«Экология, также называемая биоэкологией, биономикой или экологической биологией – это изучение взаимосвязей между организмами и окружающей их средой. Некоторые из самых насущных человеческих проблем, такие как расширение популяций, нехватка продовольствия, загрязнение окружающей среды, включая глобальное потепление, исчезновение некоторых видов растений или животных и все сопутствующие социологические, и политические проблемы – в значительной степени экологичны.
Мир узнал о термине «экология» от немецкого зоолога Эрнста Геккеля, который применил термин «oekologie» к «отношению животного как к его органическому, так и к своему неорганическому окружению». Термин происходит от греческого oikos, что означает «домашнее хозяйство», «дом» или «место для жизни».
Экология касается организма и окружающей среды. Концепция окружающей среды включает в себя как другие организмы, так и физическое окружение. Взаимодействия между индивидами, между популяциями и между организмами и их средой образуют экологические системы или экосистемы.
Экология была определена по-разному как «изучение взаимосвязи организмов с окружающей их средой и друг с другом», как «экономика природы» и «биология экосистем».
Сегодня предметом науки Экология являются объединение многих областей исследований. Существует много видов взаимоотношений между организмами и окружающей их средой. Организмами могут быть отдельные индивидуумы, группы индивидуумов, все члены одного вида, сумма многих видов или общая масса видов (биомасса) в экосистеме. И термин «среда» включает в себя не только физические и химические свойства, но и биологическую среду, в которой задействовано еще больше организмов.
На практике экология состоит из широко перекрывающихся подходов и далее разделяется на следующие группы:
Эволюционная экология исследует экологические факторы, способствующие адаптации видов. Исследования эволюции видов могут быть направлены на то, чтобы ответить на вопрос о том, что генетически изменилось в течение нескольких поколений, и на то, чтобы попытается выяснить, каковы могут быть основные механизмы таких изменений. Эволюционная экология ищет эти механизмы. Эволюционная экология также рассматривает более широкие вопросы, такие как наблюдения, что растения в засушливых средах часто не имеют листьев или очень маленькие листья, или что у некоторых видов птиц есть помощники, которые выращивают и чужих птенцов кроме своих. Критический вопрос заключается в том, возник ли один набор адаптаций один раз и просто был сохранен всеми видами, происходящими от общего предка, имеющего эти приспособления, или адаптация неоднократно развивалась из-за одних и тех же факторов окружающей среды.
В случае растений, обитающих в засушливых средах, кактусы из Нового Света и эйфории из Старого Света могут выглядеть поразительно подобными, даже если они находятся в несвязанных семействах растений.
Физиологическая экология выясняет, как организмы выживают в своей среде. Часто делается упор на экстремальные условия, такие как очень холодная или очень жаркая среда или водная среда с необычайно высокими концентрациями соли.
Примерами вопросов, которые может исследовать физиологическая экология, являются следующие вопросы:
– Как некоторые животные процветают в самых сухих пустынях, где температура часто высока, а свободная вода никогда не доступна?
– Как бактерии выживают в горячих источниках, например, в Йеллоустоунском национальном парке на западе Соединенных Штатов, где развивается большинство видов?
– Как нематоды живут в почвах сухих долин в Антарктиде?
Физиологическая экология рассматривает специальные механизмы, которые используют индивидуумы вида, и сообщества видов, для преодоления обстоятельств, налагаемых средой.
Поведенческая экология исследует экологические факторы, стимулирующие поведенческие адаптации. Объектом изучения и рассмотрения в этом разделе экологии является то, как популяции видов находят свою пищу и избегают своих врагов. Например, почему некоторые птицы мигрируют, в то время как другие живут на месте? Почему некоторые животные, такие как львы, живут в группах, в то время как другие, такие как тигры, в основном одиноки?
Экология популяций, или аутоэкология, исследует отдельные виды. Один непосредственный вопрос, который затрагивает предмет экологии популяций, – это то, почему некоторые виды встречаются редко, в то время как другие – в изобилии.