Уровни организации живой материи. Отрасли и подразделения экологии

Содержание современной экологии целесообразно выделить, исходя из концепции уровней организации живой материи, которые составляют "биологический спектр" планеты Земля.

На сегодняшний день, исходя из главных свойств живого, в биологии выделяют такие организации живой материи: клетка - ткань - орган - организм - популяция - биоценоз - биом - биосфера.

Упрощенный вариант уровней организации живой материи можно построить на составляющих высших уровней применительно к низших уровней (рис. 1.2). Итак, совокупность дифференцированных клеток создает ткань, из которой складываются различные органы, входящие в состав организма, а совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию, - популяцию, совокупность популяций - биоценоз, экосистему. Совокупность экосистем планеты Земля создает биосферу. Взаимодействие с физической средой (энергией и веществом) на любом уровне предопределяет существование определенных функциональных систем.

Экология как наука изучает системы, выше организменный уровень, то есть такие, в состав которых входят отдельные группы организмов и между ними обязательно должны возникать определенные взаимоотношения, а также взаимоотношения их с окружающей средой. Однако четких границ между отдельными уровнями организации живых систем не существует, поскольку здесь действуют такие факторы, как взаимозависимость и взаимовлияние. Например, отдельный организм не способен к длительному изолированного существования за пределами своей популяции, так же как и отдельный орган за пределами организма. Таким образом, экология исследует явления, которые охватывают шесть уровней организации живой природы.

Организм

Изучая особь конкретного вида, мы исследуем, по сути, организм. Организацию и функцию последнего исследуют довольно успешно несколько биологических дисциплин: анатомия, систематика, физиология, эмбриология и частично генетика. Отношение организмов к среде изучает экология организмов.

Популяция

Экологический содержание популяции рассматривается в разделе "демэкология". Здесь мы только остановимся на отдельных аспектах этого термина, который позволит нам понять преемственность уровней организации живой материи. Совокупность особей, принадлежащих к одному виду, заселяют общую территорию и обладают определенными свойствами, принято считать популяцией. Таким образом, даже если рассматривать данный уровень как простую совокупность организмов, можно заметить разницу между двумя уровнями - популяция может существовать автономно от других. Каждая совокупность особей, принадлежит к одному виду, имеет ограниченную генетическую структуру, выраженную в определенных морфологических особенностях вида. Одновременно выступает экологическая структура, которая является результатом различия демографического типа, например, возрастная структура, рождаемость, смертность. Процессы, происходящие в пределах популяции, связанные с изменениями численности организмов или с морфологическими изменениями. Популяция является основной биологической единицей, в рамках которой реализуются процессы естественного отбора. С самого определения экологии видно, что взаимное и взаимосвязи - предмет изучения этой науки. Следовательно, именно этот уровень организации живой материи является первым и фундаментальным для экологии.

Группировка

Биоценоз, или группировки, является высшей ступенью организации живой природы, постоянной системой вместе с существующими на определенном участке суши или водоема организмами и созданным ими же биоценотическом средой. Упрощенное определение группировки можно построить на основе преемственности. Если популяция - это группа особей одного вида на определенной территории, а эту территорию будут населять и популяции других видов, то вполне закономерным будет определение группировки как совокупности популяций различных видов на определенной территории. Популяции различных видов, связанные между собой разнообразными биологическими отношениями, являются элементами структуры этой единицы. В пределах биоценоза происходит круговорот материи и энергии, а также формирования среды обитания организмов - биотопа.

Биогеоценоз, экосистема

Группировка - достаточно четко очерченный уровень живого, успешно изучается экологами. Вместе с тем этот уровень территориально сильно ограничен. Ограничение затрагивает прежде всего практический подход к изучению, поскольку большие массивы информации об окружающей среде слишком сложны для обобщения одним специалистом. Кроме того, группировка энергетически не является автономным. На планете Земля функционируют образования, намного больше группировки, - экосистемы, которым свойственны признаки группировки, но они значительно больше по размерам. Совокупность растительности, животного мира, микроорганизмов и определенного участка земной поверхности, которые связаны между собой обменом веществ и энергии, принято называть биогеоценозом. Данный уровень организации живой материи включает в себя определенные группировки организмов, почву, грунтовую воду и нижние слои тропосферы. Его границы определяются главным образом пределом фитоценоз (растительного группировки).

Биосфера

Используя предыдущий принцип определения уровней живого, можно попытаться дать определение биосферы как совокупности экосистем планеты Земля. Такое упрощенное, определение будет целесообразным, поскольку включает в себя определение всех предыдущих уровней. Биосфера - оболочка Земли, которая включает части атмосферы, гидросферы и литосферы, населенные живыми организмами. Верхняя граница биосферы имеет озоновый экран, задерживающий большую часть губительных для живых существ ультрафиолетовых лучей, а нижняя - тепловой барьер.

Современную экологию принято условно делить на пять крупных подразделений: аутэкологию (экологию организмов), демэкология (экологию популяций), синекологии (экологию группировок), биогеоценология и биосферологии (глобальную экологию).

Аутэкология (термин введен в 1896 Шретером) изучает взаимосвязи представителей вида с окружающей их средой. Этот раздел экологии занимается главным образом определением границ устойчивости вида и его соотнесенность с различными экологическими факторами. Аутэкология изучает также влияние среды на морфологию, физиологию и поведение организмов. Демэкология (термин введен в 1908 Йогансеном) описывает колебания численности различных видов и устанавливает их причины. Этот раздел еще называют динамикой популяций, или популяционной экологии. Синэкология (Шретер, 1902) анализирует отношения между особями, принадлежащими к разным видам данной группировки организмов, а также между ними и окружающей средой. Срок биоценология, введенный в 1918 году. Гамс, практически синонимом синекологии. В синекологии исследования проводят в двух направлениях: статическом и динамическом. Статический направление (описательная синэкология) занимается становлением видового состава группировок, численностью, частотой выявления вида, видовым представительством и пространственным размещением. Динамический направление (функциональная синэкология) охватывает два аспекта. Первый касается развития группировок и исследования причин, которые привели к их изменению. Второй занимается изучением обмена веществ и энергии между различными компонентами экосистемы, а также изучает кормовые цепи, биомассу и энергию, производительность биоценозов. Это направление еще называют количественной синекологии. Биогеоценология, или эко-системология, изучает биогеоценотический слой земного шара и, в частности, конкретные экосистемы (сухопутные, водные), в которых взаимодействуют живые существа и абиотичне среду. Биосферологии (Глобальная экология) изучает биосферу как единое планетарное целое, выясняет закономерности эволюции биосферы.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >