Тема 4. Экологические знания в начале 19 века.

Экологическая наука в первой половине 19 века. А. Гумбольдт - основоположник ботанической географии. Исследования по влиянию факторов среды на организм. Геоботаничекие исследования в России (Эверсман, Бэр, Миддендорф и др.). Исследования популяций животных. Работы К.Ф. Рулье и Н.А. Северцова.

Краткий конспект лекций

Лекция №6.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НАУКА В ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЕ 19 ВЕКА. А. ГУМБОЛЬТ - ОСНОВОПОЛОЖНИК БОТАНИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ.

К концу XVIII в, по мере развития зоологии и ботаники и накопления фактов экологического содержания у естествоиспытателей проявляются элементы нового прогрессивного подхода, об изменении организмов в зависимости от окружающих условий и обусловленном этим многообразии форм, начинает складываться экологическая точка зрения на изучаемые явления природы.

Начало второго этапа развития науки связано с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями. Появление в начале XIX века биогеографии способствовало дальнейшему развитию экологического мышления. Большое значение для его формирования имели труды немецкого путешественника географа и естествоиспытателя А. Гумбольта, заложившего основы ботанической географии, в том числе ее экологического направления. В классическом труде «Космос» (1843) и в сочинениях по географии растений (1805, 1807 - «Идеи о географии растений», 1817), А. Гумбольт, на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Америке ярко продемонстрировал роль климатических условий в жизни растений, установил связь географического распространения растений с изотермами, которые он же ввел в климатологию. Гумбольт обосновал идею горизонтальной и вертикальной поясности растительности В сходных зональных и вертикально-поясных географических условиях у растений разных таксономических групп, вырабатываются сходные физиологические формы, т.е. внешний облик. По распространению и соотношению этих форм можно судить о специфике физико-географической среды. Он установил физиологические типы растений, чем предвосхитил понятие жизненных форм; впервые применил термин ассоциация. Им было выделено 17 типов растительных формаций.

Животный мир не входил в круг специальных объектов исследования А.Гумбольта, но его ботанико-географические и физико-географические идеи бесспорно стимулировали развитие зоогеографии, а вслед за нею и экологии животных.

В результате многочисленных и долговременных наблюдений было накоплено такое количество всевозможных данных, что позволило создать капитальные сводки по влиянию условий среды на организм. В 1833 г. польский орнитолог К. Глогер смог опубликовать сводку о влиянии климата на птиц - их поведение, выбор местообитаний, степень оседлости, окраску. Датчанин Т. Фабер (1826) написал работу об особенностях северных птиц, К. Бергман (1848) о географических закономерностях в изменении размеров теплокровных животных.

О важном значении среды обитания для животных писали и зоогеографы. Так, немецкий географ Бергхаус в 1851 г. предложил зоогеографическое районирование, на основе изучения распространения хищных млекопитающих. Он исходил из факта, что жизнь млекопитающих зависит от физических факторов (особенно тепло и влага). Они кроме того обусловливают и существование растений и влияют т.о. на животных и прямо и косвенно. Хищники, завися и от климата, и от своих жертв, как бы интегрирует совокупное действие этих агентов природы. Т.о. Бергхаусу удалось отметить значение не только климатических условий, но и биотических отношений.

Капитальной эколого-зоогеографической сводкой явилась трехтомная монография «Географическое распространение животных» (1853) чешского зоолога Л. Шмарды. Характер распространения животных он объяснял воздействием на них среды - тепла, света, воздуха, электричества, климата, питания, характера местообитания и т.д.

Наряду с таким общими сводками появилось множество работ, посвященных частным вопросам экологии животных и растений: У. Эдвардс (1824) о значении тех или иных факторов среды (прекращении роста головастиков в темноте); А. Кетле (1846) - о температурном пороге пробуждения растений от зимнего покоя, о термических пределах жизни и пр. Ставились опыты на пресноводных беспозвоночных с целью выяснения роли объема жизненного пространства для их нормального существования (И. Хогс, 1854). Ценные результаты принесло изучение морских животных. Например, Э. Форбс в 1843-1844 гг. установил закономерности их вертикального распределения в британских водах и в Эгейском море и, едва ли не первым, нарисовал картину экологической динамики населения моря.

В этот же период наметился новый подход в ботанических исследованиях. Обилие наблюдений над зависимостью растений от условий произрастания позволило швейцарскому ботанику О.П. Декандолю в 1832 году обосновать необходимость выделения особой научной дисциплины «Эпиррелогия», изучающей влияние на растения внешних условий и воздействие растений на окружающую среду. Число таких факторов по мере расширения и углубления исследований возрастало, а оценка значимости отдельных факторов изменялась. Декандоль писал: «Растения не выбирают условия среды, они их выдерживают или умирают. Каждый вид, живущий в определенной местности, при известных условиях представляет как бы физиологический опыт, демонстрирующий нам способ воздействия теплоты света, влажности и столь разнообразных модификаций этих факторов».

Интересно, что полученные в результате своей работы выводы Декандоль использовал для разработки рациональных приемов ведения сельского и лесного хозяйства.

Датский ученый И. Скоу в 1822г рассматривал влияние на растения различных факторов среды, он подразделял растения по их местообитаниям и назвал по господствующим видам.

В 20-х годах возникло понятие формации как группировки растений определяющей внешний облик растительного покрова, и стали проводиться описания растительных формаций различных административных и географических районов (О. Геер, 1835). Описание растительности кантона Глярус в Швейцарии; С.П. Крашенинников «Описание Земли Камчатки» (1755).

В ходе подобного рода работ постепенно формировалась идея о наличии взаимодействия между отдельными видами и о влиянии растительности на почву. В этом отношении большой интерес представляют идеи немецкого лесовода Г. Котта в «Основах лесоводства». Он призывал исследовать лес, как органическое целое в его историческом развитии и взаимовлиянии всех компонентов (от общего к частному).

Возвращаясь к формированию экологии животных, надо отметить, что в начале XIX в. большое внимание уделялось изучению популяций. Закономерности их роста исследовал бельгийский статистик А. Кетле.

Нередко объектами исследования служили популяции не только животных, но и человека. В результате происходила излишняя биологизация социальных по сути явлений и антропоморфизация число биологических явлений.

Лекция 7.

ГЕОБОТАНИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ В ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЕ 19 ВЕКА.

К первой половине XIX века относится начало геоботанического исследования России. 1837 - Теетуман - изучение степной растительности Аскания-Нова (методика пробных площадок); 1840 - Корнисс исследовал степи Мелитопольского уезда (весовой анализ растительности).

В составлении первых геоботанических описаний растительности вместе с ботаниками участвовали и зоологи. К.М. Бэр (1838) описание растительности Новой Земли. Э.А. Эверсман (1840) степей и пустынь Оренбургского края. Он четко разделяет факторы среды на абиотические и биотические, приводит примеры борьбы и конкуренции между организмами, между особями одного и разных видов. А.Ф. Миддендорф по результатам личных исследований в 40-х годах описал растительный мир Таймыра и Якутии («Путешествие на север и восток Сибири»). Такую тесную связь между растительностью и почвой глубоко раскрыл Ф.И. Рупрехт, в частности в своей работе 1845 г. о флоре севера России.

Русские ученые в данный период были сосредоточены на накоплении данных по отдельным видам и районам. Э. Менетрие (1832) вертикальное распределение животных в горах Кавказа. А.Д. Нордман (1840) описал степную фауну, усмотрел ее особенности в физико-географических условиях. Также большое значение имели работы Эрсмана и Миддендорфа.

Среди биологов середины XIX столетия особое место занимает К.Ф. Рулье, справедливо считающийся одним из основоположников отечественной экологии животных. В многочисленных статьях, а также в университетских курсах и публичных лекциях он сформулировал важнейшие принципы и методы экологии, удивительно точно раскрыв содержание этой новой отрасли биологии.

В основе теоретических представлений Рулье лежало признание исторического, эволюционного развития органического мира и его неразрывной связи с внешней средой. Он указывал, что «животные живут только потому, что находятся во взаимодействии или общении, с относительно внешним для них миром» - закон общения животного с окружающем миром. Рулье подчеркивал необходимость изучения жизни животных во взаимодействии с другими организмами и окружающей мертвой природой.

В области экологии Рулье не ограничился формулировкой общих принципов закономерностей и правил. Он осветил многие важные специальные вопросы. Он дал определение такому понятию, как среда, предложил классификацию факторов (физические, биотические и воздействие человека). Во взаимоотношении организма со средой различал проявления «жизни особой» и «жизни общей» - аутэкологические и биоценологические закономерности. Рулье было известно наличие в пределах вида отдельных популяций. Он также исследовал проблемы адаптации животных и пр.

Идеи Рулье нашли воплощение в работах его ученика Н.А. Северцова (1827-1885). Одной из первых была книга «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии» (1855). В сущности, это было первое в России специальное экологическое исследование.

Литература: 3, 5, 7, 8, 12, 14.