Тема 6. Экология во второй половине 19 века.

Э. Геккель. Выделение экологии как самостоятельной науки. Основные направления развития экологии животных в данный период, вклад А.Ф. Миддендорфа и М.Н Богданова. Работы С. Форбса и А.А. Силантьева. Изучение роли животных в процессе распространения заболеваний животных и человека. Разработка количественных методов экологических исследований. Формулирование Мебиусом понятие биоценоз. Работы К.А. Тимирязева, И.В. Мичурина и В.В. Докучаева.

Краткий конспект лекций

Лекция №10.

Э. ГЕКККЕЛЬ. ВЫДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГИИ КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ НАУКИ. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИИ ЖИВОТНЫХ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ 19 ВЕКА.

Спустя семь лет после публикации «Происхождения видов» Э. Геккель в своем труде «Всеобщая морфология» (1866) предложил назвать весь круг вопросов, который связан с проблемой борьбы за существование и влияния на животных комплекса физических и биотических условий, новым термином - экология. В 1869г. Геккель так охарактеризовал эту отрасль. "«под экологией мы подразумеваем науку об экономии, домашнем быте живых организмов. Она исследует общие отношения животных как к их неорганической, так и к их органической среде, их дружественные и враждебные отношения к другим животным и растениям, с которыми они вступают в прямые или непрямые контакты, или, одним словом, все те запутанные взаимоотношения, которые Дарвин условно обозначил как борьбу за существование». Вслед за Дарвином, Геккель подчеркивал преобладающую роль биотических факторов. Он отмечал оба аспекта экологии – и видовой, и биоценологический.

Широкое распространение учения Дарвина, в частности его экологических представлений, усилило интерес к проблеме взаимодействия организмов и влияния на них среды обитания. Это стимулировало выделение экологии в особую отрасль биологии и появление специального названия этой отрасли.

Экология животных в данный период развивалась в разных направлениях. Во-первых, продолжилось накопление данных об образе жизни отдельных видов.

Важные исследования в области экологии в этот период были выполнены М.Н. Богдановым. Он развивал экологические принципы и в курсе зоологии, который читал в Петербургском университете, и в многочисленных статьях и книгах, посвященных преимущественно промыслово-охотничьим зверям и птицам, но порой характеризовали и некоторые более общие явления, например, динамику численности животных. Так, У. Хэдсон (1892) описал массовое размножение мышевидных грызунов на Ла-Плате, вызвавшие его причины и предложил называть подобные явления «волнами жизни». В конце столетия изучение колебания численности охотничьих зверей и птиц началось и в России, для чего использовали данные пушной торговли, анкетные сведения, которые анализировались с помощью графиков и путем картирования (Туркин 1894г.).

Лекция №11.

ПРАКТИЧЕСКАЯ НАПРАВЛЕННОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В КОНЦЕ 19 ВЕКА.

Большое внимание уделялось вопросам, имеющим практическое значение: размножение вредителей сельского хозяйства, причины падения уловов рыб; возможности повышения производительности пушного промысла, методы борьбы с переносчиками заболеваний и пр. Их результаты многое давали для развития экологии как науки. Не случайно, американский зоолог С. Форбс (1895) в одной из своих работ о сельскохозяйственных вредителях счел необходимым привести развернутое определение экологии и подчеркнуть ее огромное теоретическое и прикладное значение.

Следует отметить также исследования А.А. Силантьева по экологии вредных грызунов и насекомых, причинах их массового появления и т.д. Решение практических вопросов привело его к интересным теоретическим выводам и методическим предложениям, не утратившим значения до настоящего времени. Силантьев фактически положил начало развитию промысловой и лесной экологии животных.

В процессе изучения опасных насекомых, экология обогатилась новым фактическим материалом и теоретическими обобщениями. В частности, глубоко была изучена роль хищников и паразитов, чтобы с их помощью бороться с вредными насекомыми. Начал применяться биологический метод борьбы с вредителями.

Одновременно, на основе этих наблюдений, возникали некоторые частные и более широкие обобщения. Так А.Ф. Миддендорф установил много новых интересных фактов о сезонных миграциях птиц, зимней спячке зверей, их приспособленности к перенесению суровых условий, изучил отдельные проявления взаимодействия животных и птиц с растениями. Вроде сопряженного распространения ряда видов с некоторыми древесными породами, служащими им источниками пищи и жильем. Миддендорф принадлежал к тем зоологам, которые отчетливо понимали необходимость экологического изучения животных. Он указывал на необходимость накопления точно установленных фактов, для создания теоретических обобщений.

Большого размаха достигли исследования роли животных в процессе распространения заболеваний человека и животных. Успех исследования был связан с широким внедрением экспериментального метода и быстрым использованием полученных данных в медицинской и ветеринарной практике. Среди наиболее значимых следует отметить работы И.И. Мечникова, Н.М. Мельникова, А.П. Федченко, Г.Ф. Кюхенмейстера, К. Фогта, Р. Лейкарта, Б. Грасси, П. Мансона и др.

Падение улова рыбы вызвало повышенный интерес ученых к причинам сокращения промысла и закономерностям колебаний численности. В результате проведенных исследований были выявлены факторы, связанные с плодовитостью, смертностью молоди, климатическими условиями, обеспеченностью кормом и т.п. Формулирование основных положений теории динамики стада рыб и принципов рационального рыболовства связано с именами К.М. Бэра и Н.Я. Данилевского. Они организовали экспедицию, работавшую почти 20 лет. Результаты исследований были изложены в 9 томах под общим заглавием «Исследование о состоянии рыболовства в России».

Лекция №12.

ПОЯВЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ ПОПУЛЯЦИЯ РАЗДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГИИ НА АУТ- И СИНЭКОЛОГИЮ. НАКОПЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ РОССИЙСКИМИ УЧЕНЫМИ.

В результате взаимодействия с другими отраслями биологии выделялась и уточнялась проблематика и методы экологии. Во второй половине 19 века в общих чертах сложились теоретические основы экологии. Одним из важнейших обобщений последарвинского периода было формулирование понятия популяции и определение присущих популяции особенностей.

Фундаментальное значение имело формулирование немецким гидробиологом К. Мебиусом (1877) изучившим устричные отмели Северного моря, понятия «биоценоз». Мебиус исходил из теоретических представлений Дарвина и Геккеля о борьбе за существование. Одновременно он подчеркивал зависимость существования моллюсков от характера грунта и физико-химических особенностей прибрежных частей моря. Конечный вывод Мебиуса, что устричная банка есть органическое сообщество или биоценоз, возникший в процессе эволюционного развития под действием естественного отбора. С этим исследованием перекликалась работа С. Форбса (1887), рассматривавшего озеро с его обитателями как своего рода «микрокосм».

Поскольку объектами экологического изучения стали не только отдельные виды, но и их комплексы, ботаники К. Шретер и О. Кирхнер (1896, 1902) предложили различать соответственно аут- и синэкологию.

Учение Дарвина стимулировало и экологическое изучение растительных организмов. Крупнейшие физиологи того времени немцы Ю. Сакс (1865), а позднее и Г. Клебс изучили жизненные процессы растений в зависимости от света, температуры и прочих внешних факторов, что сыграло значительную роль в экологии растений.

В этот же период впервые для нашей страны появились специальные экологические экспериментальные и полевые исследования проф. Казанского университета Н.Ф. Леваковского о влиянии теплоты, света, влажности и почвы на морфологию и развитие растений, в особенности на корневую систему. Идею о влиянии условий местообитания на организацию и жизнедеятельность растений положил в основу морфологии А.Н. Бекетов. Он разработал стройную классификацию приспособлений растений к среде, главным образом к температуре и свету.

Пропаганде экологических воззрений способствовала деятельность К.А. Тимирязева, направленная на защиту и развитие эволюционной теории Дарвина. В значительной мере по экологической основе начал свои опыты И.В. Мичурин.

Огромное влияние на формирование экологии растений оказала сводка Е. Варминга (1895) «Ойкологическая география растений. Введение в изучение растительных сообществ» (русск. изд. 1901г). В ней содержалась характеристика роли всех основных физико-химических и биотических факторов в жизни растений, классификация жизненных форм и описание главнейших растительных группировок. Варминг первым ввел термин «экология» в ботаническую литературу.

Изучение сообществ в дальнейшем обогатилось методами учета количественных соотношений организмов. Учение о растительных сообществах обособилось в отдельную область экологии растений. Значительная роль в этом принадлежит русским ученым С.И. Коржинскому (1861-1900) и И.К. Пачоскому (1864-1942), назвавших новую науку фитосоциологией, переименованную затем фитоценологию, а позднее – в геоботанику. К этому же периоду относится деятельность знаменитого русского ученого В.В. Докучаева (1846-1903). Он указывал на неразрывную связь растительности со всем естественноисторическим комплексом. Его труды «Русский чернозем» (1885), «Наши степи прежде и теперь» (1892), «К учению о зонах природы» (1899), оказали глубокое и многообразное воздействие на развитие отечественной геоботаники. Они внесли в нее идеи всеобщей связи элементов природы, непрерывного развития естественных комплексов, их зональности и т.д. Чрезвычайно важным было стремление Докучаева к сочетанию научных исследований с решением насущных нужд сельского хозяйства.

Идеи Докучаева о необходимости изучения закономерностей функционирования природных комплексов получили дальнейшее развитие в книге лесовода Г.Ф. Морозова «Учение о лесе» в учении В.Н. Сукачева о биогеоценозах.

Итак, к концу 19 века экология животных, экология растений и фитоценология сформировались в самостоятельные отрасли биологии. Вместе с тем в арсенал зоологических и ботанических исследований прочно вошел экологический подход.

Литература: 1, 3, 5, 6, 7, 8, 14.