом жизни.

Один из первых микроскопистов Антони ван Левенгук (1632–1723) изучал не только строение простейших организмов, бактерий и клеток крови, но и пищевые цепи, регулирование численности популяций, которые стали важнейшими разделами экологии.

В 1749 г. шведский натуралист Карл Линней (рис. 2) опубликовал работу «Экономия природы». В ней он изложил свои взгляды на взаимоотношения живых организмов и влияния на их жизнь условий внешней среды. Линней впервые ввел бинарную (двойную) номенклатуру, т. е. обозначил для каждого вида растений, животных и микроорганизмов двойное латинское название: первое означало название рода, второе – видовую принадлежность. Карл Линней построил наиболее удачную искусственную классификацию растений и животных.

Рис. 2.Карл Линней (1707–1778)

За 120 лет до появления теории Дарвина Линней первым поставил человека в классе млекопитающих вместе с обезьянами и полуобезьянами. В системе Линнея человек получил свое научное имя Ноmо sapiens – человек разумный.

Позднее французский натуралист Жорж Бюффон (1707–1788) создает многотомный труд «Естественная история», где описывает огромное количество животных в связи с влиянием на их жизнь разнообразных факторов внешней среды. Ж. Бюффон считал, что виды изменяются под влиянием температуры, климата, пищи и одомашнивания.

Большое влияние на формирование экологических взглядов XVIII в. имела эволюционная концепция Жана Батиста Ламарка «Философия зоологии» (1809). Ламарк (рис. 3) считал, что главной причиной развития организмов от низших форм к высшим является присущее живой природе стремление к совершенствованию организации, а другой – влияние на них различных внешних условий. Таким образом, в XVIII в. были предприняты попытки систематизации накопленных естественнонаучных знаний.

Большой вклад в развитие экологических представлений конца XVIII – начала XIX в. внесли и русские естествоиспытатели Степан Петрович Крашенинников (1711–1755) и Иван Иванович Лепехин (1740–1802). По итогам проведенных экспедиций они описывали в своих трудах растительность и животный мир различных уголков России, отмечая особенности их климата.

Русский путешественник Петр Симон Паллас (1741–1811) в своих работах «Путешествие по различным провинциям Российского государства» и «Описание животных российско-азиатских» подробно описал образ жизни 151 вида млекопитающих и 425 видов птиц, биологические явления миграции и спячки, взаимоотношения родственных видов между собой.

Вторая половина XIX в. была ознаменована новыми открытиями во всех разделах естествознания: клеточная теория М. Шлейдена и Т. Шванна; теория эволюции Ч. Дарвина; явление электромагнитной индукции М. Фарадея и Д. Максвелла; закон сохранения энергии Г. Гельмгольца, периодический закон Д.И. Менделеева; законы наследования Г. Менделя и др.

Рис. 3.Жан Батист Ламарк (1744–1829)

Именно в середине XIX в. экология в своем становлении переходит на новый качественный виток своего развития.

Второй этап – оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (с 60-х гг. XIX в. до 50-х гг. ХХ в).

Этот период связан с деятельностью немецкого естествоиспытателя Александра Гумбольдта (1769–1859), который издал труд «Идеи о географии растений». Гумбольдт заложил основы биогеографии и выделил 19 основных жизненных форм растений, установил закономерности горизонтальной зональности и вертикальной поясности растительности.

Особое место в развитии прогрессивных биологических взглядов этого времени занимает деятельность профессора Московского университета Карла Рулье (1814–1858). Его по праву считают одним из предшественников Чарльза Дарвина и основоположником экологии животных. Он написал более 160 работ, заложил основы «зообиологии», сформулировал принцип, лежащий в основе всех наук о живом, – принцип исторического единства организма и окружающей среды. К. Рулье писал: «Ни одно органическое существо не живет само по себе, каждое вызывается к жизни и живет постольку, поскольку находится во взаимодействии с относительно внешним для него миром».

Ученик Рулье Николай Алексеевич Северцов (1827–1885) в 1855 г. опубликовал труд «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии», где впервые в России дается глубокое экологическое исследование животного мира отдельного региона.

В 1855 г. А. Декандоль (1806–1893) публикует работу «Ботаническая география», в которой описывает влияние абиотических факторов на растительные организмы.

В 1859 г. вышла в свет книга английского естествоиспытателя Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора».

В своей эволюционной теории Дарвин обосновал роль взаимодействия видов в связи с условиями их существования. По мнению Ч. Дарвина, физические условия, в частности температура и другие климатические факторы, становятся ведущими лишь в наиболее неблагоприятных для жизни ландшафтах, например на Крайнем Севере, в пустынях и т. д. Дарвин установил необычайно высокую способность организмов к увеличению численности. Важным для экологии был и вывод Дарвина о несравненно большей остроте борьбы за существование в пределах вида и между близкими формами, чем между разными видами. Ученый отметил и влияние образа жизни, условий существования и взаимодействия видов на их морфологию. В его работах содержатся глубокие мысли по теории акклиматизации. Дарвин доказал, что аборигенные виды не всегда наилучшим образом приспособлены к местным условиям. В ряде случаев новые виды могут оказаться более жизнеспособными.

Таким образом, именно эволюционное учение Ч. Дарвина явилось мощным толчком для развития экологии на качественно новой основе.