Что изучает экология

Воздух, вода, почва и живые организмы окружают человека с момента его появления на свет. С детства люди чувствую связь с природой: наблюдают за жизнью муравейника, сажают семечко в землю, кормят уток в парке. В школе эти разрозненные впечатления складываются в единую картину и помогают вникнуть в суть науки под названием экология. О ней и расскажем в статье, а также о связи живых организмов со средой обитания и о влиянии человечества на жизнь планеты.

Экология как наука

В современном языке слово «экология» звучит повсеместно. Часто его произносят без понимания, теряя первоначальный глубокий и фундаментальный смысл понятия. Часто оно сводится к призывам сортировать мусор, не жечь траву. Но экология — это не просто свод правил «зелёного» поведения.

В своём первоначальном значении, введённом немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1866 году, экология (от греч. «oikos» — дом, жилище и «logos» — учение, наука) — это наука о взаимоотношениях живых организмов друг с другом и с окружающей их средой. Ключевое слово здесь — «взаимоотношения». Экология изучает не отдельно взятого жука или дерево, а то, как этот жук связан с деревом, почвой под ним, птицами, которые могут его склевать, и бактериями, которые переработают его остатки. 

Экология: четыре среды обитания

Фундаментом для взаимоотношений организмов служит среда обитания — это всё то, что окружает организм и с чем он непосредственно взаимодействует.

Выделяют четыре основные среды обитания, освоенные и заселённые живыми организмами:

1️⃣ Водная среда. Первая, где возникла жизнь. На сегодняшний день самая большая из сред обитания. Характеризуется малым количеством света и кислорода. Её обитатели имеют соответствующие приспособления: обтекаемая форма тела, жабры, плавательные пузыри.

2️⃣ Наземно-воздушная среда. Наиболее разнообразная по условиям: температуре, влажности, силе ветра, сезонным изменениям. В зависимости от их соотношения обитатели приобрели такие признаки как прочный скелет, развитая мускулатура, крылья, перья, острота зрения и др.

3️⃣ Почвенная среда — дом для бактерий, червей, насекомых и некоторых млекопитающих. Здесь находятся корни растений, а также подземная часть гриба — грибница. Почвенная среда очень плотная и тёмная, поэтому для здешних обитателей характерны приспособления для рытья, часто слепота и маленькие глазки, острый слух и обоняние, устойчивость к недостатку кислорода.

4️⃣ Организменная среда. Тела других организмов могут служить средой обитания для паразитов и симбионтов. Первые питаются за счёт организма хозяина и часто наносят ему вред. Симбионты же находятся в тандеме с организмом-хозяина,  оба получают пользу от соседства. Такая среда характеризуется постоянством условий, ведь организм-хозяин неизменен.

Взаимоотношения живых организмов

Мириады связей между организмами, от очевидных до невероятно тонких, образуют гигантскую «паутину жизни», где дёргая за одну ниточку, получаешь неизбежный ответ во всей «сети». 

Самые очевидные — пищевые связи — «кто кого ест». Они формируют пищевые цепи, в которые входят:

1. Продуценты (растения и бактерии-производители), которые способны создавать органическое вещество из неорганического с помощью солнечной энергии или химических реакций. Они — основа жизни, первичный источник энергии для всех остальных.
2. Консументы (организмы-потребители).
3. Редуценты — бактерии и грибы, которые разлагают мёртвое органическое вещество до состояния, в котором оно снова может быть использовано продуцентами.

Подобно круговороту воды в природе, живые организмы включены в круговорот веществ.

Условно можно выделить несколько типов взаимоотношений организмов друг с другом:

1. Конкуренция.

Это отношения между организмами, которым требуются одинаковые ресурсы: пища, вода, свет, территория, убежище. Конкуренция — мощный двигатель эволюции, который обеспечивает естественный отбор самых приспособленных.

2. Хищничество.

Это отношения потребления, когда один организм употребляет в пищу другой. Например, гадюка ест мышей, лиса охотится за зайцами.

3. Паразитизм.

Отношения, при которых один организм использует другой как источник пищи и среду обитания. Паразит получает выгоду, а организм-хозяин несёт ущерб. Примером служат известные всем клещи, блохи, глисты. Также паразитами могут быть растения, например, гриб чага, который часто можно увидеть на берёзах.

4. Симбиоз.

Взаимовыгодные отношения между видами. Классический пример — опыление пчёлами цветковых растений: пчела получает нектар и пыльцу, растение — возможность размножаться.

Понимание всех типов взаимодействий позволяет увидеть в природе не хаотичную борьбу за существование, а сложно организованную, сбалансированную систему, где у каждого организма есть своя роль и своё место.

Влияние человека на экологию: от разумного обитателя к геологической силе

На протяжении большей части своей истории человек был одним из многих видов в экосистеме, который подчинялся её законам. Человеческое влияние при этом было локальным и компенсировалось способностью природы к самовосстановлению. Однако с развитием цивилизации, особенно с началом промышленной революции, масштабы и интенсивность этого влияния стали стремительно расти.

Сегодня деятельность человека не подчиняется природе, а скорее изменяет всю планетарную систему. В связи с этим стало возникать множество экологических проблем, среди которых:

Как люди решают экологические проблемы

Осознание глубины кризиса заставило человечество искать пути решения. Реализуются меры по предупреждению и борьбе с экологическими проблемами на разных уровнях: от международных соглашений до действий отдельных людей.

1️⃣ Искоренение философии потребления «добыть -> произвести -> выбросить». Для этого учёные работают над созданием продуктов без отходов, увеличивают сроки использования продуктов, стремяться к повторному потреблению и переработке. В идеале отходы одной отрасли становятся сырьем для другой. Это включает: раздельный сбор и переработку отходов, отказ от одноразового (пакетов, тапочек, посуды), снижение потребления. 

2️⃣ Развитие «зелёной» энергетики. Для снижения выбросов парниковых газов, мир активно развивает альтернативные источники энергии: используют солнечную и ветровую энергию, гидроэнергетику, ведут поиск эффективных способов хранения энергии. 

3️⃣ Природоохранная деятельность. Для восстановления экосистем открывают заповедники, национальные парки, заказники, где хозяйственная деятельность запрещена или строго ограничена. Также проводят программы по лесовосстановлению (высадка новых деревьев) и реабилитации земель и водных объектов, пострадавших от промышленного загрязнения.

4️⃣ Новые законы. Борьба с экологическими проблемами ведётся и на правовом уровне путём создания экологического законодательства, подписания международных соглашений и, конечно, регулярного мониторинга их соблюдения. 

Осознание проблемы и появление множества инструментов для её решения — надежда на то, что человечество сможет перейти от модели бездумного завоевания природы к модели разумного и ответственного сосуществования с ней.

📝 Упражнения для закрепления

Задание 1.

Составьте пищевые цепи из приведённых ниже организмов. Придумайте 2–3 собственных примера.

Проверьте себя! 

Возможный вариант выполнения: 

Водоросли → караси → щуки → выдры.

Зерно → полёвки → ужи → ястребы.

Опавшие листья → дождевые черви → кроты.

Задание 2.

Разгадайте ребусы и объясните, как связаны эти слова с экологией.

Проверьте себя! 

Отходы, истощение, кризис.

Вывод, к которому ведут слова: деятельность человека привела к возникновению экологических проблем.

Задание 3.

Борьба с чрезмерным потреблением ресурсов может вестись не только в промышленности, но и в доме каждого человека. 

Чтобы это доказать проведите эксперимент по экономии воды. В течение недели фиксируйте, сколько времени вы проводите в душе. На следующей неделе попробуйте сократить это время на 2–3 минуты или выключать воду, когда намыливаетесь. Посчитайте, сколько литров воды вам удалось сэкономить. Примерный расход душа — 10–12 литров в минуту. Сделайте вывод.

Хотите узнать больше о том, как устроена природа и как мы можем стать её ответственными хранителями? Приходите к нам на занятия, где вы сможете открывать для себя удивительные тайны нашей планеты.