Лекция № 1_ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ

1.

ГБОУ ВО Красноярский государственный медицинский университет
им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого
Кафедра Биологии и экологии
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ
Лекция № 1
для специальности 31.05.02 - Педиатрия»
(очная форма обучения)
Красноярск 2017

2.

ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Предмет экологии.
2. Структура экологии.
3. Задачи экологии.
4. Методы экологии.
5. Основные понятия экологии.
6. История развития экологии.
7. Значение экологического образования.

3.

Эрнст Генрих Филипп Август
Геккель (1834-1919)
Экология (от др.-греч. οἶκος обиталище, жилище, дом и λόγος слово, учение)

4.

Экология – наука, изучающая взаимодействие
живых организмов с окружающей средой и друг
с другом.
Экология – наука, изучающая условия
существования и взаимосвязи между
надорганизменными системами различных
уровней и средой, в которой они обитают.

5.

Предмет экологии – совокупность или структура
связей между организмами и средой.
Главный объект изучения в экологии – экосистемы,
т. е. единые природные комплексы, образованные
живыми организмами и средой обитания.
В область компетенции экологии входит изучение:
- отдельных видов организмов (организменный
уровень);
- их популяций, т. е. совокупностей особей одного
вида (популяционно-видовой уровень);
- биосферы в целом (биосферный уровень).

6.

7.

Структура биоэкологии
Глобальная
Аутэкология
(биосферная)
экология
Популяционная экология
Синэкология
(демоэкология)
(биоценология)
Экология человека
Изучение приспособленности (выживание)
живых организмов в окружающей среде

8.

Задачи экологии
В общетеоретическом плане:
– разработка общей теории устойчивости экологических систем;
– изучение экологических механизмов адаптации к среде;
– исследование регуляции численности популяций;
– изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;
– исследование продукционных процессов;
– исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее
устойчивости;
– моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.
Основные и прикладные задачи:
– прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей
природной среде под влиянием деятельности человека;
– улучшение качества окружающей природной среды;
– сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;
– оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных
и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в
первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

9.

Методы экологии
1. Полевые исследования.
2. Экспериментальные исследования.
3. Экологический контроль и мониторинг
(наблюдение – оценка – прогноз).
4. Дистанционные методы.
5. Моделирование.
6. Статистические методы.

10.

Полевые экологические исследования

11.

Экологический эксперимент

12.

Экологический контроль и мониторинг

13.

Дистанционное зондирование Земли

14.

Мониторинг лесных пожаров

15.

Сбросы сточных вод. Вид из космоса

16.

Математическое моделирование в экологии

17.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ
Экосистема – ограниченный во времени и в
пространстве единый природный комплекс,
образованный живыми организмами и средой
их обитания, в котором живые и неживые
(косные) компоненты связаны между собой
обменом веществ и распределением потока
энергии (Ю. Одум).

18.

Биогеоценоз (от греч. bios – жизнь, geo – земля,
koinos – общий) – это однородный участок земной
поверхности, где природные явления (атмосфера,
горная порода, растительность, животный мир,
микроорганизмы, почва, гидрологические условия)
имеют однотипный характер взаимодействия
между собой и объединены обменом веществ
и энергии в единый природный комплекс
(Сукачев В.Н.)

19.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ
Популяция (от лат. populatio – население) – это
совокупность организмов одного вида, длительное время
обитающих
на
определённый
одной
ареал)
и
территории
частично
(занимающих
или
полностью
изолированных от особей других таких же групп.
Сообщество (биоценоз) – совокупность растений и
животных разных популяций, населяющих участок среды
обитания.
Экологическая ниша – место, занимаемое видом в
биоценозе,
включающее
комплекс
его биоценотических
связей и требований к факторам среды.
Экологическая
ниша определяет положение вида в цепях питания.

20.

Экологическая система

21.

Биотическая структура экосистемы
Продуценты – организмы,
продуцирующие органические
вещества из неорганических
Консументы – организмы,
потребляющие готовое
органическое вещество как
источник энергии и компонентов
собственного тела
Редуценты (деструкторы) –
организмы, разлагающие
сложные органические
соединения до простых
неорганических

22.

Биотическая структура экосистемы

23.

Солнце – главный источник энергии

24.

Трофические (пищевые) цепи

25.

Схема распределения потоков вещества и энергии среди
продуцентов и консументов (по Ю. Одуму, 1971)

26.

27.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИИ
Этапы
1. Накопительный – с древнейших времен до XIV века.
2. Аналитический – с XIV по XVIII век.
3. Становление экологии как науки – с XVIII по конец XIX века.
4. Системный – конец XIX – середина XX века.
5. Синтетический (формирование экологии как комплексной
науки) – с середины XX века по настоящее время.

28.

Этапы развития Экологии.
1. Накопительный (описательный)

29.

Этапы развития Экологии.
1. Накопительный (описательный)

30.

Этапы развития Экологии.
1. Накопительный (описательный)
Аристотель (384 – 322 гг. до н. э.)
Теофраст (372-287 гг. до н. э.)

31.

Этапы развития Экологии.
2. Аналитический (XIV – XVIII вв)
Жан Батист Ламарк
(1744 – 1829 гг.)
Карл Линней
(1707 – 1778 гг.)
Антуан Лавуазье
(1743 – 1794 гг.)

32.

Ж. Б. Ламарк
Впервые концепцию Биосферы как единой
планетарной системы сформулировал в начале 19 века
французский ученый-естествоиспытатель Ж.Б. Ламарк
в своей работе «Философия зоологии» (1809).
Не вводя самого термина «биосфера»
в своих работах он указывал на общность
процессов происходящих в живой природе,
а также на то, что взаимодействие живых
организмов между собой и с окружающей их средой
оказывает существенное влияние на весь облик Земли.
Ламарк также подчеркивал, что причины
наблюдающегося разнообразия живых организмов
следует усматривать не только в разнообразии
существующих условий среды, но и в историческом
преобразовании живых существ, приводящих
к появлению новых жизненных форм,
более приспособленных к окружающим условиям.

33.

А. Лавуазье
Понимание сообщества различных живых
организмов Земли как единой планетарной
системы впервые встречается в работах
выдающегося французского естествоиспытателя
А. Лавуазье.
В своих работах он впервые обосновал
принципиальную схему взаимодействия
трех основных функциональных групп
организмов: производящих органическое
вещество, потребляющих его и разлагающих –
то есть заложил основы понимания
биологического круговорота веществ.
Значительное внимание в работах Лавуазье
уделялось вопросам дыхания и роли
газообмена в жизни организмов.

34.

«Опыт о законе народонаселения» (1798 г.)
Томас Мальтус
(1766-1834)
Английский священник и учёный, демограф
и экономист, автор теории, согласно
которой неконтролируемый рост
народонаселения должен привести к голоду
на Земле.
Фактически он впервые предупреждал
человечество о возможных негативных
последствиях воздействия человека на
природу в глобальном масштабе.

35.

Этапы развития Экологии.
3. Становление экологии (XVIII – конец XIX века)
Чарльз Дарвин
(1809 – 1882 гг.)
Эрнст Геккель
(1834 – 1919 гг.)
Карл Мёбиус
(1825 – 1908 гг.)

36.

Э. Геккель
«Под экологией мы понимаем сумму знаний,
относящихся к экономике природы: изучение
всех взаимоотношений животного с
органическими и неорганическими
компонентами среды, включая непременно
его дружественные или враждебные
отношения с животными и растениями, с
которыми оно вступает в контакт.
Одним словом, экология – это наука,
изучающая все сложные взаимосвязи и
взаимоотношения в природе,
рассматриваемые Дарвином как условия
борьбы за существование».

37.

К. Мёбиус
«Биоценоз – это объединение живых
организмов, которое соответствует по своему
составу, количеству видов и организмов
некоторым средним условием среды;
Объединение, в которое организмы связаны
взаимной зависимостью и сохраняются
благодаря постоянному размножению в
определенных местообитаниях, если бы одно
из условий отклонилось на некоторое время
от обычной средней величины, изменился бы
весь биоценоз.
Биоценоз мог бы так же изменится если бы
количество особей одного вида увеличилось
или уменьшилось благодаря человеческой
деятельности, либо один вид исчез из
сообщества, либо наконец в его составе
появился новый вид».

38.

Этапы развития Экологии.
4. Системный (конец XIX – середина XX в.)
Вернадский
Владимир Иванович
(1863-1945 гг.)
Эдуард Зюсс
(1831 – 1914 гг.)
Артур Тенсли
(1871 – 1955 гг.)

39.

«Любая совокупность организмов
и неорганических компонентов,
в которых может поддерживаться
круговорот веществ, называется
экологической системой»
Артур Тенсли

40.

В 1926 году выдающийся русский ученый
Вернадский В.И. разработал целостное
учение о Биосфере – оболочке Земли
населенной живыми организмами.
В своих работах он доказал, что живые
Вернадский В.И.
организмы являются мощной и активной
силой преобразующей облик Земли.
В.И. Вернадский определил примерные
границы Биосферы и описал три основных
ее компонента:
- живое вещество;
- костное (неживое) вещество;
- биокостное вещество (продукт
взаимодействия живого вещества с костным).

41.

В.И. Вернадский считал, что со временем наступит
такой этап в истории нашей планеты, на котором
«биосфера» будет трансформирована в «ноосферу»,
когда «научное познание, а не стихийные силы и
темные страсти, будут направлять развитие мира».
К предпосылкам перехода биосферы в ноосферу
В.И. Вернадский относил следующие
цивилизационные изменения:
1) Человечество должно стать единым целым
(исключение расовых, культурных и экономических
барьеров).
2) Преобразованы средства связи и обмена данными
с созданием единого информационного пространства.
3) Открытие новых источников энергии.
4) Поднято благосостояние народных масс
(исчезновение нищеты, голода и безработицы).
5) Обеспечено подлинное равенство всех людей.
6) Войны должны быть исключены из жизни общества.

42.

В работах Д. Леруа и П. Тейяра
де Шардена развивается мысль,
что ноосфера – это закономерный
итог эволюционирования
Эдуард Леруа
(1870-1954)
мыслящего вещества Земли.
Пьер Тейяр де Шарден
(1881 - 1955)
По мнению этих ученых ноосфера формируется при
непосредственном участии сознания каждого человеческого
Индивидуума, т.е. каждого из нас.

43.

Формирование нового понимания экологического равновесия
в биоценозе. Изучение механизмов наследования признаков.
Николай Константинович
Кольцов
(1872 - 1940)
Николай Владимирович
Тимофеев-Ресовский
(1900 - 1981)
Николай Иванович
Вавилов
(1887 - 1943)

44.

Юджин Одум
(1913-2000)
Юджин Одум – основатель экосистемной
экологии.
«Любое единство, включающее все
организмы (т.е. «сообщество») на данном
участке и взаимодействующее с
физической средой таким образом, что
поток энергии создает четко
определенную трофическую структуру,
видовое разнообразие и круговорот
веществ (т.е. обмен веществами между
биотической и абиотической частями)
внутри системы, представляет собой
экологическую систему, или экосистему».
Типы экосистем: наземные, пресноводные,
морские.

45.

Владимир Николаевич Сукачёв
(1880-1967)
Автор термина биогеоценоз,
советский геоботаник, лесовод,
географ, член Академии наук
СССР, Герой Социалистического
труда.
В 1943 году организовал
Институт леса и древесины
(ныне Институт леса СО РАН) в г.
Красноярске.

46.

Этапы развития Экологии
5. Синтетический (50-е гг. XX в. - по н. вр.)
«… превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране природной и окружающей
человека среды. Из строгой биологической науки экология
превращается в «значительный цикл знания, вобрав в себя
разделы географии, геологии, химии, физики, социологии,
теории культуры, экономики...» (Реймерс, 1994).
Современный период развития экологии в мире связан с
именами таких зарубежных ученых, как Ю. Одум, М. Бигон,
Р. Риклефс,, А. Швейцер, Дж. Харпер, Р. Уиттекер и др.
Среди отечественных ученых следует назвать И. П.
Герасимова, А. М. Гилярова, В. Г. Горшкова, Ю. А. Израэля,
Ю. Н. Куражсковского, К. С. Лосева, Н. Н. Моисеева, Н. П.
Наумова, Н. Ф. Реймерса, Ю. М. Свирижева, В. Е. Соколова,
С. С. Шварца, А. В. Яблокова, и др.

47.

Роль экологии на современном этапе
Образование
Экологическая
Культура