Связь экологии с биологией: Взаимосвязь экологии с другими биологическими науками

R_{итоговый} = R_{текущий} + R_{рубежный} + R_{стимулирующий}

Рейтинг текущий (R_{текущий}) складывается из следующих баллов:

1. Посещение лекций = 1 балл за лекцию (при наличии конспекта лекций)
2. Вводный контроль: 3 балла – IV уровень, 2 балла – III уровень, 1 балл – II уровень
3. Итоговое интернет-тестирование по дисциплине: 3 балла – IV уровень, 2 балла – III уровень, 1 балл – II уровень.

Рейтинг рубежный (R_{рубежный}) складывается из баллов, полученных за модули (Цитология – 20 баллов, Общая генетика – 10 баллов, Генетика человека – 10 баллов, Паразитология – 20 баллов, Закономерности онто- и филогенеза – 10 баллов):

5 баллов за «5»

4 баллов за «4»

3 баллов за «3»

0 баллов за «2»

Рейтинг стимулирующий (R_{стимулирующий}) – это дополнительные баллы за самостоятельную работу во вне учебное время:

2 балла – реферат

4 балла – альбом за год

4 балла – таблица по паразитологии

3 балла – научная работа без выступления на конференции или с выступлением на внутрикафедральной конференции

5 баллов – создание видеофильма, изготовление микропрепаратов

5 баллов – научная работа с выступлением на внутривузовской или международной конференции

5-10 баллов – научная работа с выступлением на конференции и написанием научной статьи

Рейтинг итоговый (Таблица согласования шкал) складывается из всех полученных за год баллов:

91-100 баллов при среднем балле 4,2 – «отлично»

76-90 баллов при среднем балле 3,7 – «хорошо»

51-75 баллов при среднем балле 3,1 – «удовлетворительно»

Менее 51 балла, но отсутствие пропусков практических занятий – экзамен

Менее 51 баллов и наличие пропусков практических занятий – не допуск к экзамену

Магистратура факультета биологии и экологии

Магистратура факультета биологии и экологии 
Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова

Известия Иркутского Государственного Университета. Серия «Биология. Экология»

В журнале «Известия Иркутского государственного университета». Серия «Биология. Экология» публикуются научные обзоры, статьи и краткие сообщения, основанные на значимых результатах оригинальных научных исследований отечественных и зарубежных авторов по основным разделам биологии и экологии. Особое внимание уделяется публикации результатов исследований, проведённых на озере Байкал и Байкальской природной территории, посвящённых актуальным экологическим проблемам регионов Сибири и Дальнего Востока, а также выполненных в области приоритетных направлений биологии.

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-60787 от 11 февраля 2015 г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).

ISSN 2073-3372 (Print)

Издание выходит с 2008 года.

Периодичность: 4 раза в год.

Журнал включен в действующий Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук 28.12.2018.
С 01.12.2015 по 27.12.2018 входил в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (сформированный по группам научных специальностей).
С 22.10.2010 входил в Перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (до 30.11.2015 г.).

Журнал включен в систему Российского индекса научного цитирования.

Архив полных текстов всех статей размещен в свободном доступе на портале Научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU, Научной электронной библиотеки «КиберЛенинка».

Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ РАН.

Журнал включен в специализированный референтный библиографический сервис CrossRef. Каждой статье, опубликованной в журнале «Известия Иркутского государственного университета». Серия «Биология. Экология», начиная с тома 23 2018 года, редакцией издания присваивается идентификатор цифрового объекта DOI.

Экология | О Bioscience

Ссылки по теме

http://www.ecology.com

Ecology.com

http://en.wikipedia.org/wiki/Ecology

Экология, Википедия

http://www.exploratorium.edu/ls/infosources/EcologyInfo.html

Экология: Интернет-источники информации для преподавателей

Экология, или экологическая наука, — это раздел биологии, изучающий взаимосвязь растений и животных с их физической и биологической средой.Физическая среда включает свет и тепло или солнечное излучение, влагу, ветер, кислород, углекислый газ, питательные вещества в почве, воде и атмосфере. Биологическая среда включает организмы того же вида, а также другие виды растений и животных.

Экологию можно рассматривать как раздел науки об окружающей среде, с которым ее часто путают. Хотя обе являются междисциплинарными науками, которые сосредоточены на взаимодействиях популяций организмов, наука об окружающей среде также рассматривает взаимодействия чисто физических параметров, которые не связаны с биологическими системами.Экологию также путают с защитой окружающей среды, которая фокусируется на антропогенном ущербе окружающей среде. Точно так же экологический или экологический используются как синонимы слова «экологически чистый».

Хотя экология считается одной из новейших наук, получивших известность только во второй половине 20-го века, исследования популяций животных и их окружающей среды можно проследить до греческого философа Аристотеля и его ученика Теофраста. Теофраст описал взаимоотношения между животными и между животными и окружающей их средой еще в четвертом веке до нашей эры.C.E. Эта область начала расцветать после публикации в 1850 году книги Чарльза Дарвина «Происхождение видов» и работ его современника и конкурента Альфреда Рассела Уоллеса. Уоллес признал взаимозависимость видов животных и растений и сгруппировал их в сообщества живых существ, или биоценоз. В 1875 году австрийский геолог Эдуард Зюсс предложил термин «биосфера» для обозначения множества условий, которые вместе способствуют развитию жизни на Земле.

С 19 века защитники окружающей среды и другие защитники природы использовали экологию и другие науки для поддержки своих пропагандистских позиций.Взгляды экологов часто противоречивы по политическим или экономическим причинам. В результате некоторые научные работы в области экологии напрямую влияют на политику и политические дебаты; они, в свою очередь, часто проводят прямые экологические исследования. Примером влиятельной организации по защите окружающей среды является Национальное общество Одюбона, чье управление государственной политики находится в Вашингтоне, округ Колумбия, и взаимодействует с Конгрессом, исполнительной властью федерального правительства и средствами массовой информации в целях содействия охране окружающей среды.

Главный принцип экологии состоит в том, что каждый живой организм имеет постоянные и постоянные отношения с каждым другим элементом, составляющим его окружающую среду. Экосистему можно определить как любую ситуацию, в которой существует взаимодействие между организмами и окружающей их средой. Внутри экосистемы виды связаны пищевыми цепями или пищевыми сетями. Энергия солнца, захваченная первичными продуцентами (растениями) посредством фотосинтеза, течет вверх по цепочке к первичным потребителям (животные, питающиеся растениями или травоядные), а затем вторичным и третичным потребителям (мясоедам или плотоядным животным), прежде чем в конечном итоге теряется в системе в виде отработанного тепла.В процессе этого вещество включается в разложители (например, грибы и бактерии), которые разлагают питательные вещества и возвращают их в экосистему.

Понятие экосистемы может применяться к единицам переменного размера, таким как пруд, поле или кусок валежника. Единица меньшего размера называется микроэкосистемой. Например, экосистема может быть камнем и все живое под ним. Мезоэкосистема может быть лесом, а макроэкосистема — целым экорегионом.

Экологический кризис может возникнуть, когда среда обитания вида или популяции развивается неблагоприятным образом для выживания этого вида.Кризис может начаться с изменения климата (например, повышения температуры или уменьшения количества осадков), чрезвычайного события (например, разлива нефти), повышения активности хищников, питающихся добычей (например, чрезмерного вылова рыбы) или резкого роста популяции виды, которые не могут поддерживаться экосистемой. За последние несколько столетий действия людей серьезно повлияли на многие экосистемы, сократив количество лесов на Земле (вырубка лесов), увеличив площадь земель, отведенных под сельское хозяйство, а также под здания и дороги, а также за счет загрязнения экосистем.

Разделы экологии

Физиологическая экология (или экофизиология) и поведенческая экология

Они исследуют адаптацию человека к окружающей среде.

Экология населения (или аутэкология)

Он изучает динамику популяций одного вида или связанной группы видов (например, экология животных, растений или насекомых).

Общественная экология (или синекология)

Основное внимание уделяется взаимодействиям между видами в экологическом сообществе.

Экология экосистемы

Он изучает потоки энергии и вещества через компоненты экосистем.

Ландшафтная экология

Здесь исследуются процессы и взаимосвязи в нескольких экосистемах или очень больших географических областях (например, арктическая или полярная экология, экология пустынь, тропическая экология и морская экология).

Экология человека

Тип карьеры эколога столь же широк и разнообразен, как и среда обитания и животные, которых вы изучаете.По сути, любая ситуация, когда необходимо исследование взаимодействия между видами и окружающей средой, требует эколога. Экологи изучают океаны, пустыни, леса, города, луга, реки и все остальные уголки мира. Все больше и больше экологи объединяются с учеными-физиками, социологами, политиками и программистами, чтобы лучше понять, как организмы взаимодействуют друг с другом и со средой, в которой они живут. Экологи могут быть педагогами, техниками, учеными, администраторами, консультантами и писателями.

Экология | Кафедра биологии

Экология — это научное исследование распределения и численности организмов, взаимодействия между организмами и взаимодействия между организмами и их абиотической средой. Экологи пытаются понять внутреннюю работу природных экосистем и содержащихся в них видов. Фактически, факультет экологии в Университете Дьюка охватывает весь спектр экологических исследований, от отдельных организмов до популяций и сообществ взаимодействующих видов, от экосистем до всей биосферы.

Экологические принципы также играют важную роль в выработке решений проблем, представляющих практический интерес, таких как использование хищных насекомых в качестве средства биологической борьбы, динамика заболеваний среди людей и других популяций, сохранение биоразнообразия перед лицом антропогенных изменений. , судьба загрязнителей в естественных и искусственных экосистемах и влияние использования ископаемого топлива на глобальный климат. В результате бакалавриат по специальности «Биология» нуждается в тщательном изучении экологии не только для продолжения обучения в аспирантуре по академической экологии, но и для подготовки к карьере в таких прикладных областях, как управление окружающей средой, экотоксикология, экологическое право, природоохранная биология и экологическое сельское хозяйство.Курс бакалавриата по экологии был разработан, чтобы дать студентам квалификацию начального уровня для дальнейшего изучения основных и прикладных аспектов экологии.

Области исследований и предлагаемые курсы включают тропические, умеренные и северные леса, пустыни и луга, а также арктические биомы. Они исследуют не только то, как в настоящее время функционируют популяции, сообщества и экосистемы, но и то, как они могут реагировать на изменения в будущем. В результате студенты, специализирующиеся в области экологии, имеют широкий спектр возможностей для самостоятельного обучения, обучения, семинаров и исследований, из которых они могут выбирать.

Районные консультанты

Предварительные требования

Химия

ПРИМЕЧАНИЕ: CHEM 210DL и CHEM 202L также рекомендуются для студентов pre-med, pre-vet, biochem и фарм.

Математика

Физика

ПРИМЕЧАНИЕ: PHYSICS 142L рекомендуется для студентов pre-med, pre-vet, biochem и фарм.

Основные требования по биологии (минимум 10 курсов)

Следующие курсы требуются для студентов, изучающих как B.S. и Б.А. дипломы биологии.

Gateway Courses (2 или 1 курс)

Шлюзы не упорядочены и могут использоваться в любом порядке.

• БИОЛОГИЯ 201L Молекулярная биология (предварительное условие: Chem 101D или эквивалент)
• БИОЛОГИЯ 202L Генетика и эволюция

ИЛИ

• BIOLOGY 203L Molecular Biology, Genetics & Evolution (предварительные условия: Biology AP 5 и Chem 101D или эквивалент)

Требования к области биологии (3 курса)

Выберите 1 курс из КАЖДОЙ из следующих трех областей.Курсы, перечисленные в более чем одной области, могут использоваться только для удовлетворения требований одной области.

Факультативы (5 или 6 курсов)

По крайней мере, 3 факультатива должны входить в список или перекрестный список курсов по биологии на уровне 200 или выше. Максимум 2 или 3 утвержденных альтернативных факультатива по биологическим наукам могут быть засчитаны в основную специализацию (в зависимости от последовательности Gateway). Максимум 2 независимых исследования или учебных пособий могут засчитываться в основную специализацию.

• 2 курса, выбранные из списков курсов по экологии.Вы не можете дважды подсчитать пройденный курс для выполнения требований области биологии, указанных выше. Вы можете рассчитывать на независимое исследование, проведенное с преподавателем области или с одобрения консультанта области.
• 1 факультатив по биологии на выбор
• 2 факультатива по биологии или утвержденных альтернативных курса по выбору (при использовании Bio 201L и 202L) OR 3 факультатива по биологии или утвержденных альтернативных курса по выбору (при использовании Bio 203L)

Требования к опыту работы в лаборатории

В рамках курсов по выбору и по месту жительства вы должны пройти как минимум 2 полных лабораторных курса в дополнение к курсам-выходам.Курсы должны быть не ниже 200 уровня. Лабораторным курсом может считаться не более 1 независимого исследования.

Требования к курсу Capstone

Вы должны пройти не менее 1 полного курса биологии «Capstone» уровня 400 или выше или другого утвержденного курса Capstone. Независимое обучение может учитываться при выполнении этого требования, если это продолжение второго семестра.

Что такое экология? — Экологическое общество Америки

Какое отношение ко мне имеет экология?

Экология — это исследование взаимоотношений между живыми организмами, включая человека, и их физической средой; он стремится понять жизненно важные связи между растениями и животными и окружающим их миром.Экология также предоставляет информацию о преимуществах экосистем и о том, как мы можем использовать ресурсы Земли таким образом, чтобы сохранить окружающую среду здоровой для будущих поколений.

Кто такие экологи?

Экологи изучают эти взаимоотношения между организмами и средами обитания самых разных размеров, от изучения микроскопических бактерий, растущих в аквариуме, до сложных взаимодействий между тысячами растений, животных и других сообществ, обитающих в пустыне.

Экологи также изучают многие виды окружающей среды.Например, экологи могут изучать микробы, живущие в почве под вашими ногами, или животных и растения в тропическом лесу или в океане.

Роль экологии в нашей жизни

Многие специальности в области экологии, такие как морская экология, растительность и статистическая экология, предоставляют нам информацию, позволяющую лучше понять окружающий нас мир. Эта информация также может помочь нам улучшить нашу окружающую среду, управлять нашими природными ресурсами и защитить здоровье человека. Следующие ниже примеры иллюстрируют лишь некоторые из способов, которыми экологические знания положительно повлияли на нашу жизнь.

Загрязнение от моющих средств и удобрений для стирки
В 1960-х годах экологические исследования выявили две основные причины плохого качества воды в озерах и ручьях — фосфор и азот, которые в больших количествах были обнаружены в стиральных порошках и удобрениях. Получив эту информацию, граждане смогли предпринять необходимые шаги для восстановления озер и ручьев в своих общинах, многие из которых снова стали популярными среди любителей рыбной ловли и купания.

Вторжения неместных или интродуцированных видов

Изображение покрытых кудзу деревьев в Атланте, штат Джорджия, США

Некоторые неместные виды (растения, животные, микробы и грибы, не родом из определенной области) угрожают нашим лесам, пахотным землям, озерам и другим экосистемам. Интродуцированные виды, такие как лоза кудзу, показанная здесь, делают это, конкурируя с растениями и животными, которые изначально были там, часто при этом нанося ущерб окружающей среде. Например, цыганка, родом из Европы и Азии, сеет хаос на больших участках лесных угодий, дефолиируя или поедая листья с деревьев.Сначала высокотоксичные химические вещества, которые также отравляют других животных, были единственными доступными методами борьбы с этим завезенным вредителем. Выбирая уязвимые стадии жизненного цикла бабочек, экологи разработали менее токсичные подходы для контроля их численности.

Общественное здравоохранение

Природные услуги

Участок очистки водно-болотных угодий в Ft. МакГенри, Балтимор.

Экологи обнаружили, что болота и водно-болотные угодья фильтруют токсины и другие загрязнения из воды. Сообщества могут пожинать плоды этой экологической услуги.Если оставить некоторые из этих фильтрующих экосистем нетронутыми, это может снизить нагрузку на водоочистные сооружения, которые были построены для выполнения тех же функций. Используя естественные системы фильтрации, у нас есть возможность строить меньше новых очистных сооружений.

Биомедицинский вклад

Экологи обнаружили, что многие растения и животные производят химические вещества, защищающие их от хищников и болезней. Некоторые из этих же химических веществ были синтезированы учеными или извлечены из организма и использованы для лечения болезней человека.Например, тихоокеанский тис производит вещество, которое используется при лечении рака. Другой пример — вещество, содержащееся в подковообразных крабах, гемолимфе, которое используется при лечении лейкемии.

Болезнь Лайма

Взрослый олень (Ixodes scapularis) сидит на листе. Фотография Министерства сельского хозяйства США Скотта Бауэра.

Управление природными ресурсами

Защита исчезающих видов

Представитель семейства ласковых в черной маске когда-то встречался на центральных лугах и в бассейнах от юга Канады до Техаса, но сейчас он является одним из наиболее уязвимых млекопитающих в Северной Америке.(источник Википедия)

Решения для лесного хозяйства

Аспирантка Кристина Бельски записала данные во время предписанного пожара высокой интенсивности, сжигающего заросшие можжевельником луга частной собственности. Кредит, Дирак Твидвелл .

Решения для сельского хозяйства

Глифосатные поля

Решения для рыбалки

Тралы рыболовного судна. Любезно предоставлено фото: Иоахим Мюллерхен

Общие термины

Экосистема

Широколиственные деревья и тамарак горят золотом цвета осени на фоне вечнозеленых хвойных деревьев в северо-восточном углу национального парка и заповедника Денали. Невысокие (относительно ядра Аляскинского хребта, включающего Денали, самую высокую гору в Северной Америке) холмы Текланика вырисовываются на заднем плане. На переднем плане река Текланика течет на северо-восток в сток реки Танана, главного притока могучей реки Юкон.Кредит, Тим Рейнс, Национальный парк и заповедник Денали, 2011 г.

Экосистема — это любая географическая область, которая включает в себя все организмы и неживые части их физической среды. Экосистема может быть природной дикой природой, пригородным озером или лесом или сильно загруженной территорией, такой как город. Чем естественнее экосистема, тем больше экосистемных услуг она предоставляет. К ним относятся очистка воды (водно-болотные угодья и болота) и воздуха (леса), опыление сельскохозяйственных культур и других важных растений (насекомых, птиц, летучих мышей), а также поглощение и детоксикация загрязнителей (почвы и растения).

Биоразнообразие

Сокращенно от биологического разнообразия, биоразнообразие — это диапазон изменений, обнаруживаемых среди микроорганизмов, растений, грибов и животных. Некоторые из этих вариаций обнаруживаются внутри видов, например, различия в форме и цвете цветов одного вида растений. Биоразнообразие также включает богатство видов живых организмов на Земле.

Окружающая среда

Вид сверху на разлив нефти ВР в 2010 году с морской буровой установки Deepwater Horizon

Природные ресурсы

Природная зона залива Дабоб была создана в 1984 году для защиты редких образцов нетронутых солончаков и растительных сообществ песчаных кос в пределах одной из наиболее функционирующих систем прибрежных кос и приливных водно-болотных угодий в штате Вашингтон. Кредит, Департамент природных ресурсов Вашингтона.

Природные ресурсы — это живые и неживые материалы в окружающей среде, которые используются людьми.Есть два типа: возобновляемые (дикая природа, рыба, древесина, вода) и невозобновляемые (ископаемое топливо и минералы).

Население

Группа тюленей лежала на скале.

Сообщество

Популяции организмов разных видов, взаимодействующих друг с другом.

Куда я могу обратиться за дополнительной информацией или помощью?

Если вы хотите узнать больше об экологии или хотите узнать, что вы можете сделать, чтобы принять участие, в вашем распоряжении ряд ресурсов.Публичные и университетские библиотеки предлагают статьи, журналы и книги по ряду экологических исследований.

Многие экологические организации разработали учебные материалы, посвященные видам и экосистемам, и предлагают советы по участию в общественной деятельности, связанной с окружающей средой. Наконец, профессиональные экологические организации могут связать вас с научными экспертами по всем типам экологических исследований, от тех, кто специализируется на экологии водно-болотных угодий, до тех, кто занимается вымирающими видами, и тех, чья работа делает упор на городскую среду.

Сопутствующие материалы

Проблемы экологии

Проблемы экологии №21. Осень 2019

Эта серия отчетов, содержащих ключевую научную информацию по текущим экологическим проблемам, публикуется Экологическим обществом Америки при поддержке Фонда Пью и Агентства по охране окружающей среды, Управления устойчивых экосистем и сообществ.

Чтобы ознакомиться с актуальным списком проблем экологии, посетите:

https: // www.esa.org/publications/issues/

Преимущества экологических исследований

Сфера экологии | Безграничная биология

Введение в экологию

Экология — это изучение организмов, популяций и сообществ, поскольку они связаны друг с другом и взаимодействуют в экосистемах, которые они составляют.

Цели обучения

Опишите исследование экологии

Основные выводы

Ключевые моменты

• В экологии экосистемы состоят из организмов, сообществ, которые они составляют, и неживых аспектов их окружающей среды.
• Четыре основных уровня изучения экологии — это организм, популяция, сообщество и экосистема.
• Экосистемные процессы — это процессы, которые поддерживают и регулируют окружающую среду.
• Экологические области исследования включают темы, начиная от взаимодействия и адаптации организмов в экосистеме до абиотических процессов, которые стимулируют развитие этих экосистем.

Ключевые термины

• экология : раздел биологии, изучающий взаимоотношения организмов с окружающей средой и друг с другом
• экосистема : система, образованная экологическим сообществом и окружающей средой, которая функционирует как единое целое
• экофизиология : изучение взаимосвязи и адаптации физиологии организма и окружающей его среды

Введение в экологию

Экология — это изучение взаимодействия живых организмов с окружающей их средой.В рамках экологической дисциплины исследователи работают на четырех определенных уровнях, иногда дискретно, а иногда частично совпадающих. Эти уровни — организм, популяция, сообщество и экосистема. В экологии экосистемы состоят из динамически взаимодействующих частей, которые включают в себя организмы, сообщества, которые они составляют, и неживые (абиотические) компоненты их окружающей среды. Экосистемные процессы, такие как первичное производство, почвообразование (формирование почвы), круговорот питательных веществ и различные виды деятельности по созданию ниш, регулируют поток энергии и вещества через окружающую среду.Эти процессы поддерживаются организмами с определенными особенностями жизненного цикла. Разнообразие организмов, называемое биоразнообразием, которое относится к разным видам, генам и экосистемам, улучшает определенные экосистемные услуги.

Уровни экологического исследования : Экологи изучают на нескольких биологических уровнях организации, которые включают организм, популяцию, сообщество и экосистему.

По сути, экологи пытаются объяснить:

• жизненные процессы
• взаимодействия, взаимосвязи, поведение и адаптации организмов
• движение материалов и энергии через живые сообщества
• сукцессионное развитие экосистем
• изобилие и распространение организмов и биоразнообразие в контексте окружающей среды

Существует множество практических приложений экологии в природоохранной биологии, управлении водно-болотными угодьями, управлении природными ресурсами (агроэкология, сельское хозяйство, лесное хозяйство, агролесоводство, рыболовство), городском планировании (городская экология), здоровье населения, экономике, фундаментальных и прикладных науках и человеческих ресурсах. социальное взаимодействие (экология человека).Организмы и ресурсы включают экосистемы, которые, в свою очередь, поддерживают механизмы биофизической обратной связи, которые сдерживают процессы, воздействующие на живые (биотические) и неживые (абиотические) компоненты планеты. Экосистемы поддерживают функции жизнеобеспечения и производят природный капитал, такой как производство биомассы (продукты питания, топливо, волокна и лекарства), регулирование климата, глобальные биогеохимические циклы, фильтрация воды, почвообразование, борьба с эрозией, защита от наводнений и многое другое. характеристики, имеющие научную, историческую, экономическую или внутреннюю ценность.

Существует также множество подкатегорий экологии, таких как экология экосистем, экология животных и экология растений, которые рассматривают различия и сходства различных растений в различных климатах и ​​средах обитания. Кроме того, физиологическая экология, или экофизиология, изучает реакцию отдельного организма на окружающую среду, в то время как популяционная экология рассматривает сходства и различия популяций и то, как они сменяют друг друга с течением времени.

Наконец, важно отметить, что экология не является синонимом окружающей среды, защиты окружающей среды, естествознания или науки об окружающей среде.Он также отличается от исследований эволюционной биологии, генетики и этологии, хотя и тесно связан с ними.

Экология организма и экология населения

Экология организмов и популяций изучает адаптации, которые позволяют организмам жить в среде обитания, и взаимоотношения организмов друг с другом.

Цели обучения

Опишите популяции, изученные в области популяционной экологии, и организмы, как изученные в области экологии организмов

Основные выводы

Ключевые моменты

• Экология организма фокусируется на морфологических, физиологических и поведенческих адаптациях, которые позволяют организму выжить в определенной среде обитания.
• Популяционная экология изучает количество особей на территории, а также то, как и почему размер их популяции меняется с течением времени.
• Голубая бабочка Карнера, находящийся под угрозой исчезновения вид, является хорошей моделью как для органической, так и для популяционной экологии, поскольку она зависит, как популяция, от определенного растения, произрастающего в определенных областях, что, таким образом, влияет на распространение и численность бабочек.

Ключевые термины

• аналог : организм, принадлежащий к тому же виду, что и другой
• Популяция : совокупность организмов определенного вида, обладающих определенными интересными характеристиками, чаще всего живущими на данной территории
• яйцеклад : для откладывания яиц

Экология организма

Голубая бабочка Карнера : Голубая бабочка Карнера (Lycaeides melissa samuelis) — редкая бабочка, которая обитает только на открытых участках с небольшим количеством деревьев или кустарников, таких как сосновые пустоши и дубовые саванны.Он может откладывать яйца только на растения люпина.

Исследователи, изучающие экологию на уровне организма, интересуются адаптациями, которые позволяют людям жить в определенных средах обитания. Эти адаптации могут быть морфологическими (относящимися к изучению формы или структуры), физиологическими и поведенческими. Например, голубая бабочка Карнера ( Lycaeides melissa samuelis ) считается специалистом, потому что самки преимущественно откладывают яйца (то есть откладывают яйца) на дикого люпина.Эта предпочтительная адаптация означает, что голубая бабочка Карнера в значительной степени зависит от присутствия диких растений люпина для ее дальнейшего выживания.

Люпин дикий : Люпин дикий (Lupinus perennis) является растением-хозяином голубой бабочки Карнера.

После вылупления личинки гусениц выходят и проводят от четырех до шести недель, питаясь исключительно диким люпином. Гусеницы окукливаются (претерпевают метаморфоз), превращаясь в бабочек примерно через четыре недели. Взрослые бабочки питаются нектаром цветов дикого люпина и других видов растений.Исследователь, заинтересованный в изучении голубых бабочек Карнера на уровне организма, может, помимо вопросов о кладке яиц, задать вопросы о предпочтительной температуре бабочек (физиологический вопрос) или о поведении гусениц, когда они находятся на разных личиночных стадиях ( поведенческий вопрос).

Экология населения

Популяция — это группа скрещивающихся организмов, которые являются членами одного и того же вида, живущими на одной территории в одно и то же время.Организмы, которые все являются членами одного вида или популяции, называются конспецификами. Население частично идентифицируется по месту жительства; ареал его проживания может иметь естественные или искусственные границы. Естественными границами могут быть реки, горы или пустыни, а примерами искусственных границ являются скошенная трава или искусственные сооружения, такие как дороги. Изучение популяционной экологии фокусируется на количестве особей в районе и на том, как и почему размер популяции меняется с течением времени. Экологи-популяционеры особенно заинтересованы в подсчете, например, голубой бабочки Карнера, потому что она классифицируется как находящаяся под угрозой исчезновения в федеральном масштабе.Однако на распространение и плотность этого вида сильно влияет распространение и численность дикого люпина. Исследователи могут задавать вопросы о факторах, ведущих к сокращению численности дикого люпина, и о том, как они влияют на голубых бабочек Карнера. Например, экологам известно, что дикий люпин процветает на открытых участках, где деревья и кустарники практически отсутствуют. В естественных условиях периодические лесные пожары регулярно уничтожают деревья и кустарники, помогая поддерживать открытые территории, необходимые для дикого люпина.Математические модели можно использовать, чтобы понять, как подавление лесных пожаров людьми привело к упадку этого важного растения для голубой бабочки Карнера.

Экология сообщества и экология экосистем

Экология сообщества изучает взаимодействие между различными видами; абиотические и биотические факторы влияют на них на уровне экосистемы.

Цели обучения

Различать экологию сообщества и экологию экосистемы

Основные выводы

Ключевые моменты

• Экология сообщества фокусируется на процессах, управляющих взаимодействиями между различными видами, и их общих последствиях.
• Экология экосистемы изучает все органические, популяционные и общественные компоненты территории, а также неживые аналоги.
• Мутуалистические отношения между голубой бабочкой Карнера и муравьями представляют интерес для изучения экологии сообществ, поскольку оба вида взаимодействуют в пределах одной области и влияют на выживаемость друг друга; в свою очередь, на них обоих влияют бедные питательными веществами почвы, которые являются частью экологии экосистемы.

Ключевые термины

• Сообщество : группа взаимозависимых организмов, населяющих один регион и взаимодействующих друг с другом
• аналог : организм, принадлежащий к тому же виду, что и другой
• гетероспецифический : организм, принадлежащий к другому виду к другому

Общественная экология

Биологическое сообщество состоит из различных видов в пределах области, обычно трехмерного пространства, и взаимодействий внутри этих видов и между ними.Экологов сообщества интересуют процессы, управляющие этими взаимодействиями, и их последствия. Вопросы о взаимодействии сородичей часто фокусируются на конкуренции между представителями одного и того же вида за ограниченный ресурс. Экологи также изучают взаимодействия между различными видами; представители разных видов называются гетероспецифическими. Примеры гетероспецифических взаимодействий включают хищничество, паразитизм, травоядность, конкуренцию и опыление. Эти взаимодействия могут оказывать регулирующее воздействие на размеры популяций и влиять на экологические и эволюционные процессы, влияющие на разнообразие.

Например, личинки голубой бабочки Карнера образуют мутуалистические отношения с муравьями. Мутуализм — это форма долгосрочных отношений, которые развиваются одновременно между двумя видами и от которых выигрывает каждый вид. Чтобы мутуализм существовал между отдельными организмами, каждый вид должен получать некоторую выгоду от другого как следствие взаимоотношений. Исследователи показали, что вероятность выживания увеличивается, когда за личинками голубой бабочки Карнера (гусеницами) ухаживают муравьи.Это может быть связано с тем, что личинки проводят меньше времени на каждой стадии жизни, когда за ними ухаживают муравьи, что дает им преимущество. Между тем личинки голубой бабочки Карнера выделяют богатое углеводами вещество, которое является важным источником энергии для муравьев. И синие личинки Карнера, и муравьи выигрывают от взаимодействия.

Гусеница голубой бабочки Карнера : Гусеницы голубой бабочки Карнера вступают в полезные взаимодействия с муравьями. Эти мутуалистические отношения являются примером экологического исследования сообщества, целью которого является изучение взаимодействия между различными видами, живущими в определенной области.

Экология экосистемы

Экология экосистемы является продолжением экологии организмов, популяций и сообществ. Экосистема состоит из всех биотических компонентов (живых существ) в области, а также абиотических компонентов этой области (неживых существ). Некоторые из абиотических компонентов включают воздух, воду и почву. Экосистемные биологи задают вопросы о том, как хранятся питательные вещества и энергия, а также о том, как они перемещаются между организмами и окружающей атмосферой, почвой и водой.

Голубые бабочки Карнера и дикий люпин обитают в бесплодной среде обитания дубов и сосен. Эта среда обитания характеризуется естественными нарушениями и бедными питательными веществами почвами с низким содержанием азота. Доступность питательных веществ — важный фактор в распределении растений, обитающих в этой среде обитания. Исследователи, интересующиеся экологией экосистемы, могут задавать вопросы о важности ограниченных ресурсов и перемещении ресурсов, таких как питательные вещества, через биотические и абиотические части экосистемы.

Экология — Определение, типы и примеры

Определение экологии

Экология — это раздел биологии, изучающий, как организмы взаимодействуют с окружающей средой и другими организмами. Каждый организм испытывает сложные отношения с другими организмами своего вида и организмами разных видов. Эти сложные взаимодействия приводят к различному избирательному давлению на организмы. Давление вместе приводит к естественному отбору , который заставляет популяции видов эволюционировать.Экология — это изучение этих сил, того, что их производит, а также сложных взаимоотношений между организмами и друг другом, а также между организмами и их неживой средой.

Ученый может рассматривать экологию через множество различных линз, от микроскопического молекулярного уровня до планеты в целом. Об этих различных типах экологии мы поговорим далее. На каждом уровне экологии основное внимание уделяется селективному давлению, вызывающему эволюционные изменения. Это давление возникает из множества различных источников, и существует множество методов наблюдения и количественной оценки этих данных.

В области экологии существует огромное количество дисциплин. Хотя перечисленные ниже типы экологии разделены по рассматриваемому уровню организации, некоторые экологи специализируются на конкретных аспектах каждой области. Например, когнитивная экология — это раздел экологии организма, изучающий психические процессы животных. Другие экологи изучают только взаимодействия между людьми и остальной частью биома, область, известная как экология человека или наука об окружающей среде. Третьи экологи сосредотачиваются на взаимодействиях между организмами и абиотическими факторами, влияющими на их эволюцию, такими как питательные вещества и токсины в окружающей среде.Экология — обширная область, и следующее — это лишь некоторые из множества вещей, которые ученые изучают в области экологии.

Виды экологии

Тип № 1: Молекулярная экология

На молекулярном уровне изучение экологии фокусируется на производстве белков, на том, как эти белки влияют на организм и окружающую среду, и как окружающая среда, в свою очередь, влияет на производство различных белков. Во всех известных организмах ДНК дает начало различным белкам, которые взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой для репликации ДНК.Эти взаимодействия приводят к появлению очень сложных организмов. Молекулярные экологи изучают, как создаются эти белки, как они влияют на организм и окружающую среду и как окружающая среда, в свою очередь, влияет на них.

Тип № 2: Экология организма

Сделав шаг назад, изучение экологии организмов имеет дело с отдельными организмами и их взаимодействием с другими организмами и окружающей средой. Организменная биология — это раздел экологии, но все же огромная область. Каждый организм за свою жизнь испытывает огромное количество разнообразных взаимодействий, и изучить их все невозможно.Многие ученые, изучающие экологию организма, сосредотачиваются на одном аспекте организма, таком как его поведение или то, как он перерабатывает питательные вещества окружающей среды.

Область этологии или изучение поведения также может быть изучена как экология. Вместо того, чтобы просто анализировать определенное поведение животных, поведенческие экологи изучают, как это поведение влияет на организм в эволюции и как окружающая среда оказывает давление на определенные модели поведения. Например, поведенческий эколог может изучить способ, которым орел охотится за добычей, отмечая, какое поведение приводит к успеху, а какое — к неудаче.Таким образом, ученый может выдвинуть гипотезу о силах, которые заставляют орлов вести себя так, как они. Эта информация может быть очень важной при разработке планов сохранения животных в дикой природе.

Тип № 3: Экология населения

Следующий уровень организации организмов — популяции — это группы организмов одного вида. Из-за большого разнообразия жизни на Земле разные виды разработали множество различных стратегий для борьбы со своими сородичами или организмами одного и того же вида.Некоторые виды напрямую конкурируют с сородичами, в то время как другие организмы образуют тесные социальные связи и работают сообща, чтобы обезопасить ресурсы. Раздел экологии, социальная экология, изучает такие организмы, как пчелы и волки, которые работают вместе, чтобы обеспечить колонию или стаю. Сложные взаимодействия между этими организмами и окружающей средой приводят к различным силам отбора, чем у животных, которые конкурируют с аналогами. Фактически, ученые предполагают, что возросший успех, достигнутый в человеческом обществе, мог быть причиной того, что люди стали такими коммуникативными.Эколог-популяционист изучает популяции организмов и их сложные взаимодействия с окружающей средой и другими популяциями.

Различные популяции, живущие в одной среде, создают сообщества организмов. Эти сообщества создают ниши или различные пространства, которые могут занять организмы. Например, на пшеничном поле можно найти несколько ниш. Пшеница существует за счет солнечных лучей и питательных веществ в почве. Различные насекомые питаются питательными веществами, собранными пшеницей.Некоторые бактерии занимают нишу в корнях, где они превращают азот для растений. Местные экологи изучают эти сложные взаимодействия и производимое ими давление отбора. Иногда организмы в сообществах начинают испытывать коэволюцию , когда один или несколько видов развиваются в ответ друг на друга. Это можно увидеть у многих видов, от пчел и цветов, которые они опыляют, до хищников и добычи, которую они едят.

Экология экосистемы

Экосистема — самый крупный масштаб организации организма.Экосистема — это сеть взаимосвязанных биологических сообществ. Самая большая экосистема, биосфера, включает в себя все экосистемы внутри нее. Экосистемный эколог изучает сложные закономерности, создаваемые взаимодействующими экосистемами и абиотическими факторами окружающей среды. Они могут изучать воду, питательные вещества или другие химические вещества, циркулирующие в экосистеме. Экология экосистемы — очень сложная и масштабная наука, включающая множество дисциплин.

Примеры экологии

Экология человека

Некоторые экологи изучают людей, их влияние друг на друга и другие организмы, а также их влияние на окружающую среду.Люди оказывают огромное влияние на земной шар, и некоторые сооружения можно увидеть из космоса. Некоторые экологи изучают это явление и его возможные последствия для биома. Другой эколог изучает человеческое поведение, откуда оно взялось, и эволюционные факторы, которые к нему приводят. Экология человека также является дисциплиной, необходимой в антропологии. Это гигантская область, которая анализирует эволюцию человека и наше взаимодействие с природой.

Строительство ниши в термитах

Экологи самых разных специальностей изучают создание ниш, или процесс, с помощью которого организмы изменяют свою среду обитания.Примером этого является конструкция ниши у термитов. Термиты строят курганы высотой более 6 футов и могут уходить гораздо глубже под землю. Чтобы доставить кислород к внутренним частям следующего, термиты формируют гнездо, в котором воздух течет глубоко под землей. Такое поведение можно изучить разными способами. В рамках эволюционной экологии они будут изучать белки, которые заставляют термитов строить гнезда, и то, как они меняются с течением времени в зависимости от окружающей среды. В области общественной экологии ученый может изучить, как термитники влияют на окружающую среду и как они меняются в ответ на окружающую среду.В экосистемной экологии внимание может быть сосредоточено на питательных веществах, которые термиты перерабатывают под землей, чтобы поддерживать близлежащие деревья. Несмотря на огромные масштабы, все аспекты считаются экологией термитов.

• Первичное производство — Процесс преобразования неорганической энергии, такой как солнечный свет, в биологическую энергию, обычно глюкозу.
• Ниша — Роль или положение, которое существо может выполнять в экосистеме.
• Круговорот питательных веществ — Процесс, посредством которого различные элементы переходят от организма к организму и используются по-разному или возвращаются в окружающую среду.
• Биосфера — Сумма всех экосистем на планете, действующих как одна экосистема.

Тест

1. Ученый изучает структуру определенного белка. Он пишет о его форме и о том, какую молекулу он меняет. Это экология?
A. Да
B. Нет

Ответ на вопрос № 1

B правильный. Говорить только о протеине — это не экология. Изучение экологии касается того, как организмы реагируют на окружающую среду.Чтобы быть экологом, ученый должен был бы обсудить, почему белок важен для организма и как он может измениться в ответ на окружающую среду.

2. Бобр срубает деревья, затаскивает их в ручей и затопляет территорию, чтобы создать пруд, в котором он может жить. Как называется это поведение?
A. Уничтожение среды обитания
B. Строительство ниши
C. Прореживание леса

Ответ на вопрос № 2

B правильный.В этом случае бобр меняет среду и создает нишу, которой раньше не было. Экологи изучают это поведение, чтобы увидеть, как оно влияет на другие организмы и окружающую среду в целом.

3. Эколог изучает вьючных гиен и их взаимодействие с местными львами. Какой тип экологии лучше всего описал бы это исследование?
A. Экология организма
B. Экология населения
C. Экология сообщества

Ответ на вопрос № 3

C правильный.Это был бы пример экологии сообщества или изучения взаимодействия различных популяций животных. Хотя им это может не нравиться, гиены и львы являются частью одного сообщества. Популяционная экология могла бы изучать поведение стаи гиен, в то время как экология организмов изучала бы взаимодействие между отдельными гиенами и окружающей их средой, включая взаимодействие с другими гиенами.

экологов изучают взаимодействие организмов и окружающей их среды

Бирлинг, Д. Изумрудная планета: как изменились растения История Земли . Оксфорд, Великобритания: Oxford University Press, 2007.

Биро, П. A., Beckmann, C. и др. . Маленький в течение дня повышение температуры влияет на смелость и меняет личность кораллового рифа рыбы. Труды Королевского общества B: Биологические науки 277 , 71-77 (2010).

Бургер, W. C. Цветы: как они изменили мир . Амхерст, Нью-Йорк: Книги Прометея, 2006.

Чапин, Ф. С., Матсон П. А. и др. . Принципы экологии наземных экосистем . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer Science + Business Media Inc., 2002.

Чапин, Ф. С., Витаусек, П. М. и др. . В характер ограничения питательных веществ в растительных сообществах. Американский натуралист 127 , 48 (1986).

Коуэн, Р. История жизни . Бостон, Массачусетс: Blackwell Scientific Publications, 1990.

Детлефсен, Л., Huse, S. и др. . Всепроникающий эффекты антибиотика на микробиоту кишечника человека, как показывает глубокий 16S секвенирование рРНК. PLoS Biology 6 , e280 (2008).

Гастон, К. Дж. Глобальные закономерности в биоразнообразие. Nature 405 , 220-227 (2000).

Хата, Х., Ватанабе, К. и др. . Географический изменчивость мутуализма культивирования красных водорослей на Индо-Западе Тихий океан. BMC Evolutionary Biology 10 , 185 (2010).

Клейдон, A., Fraedrich, K. и др. . Зеленый планета против пустынного мира: оценка максимального воздействия растительности на климат земной поверхности. Изменение климата 44 , 471-493 (2000).

Маркес, Л. М., Редман Р. С. и др. . Вирус в грибке в растении: трехсторонний симбиоз, необходимый для термостойкости. Наука 315 , 513-515 (2007).

Мая, р. М. Сколько видов существует на Земле? Наука 241 , 1441-1449 (1988).

Мортон, O. Поедание солнца: как растения питают энергию Планета . Нью-Йорк, Нью-Йорк: HarperCollins, 2008.

Паркер, А. Р. и Лоуренс, К. Р. Уотер отлов пустынным жуком. Nature 414 , 33-34 (2001).

Прингл, Р. М., Доак, Д. Ф. и др. . Пространственный узор улучшает функционирование экосистемы в африканской саванне. PLoS Biol 8 , e1000377 (2010).

Ридман, М. Морские выдры. Монтерей, Калифорния: Монтерей Bay Aquarium Press, 1990.

Ридман, М. Ластоногие: тюлени, морские львы и Моржи . Беркли, Калифорния: Калифорнийский университет Press, 1991.

Шлезингер, В. Х. Анализ глобальных изменений. В Биогеохимия. 2-е изд. (Нью-Йорк: Academic Press, 1997).

Мир Организация здравоохранения. Экосистема тысячелетия Оценка: экосистемы и благополучие человека: общий синтез . Вашингтон, округ Колумбия: Island Press, 2005.

Экология: изучение взаимоотношений между живыми существами

Экология — это наука об окружающей среде в ее самом буквальном смысле — изучение окружающей среды и объектов внутри нее. Хотя сегодня он тесно связан с защитой окружающей среды и охраной окружающей среды, он не обязательно следует за ним; Экологией также может быть флора кишечника человека, функционирование элементов городской среды и экология круговоротов питательных веществ в почве. Слово «экология» происходит от греческого и означает «домашнее исследование» или «изучение взаимоотношений между людьми».Это, по сути, определяет, что это такое — изучение отношений между людьми, живущими в доме.

Введение в экологию — что это такое и чем не является

Экология изучает органическую жизнь, исследуя такие элементы, как пространственное распределение (местное или общее) изобилие и их связь с окружающей средой. Это включает их взаимодействие с другими организмами в этой среде — по сути, их «взаимосвязанность» как функционирующую сеть (1, p25) . Это считается формой защиты окружающей среды и обычно ассоциируется с этими науками, но также включает аспекты биологии, ботаники, зоологии, генетики, бактериологии, химии и физики.Экология — это биоразнообразие в данной среде. Он имеет столько же общего с физиологией, поведенческими науками и эволюционными науками, сколько и с науками об окружающей среде (2) в отношении времени и пространства.

Его основные площади включают:

• Процессы, составляющие биологическую жизнь, включая адаптацию
• Распространение, численность и пространственная концентрация, а также биоразнообразие
• Как и почему экосистемы возникают или меняются под воздействием внешнего давления
• Изменения и движение энергии и материалов в экосистеме.Некоторые экосистемы могут быстро меняться, в то время как некоторые остаются неизменными в течение более длительных периодов

Это означает, что экологическое исследование может включать в себя все, от бактериальных клеток (3) до флоры кишечника , до того, сколько поколений тлей может заселять растение, вплоть до того, как пустыни образуют и поддерживают постоянный баланс, и влияние тропических лесов и ледяных полей на естественные процессы на Земле или планетарные колебания (2) .

Полученная степеньДиплом об окончании средней школы / GEDНекоторый колледжАссоциированная степень БакалавриатСтепень магистраДокторантура

Желаемая степеньДиплом / СертификатАссоциированная степень БакалавриатПрограммы администрирования магистратурыПрограмма управления по вопросам окружающей среды

История экологии

От древности до 1900 г.

«Экология» — гораздо более широкий термин, чем мы думаем.Как уже обсуждалось, несмотря на тесную связь с науками об окружающей среде, философия взаимоотношений между биологическими системами (фактическое определение экологии) может применяться практически везде. Философия, лежащая в основе различных, а иногда и разрозненных наук, возникла в конце 19, ^и веках из-за растущего интереса к естественным наукам — главным образом к ботанике, зоологии и защите окружающей среды. Некоторые утверждают, что понимание видов и их взаимоотношений началось с Аристотеля, хотя его работы по этому вопросу в значительной степени утеряны.Ученик Аристотеля Теофраст (4) описал отношения между растениями и животными, но это было скорее с философской, чем научной точки зрения.

Первое настоящее экологическое исследование в том виде, в котором мы его понимаем, возможно, это эксперимент на траве в парке, который начался в 1856 г. (5) и до сих пор продолжается в 2018 г. Об исследовании было опубликовано около 150 статей, и оно внесло свой вклад во многие основные области, начиная с сельского хозяйства и со временем эволюционировав, чтобы дать ответы на новые и все более сложные вопросы о биоразнообразии и эволюции, экологическом воздействии человека на ландшафты и более широких изменениях окружающей среды .Двое современников Чарльза Дарвина также внесли свой вклад. Его друг Альфред Рассел Уоллес изучил географию видов животных (6) . В биологических науках росло движение, которое признало, что виды не существуют в пузыре — что они зависят друг от друга.

Вторым современником был Иоганнес Евгений Варминг. Впервые научное сообщество начало рассматривать важность факторов окружающей среды для биологических систем внутри нее.В частности, Warming изучал результаты воздействия огня, температуры и других абиотических факторов. Сейчас считается, что потепление создало ботаническую географию (известную также как биогеография и сегодня как раздел экологии) (7) и внесло большой вклад в современную дисциплину. Также в конце 19 ^-го -го и начале 20-го ^-го -го века исследователи наконец начали понимать огромное воздействие на окружающую среду империалистических действий 19 ^-го -го века, таких как вырубка лесов, и озабоченность по поводу нарушения экологического дисбаланса промышленных предприятий. революция.

20

Экология стала настоящей дисциплиной в ^-м -м веке после некоторых разработок конца 19-го, ^-го, -го века. Именно тогда был придуман термин «биосфера» и было определено признание строгого химического баланса, необходимого для развития и существования жизни. Когда поняли и осознали важность баланса в любой биологической системе, экология быстро стала применяться к наукам, не связанным с окружающей средой.Владимир Вернадский, русский геолог, бежавший во Францию ​​во время русской революции, много писал о биосфере в исследовании Биосфера , опубликованном в 1926 году (8) . Он не придумал термин. Эта честь досталась коллеге-геологу по имени Эдуард Зюсс, австриец, в 1875 году. Так родилась концепция идеи нашей планеты и биологических систем внутри нее, составляющих часть целого.

Некоторые считают, что экология не зародилась до тех пор, пока Артур Тэнсли не ввел термин «экосистема» (9) .Он был принят рядом других дисциплин и преподается в ведущих академических учреждениях по широкому кругу биологических наук. Важной работой Тэнсли было представление экологии как философии. Одно это, возможно, позволило принять его в теории многих научных дисциплин. Также в начале ^{-х годов} века американский ботаник Генри Чендлер Коулз фактически основал концепцию «динамической экологии». Изучая дюны Индианы на южной стороне озера Мичиган, он обнаружил свидетельства изменения растительности и почвы за большие периоды времени (10) .Его работа продемонстрировала, как влияние окружающей среды меняет ландшафт; В отличие от своих современных ботаников, он в значительной степени интересовался изменением ландшафта как влиятельным лицом ботанических профилей.

Работы Тэнсли и Коулза расширили сферу экологии. Кроме того, в первой половине века Чарльз Элтон начал заниматься экологией животных, но настоящим прорывом стала работа эколога Дж. Эвелин Хатчинсон, уроженца Великобритании, и его работы по всей Новой Англии. Под его началом экология стала не только теоретической наукой, но и прикладной (11) .Его работа повлияла на многие дисциплины, включая биогеохимию (влияние геологических, биологических и химических воздействий на окружающую среду), энтомологию (насекомые), генетику, лимнологию (внутренние водоемы) и теорию динамики популяций.

Субдисциплины экологии

Как уже говорилось, несмотря на тесную связь с экологическими исследованиями, экология — это просто обобщающий термин. Есть много дисциплин, некоторые из которых относятся к окружающей среде, а некоторые нет.

Прикладная экология

Это одна из областей, где экология относится к окружающей среде. Это прикладная наука, в которой специалисты-практики используют экологические принципы для выявления и решения проблем в реальном мире, исследуя проблемы для экономики и воздействия на человека (12) . Попытка сбалансировать эффективное землепользование с сохранением. Типичные примеры включают управление сельским хозяйством, также известное как агроэкология, с использованием междисциплинарного подхода, включая генетику, биологию животных и растений, биологию сохранения ландшафта и управление окружающей средой.Цель этой дисциплины — изучить влияние человечества на ландшафт и различные топографии и попытаться стимулировать более эффективное использование, чтобы не причинить вред ландшафту и дикой природе.

Биогеохимия

Это объединяет окружающую среду с физикой и влияние биологических материалов на глобальную химию и наоборот. Он в значительной степени связан с естественными физическими циклами энергии и вещества на нашей планете (11) , пытаясь понять химические реакции и баланс с биологической жизнью.Через эту субдисциплину экологии химические элементы азота, кислорода и углерода и их взаимодействия на всех уровнях природной среды — от литосферы (твердой внешней оболочки планеты) до биосферы (уровень, на котором жизнь существует и может выжить. ) на высший уровень атмосферы и их важность для экологии планеты.

Биогеография

Эта область экологии пересекается с эволюционной биологией, поскольку касается изучения видов, особенно их географического распространения.Изучение распространения видов и связанных с ними экосистем охватывает геологическое время (так что его можно применить к палеонтологии) и географию (так что это может быть экологическая биология и эволюционная биология). Он пытается ответить на вопросы о том, почему биологические виды процветают в одной экологической системе, а не в другой, о влиянии изменения окружающей среды на распределение видов на миграцию, сокращение и распространение. Это настоящее междисциплинарное исследование, учитывающее элементы окружающей среды, климата, биологии, геологии и эволюции (13) .

Химическая экология

В этой нише исследуется использование химикатов в окружающей среде (14) . Речь идет не о пестицидах или воздействии на человека, а о том, как биологические виды используют химические вещества. В нем исследуются химические вещества в качестве защитных механизмов, например, назначение перца в растениях чили в качестве защиты, использование скунсов спреев против нападения хищников, использование феромонов и других химических веществ для привлечения партнеров и обозначения границ, а также в пищеварительных системах животные и хищные растения.Биологическая жизнь удивительным образом использует химию; в этой области также рассматривается влияние этих химикатов на окружающую среду.

Общественная экология

Другой аспект экологии, который пересекается с биологическими системами и их взаимоотношениями, касается того, как сообщества видов реагируют и взаимодействуют друг с другом, хищниками и жертвами и другими видами (15) . Это может применяться к человеческим сообществам и динамике социальных групп; это в равной степени может применяться к жесткой иерархии видов животных, таких как волки и сурикаты, симбиотическим отношениям, сотрудничеству между неродственными видами.Это отличный объектив, через который можно увидеть биоразнообразие в любой экосистеме или биоразнообразие планеты. С биологической точки зрения он может также рассматривать коэволюцию (процесс, посредством которого действия видов в окружающей среде влияют и влияют друг на друга) (16) .

Сохранение экологии

Это та область, о которой думает большинство людей, когда слышат слово «экология», но это лишь малая часть более крупного обобщающего термина. Однако это становится все более важным для нашего понимания вопросов сохранения, защиты видов и снижения рисков.Те, кто работает в области природоохранной экологии, изучают, как мы можем изменить методы работы в окружающей среде, чтобы снизить риск исчезновения вида, выживание которого зависит от этой среды. Они работают в тесном контакте с биологами-экологами, а иногда и в качестве экологов, но экологи больше озабочены воздействием окружающей среды, биоразнообразия и природных ресурсов в целом, а не рассматривают вид и его проблемы как существующие в пузыре (17) .

Экофизиология

Также известный как физиология окружающей среды или физиологическая экология, он касается воздействия окружающей среды на физиологию вида.Таким образом, он частично пересекается с эволюционной биологией, рассматривая абиологические процессы, в частности воздействия окружающей среды и адаптацию, а не естественный дрейф, и сравнительную физиологию, пытаясь объяснить, какие воздействия окружающей среды могли привести к генетическому дрейфу между близкородственными живущими похожими видами в немного ином окружении. Чарльз Дарвин исследовал зябликов Галапагосских островов, которые были физиологически разными, но все еще одного вида (18) .На людях исследование было использовано для объяснения причин большой разницы в цвете кожи человека, которая в значительной степени связана с солнечным светом.

Экотоксикология

Эта небольшая, но развивающаяся область экологии изучает экологическую роль токсичных материалов в биологических системах — на уровне отдельных людей, видов, сообществ и биосферы. Воздействие загрязнения на жизнь и окружающую среду — постоянная проблема. Но вместо того, чтобы смотреть на загрязнение с медицинской точки зрения, они исследуют широкие и долгосрочные проблемы окружающей среды — как на местном, так и на крупномасштабном уровне.Прошлые исследования в области экотоксикологии, которые привели к принятию Закона о чистом воздухе и Агентства по охране окружающей среды для защиты биоразнообразия. Рэйчел Карсон, морской биолог и защитник природы, автор книги «Тихая весна» в 1962 году, приписывают начало этой области исследований, отделяя ее от медицинских исследований токсинов (19) .

Эволюционная экология (также известная как экоэволюция)

Объединяя биологию и эволюцию с экологией, эта область исследований рассматривает воздействия окружающей среды, которые влияют на эволюцию видов.Это может включать внезапное изменение температуры или погодных условий, присутствие и профиль растительности в районе, куда мигрировала часть популяции, воздействие хищников и видов добычи и давление популяции. Он рассматривает эволюцию внутри сообщества на индивидуальном уровне и изучает, какие аспекты могут повлиять на сообщество. У каждого человека есть определенный набор потребностей, создавая конкуренцию, которая играет против выживания Дарвина наиболее приспособленных с точки зрения видов (20) .

Экология пожара

Для многих лесные пожары — это стихийное бедствие, на борьбу с которым правительства тратят миллионы долларов. С экологической точки зрения они жизненно важны для восстановления тех экологических систем, которые они разрушают. Экологи, занимающиеся вопросами пожаров, исследуют взаимосвязь Земли с огнем в естественной среде обитания, как они возникают и заканчиваются, почему они возникают в определенных областях, частоту и интенсивность, а также экологическую историю области с лесными пожарами (21) .

Функциональная экология

Эта область рассматривает прагматические аспекты экологии — роль, которую определенные виды играют в более широкой экологии.Примеры включают взаимодействие хищников и жертв, изучение ролей или функций, зависимости и взаимозависимости, которые определенные виды (или их группы) играют в экосистеме для поддержания баланса внутри системы. Современные проблемы, которые они могли бы изучить, включают удаление полевых цветов, жизненно важных для популяции пчел, разрушение мест обитания, жизненно важных для видов-жертв, что, в свою очередь, нанесет ущерб численности хищников (22) .

Глобальная экология

Это исследование всей планеты как экосистемы и составляющих ее микро и макро частей.Наша планета представляет собой сложную систему, в которой события в одной области могут иметь локальные, региональные или глобальные последствия. Глобальная экология понимает воздействие, которое погодные системы, миграция видов, загрязнение, природные явления и любые другие локальные проблемы могут иметь на другой стороне планеты, а не серию отдельных явлений. В нем рассматриваются макроэкологические вопросы, такие как последствия крупных стихийных бедствий, глобальное изменение климата и закисление океана (23) . В 21, ^и годах многие из его практиков изучают влияние человека на глобальную экологию.

Экология человека

Люди — один из самых успешных видов, когда-либо существовавших на этой планете. Ни один вид не изменил среду обитания так, как мы. Экология человека — это междисциплинарный подход, рассматривающий экологическое воздействие на окружающую среду, биоразнообразие, виды и адаптацию человеческой жизни на протяжении 200 000 лет нашего существования. Он определяется как исследование экологического доминирования человечества (вырубка лесов для сельского хозяйства, урбанизация и другие изменения), скрещивание видов животных и растений и влияние, которое оказывает на природную среду, а также взаимодействие с окружающей средой — изменение и адаптация.

Ландшафтная экология

Мы только относительно недавно пришли к пониманию экологии отдельных ландшафтов. Эта область экологии изучает взаимодействие между отдельными, дискретными и разрозненными элементами в пределах одного типа ландшафта, а также его структуру, состав и функции в более широкой экологии. Не всегда ясно, как определяется ландшафт, но через призму ландшафтной экологии это система, содержащая определенный экологический образец. Это может быть горный хребет или холм в заболоченной местности.Это может быть пресноводная пойма и ее связь с протекающей через нее рекой или озером (24) .

Макроэкология

Между ландшафтной экологией и глобальной экологией, это исследование крупномасштабных экологических явлений, которые охватывают несколько географических регионов, но недостаточно велики, чтобы считаться глобальными. Примером этого являются последствия сильного вулканического взрыва в масштабах всего континента. Последствия извержения вулкана Эйяфьятлайокудль в 2010 году вызвали серьезные задержки в воздушном сообщении через Западную Европу, что имело непосредственные последствия для американских граждан, желающих пересечь Атлантический океан в Европу и наоборот.Извержение вызвало разрушения в ограниченной, но важной области северного полушария. Вызванные этим экологические проблемы носят макроэкологический характер.

Экология моря и водная экология

Интерес к экологии воды и водных ландшафтов, морской флоры и фауны, их взаимосвязи и взаимодействия — как абиотические, так и биотические факторы. Специалисты в этой области будут рассматривать биологическую жизнь в биохимическом, клеточном, индивидуальном и общественном аспектах. Морские экосистемы также представляют интерес, включая морскую среду как биосферу, а также внешнее давление со стороны погодных систем, экосистем суши и давления.Некоторые изучают морскую геологию и географию, а также влияние подводного ландшафта на жизнь и химические процессы (25) .

Экология микробов

Микроорганизмы жизненно важны для всего живого и определяются как те, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, и для них требуется микроскоп. В частности, микробная экология изучает взаимодействия, экологические потребности и отношения трех форм жизни: архей (одноклеточные организмы без ядра), эукариот (одноклеточные или многоклеточные организмы с ядром), бактерий и вирусов.Эти формы жизни существуют в каждой экосистеме биосферы; нет нетронутых мест, от самых глубоких океанов до самых высоких гор. Они представляют собой одни из самых старых форм планетарной жизни. Понимание того, как они эволюционировали и превратились в другие формы жизни, может ответить на многие вопросы о биологической жизни.

Палеоэкология

Пейзажи меняются со временем, иногда в результате естественных процессов, таких как увеличение или уменьшение ледников. Подобные события в прошлом могут иметь катастрофические и фундаментальные изменения для экологии любого размера, включая живущие там биологические организмы.Он изучает изменения ландшафта в геологических временных рамках и исследует вымершие животные и растения (вымершие локально и глобально), включая потенциальные экологические причины этого исчезновения, а также естественные изменения на земле, которые могли привести к изменению биоразнообразия — иммигранты и эмигранты виды (26) .

Экология населения

Давление популяции часто является лишь одним из аспектов каждого подразделения экологии, но популяционная экология связана с пониманием и прогнозированием динамики пространственно-временных отношений одного вида в пределах экологической зоны.Он учитывает влияние численности населения на окружающую среду (27) . Нарушение баланса во взаимоотношениях хищник-жертва, при котором численность популяции неустойчива из-за слишком малого количества добычи (хищники уйдут куда-нибудь, возможно навсегда) или слишком малого количества хищников (популяция видов жертв становится неконтролируемой и ест больше растений, чем может быть жизнеспособно). Оба вредны для окружающей среды. Это также может относиться к человеческому населению, исследуя влияние количества экологически чувствительной окружающей среды.

Количественная экология

Математика как экологический инструмент уже обсуждалась в популяционной экологии (см. Выше), но статистика и математические принципы также могут применяться в других областях экологии. Это область исследований, которая касается точных данных и цифр для понимания экологического профиля. Появление больших данных позволило расширить эту (все еще) небольшую область. В будущем ожидается ответ на пространственные, демографические вопросы и вопросы распределения (28) , а также попытка пролить свет на демографические проблемы в маргинальных районах, в определенное время года или при определенных погодных условиях.

Восстановление экологии

Это подразделение экологии, которое исследует ущерб, нанесенный ландшафту, и пытается решить, какие шаги необходимо предпринять для его восстановления. Ущерб может быть результатом действий человека (например, разлив нефти) или естественным (извержение вулкана, землетрясение, наводнение). Недавние исследования показали, что согласованные усилия по восстановлению ландшафта могут привести к снижению темпов исчезновения лесов (29) . В засушливых западных штатах США продолжающиеся усилия в этой области приводят к успеху в борьбе с инвазивными видами сорняков (30) .Подполе существует с 1980-х годов, хотя люди пытались восстановить и поддерживать среду обитания в течение тысяч лет.

Экология почвы

Почва сама по себе представляет собой увлекательную экосистему; жизненно важны для жизни растений, от которых зависит вся пищевая цепочка, почвы, включая биологическую жизнь (бактерии, вирусы, грибы, простейшие, водоросли), которые живут в почве, и абиологические процессы, которые являются ее частью, включая круговорот питательных веществ, кислотность , гидратация и разложение органических веществ.Теперь это отдельная область исследования из-за того, насколько жизнь зависит от почвы, питательных веществ и содержания в ней воды.

Теоретическая экология

Так же, как большинство областей науки имеет практическую или прикладную сторону, существует также и теоретический аспект. Экология ничем не отличается. Экологическая теория — это развитие универсальных теорий, лежащих в основе всей экологии, независимо от природы экосистемы. Профессионалы, работающие в этой области, определяют экологическую теорию со статистикой и другими математическими моделями, но все чаще используют компьютерное моделирование, анализ данных и компьютерное моделирование.

Городская экология

Урбанизм — небольшая часть человеческого времени, но городская среда — это сложная экология, требующая отдельного изучения. Сегодня около 50% населения живет в городских центрах, и этот показатель будет только расти. Они уже оказали огромное влияние на окружающую среду и представляют собой автономную среду со своими собственными экологическими процессами и системами. Городская экология изучает городскую среду не только в городах как жилых единицах, но и сети, необходимые для их соединения.Это также изучение городских экологических систем на основе органической жизни, которая существует в них — людей и других видов, которые тоже стали домом, таких как грызуны и вредители, виды птиц и связанное с ними биоразнообразие (31) .

Будущее экологии

Экология и ее различные дисциплины вступают в сложные и захватывающие времена. Некоторые проблемы усугубляются, в то время как новые технологии могут помочь практикам упростить процессы и помочь политикам в принятии решений, одновременно повышая осведомленность общественности.

Проблемы экологии

Первая и самая большая проблема — это экология сохранения. Растущее исчезновение видов из-за антропогенного изменения климата — лишь один из факторов. Мы уже видим влияние повышения средней температуры на глобальную экологию (32) . Экологические исследования проводятся во всем развитом мире, чтобы попытаться изучить, какое влияние дальнейшее повышение температуры может иметь или оказывает на локальную, региональную и глобальную экологию.По-прежнему заключаются международные соглашения и принимаются меры для снижения целевых показателей выбросов углерода. Мы знаем, что закисление океана наносит ущерб водной экологии, разрушает кораллы и влияет на биологическую жизнь, которая зависит от этих экосистем. Мы ожидаем, что экологи и экологи останутся в авангарде понимания этих текущих проблем и предложений решений.

Биоразнообразие также является серьезной проблемой. Поскольку расчистка земель в экологически уязвимых районах уступает место сельхозугодьям или городским ландшафтам, это влияет на виды, составляющие этот ландшафт.Утрата среды обитания без обеспечения сохранения может создать серьезный дисбаланс между хищниками и их добычей (33) , лишив жизненно важных источников пищи для травоядных и хищных видов. Городская среда все чаще стремится улучшить биоразнообразие в пределах своей среды (34) ; городские центры не обязательно должны быть экологически опасными. Действительно, многие из них — нет, хотя и случайно, а не намеренно. Преднамеренная посадка дубов способствует появлению гусениц и певчих птиц в городской зоне Мэриленда, где раньше было мало дубов.Важно, чтобы городские дизайнеры и архитекторы знали и продолжали продвигать биоразнообразие и увеличивать возможности выживания для видов, которые вытесняются, или тех, которые уже поселились в наших городских ландшафтах.

Другой повод для беспокойства — экологический ущерб в развивающихся странах. По мере того, как ранее бедные страны улучшают свою экономику, средства к существованию, образ жизни и глобальную экономическую мощь (35) , застройщики вырубают природные ландшафты, чтобы освободить место для городских центров, заводов, дорожной сети и инфраструктуры.Ожидается, что уравновешивание этих экономических потребностей с глобальной экологией станет основным предметом обсуждения как в международных торговых, так и в климатических соглашениях.

Доступ к воде, водная безопасность и нехватка воды в решении всего вышеперечисленного, вероятно, лежат в основе многих наших экологических проблем. В последние несколько лет мы стали свидетелями засух и лесных пожаров в Калифорнии — нехватка воды и избыточное тепло усиливают способность к лесным пожарам, но это проблема не только для засушливых районов в жаркое время года.В регионах с умеренным климатом также наблюдается более быстрый отвод воды. Поощрение людей к использованию меньшего количества воды при росте населения имеет жизненно важное значение для региональной и глобальной экологии.

Новые технологии и достижения в области экологии

Новые технологии, некоторые не связанные с экологией, но несомненно полезные для нее, могут привести к фундаментальным изменениям в том, как некоторые из этих дисциплин работают с собранными ими данными и как их можно использовать для профессиональной или широкой аудитории, а также для политиков, желающих сбалансировать экологические потребности не препятствуя прогрессу или продвижению.Существующие проблемы по-прежнему находятся в центре внимания сообщества. Первый и самый очевидный — это появление больших данных. Мы в основном слышали о коммерческом использовании этого, но он уже используется в научных приложениях для решения местных, региональных и глобальных экологических проблем. Сеть долгосрочных экологических исследований , созданная в 1980 году, например, предоставляет доступ к наборам данных за четыре десятилетия по долгосрочным и крупномасштабным экологическим проблемам. Большие данные и доступ к облаку означают больше, чем когда-либо прежде, исследователи могут получать, изучать и представлять результаты более тщательно и быстрее, чем когда-либо прежде (36) .

Экология сохранения также извлекла выгоду из дешевой и доступной технологии географических информационных систем (ГИС), которая позволяет наносить большие массивы географических данных на карты, использовать их в базах данных, представлять и обрабатывать для отображения практически любой необходимой информации. Преимущество графических данных заключается в том, что они представляют удобоваримую информацию неспециалистам, включая политиков, лиц, принимающих деловые решения, и даже обычного человека, для которого масса математических данных и статистический анализ сбивают с толку.ГИС и глобальное отслеживание могут помочь исследователям изучить изменения окружающей среды и отобразить перемещение видов и отдельных биологических объектов. Добавьте к этому относительную дешевизну и менее навязчивый аспект современного дистанционного зондирования (37) .

Снова слегка связана с появлением «гражданской науки» и краудсорсинговых данных. Это симптом больших данных, а не причина, и он, вероятно, будет полезен исследователям, желающим общаться с людьми в областях, доступ к которым недоступен для их ресурсов.Эти данные полезны из-за огромного объема, который было бы почти невозможно получить даже небольшой команде, и для этого не хватает ресурсов (38) .

Источники

М.Г. Мейсон имеет степень бакалавра археологии и магистра ландшафтной археологии Университета Эксетера. Личный интерес к науке об окружающей среде рос вместе с его формальными исследованиями и в конечном итоге стал частью его аспирантуры, где он изучал как естественные, так и антропогенные изменения окружающей среды на юго-западе Англии; его особые интересы связаны с аэрофотосъемкой.