Антропология и концепции биологии

Термин «экология» (от греч. óikos – местообитание) был предложен еще в 1866 году Э. Геккелем. Возникнув более полутора веков назад как наука об отношениях организмов между собой и с окружающей средой, экология затем весьма расширила свою область исследований. В своих теоретических построениях она объединила достижения ботаники, зоологии, физиологии, биохимии, генетики, теории эволюции, этологии. Неразрывна связь экологии с такими естественными науками, как химия, физика, геология, география. Ни в одной другой биологической науке столь широко не используются математические методы. Исходя из вышесказанного, в настоящее время экология с полным правом может считаться междисциплинарной наукой.

Охватив столь широкий круг проблем, сама экология не могла избежать процесса дифференциации. Как самостоятельные дисциплины из нее выделились общая экология, популяционная экология, физиологическая экология, эволюционная экология. Из эволюционной экологии, в свою очередь, выделилась и бурно развивается поведенческая экология, изучающая особенности поведения (выбор пищи, стратегии поведения, брачных партнеров) в разных экологических условиях.

Экология приобрела особое значение как научная основа рационального природопользования и охраны природы. Научно-технический прогресс, породивший экологический кризис, выдвинул на ведущее место экологию человека как науку об ответных реакциях человека на факторы внешней среды. Некоторые аспекты экологического кризиса были рассмотрены нами ранее. В целом эта проблема, пожалуй, самая актуальная для судьбы человечества, требует специального разговора, поэтому в данной главе рассматриваться не будет.

11.2. Популяционная экология

Основной структурой теоретических построений экологии является популяция. На популяционном уровне сформулированы базовые экологические понятия и закономерности.

Экологическая характеристика популяции

В природе популяции представляют собой изолированные группы особей одного вида. Изолированность возникает вследствие неравномерности распределения этих особей внутри ареала вида, которая, в свою очередь, обусловлена неравномерностью наличия подходящих условий для существования.

Важнейшим свойством популяции является панмиксия, т. е. свободное скрещивание особей внутри популяции. Именно панмиксия обусловливает признание за популяцией единого генофонда. В строгом виде панмиксия в природе встречается весьма редко, поскольку фактор полового отбора обусловливает ту или иную степень ассортативности. Однако во многих случаях этой «поправкой» можно пренебречь. Важно, что вероятность скрещивания внутри популяции превышает вероятность скрещивания с особями других популяций.

Каждая популяция характеризуется определенными параметрами. Основными из них являются ареал, численность и демографическая структура. Эти параметры претерпевают изменения в результате динамических популяционных процессов.

Ареал представляет собой территорию, которую занимает популяция. Этот критерий служит источником больших сложностей для исследователя. Далеко не всегда можно четко очертить ареал популяции. Он может расширяться и сужаться, что в значительной степени определяется подвижностью особей. Особую сложность представляют популяции массовых видов, занимающих обширные территории или акватории. В таких случаях экологи обычно работают с частью популяции, экстраполируя полученные данные на всю популяцию.

Средняя численность популяции является одним из важнейших показателей. Часто она подвержена значительным колебаниям. У крупных животных или растений популяция может быть представлена единичными экземплярами, а у некоторых мелких организмов исчисляется миллионами. Для подсчета численности популяций разработаны специальные математические модели.

Демографическая структура популяции – это соотношение числа особей разного пола и возраста. Описание демографической структуры популяции вносит существенный вклад в ее анализ. Так, показатели смертности могут весьма заметно различаться в разном возрасте и у разных полов.

Динамика численности популяции – периодические и непериодические колебания числа особей. Изменение численности популяции зависит от трех факторов: плодовитости, смертности и миграции. Разработанные модели позволяют представить эту динамику в математическом виде. Длительное нахождение популяции в состоянии, когда численность ниже оптимального значения, может привести к ее постепенному исчезновению.

Экологическая ниша

Все виды жизнедеятельности организмов в популяции так или иначе связаны с характером использования ресурсов. Поэтому важнейшим понятием экологии является понятие экологической ниши.