1.1. История формирования науки экология

Термин «экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 г. и по этой причине экологию иногда связывают только с учением о среде обитания (доме) или окружающей среде. Последнее в основе правильно. Однако с существенной поправкой: среду нельзя рассматривать в отрыве от организмов, как и организмы вне их среды обитания. Это составные части единого функционального целого, что и подчеркивается приведенным определением экологии как науки о взаимоотношениях организмов и среды.

Экология как наука молода, однако к ней возник практический интерес еще на заре развития человечества. Природа всегда была и будет основой и источником жизни человека, а существование человеческой цивилизации на нашей планете неразрывно связано с природными условиями.

Первобытный человек, борясь за выживание, должен был иметь представление о силах природы, растениях и животных. О том, что разные виды животных связаны с определенными условиями, что их численность зависит от урожая семян и плодов, которыми питаются животные, наверняка знали древние охотники уже 100–150 тыс. лет назад. О зависимости растений от внешних условий хорошо знали уже первые земледельцы.

Первый экологический кризис антропогенного происхождения, который поставил под угрозу само выживание человека, отмечен в эпоху верхнего палеолита. Длительность культуры верхнего палеолита составляла около 25–30 тыс. лет. Экономической основой этой эпохи была охота на крупных животных, в которой использовались орудия, позволяющие добывать даже таких крупных животных, как мамонт и шерстистый носорог, мастодонт, мегатерий, лошадь, верблюд и др. В эту эпоху исчезли многие крупные животные, населявшие умеренные широты Северного полушария. Так, в Европе вымерли многие ранее широко распространенные крупные травоядные животные: мамонт, шерстистый носорог, степная разновидность зубра, гигантский олень, а также некоторые крупные хищники – пещерный лев, пещерный медведь и др. При этом произошли существенные изменения в распространении ряда сохранившихся видов крупных животных. Так, например, в Западной и Центральной Европе исчезли обитавшие там огромные стада северных оленей. Сходные изменения в животном мире произошли в это время в Азии и Северной Америке, возможно, и на других континентах.

М. И. Будыко (1977) подчеркивает, что конец палеолита характеризовался резким переломом в ранней истории человечества. По-видимому, этот перелом был связан с прекращением массовой охоты на крупных травоядных животных, численность которых значительно снизилась. Однако интенсивная охота продолжалась, и процесс уничтожения крупных травоядных все ускорялся, и последняя его фаза протекала особенно быстро. Охотничьи племена попали в трудное положение, поскольку у них не оказалось достаточно времени для постепенного перехода к другим способам добывания пищи. Расчеты М. И. Будыко показывают, что численность мамонтов после начала охоты на них сравнительно мало менялась в течение от 10 до 25 тыс. лет. Затем их численность начала быстро убывать, и через несколько столетий после окончания периода стабильной численности они полностью вымерли. В связи этим можно предположить, что переход к мезолиту (среднему каменному веку) имел болезненный характер для первобытного общества и сопровождался временным сокращением численности населения. Следовательно, окончание культуры палеолита в Европе было в известной мере результатом неразрешимого противоречия между массовой охотой на крупных животных, обеспечившей временное изобилие пищи и сделавшей возможным увеличение численности населения, и ограниченностью природных ресурсов для этой охоты. Правда, считается, что в этот период климат на планете стал суше, что сказалось на запасе пищи для травоядных животных. Это было еще одной причиной общего сокращения численности крупных животных на планете.

Около 30–40 тыс. лет назад в Европе появился современный человек, который сменил ранее существовавших там неандертальцев и на основе более совершенной техники обработки каменных и костяных орудий создал эффективную систему массовой охоты на крупных травоядных животных. Произошло значительное увеличение численности населения Европы, заметно повысился уровень материальной культуры.

Оборот сельскохозяйственных культур на полях и огородах (севооборот) применяли в древнем Египте, древнем Китае и древней Индии еще 5 тысячелетий назад. Сложнейшая и экологически выверенная система земледелия была у индейцев майя в древней Америке. За 2 тыс. лет до н. э. в Египте и Месопотамии человек создал грандиозные оросительные системы, принципиально изменившие окружающий мир.

Древняя Греция: Аристотель Стагирский (384–322 гг. до н. э.) классифицировал животных по образу их жизни, а Теофраст Эрезийский (372–287 гг. до н. э.) писал о зависимости формы роста растений от почвы и климата. Древний Рим: Плиний Старший (23–79 гг. до н. э.) в своем многотомном труде «Естественная история» многие явления природы рассматривал с подлинно экологических позиций.

В средние века в Европе произошел откат человеческой мысли далеко назад, церковь явилась тормозом развития всех естественных наук. Однако великие географические открытия ХV, XVI вв. заставили переосмыслить многие религиозные догматы. Путешественники из дальних стран привозили неведомых животных и семена неведомых растений. Чтобы разобраться во всем этом многообразии форм живых существ, необходимо было создать таксономическую систему и таким образом осмыслить это разнообразие. И такое осмысление произошло. Одно из первых высказываний, относящихся к сфере социальной экологии, принадлежит французскому естествоиспытателю-эволюционисту Жану-Батисту Ламарку (1744–1829). Он наряду с раскрытием ряда закономерностей влияния среды на организмы впервые обратил серьезное внимание на специфическую роль человека и возможные катастрофические последствия. Он писал: «Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания». Это высказывание перекликается с «Пророчествами» Леонардо да Винчи (1452–1519), предрекавшего появление существ, результаты деятельности которых «...ничего не оставят ни на земле, ни под водой, что не было бы преследуемо и не подвергалось искоренению...». Карл Линней в первой половине XVIII в. создал таксономическую систему животных и растений, а Альфонс де Кандоль (1806–1895) в своей «Ботанической географии» описывал влияние абиотических факторов на растительные организмы.

Большой вклад в развитие экологических представлений в это время внесли и российские ученые, такие как П. С. Паллас (1741–1811), И. И. Лепехин (1740–1802), С. П. Крашенинников (1711–1755), М. В. Ломоносов (1711–1765). И это не случайно, так как Россия в XVII в. сильно расширила свои границы, выйдя своими восточными рубежами на побережье Тихого океана. Так, в 1775 г. русский ученый А. А. Каверзнев (годы жизни не известны) издал книгу «О перерождении животных», в которой с экологических позиций рассматривал вопрос об изменениях животных. Другой русский исследователь А. Т. Болотов (1738–1833) разработал классификацию местообитаний растений.Огромную роль в развитии экологических идей сыграл немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859), издавший в 1807 г. книгу «Идеи географии растений», где ввел ряд научных понятий, которые и сегодня используются экологами (например, экобиоморфа растений, ассоциация видов, формация растительности и др.). Профессор Московского университета К. Ф. Рулье (1814–1858) четко сформулировал мысль о том, что развитие органического мира обусловлено воздействием изменяющейся внешней среды. Считается, что К. Ф. Рулье в своих трудах заложил основы экологии животных.

Кардинально поворотной точкой в развитии экологических представлений о природе явился выход знаменитой книги Ч. Дарвина (1809–1882) о происхождении видов путем естественного отбора. Это великое открытие в биологии явилось мощным толчком для развития экологических идей. Не случайно в 1866 г. вскоре после выхода в свет учения Ч. Дарвина Э. Геккель (1834–1919) предложил термин для новой науки «экология», который оказался удачным и очень емким. Именно его используют современные ученые для обозначения целой системы наук. Э. Геккель был не одинок в изучении влияний окружающей среды на живые организмы. В 1877 г. немецкий гидробиолог К. Мебиус (1825–1908) разработал учение о биоценозе как сообществе организмов, которые через среду обитания теснейшим образом связаны друг с другом. Термин биоценоз также широко используется современными учеными. Считается, что это часть любой экосистемы.

В 1895 г. датский ученый Е. Варминг (1841–1924) ввел термин «экология» в ботанику для обозначения самостоятельной научной дисциплины – экологии растений. Русский ученый В. В. Докучаев (1846–1903) создал учение о природных зонах и учение о почве как особом биокосном теле (системе). Идеи В. В. Докучаева положили начало развитию геоботаники и ландшафтоведения, ведь почва – это неотъемлемый компонент практически всех экосистем суши нашей планеты.

В середине XX в. экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало этому положили работы В. И. Вернадского, В. В. Докучаева, Ю. П. Одума, А. Дж. Тенсли, Н. В. Тимофеева-Ресовского и других известных ученых. В 1935 г. выходят в свет учения об экосистемах английского геоботаника А. Дж. Тенсли. Оригинальны и интересны исследования В. Н. Сукачева (1880–1967), посвятившего многие годы комплексному изучению лесных систем (сообществ), результатом чего явилось всесторон­нее рассмотрение единства и взаимообусловленности природных явлений, живой и неживой материи. В 1942 г. он ввел в науку термин «биогеоценоз», раскрыл его содержание. Стало ясно, что современная биосфера, среда обитания всех живых организмов, является продуктом их жизнедеятельности: неустанного воспроизведения, метаболизма (обмена веществ) и посмертного разложения мириадов живых существ. Почвенная, водная, наземная, воздушная среда жизни есть результат постоянного взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого вещества. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и в строго определенной совокупности условий, характеризующей место их обитания (биотоп). Экосистемы и биосфера в целом являются высшим уровнем организации живого на планете Земля. Они, как и любая живая система, способны к саморегуляции, т. е. самосохранению, поддержанию своего видового состава, и воспроизведению связей между отдельными видами. Такое представление об устойчивости экосистем, их гомеостазе, или иначе экологическом равновесии, – одно из основополагающих понятий современной экологии. Особую роль в становлении и развитии экологии сыграл великий русский ученый В. И. Вернадский – создатель учения о биосфере. Открытие биосферы В. И. Вернадским в начале ХХ в. принадлежит к величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей теорией относительности, открытием наследственного кода у живых организмов и теорией расширяющейся Вселенной. В. И. Вернадский доказал, что жизнь на Земле – явление общепланетарное и космическое, что биосфера – это вещественно-энергетическая система, обеспечивающая биологический круговорот химических элементов и эволюцию всех живых организмов, включая человека. В. И. Вернадский был первым, кто увидел в биосфере сложную и хорошо отрегулированную за много сотен миллионов лет эволюции глобальную биогеохимическую систему. Не только составом атмосферы и гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора – это продукт «жизнедеятельности» биосферы.

До XIX–XX вв. экология в основном занимала только умы ученых, но с развитием и массовым внедрением современных технологий, непрерывно возрастающей функцией потребления всех ресурсов и подчинением догме «природа – источник благосостояния» человечество нарушило связи и взаимодействия в системах, сформировавшихся за многовековую историю. Экология перестала быть только «университетской» наукой. Сейчас, упоминая экологию и экологические проблемы, в первую очередь подразумевают неблагополучие или отрицательное влияние, прежде всего человека, на природные системы. Человечество задумалось об исчезновении видов, глобальном загрязнении, сокращении ресурсов, и как следствие, вероятности исчезновения жизни на планете.