Сергеев А.А. Современные философские проблемы экологии, биологических и сельскохозяйственных наук

Подождите немного. Документ загружается.

б) действительное перенаселение – превосходство потребности

в факторах существования растений на единице площади над их ре-

сурсами; в резкой форме оно встречается редко, а в слабой форме –

чаще;

в) хозяйственное перенаселение – излишнее число растений на

единице площади, когда и в естественных зарослях и в культуре

уменьшается размер отдельных особей и их общая масса на единицу

площади.

основе развития органического мира лежит противоречие

между старой наследственностью организма и новыми условиями

жизни, ассимилируемыми им в случае изменения окружающей среды,

а также связанное с ним противоречие между наследственностью и

изменчивостью организмов.

3. Взаимодействие со средой единичных организмов

и популяций животных

Успешное размножение какого-либо вида растений или живот-

ных обычно оказывается условием падения численности одних видов

и возрастания численности других, особенно хищников и паразитов,

живущих за его счёт. Усиление их истребительной деятельности ведёт

к сокращению численности первого вида, чем и восстанавливается

нарушенное равновесие. Это восстановление происходит автоматиче-

ски, и его главным

условием служит возрастание плотности населения

первого вида, в самом себе таящее условия, которые неизбежно уси-

ливают роль факторов истребления (хищников, паразитов, конкурен-

тов и т. д.).

Массовые размножения вредителей почти всегда сопровожда-

ются ростом числа их врагов, развитием эпизоотий и общим ухудше-

нием условий существования, неизбежно завершающимся падением

численности участников

такой вспышки.

Сходно развёртываются события при вселении вида в новый

район, где он находит благоприятные условия существования. Бурный

подчас подъём численности вселившегося вида через несколько лет

обычно сменяется её снижением до некоего среднего и, как правило,

значительно более низкого уровня, на котором численность, колеб-

лясь в известных пределах, удерживается в последующем

Подобное взаимодействие возможно лишь впоследствии так

называемого «задержанного» влияния численности одного вида на

численность другого.

Немедленное реагирование хищника или паразита на рост оби-

лия его добычи или хозяина привело бы к полной стабилизации плот-

ности населения обоих видов, изменявшейся бы лишь под влиянием

чисто внешних воздействий.

Это задержанное влияние обязано тому, что обилие пищи лишь

по истечении некоторого времени может сказаться на размножении и

выживании её потребителя. Оно связано также с разными скоростями

размножения обоих видов и его сезонностью.

В природе действует так называемый, закон автоматического

контроля за численностью видов и популяций.

Эпидемическая опасность со стороны «зооносов

» возникает и

становится особенно грозной при возрастании численности животных

– носителей инфекций. Борьба с природными очагами таких болезней

спешно осуществляется путём истребления основных хранителей или

переносчиков инфекций.

Биологический метод борьбы с вредителями, основанный на акклима-

тизации или искусственном размножении и выпуске на поля их врагов

и паразитов, также есть не что

иное, как практическое приложение

теории автоматического контроля.

Основные причины колебаний численности видов эта теория

находит:

1) во внутривидовых отношениях, осложняющихся при росте чис-

ленности (необеспеченность пищей, убежищами, внутривидовая

конкуренция на этой почве, усиление подвижности, увеличение

контактов, распространение заболеваний и общий рост смерт-

ности);

2) в последующем размножении живущих за счёт

первого вида его

врагов и паразитов, оказывающихся непосредственной причи-

ной сокращения его численности. Такое представление о дина-

мике населения животных подчёркивает ведущее значение

внутривидовых и межвидовых отношений в борьбе за суще-

ствование и в естественном отборе.

Р. Чэпмен искал причины естественного движения численности

животных только во внешних условиях их существования, и

прежде

всего в климате, оказывающем мощное и многообразное, прямое и

косвенное влияние на животных (обеспеченность их пищей, водный и

тепловой обмен и т. д.). Это количественное выражение способности к

размножению и выживанию, обусловленной наследственными свой-

ствами вида. Эти способности полностью реализуются лишь при ис-

ключительно благоприятных, в природе крайне редко

встречающихся

оптимальных условиях. Существует определённая связь колебаний

численности животных с ходом изменений погоды. Сторонники этой

теории ищут причины, обуславливающие размножение и выживание

животных во внешней среде, которая является основной в естествен-

ном отборе и во всей эволюции.

Численность животных, соответствуя запасам пищи или суще-

ствующим в данный момент физическим (микроклиматическим)

условиям

, всегда, в сущности, максимальна и поддерживается в этом

состоянии предельно возможным при данной ситуации размножени-

ем.

Необходимо признать постоянно существующее и поддержива-

емое размножением перенаселение организмов.

Вид, видовое население, сохраняя свою специфику, постоянно

изменяется в самых различных отношениях. Его изменения находятся

в связи с окружающими условиями, подготавливая вид к встрече с тем

или иным приближающимся изменением обстановки. Пример: перио

дические явления, обуславливающие сезонные биологические циклы

– размножение, линька, миграция, нажировка, спячка, смена питания

и т. д.

Постоянный учёт идеи всеобщности связей может дать возмож-

ность разобраться в истинной сущности тех или иных биологических

явлений. В наилучшей степени это отражено в принципе единства ор-

ганизмов и среды. Этот принцип выдвинут К

.Ф. Рулье (XIX в.) в его

законе «о двойственности начал» живого. Над этим принципом рабо-

тали Ж. Ламарк, Ч. Дарвин, И.М. Сеченов, Н.Е. Введенский, И.П.

Павлов, А.Н. Северцов в своей теории о неравномерности эволюци-

онного развития и чередовании ароморфозов и идиоадаптаций. В.О.

Ковалевский в теории адаптивных

и инадаптивных изменений уделял

много внимания изучению связи среды со средой.

В экологии принято различать понятия среды, факторов, усло-

вий существования. Среда – это то, что окружает организмы, в том

числе и индифферентные для них условия. Факторы – то, что так или

иначе влияет на организм. Условия существования – необходимые для

жизни организмов факторы

Поэтому необходимо:

1) изучить требования отдельных видов к условиям существова-

ния, определить влияние внешних условий на «жизненность»

организмов и интенсивность их размножения;

2) установить закономерности сезонных и иных смен условий

жизни и использовать их как основу прогнозов численности ор-

ганизмов.

Движение численности животных подчиняется сложному ком-

плексу взаимодействующих факторов, благодаря

чему значение любо-

го из них непостоянно. Оно зависит от обстоятельств места и времени,

т. е. в каком сочетании и отношении находится данный фактор с це-

лым рядом других факторов. Может создаться и такая ситуация, когда

даже малозначительное в большинстве мест и случаев условие хотя

бы временно приобретает важное и даже

решающее значение для раз-

множения животных. Основная причина такой изменчивости заклю-

чается в постоянной взаимосвязи всех условий, воспринимаемых ор-

ганизмами как единое целое.

Пример: отношения к хищникам или паразитам. Величина уро-

на, причиняемого ими населению какого-либо вида, зависит не толь-

ко, а часто и не столько от их численности и способности к нападе-

нию, сколько от доступности подвергающихся атакам животных и их

способности к сопротивлению, в свою очередь зависящих от их чис-

ленности

, распределения, а также от погоды, состояния запасов пищи

и многого другого.

Игнорирование изменчивого значения отдельных внешних

условий обычно и оказывается причиной ошибок в прогнозах числен-

ности экономически важных видов, причиной неудач в борьбе с вре-

дителями, в акклиматизации полезных животных и т. д.

Нельзя ставить знак равенства между понятием единства

орга-

низма и среды и понятием единства вида и среды.

Воспринимающий и ассимилирующий внешние влияния, но по

преимуществу пассивный характер отношений единичного организма

(особи) к условиям существования в видовом населении дополняется

благоприятной для вида трансформацией самой среды, достигаемой

объединением особей или попытками использования новых условий.

Этим путём может быть изменено

влияние ряда факторов (погоды,

врагов, конкурентов и т. д.) на выживание, размножение и числен-

ность.

Характер взаимодействия со средой ещё в большей степени из-

меняется, если от видового населения (популяции) мы перейдём к со-

вершенно своеобразным образованиям – сообществам живых орга-

низмов, или биоценозам.

Общеизвестно, что реальный климат какого-либо места есть

производное не только космических и зональных условий, но и так

называемой «подстилающей поверхности», характер которой опреде-

ляется в первую очередь растительным покровом и животным населе-

нием данной точки земного шара. Огромное разнообразие микрокли-

матов на Земле создано её живым населением. Образуется так называ-

емый экоклимат леса, поля, луга и т.

д.

Геохимическая роль животных и растений в жизни планеты

весьма заметна. Состояние, размещение по земной поверхности и кру-

говорот таких элементов, как кислород, водород, углерод, фосфор,

азот и другие, во многом зависят от деятельности животных, растений

и микроорганизмов. Всё это показывает ведущую роль живого орга-

низованного вещества в жизни верхних слоёв

Земли (биосферы), под-

чёркнутую В.И. Вернадским.

Развитие биосферы есть развитие диалектического единства ор-

ганизмов (живого организованного вещества) и их первичной среды

(неживой природы), причём активным, геологически новым элемен-

том того единства являются организмы, определённым образом

устроенные и организованные в совокупности (видовые популяции и

сообщества многих видов). Только эта организация и обеспечивает

биогенный круговорот веществ в природе, служащий основой суще-

ствования жизни на Земле, и только в этом масштабе (в этой системе)

противоречивое единство живых организмов и их исходной среды об-

ладает саморазвитием, ибо стимулы развития лежат здесь в живом, в

его способности трансформировать, изменять

неорганическую среду.

Отношения населения отдельно взятого вида со средой носят

уже более пассивный характер, в ещё большей степени увеличиваю-

щийся, если мы переходим к отношениям со средой единичной особи

(организма).

Исторические изменения форм и функций единичной особи

происходят под влиянием внешних воздействий, имеют внешние при-

чины. Но даже внешние физико

-химические влияния в значительной

степени есть продукт изменения неживой природы жизнью.

Закономерности эволюции жизни, и особенно увеличение мно-

гообразия форм и усложнение строения и функций, могут быть поня-

ты только как закономерности превращений сложных систем орга-

низмов (соподчинённых группировок особей).

Эти системы образовались одновременно с появлением первых

живых существ, которые,

по-видимому, были различными с самого

начала, т. к. возникали в разных условиях. Но и тогда жизнь была

возможна лишь как круговорот веществ в природе. А ведь он может

осуществляться только в сообществах, объединяющих качественно

различные организмы. Именно в таких сообществах и могут возни-

кать внутренние противоречия, служащие двигательной силой эволю

ции. Они возникают и между видами, между популяциями и неорга-

нической средой. Во взаимоотношениях особей и среды ведущую

роль играют организмы.

Тема 6. О диалектике взаимоотношений

организма и среды

1. Организм и среда

Все животные и растительные организмы существуют за счёт

органической и неорганической природы: их питание, размножение,

развитие, рост обеспечиваются за счет окружающего их внешнего ми-

ра, с которым они связаны сложнейшей системой отношений. Все

звенья жизненного цикла организма от рождения до смерти суть ре-

зультат взаимодействия с окружающей природой.

Человек, познавая закономерности

взаимоотношений организма

с его абиотическим и биотическим окружением, может сознательно

влиять на их характер, направляя развитие организмов в нужном ему

направлении.

С древних времен люди пытаются установить причины измене-

ний живых существ и научиться управлять ими.

Пытаясь осмыслить наблюдаемые явления, человек обобщает

полученные факты, создаёт определённую систему взглядов на при-

роду.

Чем глубже человек познаёт явления природы, тем правильнее

его представления о тех объективных закономерностях, которым эти

явления подчиняются, тем успешнее он воздействует на эти явления в

нужном ему направлении.

Поскольку важнейшим объектом хозяйства является органиче-

ский мир, за счёт которого человек питается, одевается, в значитель-

ной степени создаёт свои жилища

и предметы обихода, поскольку по-

давляющее большинство болезней человека связано с его биотиче-

ским окружением, то естественно, что познание закономерностей, ко-

торым подчиняется развитие органического мира, имеет решающее

значение в жизни человечества.

То, что организм не может существовать без необходимой ему

среды – это распространённое мнение.

Русский биолог К.Ф. Рулье (1850)

рассматривал отношения ор-

ганизма и окружающей его природы как сложную систему их взаимо-

отношений. Организм не является пассивным объектом воздействия

среды, а активно взаимодействует с ней, приспособительно отвечая на

её влияние.

Эти идеи развивали Н.А. Северцов, И.М. Сеченов. И.М. Сеченов

показал специфичность среды для организма. В определение организ

ма должна входить и среда, влияющая на него. Среда специфична для

организма и наряду с его морфологическими и биологическими осо-

бенностями должна входить в его характеристику.

Одно из важнейших положений биологии – это единство орга-

низма и среды.

Противоречивое единство организма и среды заключается в том,

что организм может существовать и развиваться только при наличии

необходимой ему среды, воздуха, пищи, убежищ от врагов.

Существуя, взаимодействуя со средой, организм уничтожает

элементы своей среды, уничтожает кислород, пищу и т. п

.; в то же

время среда, взаимодействуя с организмом, обеспечивая его суще-

ствование, постепенно приводит его к гибели.

Понимая взаимоотношения организма и среды как средство

противоположностей, мы тем самым принимаем положение о специ-

фичности среды, об её относительности.

Как организм перестаёт быть организмом вне связей со средой,

так и тот или

иной элемент внешнего мира становится средой только

по отношению к конкретному организму, виду.

Один и тот же элемент внешнего мира – разная среда для раз-

ных организмов.

Пример. Почва в степи – разная среда для разных организмов;

это и убежище для суслика, и опора для джейрана и сайгака, и источ-

ник пищи, и

место прикрепления для растительности.

Один и тот же элемент внешнего мира – разная среда для раз-

ных видов животных и растений; он может быть разной средой и для

разных этапов индивидуального развития одного и того же организма.

Пример. Пелагический рачок – циклоп – хищник по отношению

к личинкам карповых рыб, у которых ещё

не закончилось всасывание

желточного пузыря. Он пожирает их и существует за их счёт, но по

мере того как личинки подрастают, они уже перестают быть доступ-

ными циклопам, становятся для циклопа безразличным внешним. Од-

нако по мере дальнейшего роста личинок карповых рыб между ними и

циклопами устанавливается новая форма прямых приспособительных

связей

. Личинки карповых переходят на питание циклопами и пита-

ются ими до достижения определённых размеров. Когда затрата энер-

гии на добывание мелких циклопов начнёт превышать калорийность

циклопа, рыбки переходят на иные корма, и циклоп опять становится

для рыб безразличным внешним.

Говоря о специфичности среды, мы в то же время должны под-

черкнуть, что среда каждого организма в одних отношениях специ-

фична для данного организма, в других отношениях она обща с дру-

гими организмами.

Противоречивое единство организмов и среды представляет со-

бой систему приспособительных взаимосвязей организма с его биоти-

ческим и абиотическим окружением. Биотические связи слагаются из

взаимоотношений с особями того же вида

(внутривидовые отноше-

ния) и особями других видов (межвидовые отношения).

Биотические и абиотические связи не существуют изолированно

друг от друга, они находятся во взаимной связи. Как биотические свя-

зи не существуют без абиотических связей, так и наоборот.

Внутривидовые отношения являются постоянно ведущими, ибо

они определяют как онтогенез, так и филогенез организмов.

Внутривидовая борьба, внутривидовые противоречия приводят

к голоду и смерти и

к выживанию наиболее приспособленных изме-

нённых особей, то есть к уничтожению старого и возникновению но-

вого вида.

У каждого вида имеются приспособления, направленные на ре-

гуляцию численности вида в связи с изменением обеспеченности по-

пуляции пищей.

У млекопитающих и птиц при более благоприятных условиях

питания увеличивается число детёнышей в помёте

или яиц в кладке, у

млекопитающих часто (например, у грызунов) увеличивается и число

помётов в году.

И у растений тоже имеются соответствующие приспособления,

направленные на обеспечение соответствия кормовых ресурсов и чис-

ленности популяции.

Эти регуляторные приспособления направлены на то, чтобы

сделать невозможным то перенаселение, которое привело бы к выми-

ранию популяции

от голода и к переживанию нескольких наиболее

приспособленных особей.

Формообразование в органическом мире есть приспособитель-

ный процесс. Всякое изменение организма происходит соответствен-

но изменению среды.

Всякое свойство вида обусловлено как внешними моментами

(его средой), так и внутренними моментами, всякий морфологический

признак, всякое иное видовое свойство имеет приспособительное зна-

чение.

Все

так называемые рудименты сохраняются лишь постольку,

поскольку они сохраняют приспособительное значение.

Всякое приспособление есть видовое свойство, оно направлено

на сохранение вида, иногда даже в ущерб отдельным особям.

Пример. Посленерестовая гибель дальневосточных лососей есть

приспособление, обеспечивающее выживание их потомства, (средство

питания, как трупы, так и черви, здесь образующиеся).

Всякое приспособление конкретно.

Каждый вид приспособлен к

своей специфической среде, в единстве с которой он реален.

Всякое приспособление относительно:

- оно есть приспособление;

- и неприспособление.

(Хищник питается одним, а не всем).

Чем стабильнее среда, в которой формировался и существует

вид, тем более он оказывается узко адаптированным, тем меньше ам-

плитуда его изменчивости, как морфологической, так и биологиче-

ской.

Пример. Рыбы северных рек живут в условиях резко изменчи-

вой кормовой базы, а в южных реках кормовая база более стабильна, и

спектр более узок

Чем изменчивее условия жизни, тем шире и морфологическая

изменчивость тех признаков, которые являются приспособлением к

этим условиям.

Амплитуда изменчивости признаков является приспособлением

к изменчивости условий жизни.

Чем менее стабилен тот или иной элемент среды, приспособле-

нием к которому является признак, тем больше изменчивость призна-

ка, и наоборот, чем стабильнее условия

жизни, тем меньше изменчи-

вость популяции.

По амплитуде изменчивости признаков в популяции мы можем

судить об условиях жизни последней.

Всякое изменение представляет собой адекватный ответ на воз-

действие раздражителя. Если раздражитель является новым для попу-

ляции, и она к его воздействию не приспособлена, то она реагирует

так, как приспособлена к чему

-то другому, но близкому по характеру.

Пример. Организм реагирует на кислоту так же, как и на ожог.

Если бы на новое не было какого-либо приспособления, то гибель бы-

ла бы неизбежна.

Индивидуальная изменчивость в одних отношениях – законо-

мерное явление, в других – случайное.

Индивидуальная изменчивость – это и групповая приспособи-

тельная

изменчивость, обеспечивающая единство организмов и среды

в изменчивых условиях среды.

Среда – это природные тела и явления, с которыми организм

находится в прямых приспособительных связях, причём каждое природ-

ное тело является средой организма только в определённых отношениях.

Организм находится в общей системе всеобщих взаимосвязей,

однако не весь мир есть среда организма, а

только те элементы внеш-

него мира, с которыми организм связан прямыми приспособительны-

ми отношениями.

Развитие – и постепенный и прерывистый процесс. По мере раз-

вития организм проходит ряд качественно отличных этапов. На каждом

этапе организм находится в специфических отношениях со средой.

Пример. Амурский толстолобик до размеров 14-15 мм питается

ракообразными, и имеет

короткий кишечник, приспособленный для

животной пищи. При длине 15-16 мм он переходит на растительную

пищу, и кишечник его удлиняется.

Историческое развитие организмов есть приспособительный

процесс. Видообразование есть так же, как и индивидуальное разви-

тие, перестройка взаимосвязей организмов и среды. Видообразование

есть освоение новой среды, создание новой системы взаимосвязей ор-

ганизмов и среды. Оно обычно является групповым процессом, охва-

тывающим сразу значительную часть фауны и флоры.

Вид представляет собой относительную морфобиологическую

стабильность. Это означает, что изменения, происходящие внутри ви-

да, не выходят за пределы его видовой специфики.

В течение своей истории особи в популяциях, слагающих вид,

могут менять свой темп роста, плодовитость, несколько менять свое

строение, приспособительно отвечая на изменение среды, но эти из-

менения обратимы, они не выходят за пределы

видовой специфики.

Видообразование – это процесс, происходящий в относительно

короткий промежуток времени по сравнению с историей вида.

Пока не известно, сколько поколений нужно для образования

нового вида. Это число, видимо не велико, но оно, несомненно, непо-

стоянно и меняется в соответствии с размерами необходимой пере-

стройки системы связей нового вида и среды

по сравнению с систе-

мой связей старого вида.

Специфика нового вида определяется как свойствами старого

вида, от которого произошел новый вид, так и свойствами той новой

среды, которую осваивает новый вид.

Поэтому от разных видов не может возникнуть один и тот же

вид и историческое развитие необратимо.

Так как видообразование

является обычно групповым процес-

сом, то в процессе видообразования, кроме расхождения в отношении

состава пищи близких видов, происходит и взаимное приспособление

хищника и жертвы, паразита и хозяина. Хищник приспосабливается

обеспечивать своё существование за счёт своей жертвы, и в то же

время хищник не может уничтожить всю популяцию жертвы, так как

он

сам тогда погибнет. Жертва того или иного вида приспосабливает-

ся избегать хищника, но при достижении определённой численности

она частично всё же достаётся ему в пищу, и численность жертвы не-

сколько сокращается, а тем самым снижается и интенсивность воздей-

ствия хищника.

2. Принцип детерминизма и проблема целесообразности

в живой природе

И.М. Сеченов сформулировал положение о том, что организм

без внешней среды, поддерживающей его существование, невозмо-

жен, поэтому в научное определение организма должна входить и

среда, в которой он живёт, условия его жизни. Он показал, что влия-