Системный подход в изучении экологии

Экология входит в структуру общебиологических наук, к которым относятся также такие науки как цитология, генетика, селекция, эволюционное учение. Задача всей общей биологии - изучение характерных особенностей живых систем (биосистем) и экосистем, законов их функционирования и развития. Ведущим подходом в изучении экологии является системный.

Биосистемы (от греч. bios - жизнь, systema - объединение, совокупность) - живые объекты различной сложности, представляющие собой совокупность компонентов, взаимосвязанных в единое целое. К биосистемам относят клетки, организмы, популяции, виды, сообщества, биоценозы.

Живые системы находятся в тесном взаимодействии с условиями окружающей их среды. Совокупность живых систем и условий окружающей их среды образует экологические системы. К экосистемам относят биогеоценозы, биосферу.

Таким образом, живые системы и экосистемы можно определить как совокупность взаимосвязанных элементов, образующих единое целое. Элементы (компоненты) - единицы системы, выполняющие определенные функции. Например, функцию питания у большинства цветковых растений выполняют корень и лист, стебель обеспечивает транспорт питательных веществ, цветок выполняет функцию полового размножения. Устойчивые связи между компонентами системы формируют структуру системы.

Все биосистемы и экосистемы в природе взаимосвязаны и находятся друг с другом в тесном соподчинении: любая система является компонентом системы более высокого уровня и состоит из систем более низкого по отношению к ней уровня. Так, клетка - компонент организма, организм - компонент популяции, популяция - единица сообщества, сообщество - компонент биоценоза, а биоценоз входит в состав экосистемы. Совокупность экосистем планеты образует биосферу - глобальную экологическую систему.

Свойства живых систем и экосистем формируются в результате взаимодействия элементов систем. Рассмотрим основные свойства живых систем и экосистем.

Все живые системы и экосистемы - сложноорганизованные. Например, в состав клетки, как биологической системы, входят разнообразные органоиды, выполняющие определенные функции, образующие между собой целый ряд связей.

Биосистемы и экосистемы - открытые, они обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, информацией (сведениями о внутреннем состоянии системы и внешних условиях среды).

Благодаря потоку энергии, вещества и информации, живые системы и экосистемы способны к саморегуляции - сохранению равновесия с внешней средой и поддержанию постоянства внутренней среды. Например, в жаркую погоду организм человека регулирует температуру тела усилением кровотока и потоотделения в коже. Кроме того, человек может переместиться в более прохладное место. Растения охлаждают температуру своего тела благодаря транспирации. Неживые объекты такой способностью не обладают: камни раскаляются на солнце, а их охлаждение возможно лишь при понижении температуры воздуха.

Биосистемы и экосистемы - саморазвивающиеся. В течение времени они проходят ряд последовательных качественных изменений.

Живые системы и экосистемы способны к самоорганизации. В процессе тесного взаимодействия со средой они способны изменять свою структуру, сохраняя при этом целостность.

В отличии от экосистем биосистемы обладают специфическим свойством порождения себе подобных - самовоспроизведения. Самовоспроизведение обеспечивается процессами клеточного деления, в основе которых лежит уникальная способность молекулы ДНК к самоудвоению. Экосистемы также имеют свойство, отличающее их от биосистем, - это возникновение и поддержание в них биологического круговорота веществ.

У систем более сложного уровня появляются новые свойства, не присущие входящим в ее состав элементам. Например, организмы, составляющие популяции, не способны к историческому развитию, а популяция обладает этим свойством.