Экология особей

 

Экология, в переводе с греческого, буквально означает "наука о доме" ("ойкос", или "экос" - дом, жилище, местопребывание; "логос" - наука). Термин "экология" впервые употребил Эрнст Геккель в 1866 году, но в несколько отличающемся смысле: для обозначения науки об отношении организмов к среде обитания с позиций борьбы за существование.

Экология - наука о вещественных, энергетических и информационных взаимоотношениях организмов со средой их обитания. Специфика экологии среди других биологических наук - познание не только организмов, но и условий существования организмов, то есть исследование жизни на надорганизменном уровне ее организации. Для экологии последних десятилетий подходит такое определение: "экология - наука о совокупности и структуре связей между организмами и средой, в которой они обитают".

Принято выделять следующие разделы экологии - экологию особей ("аутэкологию"), экологию популяций и экологию сообществ (два последних раздела объединяют под обобщающим названием "синэкология") (Одум, 1975). Каждый из них имеет свою специфику, связанную с объектом исследования (как частью реальной действительности, на которую направлено внимание ученых), а также с предметом (предмет науки - круг вопросов и проблем, стоящих перед данной научной дисциплиной). Популяционная группа обладает свойствами (например, статистическими или структурными характеристиками), описывающими совокупность особей, а также исследует признаки, которые можно отнеси к "групповым особенностям" (Одум, 1975). Также экология, как комплексная дисциплина, может быть подразделена по объектам (экология растений, экология позвоночных животных, экология насекомых, птиц, паукообразных, микроорганизмов и т. д.), или в соответствии с прикладными задачами (сельскохозяйственная экология, экология акклиматизации и интродукции).

Экология особей - раздел экологии, который изучает спектр и особенности адаптивных реакций особей на внешние факторы. Это исторически традиционный раздел экологии, наиболее широко, а зачастую, и в одиночестве представленный в биологических учебниках прошлых лет. В этом разделе традиционно изучаются следующие вопросы:

1) "жизненные циклы и поведение", как "способы приспособления к среде" (Одум, 1975);

2) воздействие физических и химических факторов среды на организмы - водно-солевой обмен, теплообмен, газообмен, давление среды, влияние света, закономерности комплексного воздействия перечисленных факторов (Кашкаров, 1944; Шилов, 1968; Бигон и др. 1989);

3) питание животных (Наумов, 1963). Рассматриваются: стенофагия (пищевая специализация, буквально - "узкое питание") или эврифагия ("многоядность"), морфологические и поведенческие приспособления животных, используемые ими для добывания корма;

4) взаимодействие животных с окружающей средой, например, с субстратом - почвой, грунтами водоемов, снежным покровом (Наумов, 1963; Яхонтов, 1969; Новиков, 1975);

5) биологические циклы и суточные ритмы животных, их связь с температурой и освещенностью, сезонная перестройка метаболизма (Кашкаров, 1944; Наумов, 1963);

6) периодичность размножения и зависимость размножения от внешних факторов (Наумов, 1963);

7) ориентация животных в пространстве (Наумов, 1963).

Базируясь на общей зоологии и физиологии животных, экология особей (аутэкология) изучает адаптивные приспособления животных. необходимые для развития, созревания и размножения особей при постоянно меняющихся и отличающихся от оптимальных условиях внешней среды.

С современных позиций, экология особей - традиционная научная абстракция, которая становится "все более абстрактной" при повышении систематического ранга животных - при переходе от беспозвоночных животных к позвоночным, от рыб к млекопитающим.

Абстракция - научная модель, подчеркивающая важность одних сторон явления (например, явления существования определенного вида животных на данной территории) и не придающая значения и обобщающая другие стороны действительности. В чем заключаются упрощения в аутэкологических моделях?

1) Рассматривая адаптивные связи особи и среды, ученые абстрагируются от того факта, что в общей зоологии (оперирующей понятием "эволюционное время жизни вида"), в отличие от физиологии животных (оперирующей понятием "продолжительность жизни особи"), адаптивность - это термин, характеризующий скорее популяцию, а не особь. Можно привести множество примеров, показывающих, что для "неограниченно" продолжительного во времени существования вида совсем не обязательно (и даже опасно), чтобы каждая родившаяся (вылупившаяся из яйца) особь выжила и оставила потомство. "Взрыв" численности приводит к истощению ресурсов и дальнейшему критическому падению численности, которое в условиях антропогенного воздействия может быть необратимым - вид исчезнет. Особь смертна, в отличие от отдельной особи адаптивная популяция практически способна существовать бесконечно, если численность особей в популяции изменяется сообразно с состоянием среды. (Пример с Лох-Несским чудовищем - длительное время в среде может существовать популяция, а не одинокая особь).

2) Фактически любое животное класса млекопитающих существует "перед лицом внешних условий" не в одиночестве, а популяции, даже если ведет одиночный образ жизни. Групповые стрессовые реакции, адаптивные поведенческие навыки, приобретаемые в онтогенезе млекопитающими, во многом более эффективны, чем морфо-физиологические адаптации. (Популяции, как особую разновидность "надорганизменного" уровня организации живых существ, "открыли" сравнительно недавно. Уильям Олли написал главу о популяциях в 1949 г. в нашей стране популяционная морфология млекопитающих начала изучаться с конца 50-х годов.

(Первоначально фенология изучала морфологические признаки, сопряженные с генетическими особенностями популяции. Фенологическими исследованиями занимались Н. П. Наумов, Н. И. Ларина, С. С. Шварц, И. А. Шилов, А. В. Яблоков. В настоящее время в Омском университете ведутся широкие исследования в сфере "этологической фенологии", в основном, на мышевидных грызунах).

Подобно тому, как среди гуманитарных наук не было до определенного времени социологии, в биологии долгое время "не замечали" существования популяций, изучая особь.

Можно сделать вывод о том, что экология особей - в той своей части, которая изучает воздействие факторов среды на организмы - аутэкология - своеобразная, переплетающаяся с зоологией отрасль экологической физиологии, интересующаяся, в основном, физиолого-биохимическими возможностями организмов при экстремальных и средних условиях (основная научная оппозиция) и законами, управляющими выживанием животных в экстремальных условиях. В 50-х - 60-х гг. в нашей стране в этой области работали, к примеру, эволюционист С. С. Шварц, эволюционист и физиолог А. Д. Слоним и др. (На популяционном уровне приспособления млекопитающих к выживанию в экстремальных условиях позже изучали С. С. Шварц, Э. В. Ивантер, В. И. Большаков и другие исследователи).

3) Для выживания популяции в целом важна разнокачественность особей, в том числе и физиологическая. Согласно положениям современной теории эволюции, сбалансированный полиморфизм популяции - залог ее эволюционной стабильности. Экология особей моделирует и изучает некую "среднюю" особь, игнорируя поведенческую разнокачественность, различный жизненный опыт млекопитающих. Этот факт нашел свое отражение в языковом употреблении: говорят, к примеру, "лисица обыкновенная обитает. ", или "амурский тигр характеризуется. ", хотя речь, фактически, идет о множестве особей, принадлежащих к одной или нескольким популяциям одного вида.

Все эти три замечания относительно "физиологичности" научных моделей в аутэкологии в большей мере касаются изучения экологии млекопитающих. У млекопитающих, наряду с инстинктами, имеются вариативные сложные приобретенные поведенческие реакции (научение), с помощью которых животные взаимодействуют со средой обитания.

Методы экологии особей, в основном, включают наблюдение за животными в природе с последующим лабораторным измерением и искусственным воспроизведением средовых факторов. Н. П. Наумов (1963) перечисляет следующие аутэкологические методы:

1) изучение морфо-физиологических реакций животных на внешние воздействия среды в полевых условиях с параллельным лабораторным контролем;

2) сравнительно-экологический метод - изучение особенностей взаимодействия со средой различных половых и возрастных групп животных; 3

3) эколого-географический метод - выявление морфо-физиологических особенностей обитателей разных биотопов, принадлежащих к одному виду. Применяются также методы "физиологической" и "биохимической" экологии.

 



  • На главную
    Реклама

  • [© 2014 Экология