Основні історичні етапи розвитку екології

Дарвін виконав  і низку синекологічних досліджень. У праці "Будова та розподіл коралових рифів" (1842) аналізуються надвидові системи, фактично - цілісний біогеоценоз. Екологічна характеристика окремих видів, що заселяють атоли, коралові рифи, морське середовище, доповнюється думками щодо закономірностей існування їх у певній системі вищого порядку. Такий підхід є необхідним, коли довколишні зміни стосуються всього біогеоценозу. Останнє буває, зауважував Дарвін, коли атоли опускаються під воду, внаслідок чого його мешканці опиняються в зовсім іншій екологічній ситуації. У такому разі відбувається зміна одних видів іншими, котрі краще пристосовані до життя на певній глибині. Отже, змінюється вся екосистема.

В розвитку екології як самостійної науки суттєва  роль належить дослідженням і методологічним узагальненням В.І.Вернадського. Вчення про біосферу утвердило нові парадигмальні виміри і орієнтації екології і природознавства в цілому.

Про біосферу (як сукупність живих істот) писав  ще Ж.-Б. Ламарк у праці "Гідрогеологія" (1802). Австрійський геолог Е. Зюсс використовував цей термін для позначення утворених живими організмами викопних порід ("Про походження Альп", 1875). Німецький геолог І. Вальтер вживав цей термін у традиції Зюсса. Український геолог П. Тутківський писав про біосферу як про просторове розміщення біоти на планеті. В. І. Вернадський у низці праць, передовсім у книзі "Біосфера" (1926), що була практично одночасно видана основними європейськими мовами, розробляє принципово нове розуміння феномена біосфери - як якісно відмінного від усіх інших об'єкта, як області існування життя на планеті, як найбільшого біокосного тіла на Землі. Тобто біосфера - це своєрідна "плівка життя", що огортає поверхню планети, залишаючись при цьому цілісним, динамічним, самоорганізованим утвором, що постійно розвивається. Як ціле, у свою чергу, біосфера включена у ще обширніше довкілля - глибинні породи Землі, з одного боку, космічний простір - з іншого. Таким чином, біосфера постає об'єктом не лише земним, а й космічним. Згодом у середині XX ст. самим В. І. Вернадським, а також видатним французьким мислителем П. Тейяр де Шарденом була сформульована концепція ноосфери. Остання - це такий стан біосфери, котрий визначається діяльністю людини.

Наприкінці XIX- на початку XX ст. в науковому пізнання починає стверджуватися системний підхід до аналізу об'єктів. Вимоги системності були опрацьовані в праксеології Т. Котарбінським, тектології А. Богдановим, викладені у загальній теорії систем Л. фон Берталанфі, вченні про гомеостазис К. Бернара та ін. Системна парадигма почала проявляти свої орієнтири і в екології. Найвідсутнішим чином вони реалізувалися в обгрунтуванні концепцій екосистеми та біогеоценозу, що означало перехід до системного мислення в екології. Особливу роль у цьому зіграли праці Й. Пачоського, В. Сукачова та А. Тенслі.

Й. Пачоський, український еколог та ботанік, ще наприкінці XIX ст. запропонував виділити для вивчення рослинних угрупувань науку флорологію (пізніше, в 1910 р. він зупинився на терміні фітосоціологія). Члени рослинної  спільноти, за доказами вченого, зв"язані не лише екологічними умовами, а й "певною залежністю соціального гатунку", внаслідок чого утворюєьбся нове ціле - "життєва одиниця вищого порядку". Тобто, він обгрунтував факт єдності ценозів з певним ландшафтом, унаслідок чого утворюється якісно інший об'єкт, що відповідає методологічним орієнтаціям системного аналізу

Російський  еколог В. Сукачов є автором терміна "фітосоціологія" (1908). Незалежно  від інших дослідників він  уводить поняття і розробляє  концепцію біогеоценозу і відповідно визначає біогеоценоз як сукупність на певному проміжку земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, рослинності, тваринного світу та світу мікроорганізмів, грунту і гідрологічних умов), яка має свою особливу специфіку взаємин цих утворюючих цю сукупність компонентів і певний тип обміну речовиною й енергією між собою та іншими явищами природи, яка являє собою внутрішньо суперечливу діалектичну єдність, що перебуває у постійному рухові, розвитку. Найважливіший результат біогеоценотичних досліджень полягав в обгрунтуванні тези про реальність біогеоценозу як природного тіла, окресленого у просторі, зі специфічними зв'язками між компонентами, здатного до самоорганізації та саморозвитку.

Потужні імпульси для утвердження системного підходу пов'язані також з іменами Ч.Елтона та А.Тенслі. У книзі "Екологія тварин" (1927) Ч.Елтон сформулював теоретичні засади таких узагальнень, як піраміда чисел, екологічна ніша, ланцюги та цикли харчування, сукцесії тощо. Продовжуючи цю традицію, А. Тенслі дійшов висновку, що несистемних об'єктів в екології практично не буває, що відобразила запропонована ним концепція екосистеми. За Тенслі (1935), екосистемами слід вважати біотичні угруповання найрізноманітнішого об'єму та рівня разом із притаманними їм екологічними умовами. Отже, екосистема - це безрозмірна стійка системаживих та неживих компонентів, у яких здійснюється зовнішній та внутрішній кругообіг речовин та енергії.

В 1959 р. на симпозіумі з уніфікації основних понять екології, що працював у рамках 1Х Міжнародного ботанічного конгресу (Канада) було визнано рівнозначність понять "біогеоценоз" та "екосистема". Отже, їх можна вживати як синоніми.

Наведений історичний екскурс, зрозуміло, не є  вичерпним. Але він дає певне  уявлення про час та причини постання найважливіших ідей сучасної екології, які істотно визначали її становлення як науки. В межах формування певних парадигм ці ідеї продовжують впливати на її подальший теоретичний розвиток у різноманітності форм пізнання.

3.ПРЕДМЕТ  ЕКОЛОГІЇ: ДУМКА ВЧЕНИХ І МЕТОДОЛОГІВ.

Отже, предмет  екології - сукупність складних проблем, що стосуються як буття природи, так  і існування людини. З точки  зору природничників, екологія як наука  повинна мати визначені закони, які  вона розкриває. Будь-який закон, як відомо, є таким узагальненням, яке відображає необхідне, істотне, стійке, повторюване, загальне в окреслених межах відношення між явищами об'єктивної дійсності. Наявність специфічних законів, властивих якійсь галузі знань, - суть необхідна умова інституалізації її як науки.

Свого часу відомий еколог Баррі Коммонер запропонував розрізняти наступні чотири закони екології. Вони сформульовані на якісно- змістовому рівні і являють собою зразок надзвичайно влучного "перекладу" науково-екологічних узагальнень на повсякденно-світоглядну мову. Ось ці закони:

· все зв'язано з усім;

· все мусить кудись діватися;

· природа знає найкраще;

· не існує такої речі, як дармова трапеза, тому що хтось повинен за це розплачуватися ( Коммонер,1972).

Вчені - екологи  наголошують, що екологія досліджує свої власні специфічні закони, що не співпадають з законами фізики, або термодинаміки, або біології. Втім, щодо точної визначеності їх кількості, немає єдиної думки. Так, Ю.Одум в книзі "Основи екології" (1975) зазначає, що існує 66 основних екологічних принипів і концепцій. К.Уатт розглядає як принципово важливі 38 загально-екологічні принципи. В.Оллі - 9 групп таких принципів.

М.Реймерс  в "Природокористуванні" називає 60 екологічних узагальнень на рівні законів. Утім, покищо, на його думку, не виконано завдання структурно і логічно упорядкувати еколого-теоретичне знання і структурувати основні теоретичні поняття екології.

За классифікуванням В.Крисаченка, екологічні узагальнення за рівнем їх теоретичної зрілості і відповідності критеріям строгих законів поділяються на чотири групи:

1 - дескриптивні (описові) моделі. Ці узагальнення  мають переважно феноменологічний  характер і фіксують зовнішню  данність сутнісних зв'язків між екологічними об'єктами. До їх кола слід віднести численні палеонтологічні літописи, філогенетичні ряди, моделі конкурентних взаємин та життєвих циклів, спонтанної сукцесії та ін.

2 - емпіричні  закономірності, які постають як  індуктивні умовиводи, закорінені безпосередньо у чуттєве пізнання. В екології вивчаються різноманітні градієнти - температурні, кисневі та ін.), правила (наприклад, Балмера, Аллена, Бергмана, Ван Алена, Глогера, екологічної ніші, зміни адаптивних норм та ін.), емпіричні закони (Бера-Дарвіна, Ковалевського-Осборна, гомологічних рядів, аллометричного зростання тощо).

3 - номотетичні  узагальнення - строгі, емпірично обгрунтовані, логічно несуперечливі, теоретично  достовірні висновки, які найповнішою  мірою відповідають вимогам, що висуваються до законів. До них слід віднести передовсім моделі Харді-Вайнберга, Лотки-Вольтерра, закон Гаузе, математичну теорію боротьби за існування загалом та деякі інші. У номотетичних узагальненнях особливої ваги набувають гіпотетико-дедуктивні та математичні підходи, завдяки чому такі висновки мають значну прогностичну евристичність.

4 - конструктивістські  програми - узагальнення, які поєднують  теоретичні висновки з діяльнісною  компонентою і мають на меті  обгрунтування та побудову об'єктів (ідеальних чи реальних), що функціонують на засадах екологічних взаємин. Серед таких програм чільне місце посідає вчення про ноосферу В. І. Вернадського, теорії агротехніки та біотехнології, проекти "Екомісто", "Біосфера-II", МАВ ("Людина та біосфера") та ін.

Фундаментальним теоретичним узагальненням, на якому  грунтується вся сучасна екологія, є теорія природного добору. Неможливо уявити сутність взаємин між живими організмами та довкіллям, якщо не залучати до пояснення природний добір. І якщо еволюція здійснюється через посередництво природного добору, то самі екологічні взаємини, тобто стосунки, у які вступають організми між собою та неорганічною природою, якраз і є його безпосередньою данністю. Природний добір є реальним фактом існування живого. Суттю його є порівняння можливостей одних істот (видів) з іншими.

Живі істоти мають такі атрибутивні ознаки, як мінливість та спадковість.Тобто, постійні ухили (флуктуації) в будові організмів, з одного боку, і наявність яскравої спадкоємності у розвитку, з іншого. Існування цих явищ зумовлює єдність та розмаїття форм життя, створює вихідний матеріал для еволюції. Головна функція добору - визначення шляхів закріплення спадковості та меж мінливості, а боротьби за існування - контроль результатів еволюції, тобто забезпечення коеволюції видів та середовища їх проживання.

Субстанційними  засадами існування живих істот  постійна взаємодія організмів з  довкіллям, яке сприймається поєднанням абіотичних, біотичних та антропогенних  чинників; доцільне пристосування організмів до конкретних умов проживання; унікальність кожної біосистеми і будь-якої особини, що створює безмежні можливості для системної їх диференціації та порівняння; здатність організмів до потенційно швидкого (в ідеалі - на рівні геометричної прогресії) зростання чисельності; обмежена кількість засобів існування та природних ресурсів загалом - лімітуючих чинників біосфери; збереження чисельності організмів на сталому рівні у послідовному ряду біологічних поколінь (з незначними флуктуаціями) і стабільності біомаси живої речовини загалом.

Означені  феномени мають, безперечно, екологічний  характер. Вони здобувають логічне  і обгрунтоване пояснення саме у  рамках теорії природного добору та боротьби за існування. Так, обмеженість ресурсів і тенденція до швидкого розмноженая спричиняє конкуренцію за джерело їжі та боротьбу за існування. Як свідчить закон конкурентних взаємин Г. Ф. Гаузе, два види, що претендують на одну й ту саму екологічну нішу, не можуть нескінченно довго перебувати у стані стійкої рівноваги. Тобто витіснення одного з них неминуче. Теорія природного добору пояснює і можливість переходу організмів до іншої екологічної ніші. Саме боротьба за існування та її наслідки і спадкова (тобто,невизначена) мінливость створюють передумови вивільнення організмів від конкретних лімітуючих чинників, отже - перехід до нової екологічної ніші.

Наслідком екологічних взаємин живих істот  та добору репродуктивно успішних видів  чи організмів є вибіркове виживання  одних та вимирання інших. Тобто - реальний процес функціонування та розвитку біосистем.

Отже, взаємодія  у системі "організм - довкілля" призводять до боротьби за існування. Репродуктивні наслідки та вибіркове  переживания породжують природний  добір як головну творчу силу еволюції та усталення структури екосистеми і біосфери. Тому, очевидно, що екологія існує в тісних інтеграційних стосунках з теорією еволюції.

Структура екологічного знання, як і будь-якої науки, характеризується наявністю двох рівнів пізнання: емпіричного та теоретичного.

На емпіричний рівні головними є методи спостереження, порівняння та експеримент. На емпіричному рівні відображаються істотні зв'язки між явищами, дається їх опис у формі графіків, таблиць, рядів тощо.

На теоретичному рівні відтворюється сутність об"єкта. Це здійснюється в формі теорії, тобто систематизованого, узагальненого, внутрішньо несуперечливого, достовірного знання про сутність екологічних явищ, розкриває причини та внутрішні, необхідні зв'язки між ними.

Різні науки  мають різне співвідношення емпіричного  і теоретичного знання. За даними, що наводять Ю.Шеляг-Сосонко, В.Крисаченко та Мовчан (1991), можна стверджувати, що в сучасній екології емпіричний пласт знань переважає над загальнотеоретичними узагальненнями. Як свідчить наприклад, аналіз тематики публікацій з водної екології та гідробіології у 80-ті роки в англомовній літературі, здійснений К. М. Хайловим, левова частка публікацій була присвячена біології та екології окремих організмів (аутекологія), забрудненню середовища та аквакультурам, а також водним ценозам; питанням загальної екології присвячено лише кілька відсотків публікацій.