Натуралисты, охотники, рыбаки, земледельцы, животноводы ясно понимают, что любые проявления жизнедеятельности животных и растений теснейшим образом связаны с условиями их существования.
Но наука о взаимоотношениях животных или растений со средой относительно молода. Лишь в середине XIX века наиболее дальновидные ботаники и зоологи, среди них наши соотечественники — К. Ф. Рулье, Н. А. Северцев и другие, сумели поставить проблему «Организм и среда» с необходимой ясностью и строгостью, а в 1866 году знаменитый соратник Дарвина Э. Геккель придумал новой науке название — «экология». Иными словами, это изучение животных «у себя дома», в естественной среде обитания.
Каждая наука имеет свой объект исследования и свой метод работы. Объект экологии — животные (или растения) в естественной среде обитания, основной ее метод — полевые исследования. Рождение новой науки отнюдь не было встречено с восторгом. В те далекие времена связь с землей (в самом непосредственном значении этого слова) не казалась достойной высокой науки. По представлениям ученых XIX века, науку надлежало творить в тиши кабинетов, в белых халатах и строгих академических шапочках. Эколог же, изучающий животных в их естественной среде, вынужден работать в поле, в болотных сапогах и в плаще. Его руки грубеют от тяжелой физической работы, лицо обветрено, искусано комарами… Радикулит становится профессиональным заболеванием ботаников и зоологов нового типа.
Я пишу все это не для того, чтобы разбавить разговор о науке беллетристикой. И в наше время впечатление о «научности» той или иной деятельности нередко основано на чисто внешних признаках. Крупнейший энтомолог, вооруженный сачком и морилкой, внушает непосвященным куда меньше почтения, чем молодой лаборант у электронного микроскопа. А сто лет назад этот своеобразный критерий научности нередко становился решающим. «Чистые» зоологи и ботаники стремились даже как-то отгородиться от «натуралистов». В Германии возник даже «Журнал научной зоологии», как будто может существовать и зоология ненаучная.
Но время шло, и стало очевидным, что, не зная, как живет растение или животное в природной обстановке, нельзя правильно понять и результаты лабораторных исследований и, что самое главное, нельзя применить выводы на практике. Экология быстро развивалась, стала одной из господствующих биологических наук. Ее главная задача формулировалась по-старому. Вот, например, как формулирует задачи экологии крупнейший советский эколог, автор первого русского учебника экологии животных Д. Н. Кашкаров:
«Изучение приспособлений морфологических, физиологических, приспособлений в поведении, а также и противоречий между организмом и средой, изучение истории жизни вида (или комплекса), представляющей постоянное колебание между противоречиями и приспособлениями организма к условиям окружающей среды, и составляет сущность, содержание или предмет экологии».
Успехи экологии отражались и на развитии других Наук. Коль скоро любые проявления жизнедеятельности Животных определяются условиями их существования, то ясно, что и работа отдельных органов и тканей, состояние организма в целом изменяются в соответствии с переменами во внешней среде. А это — коренные проблемы физиологии.
Но если на заре развития этой науки необходимо было, например, установить, что сердце — это насос, который прогоняет кровь по артериям и венам, то сейчас первостепенное значение имеют уже другие задачи — как работает сердце при изменении температуры или повышении физической активности, при подъеме в горы или в зависимости от условий питания и т. д. Иными словами, современный физиолог стремится установить связь между работой отдельных органов и условиями, в которых находится организм. Нет нужды добавлять, что такой подход не только увеличивает ценность физиологических исследований, но и придает им важное практическое значение.
Неудивительно, что и задачи физиологии стали формулироваться иначе. Вот, например, как определяет задачи физиологии крупный советский биолог А. Г. Гинецинский в известной книге «Наука глазами ученого», вышедшей в 1963 году:
«На современном языке — это проблема изучения механизмов функционирования систем организма и их регуляций, проблема взаимоотношения организма со средой, его приспособляемости и устойчивости к условиям внешнего мира».
Казалось бы, что задачи экологии и физиологии неминуемо должны сомкнуться. В действительности этого не произошло и не произойдет.
Специфика экологии заключается прежде всего в том, что она изучает реакцию того или иного вида животного или растения на изменение условий существования с учетом его образа жизни. В одинаковой среде виды, ведущие разный образ жизни, по существу, подвергаются воздействию разных условий существования.
Пустынный геккон, ведущий строго ночной образ жизни, не знает, что такое пустынный зной, и погибает на солнце через несколько минут. Живущая рядом с ним другая ящерица — круглоголовка — дневное животное и обладает интереснейшим комплексом приспособлений, помогающим ей поддерживать нормальное существование в самых жарких пустынях. Ее трудно содержать в террариуме, так как комнатная температура для нее слишком низка. Даже обогрев лампой не помогает: круглоголовки погибают через несколько недель. Чтобы эти красивые рептилии жили в неволе, и песок должен подогреваться. Таким образом, между двумя видами из одной и той же среды (геккон и круглоголовка) существуют громадные различия, которые определяются различиями в их образе жизни.
Понятие «образ жизни» весьма емкое. Чтобы установить образ жизни обыкновенной домовой мыши, надо изучить характер распределения ее на занятой территории (оно оказывается не таким простым, как кажется), сезонные перемещения, фенологию размножения, скорость роста и развития молодняка, родившегося в разное время и в разных условиях, изменение поведения в зависимости от характера питания, семейную жизнь, поведение совместно обитающих животных и многое, многое другое.
Если всего этого мы не будем знать, то не поймем жизни вида, и в частности не сумеем бороться с вредителем. Более того, борьба с вредными животными без знания образа их жизни, как правило, приносит только вред, так как приводит в действие механизмы, повышающие размножение животных. Применение же ядов в подобных случаях может привести к отравлению полезных животных.
Становится понятным, что изучение образа жизни неисчислимого множества окружающих нас видов — задача вполне достойная самостоятельной науки. Тем не менее лицо современной экологии определяет другая сторона ее деятельности.
Мы уже знаем, вид утверждает себя в форме популяций. Поэтому изучение образа жизни вида означает изучение жизни его популяций. Естественно, что изучать популяцию, не изучая животных, из которых она слагается, невозможно.
Еще несколько десятков лет назад изучение образа жизни вида знаменовало собой завершение работы эколога, сейчас оно рассматривается лишь как завершение первого, подготовительного, ее этапа. Популяционная экология стала важнейшей главой экологии, а, по сути дела, ее основным содержанием.
Конечная задача экологии в том, чтобы понять жизнь природы. Переходя от изучения особи к изучению популяции, мы делаем в этом отношении важный, но всего лишь первый шаг вперед. Вид существует в форме популяций. Поэтому познание жизни вида «почти» исчерпывается познанием жизни его популяций.
Но в природе виды не живут в одиночку, они входят в более или менее сложные биогеоценозы. Чтобы познать жизнь вида, надо понять, какое место он занимает в жизни биогеоценоза. Естественно поэтому, что изучение биогеоценозов не может быть исключено из числа главных задач экологии.
Современная экология состоит, таким образом, из трех разделов: экология особи, экология популяций и экология сообществ (биогеоценозов). Многие биологи рассматривают биогеоценологию в качестве самостоятельной науки и склонны сводить современную экологию к экологии популяций. Другие рассматривают «экологию особи», лишь в качестве «материала» при построении экологии популяций и экологии биогеоценозов. Третьи видят в указанных направлениях экологии лишь главы единой науки.
Но, в конце концов, дело не в названии. Суть в том, что развитие экологии привело к ясному пониманию неоспоримого факта: чтобы познать жизнь природы, нельзя ограничиваться изучением отдельных индивидов, необходимо исследовать и надорганизменные системы биологической интеграфии — популяции и биогеоценозы. Иными словами, экология — это паука о структуре природы. Это определение дано известным американским экологом Е. Одумом, книга которого «Экология» пользуется в нашей стране заслуженной популярностью.
Однако структура природы находится сейчас под сильнейшим воздействием человека. Необходимо согласовать интересы развития промышленности и поддержание природного равновесия. В связи с этим возможно и еще одно определение экологии, которое ей дал один из старейших экологов мира Ч. Элтон, многие книги которого переведены на русский язык. Экология, как утверждает Элтон,— это теория создания измененного мира.
Это определение еще менее точное и менее строгое, чем предыдущие, зато оно в предельно четкой форме определяет главную, перспективную задачу нашей пауки.