Екологія як наука
Слово «екологія» утворено від грец. oikos, що означає будинок (житло, місцепроживання, притулок), і logos - наука. У буквальному сенсі екологія - це наука про організми «у себе вдома». Наука, в якій особлива увага приділяється «сукупності чи характеру зв'язків між організмами і навколишнім середовищем». В даний час більшість дослідників вважає, що екологія - це наука, що вивчає відносини живих організмів між собою і навколишнім середовищем, або наука, що вивчає умови існування живих організмів, взаємозв'язку між середовищем, в якій вони живуть.
Біосфера - це своєрідна оболонка Землі, що містить усю сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, що знаходиться в безупинному обміні з цими організмами.
У процесі життєдіяльності організми використовують найбільш доступні атоми, здатні до утворення стійких хімічних зв'язків. Як вже було зазначено, водень, вуглець, кисень, азот, фосфор і сірка є головними хімічними елементами земного речовини і їх називають біофільние. Їх атоми створюють в живих організмах складні молекули в поєднанні з водою і мінеральними солями. Ці молекулярні споруди представлені вуглеводами, ліпідами, білками і нуклеїновими кислотами. Перераховані частини живого речовини знаходяться в організмах в тісній взаємодії.
Рівні біологічної організації і екологія
Ген, клітина, орган, організм, популяція, співтовариство (біо-ценоз) - головні рівні організації життя. На кожному рівні або ступені в результаті взаємодії з навколишнім фізичним середовищем (енергією та речовиною) виникають характерні функціональні системи. Екологія изу-чає рівні біологічної організації від організму до еко-систем головним чином системи вище рівня організму.
В її основі, як і всієї біології, лежить теорія Евола-Ціон розвитку органічного світу Ч. Дарвіна, що базується-щаяся на уявленні про природний добір. В спрощений-ном вигляді його можна представити так: в результаті боротьби за існування виживають найбільш пристосовані організ-ми, які передають вигідні ознаки, що забезпечують виживання, своєму потомству, яке може їх розвинути даль-ше, забезпечивши стабільне існування даного типу організмів в даних конкретних умовах середовища. Якщо умови ці зміняться, то виживають організми з більш сприятливими-ними для нових умов ознаками, переданими їм по на-слідства, і т. Д.
Роль середовища, тобто фізичних факторів, в ево-люції і існування організмів не викликає сумнівів. Це середовище була названа абиотической, а складові її окремі частини (повітря, вода і ін.) І фактори (температура і ін.) Називають абіотичними компонентами, на відміну від біо-тичних компонентів, представлених живим речовиною. Взаємодіючи з абіотичним середовищем, т. Е. З абиотическими компонентами, вони утворюють певні функціональні системи, де живі компоненти і середовище - «єдиний цілісний організм».
Ці компоненти представлені у вигляді рівнів біологічної організації біологічних систем, які розрізняються за принципами організації та мас-штабах явищ. Вони відображають ієрархію природних систем, при якій менші підсистеми складають великі сис-теми, самі є підсистемами більших систем. Властивості кожного окремого рівня значно складність неї і різноманітніше попереднього.
1. Молекулярний (генетичний) - найнижчий рівень, на якому біологічна система проявляється у вигляді функціонування біологічно активних великих молекул - білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів. З цього рівня спостерігаються властивості, характерні виключно для живої матерії: обмін речовин, що протікає при перетворенні променистої і хімічної енергії, передача спадковості за допомогою ДНК і РНК. Цьому рівню властива стійкість структур в поколіннях.
2. Клітинний - рівень, на якому біологічно активні молекули поєднуються в єдину систему. Відносно клітинної організації все організми підрозділяються на одноклітинні і багатоклітинні.
3. Тканинний - рівень, на якому поєднання однорідних клітин утворює тканину. Він охоплює сукупність клітин, об'єднаних спільністю походження і функцій.
4. Органний - рівень, на якому кілька типів тканин функціонально взаємодіють і утворюють певний орган.
5. Організменний - рівень, на якому взаємодія ряду органів зводиться в єдину систему індивідуального організму. Представлений певними видами організмів.
6. Популяційно-видовий, де існує сукупність певних однорідних організмів, пов'язаних єдністю походження, способом життя й місцем проживання. На цьому рівні відбуваються елементарні еволюційні зміни в цілому.
Біологіческійвід, що складається з подібних особин, які, тим не менш, як індивідууми відрізняються один від одного. Вони точно так само не-схожі, як несхожий один чоловік на іншого, теж відносячи-щиеся до одного виду. Але всіх їх об'єднує єдиний для всіх генофонд, що забезпечує їх здатність до розмноження в межах виду. Не може бути потомства від особин різних видів, навіть близькоспоріднених, об'єднаних в один рід, не кажучи вже про сімействі і більших таксонах, поєдную-щих ще більш «далеких родичів».
Оскільки кожен окремий індивід (особина) має свої специфічні особливості, то і ставлення їх до стану середовища, до впливу її чинників різне. Наприклад, по-щення температури частина особин може не витримати і загинути, але популяція всього виду виживає за рахунок інших, більш пристосованих.
Популяція - це сукупність особин одного виду.
7. Биоценоз і біогеоценоз (екосистема) - вищий рівень організації живої матерії, який об'єднує різні за видовим складом організми. В біогеоценозах вони взаємодіють один з одним на певній ділянці земної поверхні з однорідними абіотичними факторами.
Біоценоз - сукупність спільно мешкають популя-цій різних видів мікроорганізмів, рослин і тварин. Термін «біоценоз» вперше застосував Мебіус (1877), вивчаючи групу організмів устричної банки, т. Е. З самого початку це співтовариство організмів було обмежено таким собі «географиче-ським» простором, в даному випадку межами мілини. Надалі цей простір було названо біотопом, під яким слід розуміти умови навколишнього середовища на визна-ленній території: повітря, вода, грунти і підстилають їх гірські породи. Саме в цій навколишньому середовищу суті-ють рослинність, тваринний світ і мікроорганізми, склад-рами біоценоз.
Зрозуміло, що компоненти біотопу не просто існують поруч, а активно взаємодіють між собою, створюючи певну біологічну систему, яку академік В. Н. Сукачов назвав биогеоценозом. Уявлення Сукачова в подальшому лягли в основу биогеоценологии - цілого наукового напряму в біо-логії, що займається проблемами взаємодії живих організмів між собою і з навколишнім їх абіотичним середовищем.
8. Біосферний - рівень, на якому сформувалася природна система найвищого рангу, що охоплює всі прояви життя в межах нашої планети. На цьому рівні відбуваються всі кругообіг речовини в глобальному масштабі, пов'язані з життєдіяльністю організмів.