1.1. Основи загальної екології
Термін «екологія» запропонований в 1869 році німецьким биоло-гом Ернстом Геккелем і утворений від грецьких слів оЦсоз - будинок і 1оео8 - наука. У буквальному сенсі слова екологія - це наука про живі організми в місцях їх проживання.
У сучасному розумінні екологія - наука про взаимоот-носіння між живими організмами і середовищем їхнього життя з урахуванням змін, внесених в середу діяльністю людини.
Як самостійна наукова дисципліна екологія воз-никла близько 1900 року але її назва увійшло в побут тільки в останній чверті XX ст.
Класифікація екології здійснюється по конкурують-ним об'єктів і середах дослідження. Виділяють екологію мікроорганізмів, рослин, людини і тварин.
В останні роки з'явилося поняття «екологічна медицина», яку називають медициною XXI ст.
Згідно з ученням В.І. Вернадського, біосфера представ-ляет собою оболонку Землі, що включає в себе як область поширення живої речовини, так і саме ця речовина.
Біосфера виникла на Землі близько 4 млрд років тому. При цьому окремі організми не тільки самі приспосаб-Ліван до фізичної середовищі, а й своєю діяльністю пристосовували середу до власних біологічним піт-ребностямі.
За мільярди років існування біосфера пройшла складний шлях розвитку, який іменується біогенезом. Коли з'явилася людина, він своєю діяльністю став вно-сить зміни в навколишнє середовище. Цей «розумний» етап розвитку біосфери називають ноогенезе і, таким чи-тельно, біосфера трансформувалася в ноосферу.
Органічне життя зосереджене в літосфері (верх-ня частина твердої поверхні земної кори), в гідросфері, а також в тропосфері (нижні шари газоподібної оболонки Землі).
Нижня межа біосфери опускається на 2-3 км нижче поверхні суші, на 1-2 км нижче дна океану, а верхньою межею служить озоновий шар на висоті 20-25 км, вище якого життя виключена через потужний ультрафіолетове-го випромінювання.
Близько 99% всього речовини зосереджено в літосфері, решта - в гідросфері і атмосфері.
Біосфера - це тисячі зв'язків, її складових (еле-ментів, явищ, умов). Основна функціональна оди-ка в екології - екосистема, або біогеоценоз.
Екосистема - спільнота різних видів організмів і середовища їх проживання, що знаходяться у взаємозв'язку один з одним.
Виділяють мікроекосистеми - крапля води, горщик з коль-тами, стовбур гниючого дерева; мезоекосістеми - ліс, ставок, космічний пілотований корабель; макроекосистеми - океан, континент. Біосфера - це теж екосистема.
Будь-яка екосистема включає в себе дві головні складаючи-ющие: екотопів, тобто сукупність абіотичних факторів (кліматичні, грунтово-грунтові), і біоценоз - сукупність живих організмів: тварин (зооценоз), расті-ний (фітоценоз), мікроорганізмів (микробоценоз).
• розвиненими інформаційними зв'язками (потоки фізкабінет-чеських і хімічних сигналів).
Живі організми, що входять до складу біоценозу, не однакові і розрізняються за способом отримання енергії. У зв'язку з цим розрізняють продуценти, консументи і редуцен-ти. І, як було вже зазначено, в екосистемі ці групи ор-ганизмов тісно взаємодіють. Дане взаємодія здійснюється за рахунок функціонування так званих трофічних або харчових ланцюгів. Особливість функціонує-вання трофічних ланцюгів полягає в тому, що саме вони можуть бути причиною деяких захворювань людини.
Спільнота організмів, що використовують ту чи іншу форму енергії (променисту, або енергію в формі еквівалент-лентного їй речовини), називається трофічних рівнем.
Перенесення енергії у вигляді еквівалентного їй речовини від одного виду організмів до інших називають харчової або трофічної ланцюгом.
Функціонування харчових ланцюгів має свої особ-ності.
Закон прогресивного зменшення енергії в трофічного ланцюга. При перенесенні енергії по трофічному ланцюгу частина її втрачається. Кожна ланка зменшує частку енергії (маси) приблизно на порядок. Звідси випливає, що число КОНСУМ-тов (в тому числі і людей), які можуть прожити при дан-ном виході первинної продукції, сильно залежить від довжини харчового ланцюга. Якщо передбачається, що на основі маю-щейся первинної продукції доведеться годувати велику ко-личество населення, то іноді потрібно зовсім відмовитися від якогось продукту, наприклад м'яса, або різко знизити його споживання. З цією властивістю пов'язано погіршення якості раціону людини, дисбаланс по необхідних компонентів і, отже, створення умов для формування пато-логічного процесу. Приклад - захворювання квашиоркор, що виникає при недостатності білкового харчування.
Принцип концентрування в трофічного ланцюга. Один з наслідків функціонування харчових ланцюгів - ефект концентрування. Токсичні сполуки, які попа-дають в навколишнє середовище, здатні мігрувати по тро-фического ланцюгах, при цьому їх концентрація на кожному тро-фического рівні збільшується на порядок. Це найбільш наочно демонструється на радіонукліди і пестициди. Так, якщо кількість викинутого від аварії на ЧАЕС строн-ція в грунті прийняти за умовну одиницю, то в траві він кон-центрується з фактором 27, а в кістках тварин - з фактором 714. Тому чим довше харчовий ланцюжок, тим більше радіонукліда накопичується.
Найбільш яскраво наслідки подібного явища демон-стріруются наступним прикладом. Для того щоб скор-тить чисельність комарів на Лонг-Айленді (США), болота багато років обробляли ДДТ Концентрації цього пестіці-да були вельми малими. Проте залишки ДДТ, сорби-рова на детрит, потрапляли в тканини детритофагов, потім дрібних риб і, нарешті, рибоядних птахів (бакланів). Коеф-фициент концентрації для птахів склав 500 ТОВ. Дія ДДТ призвело до загибелі даної популяції через те-го, що цей інсектицид відноситься до групи ефекторів ен-докрінной системи (див. Гл. 3), знижує в крові концентрації-цію стероїдних гормонів (мінералокортикоїдів) і нару-щує освіту яєчної шкаралупи. При висиджуванні пташенят шкаралупа яєць не витримувала маси птахів, і бакла-ни не могли виводити потомство.
Отже, принцип біологічного накопичення на-до враховувати при будь-яких рішеннях, пов'язаних з забруднень третьому середовища, і при розгляді причин захворювань, кото-які можна віднести до екологічно залежним.
Залежно від доступного джерела енергії виділити-ють чотири типи екосистем:
природні, субсидовані тільки сонячної енергі-їй. До них відносяться океани. Вони займають величезні пло-щади і є гомеостатом для Землі;
природні, субсидовані іншими природними ис-джерелами енергії (припливи, течії);
природні, субсидовані додатково людиною (агроекосистеми);
індустріально-міські, субсидовані спалюванням викопного палива. Мають найбільш сильний впливів-ствие на людину.