Экология рассматривает живые системы и их элементы, которые находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости.
Система (от греч. systemo — целое) — общенаучное понятие, которое выражает совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Под «элементом системы» понимают объект или совокупность объектов (иногда разнородных), выполняющих одну функцию. Главное, что определяет систему, — это взаимосвязь и взаимодействие элементов в рамках целого. Системный метод — один из общенаучных, междисциплинарных подходов, методологическое средство изучения интегрированных объектов и интегральных зависимостей и взаимодействий.
Понятие системы, как и системный метод в целом, формировались постепенно, по мере того, как наука и практика овладевали разными видами и формами целостных объединений предметов и явлений. Говоря о системных поня-
тиях, важно познакомиться с общими положениями теории систем.
|
|
Различают три вида систем:
замкнутые, которые не обмениваются с соседними ни веществом, ни энергией;
закрытые, которые обмениваются с соседними энергией, но не веществом (например, космический корабль);
открытые, которые обмениваются с соседними и веществом, и энергией.
В живой природе системы обмениваются с окружением, кроме вещества и энергии, также и информацией, посредством которой происходит, в частности, управление и передача наследственных признаков от организмов к их потомкам.
Существование систем немыслимо без связей. Различают следующие связи:
прямая связь, при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции; например, действие Солнца на земные процессы;
обратная связь, при которой элемент В отвечает на действие элемента А. Обратные связи бывают положительными и отрицательными. И те, и другие играют существенную роль в экологических процессах и явлениях.
Обратная положительная связь ведет к усилению процесса в одном направлении. Например, заболачивание территории после вырубки леса. Действие этого процесса в одном направлении происходит следующим образом: вырубка леса — уплотнение почвы — накопление воды на поверхности — появление растений — влагонакопителей (сфаговые мхи) — увеличение увлажнения — обеднение кислородом — замедление разложения растительных остатков — накопление торфа — дальнейшее усиление заболачивания.
Обратная отрицательная связь действует таким образом, что в ответ на усиление действия элемента А увеличивается противоположная по направлению сила действия элемента В. Такая связь позволяет сохраняться системе в состоянии устойчивого динамического равновесия. Эти связи наиболее распространены в природных системах. На них прежде всего базируется устойчивость и стабильность экосистем. Пример такой взаимосвязи — взаимоотношение между хищником и его жертвой. Увеличение численности жертвы как кормового ресурса создает условия для размножения и увеличения численности хищников. Они, в свою очередь, начинают более интенсивно уничтожать жертву и снижают ее численность. В целом численность хищника и жертвы синхронно колеблется в определенных границах.
|
|
Одно из отрицательных проявлений деятельности человека в природе связано с нарушением системных связей, что может привести к разрушению экосистем или к переходу их в другое состояние.
Универсальное свойство экосистем — их эмерджентность (от англ. emergent — возникновение) заключается в том, что целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его частей. Иначе говоря, система — это целое, которое больше, чем сумма составляющих его частей. Недоучет эмерджентности может привести к крупным просчетам при вмешательстве человека в жизнь экосистем или при моделировании систем.
Системный подход в биологии позволил получить представление о сообществах живых организмов и их отношений со средой, что привело к формированию таких понятий, как «экосистема» и «биоценоз» — ключевых понятий в экологии.