Гумбольдт вклад в экологию кратко
Обновлено: 30.06.2024
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Алекса́ндр фон Гу́мбольдт (нем. Friedrich Wilhelm Heinrich Alexander Freiherr von Humboldt, 14 сентября 1769, Берлин — 6 мая 1859, Берлин) — немецкий учёный-энциклопедист, физик, метеоролог, географ, ботаник, зоолог и путешественник.
Основоположник географии раститель-ности.
Семья
Отец Гумбольдта — Александр Георг — был прусским офицером. Женившись на Марии Елизавете фон Голведе, он получил двух сыновей: Вильгельма (22 июня 1767) и Александра (1769). Крестными отцами у Александра при крещении в кафедральном соборе Берлина были: будущий король Пруссии Фридрих Вильгельм II, герцог Фердинанд фон Брауншвайг и министр Барон фон Финкенштайн.
Дворец Тегель, родовая собственность Гумбольдтов.
1799-1804 года – путешествие Гумбольдта и Бонплана
Результаты их путешествия были громадны. До Гумбольдта только один пункт внутри Южной Америки — Кито — был точно определён астрономически; геологическое строение её было вовсе неизвестно. Гумбольдт определил широту и долготу многих пунктов, произвёл около 700 гипсометрических измерений, то есть уяснил орографию местности, исследовал её геологию, собрал массу данных о климате страны и указал её отличительные черты.
Гумбольдт и Бонплан в амазонских джунглях.
Гумбольд и Бонплан на фоне Чимборасо.
На склоне деятельной жизни…
В последние годы жизни, приближаясь к девяностолетнему возрасту, он вёл такой же деятельный образ жизни, как в молодости. Он работал, принимал посетителей, сам посещал других и, возвращаясь поздно домой, работал до 3-4 часов ночи.
Гумбольдт был среднего роста, с маленькими изящными руками и ногами. Огромный лоб, живые, быстрые голубые глаза, улыбка, то благодушная, то саркастическая, придавали его лицу выражение мудрости и добродушного лукавства.
Он владел несколькими языками, свободно говорил по-английски, испански, французски…
Одной из причин его огромной популярности была щедрость и бескорыстная любовь к науке, заставлявшая его всеми силами выдвигать и поощрять молодые таланты. Несмотря на свое высокое положение, он не оставил никакого состояния. Любезный и уступчивый в мелочах, Гумбольдт, однако, не проходил молчанием того, что его возмущало; заступался за людей, и нередко упрекал короля за реакционную политику — в довольно резких выражениях. В конце апреля 1859 он простудился и слёг. Смерть приближалась быстро, но без сильных страданий. Сознание сохранилось до последнего дня: он скончался 6 мая 1859.
Итоги
Многочисленные работы Гумбольдта, представляющие целую энциклопедию естествознания, связаны идеей физического мироописания.
Исследования химического состава воздуха привели Гумбольдта и Гей-Люссака к следующим результатам: 1) состав атмосферы остаётся вообще постоянным; 2) содержание кислорода в воздухе — 21 %; 3) воздух не содержит значительной примеси водорода. Это было первое точное исследование атмосферы.
Гумбольдту принадлежит также ряд капитальных исследований о климате южного полушария, о понижении температуры в верхних слоях воздуха, о влиянии моря на температуру нижних слоев воздуха, о границах вечного снега в различных странах и др.
Гумбольдт - основатель ботанической географии. В основу ботанической географии Гумбольдт положил климатический принцип; указал аналогию между постепенным изменением растительности от экватора к полюсу и от подошвы гор к вершине; охарактеризовал растительные пояса, чередующиеся по мере подъёма на вершину горы или при переходе от экватора в северные широты; дал первую попытку разделения земного шара на ботанические области и многое другое.
Памятник Гумбольдту на Унтер-ден-Линден в Берлине.
Глава 1. Краткий очерк истории экологии
Круг вопросов, очерченных Геккелем, интересовал любого пользователя природой, так как жизнь консумента-человека была невозможна без растений и животных. И потому даже до начала цивилизации человек не мог не интересоваться тем, в каких условиях обитают интересующие его ресурсные виды живых организмов.
XVIII–XIX вв. были временем появления тех ростков экологии, которые пышно расцвели в следующем столетии. В эти годы формируются представления об адаптациях (приспособлениях) организмов к условиям среды, зарождаются идеи популяционной экологии и представления о биогенном круговороте веществ (экосистемный подход). Зарождение экологии связано с рядом крупных исторических фигур, которые создали предпосылки для ее расцвета в ХХ в.
К. Линней (1707–1778). Великий натуралист, посвятивший свою жизнь идее создания системы знаний о разнообразии живых организмов. При описании видов Линней указывал их связь с условиями среды и сведения о распространении, то есть был одним из первых аутэкологов. В работах Линнея упоминаются растительные сообщества, которые позднее будут использоваться как маркеры границ экосистем.
Таким образом, в работах Ламарка мы видим истоки и аутэкологического (приспособление видов к условиям среды), и экосистемного (круговорот веществ) подходов[1].
Т. Мальтус (1766–1834). Экономист по основной специальности, Мальтус стал основателем популяционного подхода в экологии. Он сформулировал представление об экспоненциальном (т.е. с постоянно возрастающей скоростью) росте численности народонаселения. Хотя его работы имеют значение в первую очередь для социальной экологии (проблема перенаселения), тем не менее, они сыграли большую роль и для развития общей экологии. Последователем Мальтуса был Ч. Дарвин, который именно под влиянием его идеи о способности любого вида к экспоненциальному росту численности и поэтому неизбежности перенаселения сформулировал представления о борьбе за существование и естественном отборе[2].
Ч. Дарвин (1809–1882). Вклад этого выдающегося английского естествоиспытателя в историю экологии вряд ли нуждается в доказательстве. Опираясь на идеи Мальтуса, он создал учение об естественном отборе, который исключает перенаселение в природе за счет дифференцированного выживания и размножения особей и одновременно служит основным механизмом адаптации организмов к условиям среды. Дарвин объяснил отличие естественного отбора от искусственного отбора, который человек ведет исходя из полезности для себя растений и животных. В итоге искусственного отбора культурные растения и животные теряют свою приспособленность к жизни в естественных условиях, оказываются обреченными на сосуществование с человеком и, как правило, не могут вернуться в дикую природу.
Таким образом, в период предыстории экологии в XVIII –XIX вв. были заложены три основных подхода, которые получили развитие в ХХ в.:
– аутэкологический (Линней, Ламарк, Гумбольдт, Рулье, Дарвин, Геккель);
– популяционный (Мальтус, Дарвин);
– экосистемно-биосферный (Линней, Лавуазье, Ламарк, Гумбольдт, Геккель, Докучаев).
Контрольные вопросы
1. Какой вклад в экологию внес К. Линней?
2. Чем отличаются представления о круговороте веществ А. Лавуазье и К. Линнея?
3. В чем состоит значение работ Т. Мальтуса для экологии?
4. Расскажите о А. Гумбольдте как экологе.
5. Какой вклад в экологию внес Ч. Дарвин?
6. Назовите русских ученых, которые внесли вклад в развитие экологии?
В ХХ в. теоретический арсенал экологии быстро пополнялся, формировались экологический лексикон и система представлений об особенностях отношений организмов и условий среды на разных уровнях организации:
– популяции (более или менее ограниченной в пространстве совокупности особей одного вида с числом, достаточным для самоподдержания);
– сообщества (совокупности организмов разных видов одной или нескольких систематических групп в пределах одного местообитания);
– экосистемы (совокупности организмов и условий среды, включая и самую большую экосистему Земли – биосферу)[4].
Понятия, принципы и закономерности, родившиеся в этот период, составляют теоретический фундамент экологии и подробно обсуждаются в следующих главах учебника. Поэтому здесь мы ограничимся лишь их перечислением с указанием авторов и ссылок на соответствующие разделы учебника. При этом мы отойдем от хронологической последовательности появления элементов теоретической экологии, которая, учитывая сравнительно небольшую продолжительность периода, не имеет существенного значения.
1. Принципы индивидуальности экологии видов и непрерывного изменения (континуума) состава сообществ (и экосистем) вдоль градиентов среды. Независимо сформулированы россиянином Л.Г. Раменским (1884–1953) и американцем Г. Глисоном (1882–1975). В дальнейшем эти принципы были развиты американскими экологами Дж. Кертисом (1913–1961), Р. Уиттекером (1920–1981) и Р. Макинтошем (см. 3.2).
2. Понятие экосистемы как совокупности сосуществующих видов и условий среды их обитания. Предложено А. Тенсли (1871-1955) (см. 10.1).
5. Логистическая (S-образная) кривая роста численности популяции при ограниченных ресурсах со сменой трех фаз: медленного, быстрого и медленного роста. Описана Р. Перлем (1879–1940). В дальнейшем выяснилось, что эта кривая была открыта еще в 1838 г. бельгийским математиком П.Ф. Ферхюльстом (см. 7.3)
7. Математические модели конкуренции. Предложены также в.Вольтеррой и А. Лоткой, но подтверждены русским ученым Г.Ф. Гаузе (1910–1986) в экспериментах с инфузориями. Гаузе сформулировал принцип конкурентного исключения: не могут сосуществовать два вида, занимающих одну экологическую нишу (см. 8.2).
9. Концепция С-, S– и R-стратегий, отражающих отношения организмов к благоприятности условий среды и интенсивности нарушений. Предложена Л.Г. Раменским в 1935 г., свои ценобиотические типы он назвал виолентами, патиентами и эксплерентами. Спустя 40 лет, эти типы были переоткрыты Дж. Граймом и получили приведенные буквенные обозначения. (см. 5.2)
Контрольные вопросы
1. В чем заключается суть дедуктивно-гипотетического подхода в экологии?
2. Перечислите наиболее важные теоретические достижения экологии в первой половине ХХ в.
Принцип экологической индивидуальности видов и их независимого распределения по градиентам среды в соответствии с симметричной колоколовидной кривой оказался не соответствующим действительности. В ряде случаев кривые распределения были асимметричными и даже полимодальными, что свидетельствовало о зависимости распределений видов друг от друга.
Как оказалось, продуктивными и богатыми видами могут быть не только климаксовые, устойчивые, но и сообщества, которые меняются в направлении климакса. Конвергенция всего разнообразия экосистем природного района в одну климаксовую экосистему просто невозможна, в каждом природном районе есть несколько климаксовых экосистем. Сукцессии, ведущие к климаксу, оказались стохастическими, а не жестко детерминированными процессами, в ходе которых виды сменяют друг друга в четкой последовательности. В ходе сукцессии не обязательно происходит улучшение условий, повышение биологической продукции и видового разнообразия, возможно ухудшение условий среды и сооттветственно снижение биологической продукции и видового богатства.
Принцип конкурентного исключения, согласно которому в одной экологической нише не могут сосуществовать два вида, также оказался не универсальным. Во многих случаях при наличии сдерживающего фактора (нарушение, абиотический стресс, влияния конкурента и т.д.) виды могут не расходиться по разным нишам. Кроме того, несколько видов могут поочередно занимать одну и ту же нишу.
Далекой от реальности оказалась и модель формирования биоразнообразия на островах. Разные виды имеют разные шансы попасть на разные острова или быть вытесненными из их экосистем.
Стало очевидным, что разнообразие биологических объектов, как популяционного, так и экосистемного уровня, столь велико, что крайне сложно отыскать всеобщие законы, которые бы объясняли происходящие процессы, пространственные закономерности и позволяли прогнозировать их. Для сужения сферы их действия (определения областей экстраполяции) экологам потребовалось ввести понятия биологического пространства и биологического времени.
Первое измерение связано с размером особей и их подвижностью (не может быть одно пространство у тли, зайца и слона), второе – с продолжительностью жизненного цикла (он также различается у планктонной зеленой водоросли, ветвистоусого рачка, плотвы и сома).
Контрольные вопросы
Учебник. Александр Гумбольдт
Гумбольдт (Humboldt) Александр (14.09.1769, Берлин 06.05.1859, там же), немецкий естествоиспытатель, географ и путешественник. Член Берлинской АН (1800), почётный член Петербургской АН (1818). Родился в семье придворного саксонского курфюрста. В 1787 92 изучал естествознание, экономические науки, право и горное дело в университетах во Франкфурте-на-Одере и Гёттингене, в Гамбургской торговой и Фрейбергской горной академиях. В 1790 вместе с Г. Форстером, оказавшим на него глубокое влияние, путешествовал по Франции, Нидерландам и Англии. Первая научная работа, написанная Гумбольдтом с позиций господствовавшего тогда нептунизма, была посвящена базальтам (1790). В 1792 95 Гумбольдт служил в прусском горном ведомстве. В 1793 было опубликовано его ботанико-физиологическое исследование Подземная флора Фрейберга , в которой Гумбольдт обобщил свои наблюдения о тайнобрачных растениях. Его опыты над раздражимостью нервных и мускульных волокон описаны в монографии 1797.
В 1799 1804 Гумбольдт вместе с французким ботаником Э. Бонпланом путешествовал по Центральной и Южной Америке. Вернувшись в Европу с богатыми коллекциями, он более 20 лет обрабатывал их в Париже вместе с другими видными учёными. В 1807 34 вышло 30-томное Путешествие в равноденственные области Нового Света в 1799 1804 гг. , большую часть которого составляют описания растений (16 томов), астрономо-геодезические и картографические материалы, другую часть зоология и сравнительная анатомия, описание путешествия и др. По материалам экспедиции Гумбольдт опубликовал ряд других работ, в том числе Картины природы (1808).
В 1827 переехал из Парижа в Берлин, где исполнял обязанности камергера и советника прусского короля. В 1829 совершил путешествие по России на Урал, Алтай и к Каспийскому морю. Природа Азии была освещена им в работах Фрагменты по геологии и климатологии Азии (1831) и Центральная Азия (1843). Позднее Гумбольдт попытался обобщить все научные знания о природе Земли и Вселенной в монументальном труде Космос (1845 62, 5-й том остался незавершённым). Этот труд Гумбольдта выдающееся произведение передовой материалистической натурфилософии первой половины XIX в. Произведения Гумбольдта оказали большое влияние на развитие естествознания (Ч. Дарвин, Ч. Лайель, Н. А. Северцов, К. Ф. Рулье, В. В. Докучаев, В. И. Вернадский и др.).
Исходя из общих принципов и применяя сравнительный метод, Гумбольдт создавал физическую географию, призванную выяснить закономерности на земной поверхности, в её твёрдой, жидкой и воздушной оболочках. Воззрения Гумбольдта послужили основой общего землеведения (общей физической географии) и ландшафтоведения, а также географии растений и климатологии. Гумбольдт обосновал идею закономерного зонального распространения растительности на поверхности Земли (широтная и вертикальная зональность), развивал экологическое направление в географии растений. В связи с последним уделял большое внимание изучению климата и впервые широко применил для его характеристики среднестатистические показатели, разработал метод изотерм и составил схематическую карту их распределения для Северного полушария. Гумбольдт дал подробную характеристику континентального и приморского климатов, указал на причины их различий и процессы формирования.
Круг научных интересов Гумбольдта был настолько широк, что современники называли его Аристотелем XIX века . Он был связан дружбой и научными интересами с И. В. Гёте, Ф. Шиллером, П. Далласом, Д. Ф. Араго, К. Гауссом, Л. Бухом, в России с А. Я. Купфером, Ф. П. Дитке, Н. И. Лобачевским, Д. М. Перевощиковым, И. М. Симоновым, В. Я. Струве.
Гумбольдт являлся поборником гуманизма и разума, выступал против неравенства рас и народов, против захватнических войн. Именем Гумбольдта назван ряд географических объектов, в том числе хребты в Центральной Азии (хребет Улан-Дабан) и Северной Америке, гора на о. Новая Каледония, ледник на северо-западе Гренландии, река и несколько населённых пунктов в США, ряд растений, минерал, а также кратер на Луне. Имя братьев Александра и Вильгельма Гумбольдта носит университет в Берлине (ГДР).
О зависимости растений от внешних условий хорошо знали уже первые земледельцы 10-15 тыс. лет назад. О том, что разные виды животных связаны с определенными условиями, что их численность зависит от урожая семян и плодов, которыми питаются животные, наверняка знали древние охотники уже 100-150 тыс. лет назад. Оборот сельскохозяйственных культур на полях и огородах (севооборот) применяли в древнем Египте, древнем Китае и древней Индии 5 тысячелетий назад. Сложнейшая и экологически выверенная система земледелия была у индейцев майя в древней Америке.
Карл Линней - великий шведский ученый, создатель системы живых организмов, принципами которой мы пользуемся и сегодня
Александр Гумбольдт - великий немецкий ученый, заложивший основы биогеографии. Его заслуги перед экологией очень велики.
Для становления науки экологии в конце XIX - начале ХХ веков большую роль сыграли многие русские ученые. Из них можно назвать нескольких, считающихся основоположниками новых научных направлений: А.Н. Бекетов, С.А. Усов, М.А. Мензбир, П.П. Сушкин, Б.М. Житков, Д.Н. Кошкаров, В.В. Станчинский, Н.П. Наумов, А.Н. Формозов, Н.И. Калабуков, Н.Ф. Леваковский, С.И. Коржинский, А.Я. Гордягин, И.К. Пачоский, А.Н. Краснов, Г.И. Танфильев, П.Н. Крылов, Г.Ф. Морозов и многие другие. В это время вышло много монографий и учебных пособий по географии растений, экологии животных и экологии растений.
Годом рождения общей экологии как науки об экосистемах принято считать 1935 г. - год выхода в свет учения об экосистемах английского геоботаника А. Тенсли. В 1942 г. сходные идеи опубликовал русский ученый В.Н. Сукачев, выдвинувший систему понятий о биогеоценозе. Биогеоценоз В.Н. Сукачева - практически полный аналог экосистемы А. Тенсли.
В первой половине и в середине ХХ века развитие экологии в России было связано с такими именами, как: Б.Г. Иоганзен, М.С. Гиляров, Г.А. Викторов, В.Н. Беклемишев, С.С. Шварц, П.Д. Ярошенко, Г.И. Поплавская, А.П. Шенников, В.Г. Карпов, Т.А. Работнов, Л.Г. Раменский, Т.К. Горышина, В.Д. Александрова, Б.А. Тихомиров, В.И. Василевич, Л.Е. Родин, В.Б. Сочава и др. Из зарубежный ученых ХХ столетия следует выделить следующих: А. Пирс, Ч. Элтон, В. Шелфорд, В. Мак-Дуголл, Ф. Клементс, Ю. Одум, Э. Пианка, Р. Риклефс, Ф. Рамада и др. Многие из перечисленных исследователей являются авторами монографий, учебников и учебных пособий.
Особую и важнейшую роль в становлении и развитии экологии сыграл великий русский ученый В.И. Вернадский - создатель учения о биосфере. Открытие биосферы В.И. Вернадским в начале ХХ столетия принадлежит к величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей теорией относительности, открытием наследственного кода у живых организмов и теорией расширяющейся Вселенной. В.И. Вернадский доказал, что жизнь на земле - явление общепланетарное и космическое, что биосфера - это вещественно-энергетическая система, обеспечивающая биологический круговорот химических элементов и эволюцию всех живых организмов, включая и человека.
Владимир Иванович Вернадский был первым, кто увидел в биосфере сложную и хорошо отрегулированную за много сотен миллионов лет эволюции общепланетарную биогеохимическую систему. Не только составом атмосферы и гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора – это продукт биосферы.
Здесь мы поместили портреты далеко не всех ученых, внесших большой вклад в создание и развитие науки экологии. Но вглядитесь внимательно в их лица, и вы убедитесь в том, насколько проницателен их взгляд. Они уже ушли в мир иной, а их гениальными прозрениями мы пользуемся сегодня, наши дети и внуки будут пользоваться завтра.
Очень нелегким был путь этих людей на Земле. Всякому, кто приносит новое и непонятное, в нашем обществе уготованы тернии. Большинству людей не хочется расставаться со старыми отжившими представлениями о себе любимом, о природе. Мы к ним привыкаем - к этим устаревшим представлениям, как к старым стоптанным домашним тапочкам.
Редко, кто из этих мыслителей при жизни заслужил положенные ему лавры. Слава к ним пришла либо в конце жизни, либо после смерти. Но что им слава. Ведь они первыми проникли в неведомое, первыми увидели и поняли то, что до них не видел и не понимал никто. Я думаю, что все они по-настоящему были счастливыми людьми.
Читайте также: