Экология земли. Что изучает экология?
Итак, мы познакомились с Царствами живой и неживой Природы. Теперь у нас хватит знаний, чтобы «окунуться» в новую науку — экологию. Мы будем делать это постепенно. Придется познакомиться с полезными понятиями и терминами. Ничего не поделаешь. Понятия и термины лежат в основе любой науки. Нельзя же изучать математику, если не знаешь, что такое сложение или вычитание! Также как и в других науках, в экологии многие термины и понятия имеют греческое и латинское происхождение. Но не пугайтесь — некоторые мы уже знаем! А если забыли, можно подсмотреть в нашем Природном словаре в конце книги.
Что такое экология? Итак, что же изучает экология? Экология — наука, изучающая отношения живых организмов с окружающей средой. Напомним, что окружающая среда или среда обитания — это неживая и живая Природа, окружающая организм и влияющая на его жизнедеятельность. Назвать так эту науку в 1886 году предложил немецкий биолог Эрнст Геккелъ. А само название происходит от греческих слов: «экое» —дом, жилище, место обитания, и знакомого нам «логос» — слово, учение. Поэтому, если говорить коротко, экология — это наука о живых организмах и их местообитании — жилище.
Собственно говоря, читая первую книжку, мы уже провели первые экологические исследования. Выяснили, например, как организмы через терморегуляцию подстраиваются к температурам окружающего воздуха или воды. Узнали, что среди организмов есть автотрофы и гетеротрофы. Познакомились с тем, как под воздействием среды обитания на Земле происходила эволюция видов. Узнали, что такое фотосинтез. Ведь все это — проблемы экологии! Если вы забыли эти слова и понятия, не поленитесь заглянуть в Природный словарь в конце книжки.
Что еще изучает экология? Экология — комплексная наука. Она использует знания из биологии и географии, физики и химии, математики и многих других наук. В XX веке стремительно возросло влияние деятельности человека на живую и неживую Природу. Такое влияние называют антропогенным влиянием или антропогенным воздействием, то есть влиянием или воздействием, «порожденным человеком». Потому что по-гречески «антропос»—человек, «генес» — рожденный, рождающий. Человек — неотъемлемая часть Природы. Но к сожалению, чаще антропогенное влияние не приносит Природе пользы. Поэтому у экологии забот в нашем столетии тоже прибавилось. И ученые-экологи изучают также влияние деятельности людей на Природу. Мы тоже познакомимся с некоторыми из этих проблем.
Правильно ли мы говорим? И еще. Часто слово «экология» употребляют неправильно. Например, говорят, что у нас в городе или поселке «ухудшилась экология». Это неправильно. Экология — это наука, также как география или математика. Поэтому экология не может ухудшиться или улучшиться. Ведь вы же не скажете, например, что у вас в городе ухудшилась математика или улучшилась физика! Хуже или лучше может стать, например, состояние окружающей среды или экологическая ситуация, но не сама наука экология!
Организмы и окружающая среда
Организм и окружающая среда. Итак, что же за отношения складываются у организма с окружающей средой? Все организмы постоянно вступают, по крайней мере, в три вида взаимоотношений. Во-первых, организмы приспосабливаются к своему жилищу — неживой Природе. Во-вторых, организмы ведут борьбу между видами. Ее называют межвидовой борьбой или межвидовой конкуренцией. И, наконец, представители одного и того же вида конкурируют между собой. Это внутривидовая борьба или внутривидовая конкуренция. Познакомимся и мы с этими взаимоотношениями подробнее.
Как приспособиться к неживой природе? В процессе эволюции организмы были вынуждены приспосабливаться к условиям неживой Природы. Например, каждый организм приспособился жить только в определенном промежутке температур. А каждому растению необходимо свое количество света, тепла и воды. Ведь не растут же на Северном полюсе бананы! Организмы, обитающие в водоемах, «научились» дышать растворенным в воде кислородом, а обитающие на суше — кислородом из атмосферного воздуха. С помощью листьев растения приспособились фотосинтезировать энергию и регулировать свою температуру. Животные, обитающие в холодном климате, обзавелись теплыми шкурами. Некоторые, например бурые медведи, суслики, сурки и другие, во время холодной и голодной зимы экономят силы — впадают в спячку. Правда, предварительно тщательно готовятся: запасаются энергией, нагуливают жирок, утепляют шубу. Ведь иначе можно погибнуть от отсутствия корма и переохлаждения. А многие обитатели жаркого климата тоже впадают в спячку, только в самое жаркое время года — летом! Ведь иначе можно погибнуть от перегрева! Живущие в жарких пустынях обходятся малым количеством воды. Например, «корабль пустыни» — верблюд — может не пить несколько недель! В жарком климате многие животные ведут ночной образ жизни. Ведь ночью не так жарко!
Человек тоже приспосабливается. Человек в процессе эволюции тоже приспособился к условиям неживой Природы. Жители самого теплого континента — Африки имеют кожу черного цвета. Под кожей у них содержится особый темный пигмент, предохраняющий организм от перегрева. А коренные жители Крайнего Севера имеют круглую голову и короткий нос. Все очень просто. Оказывается, при одинаковом объеме круглая голова имеет наименьшую площадь поверхности и поэтому лучше сохраняет тепло. Была бы голова квадратная — давно бы замерзла. Да и короткий нос, в отличие от длинного, на морозе не так мерзнет!
Межвидовая борьба. Но приспособиться к условиям неживой Природы — этого еще недостаточно, чтобы уцелеть и выжить. Надо еще уметь спасаться от своих врагов-хищников. Зайцу от волка, антилопе от гепарда, плотве от щуки. Как это сделать? Есть много способов. Во-первых, как мы знаем, можно быстро бегать, плавать или летать. Во-вторых, можно, например, жить в стае или стаде. Тогда, в случае опасности, стадо разбегается в разные стороны, и хищник теряется, не зная за кем гнаться. Есть, конечно, и множество других способов. О них мы еще поговорим.
Как маскироваться? А можно научиться прятаться — маскироваться.
Вот у зайца зимой шуба белая, как раз под цвет снега. Пойди, волк, заметь такого на снегу! Но летом белый заяц был бы заметен в лесу, как на ладони. Поэтому к лету заяц обязательно поменяет белую шубу на незаметную серую. Некоторые рыбы зарываются в донный песок, как, например, это делает камбала. Ляжет на дно, затаит дыхание — никакой хищник не заметит! Обезьяны имеют коричневую окраску — как раз под цвет стволов деревьев. Увидит обезьяна хищника — прижмется к стволу и замрет. Глядишь — хищник мимо пройдет. Маленькие рыбы сверху имеют серый окрас, а снизу — серебристый, как раз сверху под цвет дна, а снизу — под цвет неба. Поэтому и сверху и снизу они мало заметны. В некоторых районах Африки и южной Азии обитают ящерицы хамелеоны. Они меняют окрас тела в зависимости от температуры, влажности воздуха и освещения. Поэтому хамелеонами часто называют людей, меняющих свои взгляды и убеждения в зависимости от обстоятельств. Вы не встречали хамелеонов? А хищникам, наоборот, маскировка нужна, чтобы незаметно приближаться к своим жертвам. Например, у тигра шкура с вертикальными полосами — как будто стволы деревьев. Подползающая к своей добыче змея незаметна среди камней. А некоторые змеи лежат неподвижно, подергивая язычком. Лягушка змею не видит, а язычок принимает за хорошенького червячка, и сама припрыгивает змее на обед. Приведите сами примеры маскировки в живой Природе!
Предупреждение и отпугивание. А иногда, наоборот, яркая окраска помогает уцелеть. Например, божья коровка на вкус неприятная. Не пробовали? И не надо. Всего один раз ее птица клюнет, а неприятный вкус на всю жизнь запомнит. Божья коровка яркой окраской как будто предупреждает: «Не ешь меня! Я невкусная!». Обратите внимание на то, как собаки «любят» валяться в падали? Аромат от них потом жуткий. Как вы думаете, зачем? Чтобы отпугнуть врагов — хищников! Ведь среди хищников почти нет тех, кто питается падалью. И пахнущая собака уверена, что она в полной безопасности! Некоторые животные в минуту опасности показывают зубы — скалятся. А у других шерсть встает дыбом. Вот, например, ядовитые кобры первыми никогда не нападают на крупных животных и людей. Но в случае опасности они поднимаются, раскрывают капюшон, шипят и угрожающе раскачиваются. В любом случае у животных это означает: «видишь, какой я большой и страшный и лучше со мной вообще не связываться!»
Маскировка, предупреждение и отпугивание появились у организмов в результате межвидовой борьбы за выживание. Но вот что интересно. Перед лицом общей опасности межвидовая борьба прекращается. Например, при пожаре все животные стараются спастись в водоемах. Поэтому во время пожара рядом в реке могут мирно стоять гепард и антилопа!
Внутривидовая конкуренция.
И, наконец, внутри одного и того же вида между организмами идет конкуренция. Посмотрите, как тянутся к свету рядом растущие сосны, как будто соревнуясь между собой! А как дерутся кошки с кошками или собаки с собаками! А каждый из шустрых воробьев норовит первым схватить крошку! Это — внутривидовая конкуренция. И еще вот что интересно. Многие виды животных, например львы, тигры, ядовитые змеи, осы, пчелы, вооружены столь основательно, что драка между ними привела бы к гибели по крайней мере одной особи. Поэтому Природа выработала у них запрет на применение своего оружия во внутривидовых драках! Все споры они решают без применения своего главного оружия! Причем сила запретов тем больше, чем более сильным оружием обладает животное! Но перед лицом общей внешней опасности внутривидовая конкуренция, также как и межвидовая борьба, прекращается! Все воробьи вместе будут отгонять кота, пытающегося украсть воробьиных птенцов! А возьмите ворон! Если хищник схватил одну из них и поволок прочь, вороны-подружки скликают всех окрестных ворон, и те с воплями и криками преследуют хищника! Больше того, где бы теперь этот хищник не объявился, все окрестные вороны слетятся и поднимут шум! Да, не даром говорят, что ворон ворону глаз не выклюет!
