Генеалогическое древо экологии: корни, ствол и крона олицетворяют три основных этапа становления и развития этой науки.

Первый этап («корни») — накопление фактического материала и первый опыт его систематизации. Среди ученых и философов этой эпохи особое место принадлежит древнегреческому философу Аристотелю Стагирскому (Стагиритскому) (Aristotcles).

«Самая всеобъемлющая голова среди ученых античного мира» — так писал об Аристотеле Ф, Энгельс. Родился Аристотель во Фракии (г. Стагира) в семье эскулапа. Семнадцатилетним юношей перебрался в Афины и поступил в Академию Платона, в которой провел двадцать лет. В 343 г. по приглашению македонского царя Филиппа II стал воспитателем его сына Александра, будущего знаменитого полководца. В 335 г. вернулся в Афины и основал свою философскую (Перипатетическую) школу — Ликей, которая просуществовала без малого 800 лет.

После смерти Александра Македонского Аристотелю пришлось покинуть Афины, а еще год спустя он умер. Среди многочисленных трудов Аристотеля — «Метеорологика», одна из первых книг по физической географии, представляющая собой вершину географической мысли античной науки. Отстаивая свое учение о шарообразности Земли, Аристотель приводит в качестве доказательства лунные затмения, когда тень, отбрасываемая Землей, имеет отчетливо выраженную круглую форму. Он впервые высказал мысль о том, что наличие климатических поясов Земли обусловлено ее шарообразной формой и является следствием неравномерного нагревания ее поверхности, зависящего от угла падения солнечных лучей. Сочинения Аристотеля «О метеорологических вопросах», «О небе», «О главных законах природы» содержат сведения о непрерывном характере изменений земной поверхности, о фито- и зоогеографии. В трактате «О возникновении животных» Аристотель описывает и классифицирует около 500 видов представителей земной фауны. В «Истории животных» он разделил известных ему животных на группы на основании особенностей их местообитания, характера питания, способов передвижения и других признаков.

 

Неоценимый вклад в науку внесли труды великого немецкого естествоиспытателя и путешественника Александра Гумбольдта, заложившего основы географии растений.
Александр Гумбольдт родился в Берлине в семье придворного саксонского курфюрста. Восемнадцати лет поступил на камеральный факультет университета во Франкфурте-на-Одере, где стал изучать ботанику. Свой выбор позднее он объяснит так: «В живой природе бесполезно лежат необозримые ресурсы, разработка которых должна дать пропитание и занятость тысячам людей». В 1789 г. Гумбольдт продолжил образование в Геттингенском университете, а затем в Гамбургской торговой и Фрейбергской горной академиях. Большую роль в формировании личности и научного мировоззрения Гумбольдта сыграло его знакомство с выдающимся немецким естествоиспытателем Г. Форстером, спутником Д. Кука в его втором кругосветном плавании. Вдвоем с Форстером Гумбольдт отправляется путешествовать в Голландию, Англию, Францию. По-видимому, не без влияния Форстера он становится слушателем Фрейбургской горной академии. По окончании ее он в должности обербергмейстера инспектирует рудники, обследует месторождения полезных ископаемых, руководит чугунно-литейным производством, много ездит по стране. В эти годы он близко сошелся с И. В. Гёте. Позднее между ними произошла размолвка, на долгие годы сделавшая их идеологическими противниками. Это, впрочем, не помешало Гёте глубоко уважать своего оппонента: «Его трактовка геологии совершенно невозможна для меня. Но я восхищаюсь им... Гумбольдт — это академия».

В июле 1799 г. в сопровождении французского ботаника Э. Бонплана Гумбольдт на испанском Фрегате «Пизарро» отплыл из порта Корунья к берегам Нового Света. Началось его многолетнее «научное открытие Америки». Гумбольдт побывал на Кубе, обследовал побережье и глубинные районы Северной и Южной Америки, пробирался сквозь удушливые тропические леса, плыл по бурным, кишащим крокодилами и пираньями рекам, мерз на снежных вершинах, спускался в огнедышащие кратеры вулканов, наблюдал землетрясения и метеоритные дожди. Результатом его наблюдений и исследований стал 30-томный труд «Путешествие по тропическим областям Нового Света в 1799-1804» (1807-1834), принесший автору мировую славу.

В1829 г. по приглашению русского правительства Гумбольдт совершил длительную поездку по Сибири и Уралу и по возвращении из России приступил к работе над фундаментальным сочинением, о котором пять лет спустя скажет: «Я начинаю печатание моей книги — дела всей моей жизни. Я имею безумное намерение изобразить весь материальный мир ...от туманных звезд до мхов на гранитных скалах ...в одной книге, написанной живым, действующим на чувства языком. Она должна изобразить эпохи в развитии человечества, в познании им природы. Сначала я хотел назвать ее «Книга природы». Потом я выбрал «Космос». Пусть в этом слове есть аффектация, но зато она разом изображает небо и землю». Гумбольдт успел выпустить четыре тома «Космоса». Работу над пятым томом прервала смерть.

Он прожил долгую, плодотворную жизнь. Создал поистине необозримое количество работ, относящихся практически ко всем отраслям человеческих знаний. Его именем названы горы в Центральной Азии, озеро и река в штате Невада, город и залив в Калифорнии, ледник в Гренландии, морское течение вдоль берегов Перу, горы в Австралии, Новой Гвинее, Новой Зеландии, кратер на Луне, минерал, несколько видов трав, кустов и деревьев.

 

Попытки осознать научное содержание экологии предпринимались и до Э. Геккеля. Применялся до Геккеля и сам термин «экология» Так, в письме Генри Торо, адресованном своему родственнику (1858), сказано: «Мистер Гоар все еще в Конкорде, занимается ботаникой и экологией, намереваясь поселиться в наиболее для него подходящей части страны». Сказанное не умаляет заслуг Э. Геккеля, так как благодаря ему понятие получило широкое распространение. Самым же главным является то, что впервые достаточно отчетливо был сформулирован предмет этой науки: изучение взаимосвязей живых организмов с окружающим миром.

К этому же периоду относятся и труды Василия Васильевича Докучаева (1846—1903) — выдающегося русского естествоиспытателя, географа, геолога, профессора Петербургского университета. В.В. Докучаев разработал учение о почвах и заложил основы новой физической географии как науки, изучающей взаимодействие компонентов природы и учитывающей взаимное влияние природы на человека и общества на природу.

После Э.Геккеля началось, хотя и достаточно медленное, внедрение экологии в научную практику. В самом конце XIX в. и в первые годы XX в. ботаники К. Шретер и О. Кирхнер (1896, 1902) вводят понятия аутэкологии и синэкологии. В 1913 г. в США опубликована первая сводка по экологии, содержащая многочисленные факты, обобщения, а также библиографию в 500 наименований. Ее автор, Ч. Эдамс, отмечал: «...может показаться, что биология и экология являются синонимами. Но в дальнейшем становится видно, что экология имеет дело с фундаментальной биологической проблемой — отношением организмов к их среде».

Все дальнейшие попытки определить предмет экологии, предпринятые различными исследователями, так или иначе вращаются вокруг разных аспектов взаимосвязей живых организмов и окружающей их среды. Приведем лишь некоторые из них:

«Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей средой как органической, так и неорганической, и прежде всего — его дружественных и враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология — это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин называет условиями, порождающими борьбу за существование» (Э.Геккель, 1866).

 

Из этого определения следует, что в экологии любые природные тела, процессы, явления всегда представлены в виде двух (как минимум) взаимодействующих частей: живого и его окружения. Артур Джордж Тэнсли в 1935 г. предложил называть это единство экосистемой. Понятием «экосистема» он использовал для обозначения однородного участка земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (атмосфера, почва, солнечная энергия и т.д.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обмен веществом, энергией и информацией).

Близкий по смыслу термин «биогеоценоз» ввел Владимир Николаевич Сукачёв (1880-1967) — российский, советский геоботаник, лесовод, географ. Под биогеоценозом он понимал участок территории, однородный по экологическим условиям, занятый одним биоценозом. В этом смысле понятие «биогеоценоз» близко понятию «экосистема», которое использовал А. Тэнсли.

Можно считать, что с этого момента в экологии появилось основное понятие, по своему значению равное понятию вида в биологии, ландшафта в географии, атома в физике, молекулы в химии. Особенности этого понятия, следствия, вытекающие из представлений природных тел, процессов, явлений в виде экологической системы (экосистемы), имеют исключительное мировоззренческое значение.

Значительный вклад в развитие экологии внес Карл Август Мёбиус (1825-1908) — немецкий зоолог, профессор зоологии Университета в Киле, директор Музея естественной истории в Берлине. К. Мёбиус является автором концепции «биоценоза» как сообщества организмов, в котором «пространство и питание являются самыми первыми основами...».

Вернадский Владимир Иванович (1863-1945) — русский, советский ученый, основатель биогеохимии, радиогеологии. Создатель учения о биосфере и ее эволюции, о мощном воздействии человека на окружающую среду и о преобразовании современной биосферы в ноосферу — сферу разума.

Таким образом, двадцатые-сороковые годы XX столетия по праву считаются «золотым веком» экологии.
В наше время экология стала одной из наиболее стремительно развивающихся наук. В ее «кроне» появляются все новые и новые «ветви» — взаимодействие экологии с другими науками открывает новые направления исследований. Экология самым тесным образом связана как с науками естественно-математического цикла, так и различными общественно-гуманитарными дисциплинами. Так появились палеоэкология и историческая экология, экология человека и социальная экология, экология города и космическая экология. Рассмотрим эти взаимосвязи более подробно.

 

Физика и экология:
• энергия, превращение энергии, поток энергии;
• физические факторы среды;
• физические свойства различных сред жизни;
• физические методы изучения и контроля состояния окружающей среды;
• физическое загрязнение окружающей среды (тепловое, шумовое, радиоактивное, электромагнитное, световое).

Химия и экология:
• вещество, превращение вещества, круговорот веществ;
• химические факторы среды;
• химические свойства различных сред жизни;
• химические методы изучения и контроля состояния окружающей среды;
• химическое загрязнение окружающей среды (химические вещества, аэрозоли, тяжелые металлы, пестициды и др.).

География позволяет изучить зависимость различных природных сообществ от климатических условий; установить закономерности распространения живых организмов на нашей планете.

Астрономия и экология:
• космическое воздействие на биосферу (Солнце, Луна);
• суточные, сезонные и иные ритмы.

Экология тесно связана с математикой и информатикой, что нашло отражение в развитии направлений:
• изучение математических закономерностей в строении живых организмов;
• математическое моделирование экологических систем и процессов;
• изучение информационного обмена живых систем различного уровня и окружающей среды.

 

Первая в истории человечества империя Аккад была основана около 4300 лет назад в Междуречье. Империя процветала, но недолго, не больше века, а затем вдруг прекратила свое существование. До недавнего времени считалось, что причины, которые привели к ее гибели, были исключительно политическими. Однако десять лет назад ученые обнаружили, что гибель Аккада приходится на тот момент, когда в регионе резко сократилось количество осадков. Это открытие легло в основу другой версии: причиной падения Аккада была страшная засуха.

Есть и другие цивилизации, упадок которых сейчас объясняют изменением климата: египетское Древнее царство, исчезнувшее в то же время, что и Аккад; империя Тиванаку у озера Титикака в Андах, процветавшая более тысячи лет, пока к 1100 г. нашей эры не истощились возделываемые там земли; культура майя, прекратившая существование на пике своего расцвета около 800 г. нашей эры.

 

В конце XX — начале XXI в. каждое десятилетие прибавляет к общей численности еще 1 млрд человек. В конце 1992 г. население Земли составляло 5,6 млрд человек, а в 2000 достигло 6,1 млрд человек. По оценкам ООН, к 2100 г. население Земли составит от 11,2 до 12,6 млрд человек, а затем стабилизируется. Однако это только прогноз.

«Мирное» развитие экологии нарушилось в XX в., когда человечество столкнулось с глобальными негативными последствиями своей собственной деятельности. Попытка решить возникшие проблемы традиционным путем, т.е. простым перераспределением материальных и финансовых ресурсов, не привела к желаемому результату. К концу 60-х гг. человечество осознало, что столкнулось с проблемами, решение которых требует переоценки существующего мировоззрения. Достижения науки и технический прогресс облегчали жизнь человека и делали ее более привлекательной, но они в конечном итоге привели ко многим нежелательным последствиям, в том числе к отрицательным воздействиям на окружающую среду. Сегодня это воздействие приобрело глобальный характер, породив целый комплекс глобальных проблем человечества. Становится очевидной необходимость коренных изменений общемирового масштаба. Человечество ищет пути к устойчивому развитию общества в гармонии с природой. В этой ситуации именно экология оказалась той самой наукой, которая «тихо и мирно» занималась описанными проблемами, решая их для частных случаев отдельных видов растений, животных, микроорганизмов.

 

Несмотря на имеющиеся противоречия по взглядах на причины глобального потепления, опасность глобальной катастрофы признали правительства развитых стран мира. Для того чтобы предсказать ожидающие нас климатические изменения, ученые опираются на довольно сложные математические модели. А модели строят на основе того, что уже наблюдалось в предшествующие годы и на понимании взаимосвязей физических процессов, происходящих на поверхности нашей планеты. Нужно знать, к примеру, как связаны между собой содержание в атмосфере парниковых газов и температура или как от температуры зависит состояние крупнейших ледников (а они могут не только таять при потеплении, но и нарастать, например, в центральных районах Гренландии и Антарктиды, поскольку там начинает выпадать больше осадков). Состояние ледников, в свою очередь, прямо сказывается на уровне Мирового океана. Чем больше воды на планете связано во льдах, тем ниже уровень океана.