Основні історичні етапи розвитку екології

Отже, існує  потреба в розвитку теоретичного пласту екології. Цей висновок дозволяє говорить і про необхідність активного  розвитку філософії екології, яка  має осмислити шляхи оптимізації взаємодії емпіричного і теоретичного долідження в екології, співвіднести евристичність різних екологічних дисциплін та напрямків.

Серед основних понять екології слід назвати наступні:

біом - сукупність рослин, тварин, грибів, бактерій. Несчислені живі істоти, що складають біом,поєднані багатоманітними видами зв"язків. Головні з них - харчові і хорологічні, тобто такі, через які здійснюється постійна бороться за простір і їжу.Ця боротьба обумовлена місцем організму в біомі. Струкрура біома визначається боротьбою, яка виникає між видами з подібними, схожими екологічними вимогами.

Екосистема. Вперше термін "екосистема" зафіксував Артур Дж.Тенслі в 1935 р. Пізніше, в 1942 р. Реймонд Ліндеман визначив концептуальні і методологічні основи вивчення екосистем як складних систем, що окреслені в просторі і часі і охоплюють як організми, так і умови довкілля. Якщо врахувати багатоманітність організмів, що створюють біом і об"єднані трофічними і хорологічними зв"язками, то вже зрозуміла величезна складність цієї сукупності. Але ця складність значно зростає, якщо біом розглядається разом з довкіллям. Це відбувається дійсно так, бо екологія вивчає, яким чином і якою мірою кожна жива істота залежить від абіотичних факторів середовища, довкілля.

Сукупність  всіх організмів, що створюють біом, а також різноманітних відносин, які пов"язують їх один з одним, і всіх їх взаємодій з довкіллям і є екосистема.

Вона містить  в собі:

1.біом - фітоценози, зооценози, мікробіоценози, мікоценози  і всі харчові і хорологічні  зв”язки, які їх об"єднують.

2.фактори  довкілля - екотоп (клімат, енергія,  світло).

За визначенням  П.Дювиньо і М.Танга, екосистемою  в екології позначають найбльш обширну  функціональну єдність. Єдність  тому, що колоооббіг є замкненим. А  найбільш обширну тому, що вона включає і організм, і середовище. Причому кожен компонент впливає на інший, формуючи його особливості. І кожен є необхідним для підтримки відпрацьованого ходу життя.

Отже, функціональна  система, яка включає в себе спільноту  живих істот і їх довкілля, називається екологічною системою.

Екосистема - це основне теоретичне поняття  екології. Узагальнення суттєвих її характеристик  здійснено в такому визначенні М.Реймерса: екосистема - цілісна система, що є  термодинамічно відкритою сукупністю біотичних і абіотичних (речовин, енергії) компонентів і інформаційно саморозвивається. Єдність структури і функції цієї системи забеспечує перевагу внутрішніх переміщень речовин, енергії і інформації над зовнішнім обміном. На цій основі забеспечується саморегуляція і розвиток системи як цілого.

Біосфера. Взаємозв"язок всіх екосистем планети призводить до уявлення про гігантську екосистему - біосферу. Біосфера - той простір на планеті, де існують живі організми і функціонують коситеми. Це тонка поверхнева плівка, що включає океани і атмосферу. Саме в біосфері енергія сонячної радіації здійснює докорінні зміни фізичних і хімічних властивостей інертної речовини Землі.

Екологічна  реальність - це важливе узагальнююче поняття сучасної екології.Екологічна реальність відображується певною системою уявлень про ті дійсні екосистеми, умови та чинники довкілля, в яких існує людина. Екосистемама притаманно ще дуже багато ознак, властивостей, які належить пізнати і включити в нашу картину світу. Отже, екологічна реальність представлена знаннями про об'єкт екології як науки. Ці знання певним чином систематизовані та організовані, вони уточнюються і поглиблюються з розвитком науки. Тому, поняття екологічної реальності відображає історичність та відносність наших екологічних знань.

ОСНОВНІ ЗАКОНИ ЕКОЛОГІЇ.

Закон подібності частини  і цілого, або біоголографічний закон. Його було відкрито ще в давні часи. Так, ще китайські мудреці сповіщали про те, що частина є міниатюрною копією цілого. Тому, всі частини одного рівня ієрархії схожі одна на одну.

Наприклад, схожі модель атому і сонячної системи. Людська істота є мініатюрною  копією всесвіту. Подібними є багатоклітинний  організм і одноклітинний. При цьому  кожна клітина генетично є  моделлю цілого багатоклітинного організму (ріст, розвиток, розмноження, репарація тощо).

Утім, зрозуміло, закон подібності не є абсолютним. Так, електрон не може бути моделлю  організму. І, навпаки, гени видів, що систематично знаходяться далеко однин від  одного, є аналогічними і навіть - ідентичними.

Однак такі суперечності виявляються для структур, які ієрархічно є дуже далекими. Наприклад, для структур елементарних і структур дуже складних. Як правило, частини фенотипічно (тобто, у зовнішньому вигляді) відображають властивості цілого і аналогічні між собою. Аналогічні, але не абсолютно ідентичні.

Ще філософам  античності було відомо, що ціле "більше" суми частин. Така закономірність дістала  назву аксіоми емерджентності ( від латин. - emergo - з"являюсь, виникаю): ціле завжди має особливі властивості, які відсутні у його частин. Тому ціле не дорівнює сумі елементів, що не поєднані системоутворюючими зв"язками.

Отже, системне ціле, що сформоване з елементів, має  інші закони функціонування і розвитку. Образно кажучи, одне дерево чи декілька дерев - це ще не ліс. Ліс - це складне поєднання всіх екологічних елементів, що входять в його екосистему. Крім того, екосистема лісу - це й певний кругообіг речовин, регуляція потоку енергії, в тому числі і створення власного біоклімату.

З аксіомою емерджентності пов"язані наступні екологічні принипи.

Принцип (закон) необхідної різноманітності, який твердить щожодна система не може сформуватися з абсолютно ідентичних елементів. Для утворення стійкої, саморегульованої системи потрібна певна відмінність елементів один від одного. Тобто, їх різноманітність. Але якою мірою, наскільки елементи мають бути різноманітними?

На це питання  відповідає правило повноти складових. Воно визначає міру різноманітності елементів, необхідну для утворення стійкої екосистеми таким чином: елементи мають бути настільки різноманітними, наскільки це необхідно для утворення системи.

Крім того, екологічні системи підкоряються закону надмірності системних елементів при мінімумі варіантів організації. Більш того, надмірність системних елементів часто є умовою існування системи. Наприклад, прагнуть надмірності демографічні і економічні процеси і їх наслідки, скажімо, урбанізація.

Закон надмірності, як і будь який закон, діє в певних границях. Вони існуть і для екологічних  систем: окрім надмірності проявляється і стратегія "самообмеження". Теоретичним чином вона зафіксована в принципі переходу надмірності системних елементів в самообмеження. Це означає, в певний момент часу кількісний ріст замінюється якісним удосконаленням. Наприклад, піклуванням про нащадків в біологічному і соціальному світі або інтенсифікацією виробництва в економічній сфері. Отже, зміст принципа переходу надмірності системних елементів в самообмеження означає, що надмірнсть системних елементів може бути замінена підвищенням якості цих складових. Тобто, самообмеження проявляється в існуванні фіксованої кільності різноякісних елементів.

При цьому, кожен елемент може бути нездатним  до самостійного існування. Втім, система, що сформувалась з таких елементів, може існувати і бути цілісною. Така закономірність функціонування екологічних систем зафіксована в правилі конструктивної емерджентності - надійна система може бути сформована з ненадійних елементів (підсистем), що нездатні до самостійного існування. Прикладами таких систем можуть бути корали, суспільні комахи тощо.

В цілому біосфера - глобальна екосистема, тобто складна  і багаторівнева. В ній кожен  попередній рівень включений в послідуючий, більш складний за організацією. Тобто, саморозвиток будь-якої взаємопов"язаної сукупності, її формування в систему призводить до включення її як підсистеми в надсистему, що існує або утворюється.

Таким чином, в екологічних системах реалізується ієрархічність їх будови та принцип  кооперативності. Результатом "кооперативного ефекту" дослідники (див.М.Реймерс) вважають значні переваги системи - порівняно з елементами, підсистемами в речовому і енергетичному відношенні.

Виживання, збереження системи забеспечується правилом системно-динамічної комплементарності і мінливості. Його зміст розкривається в тому, що будь-яка система, що саморозвивається, складається з двох видів структур (підсистем). Один з них зберігає і закріплює будову і функціонування системи, а інший сприяє змінам, які відповідають новим факторам середовища. Це може бути не тільки вдосконалення системи, а навіть її саморуйнування.

Прикладом співіснування двох видів структур - зберігаючих і змінюючих може бути спадковість і мінливість. Навпаки, жорсткі системи, наприклад, тоталітарно-автократичні суспільства та держави не мають  таких механізмів самопідтримки.Замість них діють жорсткі зв"язки і механізми примушування. Тому, такі системи приречені на руйнування.

Важливим  законом розвитку екологічних систем є системогенетичний закон або закон подібності еволюційно-історичного і індивідуального розвитку екосистем. Він твердить, що індивідуальний розвиток (онтогенез) системи є повторенням суттєвих моментів історичного розвитку (філогенезу). Специфічними проявами цього закону є біогенетичний закон, відкритий Е.Геккелем і геогенетичний закон , сформульований Д.Рундквістом.

Біогенетичний закон твердить, що онтогенез будь-якого  організму в короткому вигляді  повторює філогенез. Тобто, індивід  в своєму розвитку повторює в суттєвих моментах еволюцію свого виду.

За геогенетичним  законом мінералогічні процеси  в короткі інтервали часу мов би повторюють загальну історію геологічного розвитку.

Подібним  чином розвиваються екологічні системи  в ряду сукцесій, йде розвиток техніки, пізнання світу дитиною тощо. Отже, існує загальний - системогенетичний  закон , який стверджує, що системи в індивідуальному розвитку повторюють в скороченному вигляді і узагальненій формі еволюційний шлях розвитку своєї власної структури.

Існування, функціонування і можливості розвитку екологічних систем визначаються також  законами відношення "система - середовище". Зрозуміло, що речовина та енергія для функціонування системи можуть братися лише з оточуючого середовища. Тобто, в цьому сенсі, розвиток системи є залежним від середовища. Цей суттєвий факт відображає закон розвитку системи за рахунок оточуючого середовища. Він показує, що будь-яка система може розвиватися лише за рахунок використання матеріально-енергетичних і інформаційних можливостей оточуючого середовища. Абсолютно ізольований саморозвиток є неможливим.

Міра відповідності  середовища існуючим в ньому живим чи соціальним організмам визначає позитивну чи негатичну перспективу їх існування. Радянський геофізик Г.Хільмі сформулював закон розчинення системи в чуждому середовищі. Він є справедливим для будь-яких систем, в тому числі для екологічних і соціальних. Особливістю соціальних феноменів є те, невеликі системні утворення, що розчинюються, "тягнуть" за собою оточуюче їх середовище, що породжує ефект пасіонарності, який досліджено Л.Гумільовим (наприклад, в книзі "Этногенез и биосфера Земли". Л., 1989).

Окрім загальноекологічних  законів вчені-екологи виділяють  низку законів внутрішкього розвитку екологічних систем (М.Реймерс).

Закон вектору розвитку. Цей закон відтворює таку сутнісну особливість розвитку систем, яка проявляється в спрямованості його в одному напрямку. Тобто, і індивідуальний, і історичний розвиток екологічної системи є спрямованим певним чином, в певному напрямку. Так, невожливо повернути еволюцію в зворотньому напрямку, неможливо повернути життя від старості до юності.

Закон ускладнення системної  організації. Закон сформульований видатним біологом К.Рул"є, який зазначав, що історичний розвиток живих організмів приводить до ускладнення їх організації шляхом диференціації функцій і органів, що їх виконують. Подібним чином історичний розвиток екологічних систем призводить до більш тонких механізмів пристосування біогенної і абіогенної частин однієї до іншої.

Весь хід  еволюції і розвитку екологічних  систем підтверджує цей закон. Рушійними  механізмами і причинами такого ускладнення є необхідність пристосування до умов середовища, що постійно змінюються. Так, в розвитку живого на Землі і в історії людства все більш складно видобуваються ресурси. В той же час, і живе, і людство прагне відносної незалежності від умов середовища шляхом ускладнення організації.