Принцип эмерджентности

Понятие экологии.

Экология – наука об отношениях организмов или групп организмов к окружающей их среде или наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.

Предмет экологии

1. Выделяют

• Аутэкологию – изучает взаимоотношения представителей определённого вида с окружающей средой;
• синэкологию – изучает группы организмов, взаимодействующие между собой и с факторами ОС
1. Экология классифицируется по средам обитания.
• Экология пресных вод
• Экология моря
• Экология суши
• Экология океана
2. экология классифицируется по объектам исследования:
• растений
• позвоночных
• микроорганизмов
• человека

Основные задачи экологии

1. Исследование закономерностей организации жизни в природных системах, в том числе при антропогенном воздействии на эти системы.
2. Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов, прогнозирование изменения природы в результате деятельности человека, управление процессами, протекающими в биосфере.
3. Регуляция численности популяций.
4. Экологическое определение загрязнения природных сред.
5. Восстановление нарушенных природных систем.
6. Сохранение эталонных участков биосферы

На схеме 1 представлена иерархия экологических уровней. Областью изучения науки – экология являются все уровни расположенные уровня организмов: популяции, экосистемы, биосфера.

Схема 1.

Область изучения экологии (надорганизменные системы)

Иерархия экологических уровней (расположение ступенчатым рядом):

БИОСФЕРА

ЭКОСИСТЕМА

ГЕНЫ

Экология изучает главным образом те системы, которые расположены в правой части спектра, то есть выше уровня организма.

Принцип эмерджентности.

Как можно видеть из схемы1, биосистемы организованны иерархически. Деление иерархии на ступени условно, так как каждый уровень взаимосвязан с соседними уровнями. Например, гены не могут функционировать в природе вне клетки, клетки вне органов, органы – вне организма и т.д. Самое важное следствие иерархической организации живой природы состоит в том, что по мере объединения подсистем в более крупные единицы у новых систем возникают уникальные свойства, которых не было на предыдущем уровне. В экологии эти качественно новые свойства называют эмерджентными(emergent – неожиданно появляющийся).

Суть принципа эмерджентности состоит в том, что биологические системы обладают свойствами, которые нельзя свести к сумме свойств составляющих их подсистем.

Эмерджентные свойства возникают в результате взаимодействия компонентов экосистемы, свойства которых не изменяются, а интегрируются, обуславливая появление новых уникального целого. Пример можно привести из химии: водород и кислород, соединяясь в определённом соотношении, образуют воду – жидкость, свойства которой нельзя предсказать, исходя из свойств исходных газов.

Поэтому для решения экологических проблем важно изучать как свойства компонентов, так и целой системы.

Основные понятия экологии.

Вид – совокупность особей, обладающих общими морфофизиологическими признаками, занимающих свою область обитания, способных в природных условиях скрещиваться друг с другом.

Популяция– совокупность особей одного вида, объединённых общими условиями существования.

Популяция характеризуется рядом признаков:

плотность, рождаемость, смертность, возрастная структура, распределение в пространстве, кривая роста и т.п.

Плотность популяции – величина популяции, отнесённая к единице пространства.

Её обычно измеряют и выражают числом особей или биомассой популяции на единицу площади или объёма (500 деревьев на 1 га или 200 кг рыбы на 1 га поверхности водоёма).

Рождаемость– способность популяции к увеличению численности.