Екологията като наука
Екологията е нова биологична наука, която изучава взаимоотношенията между организмите по между им и тези между организмите и средата. В общи линии последното се изучава и от други биологични науки. Екологията изучава развитието, размножаването и преживяването на индивидите и структурата и динамиката на съобществата им. Екологията има тясна връзка с други биологични и небиологични науки. Примери за това са връзката с физиологията на растенията и животните (в резултат се заражда екологичната физиология) , връзката с генетиката, както и екологичната ембриология и екологичната морфология.
В природата има екологични механизми, които движат еволюцията на организмите – на тяхната база се развиват биогеографията, етологията, палеонтологията. Тясна връзка съществува между екологията и систематиката. Небиологични науки, с които има връзка екологията са климатография, почвознание, метереология и др. Нови направления в екологията са биоикономиката, инженерната екология, социалната екология и др.
Екологията е напълно самостоятелна и свързана с други науки и може да бъде разчленена на съставни части: екология на животните, екология на растенията, екология на насекомите, екология на тревните видове, екология на дървесните видове и тн.
Една от важните особености на екологията е следната: докато при другите науки индивида е най-голямата единици обект на изследване при екологията той е най-малката. Всички видове съществуват не като проста сума от индивиди, а като единно цяло наречено популация. Тя е съставена от индивиди от един и същи вид и сложно съставно тяло. Сбора от популациите образува биоценози (съобщества). Те се обединяват в още по-големи системи от по-висок ранг например екосистеми – от тях е съставена биосферата.
Специалното на екологията е че изучава биологичните макросистеми от по-висок от организма ранг – популации, биоценози, екосистеми.
Терминът “екология” е въведен 1866година от Ернст Хекел (немски зоолог) и идва от гръцкото “ойкос” – дом и логос – наука. Съдържанието на съвременната екология е изследване взаимоотношенията на организмите по между им и със средата на популационно и на ниво биоценоза. Изучаване на биомакро системи от по-висок от организма ранг – продуктивност, енергетика на популации, биоценози и екосистеми. Предмет на екологията са биомакросистемите. Задачите и са да се изучи структурата, и динамиката на популации, биоценози и екосистеми и да се открият законите, по които се развиват макросистемите с цел да бъдат управлявани и използвани от човека, за да бъде живота му по-добър.
Екологията се подразделя на няколко дяла:
- Аутекология – екология на индивидите (гр. аутос – сам). Изучава пределите за съществуване на индивида, реакциите на организмите на въздействие на фактори на средата – морфологични и физиологични промени, биохимични реакции, интензивност на обмяната между организма и средата, влияние на радиацията, на замърсеността на средата. Това е най-стария раздел на екологията.
- Демекология – екология на популациите (гр. демос – народ). Изучава естествените групировки от индивиди на един и същи вид – популациите, условията, при които се формират, динамика, вътрепопулационни групировки , структура на популациите, взаимоотношения в самите популации и тн.
- Ейдекология (ейдос – образ, вид). Екология на видовете. Най- слабо развития дял.
- Синекология (син – заедно). Екология на съобществата (биоценология). Най-съвременния и модерен раздел от екологията. Занимава се с ценозите пътя на формиране, развитие, структура, динамика, както и взаимоотношението биоценози-среда, енергетика на биоценозата, продуктивност.
- Биогеоценология – екология на екосистемите. Обект на изучаване са екосистемите – сухоземни (горски, ливадни, пасища и др.) и водни (речни, морски езерни и др.)
Методи за екологични изследвания: полски, лабораторни, експериментални. Първостепенно значение имат полските методи (в природата). Те се припокриват с методите използвани във физиологията, анатомията, систематика и др.Експерименталните методи са най-често в лабораторни условия, но понякога са и в естествена среда. Понякога са използва изкуствена среда, при която може да се дозира някои фактор – експеримента има аналитичен характер.
Математически методи и моделиране – в екологията се използват определено количество индивиди, но всеки индивид е различен, а популациите са избрани на случаен принцип. Чрез математическа статистика може да се определи достоверността на дадено изследване. Използват се методи от теорията на вероятностите, теория на числата, кибернетика, диференциални и интегрални изчисления и др.
Използва се моделиране т.нар. живи модели, които служат за изучаване на процеси протичащи по идентичен начин независимо колко сложен е индивида. Например зоохлорела – симбиоза между зелено водорасло и едноклетъчно безгръбначно служи за изследване обмяната на веществата и др. Същността на използването на живи модели е че заедно с оригинала (реално съществуваща система) се изучава и изкуственото му подобие – модел. Те са няколко вида – реални, отразяват най-съществените черти на оригинала (примерно аквариум) и знаков модел – условно изображение на оригинала с математически символи или подробно описание. Те биват концептоални – текст, схема, таблици, графики или математически. Последните са по-ефективни особено ако трябва да се определи количесто чрез математически символи и уравнения. Първите са направени 1926-1930 и засягат първаците системата хищник – жертва (паразит – гостоприемник).
Най-добро е използването на всички методи, защото се допълват. Екологията има голямо теоритично значение, защото изяснява закономерностите в явленията и равновесието в природата. Тя има също така и практическо значение за оцеляването на човека при съвременните темпове на развитие.