Содержание: 1. Биологические системы 2. Предмет и задачи экологии 3. Разделы экологии 4. Методы экологии Список важных биологических понятий и терминов: - презентация

1

2 Содержание: 1. Биологические системы 2. Предмет и задачи экологии 3. Разделы экологии 4. Методы экологии Список важных биологических понятий и терминов: Биологические системы экологияаутэкологиядемэкологиясинэкология

3 Основы представлений о системе были заложены еще Евклидом, Платоном и Аристотелем. Основоположником современной теории систем является Людвиг ван Берталанфи. Отличительное свойство системы – наличие особых новых свойств, появляющихся при взаимодействии её элементов. Все биологические объекты в той или иной степени обладают такими свойствами, то есть являются системами. Принято выделять следующие основные уровни системной организации биологических объектов, или, кратко, «биосистем»: (1). Биологические молекулы и молекулярные комплексы. (2). Органоиды клеток. (3). Клетки. (4). Ткани. (5). Органы. (6). Системы органов. (7). Многоклеточные организмы. Слово «система» – греческое, оно означает «целое, составленное из частей». Система – это совокупность взаимосвязанных элементов, образующая определенную целостность, единство.

4 (8). Популяции и внутрипопуляционные группировки особей одного биологического вида. Популяцией называется совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению и более или менее изолированная от других совокупностей особей этого же вида. (9). Сообщества живых организмов, или ценозы – совокупности живых организмов определенной категории, одновременно населяющих определенную область пространства. (10). Экологические системы (экосистемы) – совокупности обитающих вместе и взаимодействующих организмов всех видов, а также физических и химических компонентов среды, необходимых для их существования или являющихся продуктом их жизнедеятельности. (11). Экосфера – глобальная, единая экосистема, объединяющая все современные экосистемы Земли. (12). Биосфера Земли – область земной поверхности, населенная жизнью или сформированная при участии живых организмов.

5 Системная организованность организмов достаточно очевидна. У объектов следующих уровней ( 8-12) она проявляется не так заметно, а потому выявлялась и осознавалась биологами постепенно. Это происходило по мере накопления знаний о взаимодействии особей одного и того же вида и разных видов между собой и с условиями окружающей их неживой (абиотической) среды. Соответственно, и основным объектом исследований становились биосистемы все более высокого уровня. Это определяло постепенные изменения самой сути, основного предмета науки экологии. В её развитии принято выделять три следующих периода ( смотрите таблицу ). Биологические системы уровней 8 – 12 принято называть «биосистемами надорганизменных уровней организации», поскольку в их состав входит множество организмов – особей одного и того же вида (популяция) или различных видов (сообщества, экосистемы, экосфера, биосфера).

6 Период развития экологии Основной предмет экологии в этот период Раздел экологии, возникший в этот период Определение экологии на этот период до 50-х–60-х гг. XX в. Организм, взаимодействующий с окружающей его средой. АутэкологияНаука о взаимоотношении организмов с условиями окружающей среды С 50-х до 70- х гг. XX в. Популяции, взаимоотношения их особей, взаимодействие популяций разных видов ДемэкологияБиология популяций и межпопуляционных взаимодействий С 70-х годов XX Экосистемы, экосфера и биосфера Земли СинэкологияБиология многовидовых биосистем

7 I период) Человечество приобретало практически важные экологические познания в течение всего своего существования. Появление экологии как самостоятельной науки условно принято датировать 1866г., когда термин "экология« был впервые использован немецким физиологом Эрнстом Геккелем в труде "Всеобщая морфология организмов". II период) Развитие популяционных исследований позволило установить, что популяции обладают такими свойствами, которых лишены составляющие их особи в отдельности. Более того, популяции даже способны сами контролировать собственное состояние. Таким образом, они тоже являются биосистемами, а не простыми совокупностями особей. Популяция становится основным предметом экологии.

8 Итак, современная экология: -изучает биосистемы надорганизменных уровней; -дает теоретическую основу для практического решения задач охраны природы и рационального природопользования. III период) Изучение сообществ, экосистем и земной биосферы в целом убедительно показало, что и эти объекты обладают свойствами систем. С 70-х годов XX века и до наших дней в экологии утверждается системный подход. Этому значительно способствуют: - развитие концепции экологических систем, методологии и методов системного анализа; - появление ЭВМ и, особенно, персональных компьютеров, позволяющих экологам создавать математические модели сложнейших биосистем надорганизменных уровней организации. Основными объектами экологических исследований становятся экосистемы, экосфера и биосфера.

9 На каждом из этих перечисленных этапов развития экологии возник соответствующий раздел этой науки: 1) аутэкология (от греческого «αυτος» [аутос] – сам, один) – наука о взаимоотношениях организма с окружающей средой; 2) демэкология (от греческого «δεμος» [демос] – народ) – наука о популяциях и межпопуляционных взаимоотношениях; 3) синэкология (от греческого «συν» [син] – вместе) – экология сообществ и экосистем. Экология – биологическая наука, изучающая структуру и функционирование биосистем надорганизменных уровней организации (в естественных и измененных условиях) с целью обоснования их рационального использования человеком (А.Ф. Алимов) В современной экологии все эти три направления сосуществуют и успешно взаимодействуют.

10 Состояние окружающей природной среды искренне волнует каждого из нас. Поэтому и сама экология и, особенно, название этой науки привлекают множество людей, не всегда обладающих хотя бы основными экологическими познаниями. Например, нельзя путать экологию и прикладные науки, основанные на использовании и практическом приложении её результатов. К сожалению, это – весьма распространённая ошибка. Примерами прикладных наук, решающих природоохранные задачи и ошибочно относимых к экологии, могут служить так называемые «инженерная», «сельскохозяйственная», «промышленная» экология и т.д.). Они используют достижения экологии, но имеют совсем другие предметы изучения и цели. Эти науки практически полезны, хотя и неправильно названы. Однако приходится встречать и такие удивительные «термины», как экология «культуры», «музыки», «политики» и т.п., совершенно не соответствующие сути экологии и вообще лишенные научного содержания.

11 Экологи широко используют методы и результаты исследований не только биологии, но и многих других наук. Однако при этом объектом изучения остается биосистема в условиях окружающей её седы, а не наоборот. Методы экологических исследований, при всём их разнообразии, могут быть подразделены на следующие три категории: 1) Полевые наблюдения 2) Эксперименты 3) Математическое моделирование Современная экология применяет методы всех трёх категорий, как по отдельности, так и в комбинации. Их сочетание в каждом конкретном случае определяется задачей исследования.

12 Полевые экологические исследования на реках Северо-Запада России Полевые наблюдения. При наблюдении исследователь следит за природным объектом (например, за экосистемой), стараясь не изменять его состояния или – при неизбежности некоторого своего вмешательства – изменить минимально.

13 Эксперименты. При проведении эксперимента исследователь, наоборот, умышленно изменяет некоторые условия существования изучаемого им объекта и следит за вызванной этим реакцией объекта. Эксперименты могут проводиться как в природных условиях (при изменении состояния изучаемой экосистемы), так и в искусственно созданных условиях (например, в научной лаборатории).

14 Математическое моделирование. При разработке модели эколог старается имитировать устройство и изменения природных объектов с использованием математического аппарата. Модель распределения загрязняющих веществ по территории Ленинградской области (Y – кратность превышения устойчивости флоры) Результаты моделирования ожидаемых величин экологического ущерба реке (U) при двух режимах работы промышленного предприятия

15