Биологи давно установили, что растения и животные существуют не сами
по себе, а в тесной зависимости от окружающей неживой природы (климата,
почв, рельефа) и от других организмов, испытывают на себе их воздействие,
должны к ним приспосабливаться. Жизнь животных и растений в изоляции от
остальной природы невозможна, поскольку только оттуда они получают воздух
и воду, там добывают пищу и находят укрытия от врагов и непогоды.
В процессе исторического развития, в результате естественного отбора
у растений и животных возникли тончайшие, порой удивляющие нас приспособления
к условиям обитания. Так, вся организация крота свидетельствует о том,
что он подземный житель. Форель — типичный обитатель быстротекущих рек
и ручьев, а карась — тихих стоячих прудов. Кувшинка и тростник — растения
пресных водоемов. Мох сфагнум характерен для болот, саксаул и кактусы —
для пустынь.
Глубокий отпечаток на растения и животных накладывает их существование
среди других организмов, взаимодействие с ними. Сосна, выросшая на поляне,
вдали от опушки леса, отличается широкой, развесистой кроной, начинающейся
низко над землей. У сосен, растущих по соседству, но в лесу, кроны сдвинуты
вверх, узкие, нередко неравномерно, асимметрично развитые. Тому причиной
взаимное влияние деревьев в насаждении, их конкуренция.
Зависимость растений и животных от условий существования, тесные связи
между совместно живущими организмами изучает особая отрасль биологии —
экология. Термин «экология» был предложен в 1866 г. известным немецким
зоологом, последователем Ч. Дарвина Эрнстом Геккелем. Это название образовано
из двух греческих слов: «экос» (или «ойкос»), т. е. убежище, дом, местопребывание,
и «логос» — учение. Следовательно, буквально экология — наука о жизни животных
и растений «у себя дома», т. е. в естественной обстановке. Фактически экология
охватывает очень широкий круг вопросов.
Во-первых, она изучает влияние на различные виды организмов отдельных
элементов среды, или факторов среды, а также их комплексов. Среди
них различают физико-химические факторы (температура, свет, влажность,
осадки, ветер, почва и т. п.), биотические (взаимное влияние организмов
друг на друга), антропогенный фактор (влияние на живую природу деятельности
человека). Во-вторых, экологи изучают так называемые популяции животных
и растений, т. е. группировки особей, которые принадлежат к одному виду,
обитают на ограниченном пространстве и обладают общими признаками и биологическими
свойствами. Наконец, очень важное место в экологии занимает познание не
только отдельных видов и составляющих их популяций, но и целых животно-растительных
сообществ, или биоценозов, состоящих из популяций разных видов.
Этот раздел экологии называется биоценологией.
У меч-рыбы и камбалы разные условия обитания, и потому формы их тел
различны.
Основная арена научного поиска эквлогов — сама природа. В экспедициях
и на стационарах экологи ведут наблюдения за жизнью растений и животных
в различных условиях, стремятся установить закономерности воздействия на
организмы факторов среды, проводят количественные учеты, выясняют распределение
животных и растений по местности, изучают популяции и сообщества. На «вооружении»
ученых — самая разнообразная техника, включая самолеты и вертолеты, приборы
ночного видения — ноктовизоры, дистанционные электрические термометры,
электронные приборы для радиотрекинга (выслеживания животных с помощью
радио), точные приборы для определения интенсивности фотосинтеза и транспирации
растений непосредственно в природе и многое другое.
Сосна, выросшая на поляне (справа), и сосны в лесу.
Полевые экологические исследования сочетаются с лабораторными. В лабораториях
с помощью сложных приборов и точных физиологических и биохимических методов
экологи-экспериментаторы выясняют, каким путем действуют на организмы свет,
температура, пища и другие факторы. Экспериментальное направление в экологических
исследованиях в наше время приобрело такое большое значение, что его считают
особой научной дисциплиной — физиологической экологией (экологической физиологией).