Исходные теоретические концепции экологии

Наибольшее значение для экологии имела биологическая наука и особенно эволюционная теория Ч.Дарвина. Положения о наследственности и изменчивости, естественном и искусственном отборах и борьбе за существование как движущей силе эволюции позволили по-новому взглянуть на многообразие и единство форм жизни и лучше понять приспособительное значение различных направлений и видов эволюции: 1) ароморфоз, заключающийся в появлении таких морфофизиологических изменений, которые ведут к общему подъему организации биологических объектов, выходу их на новые уровни эволюции, и 2) идиоадаптация, обеспечивающая частные приспособления на этом новом уровне или рубеже. Примером ароморфоза может служить выход водных животных на сушу (превращение рыб в земноводные), а примером идиоадаптации -создание различных видов, семейств и отрядов амфибий. Эволюция закрепила 2 вида отбора: К-отбор, при котором выживание обеспечивается за счет усложнения организма и совершенствования его функций, и R-отбор, при котором те же задачи решаются резким увеличением потомства (некоторые рыбы мечут до нескольких миллионов икринок за один нерест).

Окончательное оформление экологии в самостоятельную дисциплину совпало с развитием кибернетики и системного подхода. Биологические и особенно экологические объекты для кибернетиков стали наиболее совершенными образцами реализации принципа обратной связи. Правда, исключительная сложность таких объектов, намного превышающая сложность любого технического устройства, обусловила и некоторые особенности реализации обратной связи в них. Обычная схема в биологических и экологических системах представлена первичной и вторичной субсистемами, последняя из которых включена в цепь обратной связи. В экологических объектах присутствуют положительные и отрицательные связи, в которых низкоэнергетические воздействия могут резко усиливать высокоэнергетические реакции и процессы. Именно эти связи экологи называют "живыми нитями" природы.

Существенной особенностью функционирования обратных связей в экологических и биологических объектах является возможность управления не только по отклонению (изменению) контролируемого параметра, но и по "возмущению", т.е. по воздействиям, ведущим к отклонениям. Тем самым обеспечивается подготовка к реакции на отклонение, создается упреждающая реакция на воздействие. Устойчивость живых организмов и экосистем к внешним воздействиям обеспечивается также дублированием компонентов системы, их избыточностью. Различается 2 вида устойчивости -упругая и резистивная. Первая обеспечивает возвращение в исходное состояние после отклонения, второе - повышение сопротивления возмущающим воздействиям.

Системный подход, повсеместно применяющийся в наше время, базируется на понятии системы, как множества закономерно связанных друг с другом элементов, составлявших собой единство, определенное целостное образование. Важнейшим свойством система является эмерджентность, т.е. появление новых, не сводящихся к сумме старых, качеств. Любой уровень анализа в экологии (начиная от единичной простейшей особи до биосферы в целом) требует системного подхода, ибо самая простая форма жизни уже представляет собой сложнейшую систему, превосходящую по сложности самые грандиозные технические устройства. В качестве примеров эмерджентности можно назвать эффект группы и массовый эффект. Образование устойчивой группы животных одного вида резко увеличивает их выживание, главным образом за счет более эффективного использования энергии. Установлено, что при прочих равных условиях энерготраты в группе в 2 раза ниже, чем при одиночном образе жизни. Потребность ушастых ежей в кислороде, например, в группе снижается более чем в 2 раза. Труд общественного насекомого в группе значительно эффективнее, чем при выполнении той же работы в одиночку. В сообществах животных, образующих колонии, больше шансов на выживание потомства, надежная защита от врагов. Эффект группы может проявляться даже в изменении окраски насекомых: зеленый цвет проживающей в одиночку саранчи меняется на черный при включении ее в стаи перелетных насекомых. Кстати, в группе саранчуки растут значительно быстрее, чем в одиночку.

Еще статьи

Расчет и подбор оборудования для очистки газовых выбросов от диоксид азота и фтористых газообразных соединений
Металлургия является ведущей отраслью народного хозяйства страны. Темпы развития всего народного хозяйства определяются уровнем производства металла. Чугун, сталь, прокат - основные виды продукции металлургической промышленности. Чугун, сталь идут на изготовление станк ...