Ugrás a tartalomhoz

Ökológia

Dr. Horváth Balázs, Pestiné dr. Rácz Éva Veronika (2011)

Chapter 1.  Az ökológia, mint tudományterület (Pestiné dr. Rácz Éva Veronika)  

Chapter 1.  Az ökológia, mint tudományterület (Pestiné dr. Rácz Éva Veronika)  

Az ökológia a környezetvédelem igen fontos, és a természetvédelem kétségkívül legfontosabb alaptudománya. Az ökológia a biológia tudomány szupraindividuális (azaz egyedfeletti szerveződési szinteken vizsgálódó) ágának egy részterülete. Élőlények csoportjainak elhelyezkedési mintázatával, környezetükhöz való viszonyával foglalkozik.

Az ökológia szó jelentése mást takar az angolszász és a kontinentális európai és a magyar szakirodalomban. Mind az ökológia tudomány, mind pedig annak legfontosabb fogalmainak pontos definiálásában máig nincs teljes egyetértés, sőt a szakirodalmon kívül sokszor divatszóként is használják. Az ökológia körüli fogalmi zűrzavar kialakulását és tisztulását a tudomány történetében követhetjük nyomon.

Az ökológia története

Az ökológia mint elkülönült, ekképpen elnevezett tudományág igen fiatal. Magát az ökológia kifejezést 1866-ban alkotta meg Ernst Haeckel, és még nagyjából további három évtized kellett a tudomány tényleges megszervezésére. Ezt jóval megelőzve azonban számos, máig fontos elmélet fogalmazódott meg és temérdek ökológiai ismeret gyűlt össze.

Az első ökológiai felismerések, elméletek és alkalmazások egészen az ókorból erednek. Az ökológia – több természettudománnyal együtt – századokon át fejlődött a természetrajz (natural history) keretein belül, és csak viszonylag későn vált önállóvá. Sok, az ökológia altudományának tekinthető tudományág hamarabb megjelent (pl. parazitológia, limnológia, növény- és állatökológia) és többé-kevésbé függetlenül fejlődött (Egerton 2001, 2008). Az ökológia-tudomány történetének részletes ismertetése helyett csupán néhány fontos mérföldkövet emelünk ki (1.1. táblázat).

Table 1.1.  1.1. táblázat: Az ökológia történetének mérföldkövei (életrajzi adatok Egerton 2001-2011, McIntosh 1985, Keller&Golley 2000)

Kr. e ~484 –~425 Hérodotosz görög történetíró Beszámol fajok mutualisztikus kapcsolatáról. Biológiai egyensúly koncepciója megjelenik írásában.
Kr. e. 427–348/7 Platón szuperorganizmus elképzelés
Kr. e. ~371 – ~287 Theophrasztosz görög filozófus, természettudós Arisztotelész tanítványa, Lükeion vezetésében utódja De Causis Plantarum (A növények okairól) : növények talajból, vízből táplálkoznak, megporzás szerepe és mikéntje, parazitizmus leírása
~23–79 Caius Plinius Secundus római író, polihisztor Naturalis historiae – enciklopédia, egészében fennmaradt
980-1037 Ibn Szina (Avicenna) perzsa természettudós Kitab al-Sifá (Gyógyítás könyve) – filozófiai és természettudományos enciklopédia
673–1050 Al Biruni arab geográfus India  – elsősorban földrajzi tárgyú könyve, de ökológiai megjegyzéseket is tartalmaz: korlátlan növekedés, fajok terjedése
1194–1250 Hochenstaufen II. Frigyes Szicília és Dél-Itália királya De Arte Venandi cum Avibus (Madarakkal vadászás művészete) – solymászat, madarak viselkedése
~1200–1280 Albertus Magnus skolasztikus német teológus, filozófus, polihisztor Liber de natura locorum (Földrajz), De vegetabilibus libri VII (növénytan), De animalibus libri XXVI (állattan) átfogó enciklopédiák
1522–1605 Ulisse Aldrovandi itáliai természettudós 13 gazdagon illusztrált természetrajzi témájú kötet; biológiai egyensúly elméletének felelevenítése és kiterjesztése növényekre, a természetrajz atyja Linné és Buffon szerint
1516–1565 Konrad Gessner svájci természettudós Historia animalium (5 kötet), Historia plantarum (befejezetlen) illusztrált enciklopédiák, az ókori tudás összegzése
1620–1674 John Graunt angol kereskedő, demográfus Natural and Political Observations Made upon the Bills of Mortality statisztikai értekezés halálozási adatok alapján, a demográfia megalapozója, élettáblák – túlélési valószínűségek
1609–1676 Sir Matthew Hale angol ügyvéd, polgári ügyek legfőbb bírája The Primitive Origination of Mankind, Considered and Examined According to the Light of Nature (1677) emberi és állati populációk demográfiája - becslések
1626–1698 Francesco Redi,itáliai orvos, természettudós kontrollos kísérlet feltalálója, cáfolta az ősnemzés (spontán generáció) tanát, paraziták életciklusát vizsgálta
1623–1705 John Ray angol természettudós, természetteológus A természetrajznak növény- és állatfajok azonosításán kell alapulni, fajokat megtalálási helyükkel együtt rögzíti, számos ökológiai megfigyelés, pl. évgyűrűk és a fák kora.
1632–1723 Antoni van Leeuwenhoek holland kereskedő mikroszkopikus élet vizsgálata; spermiumok felfedezése, paraziták vizsgálata, kártevők szaporodására kísérlet és számítás (elméleti növekedési ráta), tápláléklánc vizsgálata
1688–1732 Richard Bradley angol botanikus növények és állatok produktivitása és tápértéke, „minden élőlény függ a többiektől”
1683–1757 Rene-Antoine Frechault Réaumur francia természettudós, entomológus Mémoires pour servir à l’histoire des insectes . (6 kötetes rovartan), hőmérséklet hatása a rovarok fejlődésére, entomofág paraziták leírója, rovarok viselkedése - etológia
1707–1778 Carolus Linnaeus (Linné), svéd természettudós, taxonómus ökológiai tudományok (oeconomia naturae = természet ökonómiája) elmélet, a növényföldrajz atyja; növények terjedése, élőhelyek karakterisztikus fajai, szukcesszió
1707–1788 Georges-Louis Leclerc Comte de Buffon, francia tudós, enciklopédista Histoire naturelle, générale et particulière (36 kötet) különböző terültetek élővilága különböző, hasonlóságok oka korábbi szárazföldi összeköttetés – biogeográfiai gondolatok, fajok megváltozhatnak
1766–1834 Thomas Robert Malthus angol lelkész, demográfus An Essay on the Principle of Population (Tanulmány a népesedés elvéről) korlátozás nélkül a népesség geometriai haladvány szerint növekszik, míg az élelem csak számtani haladvány szerint
1769–1859 Alexander von Humboldt német természettudós, felfedező vegetáción alapuló biogeográfia, asszociációk, életforma-felosztás, magashegységi zonalitás
1815–1854 Edward Forbes, Jr tengeri gerinctelenek leírása, élőhelyzónák elkülönítése tengerekben
1809–1882 Charles Robert Darwin angol természettudós Journal of Researches (Egy természettudós utazásai): számos faj ökológiai leírása, hasonló fajok összevetése, betelepített fajok hatása az Újvilágban és szigeteken, korallzátonyok kialakulásának elmélete. A fajok eredete: az evolúciós ökológia megalapozása
1825–1908 Karl August Möbius német zoológus, anatómus Die Auster und die Austernwirtschaft (Az osztriga és az osztrigatelep) biocönózis kifejezés, növények és állatok egy biotikus közösséget alkotnak, az emberi zavarás megváltoztatja az életközösséget, fajok kihalásához is vezethet
1834–1919 Ernst Haeckel német zoológus Generelle Morphologie der Organismen  (Az élőlények általános testfelépítése): ökológia kifejezés és első definíciói
1841–1924 Johannes Eugenius B. Warming dán botanikus, ökológus

Plantesamfund (Növényökológia) – első ilyen tárgyú egyetemi tankönyv. Elsősorban az abiotikus faktorok szerepét hangsúlyozta a növények elterjedési mintázatának okaként.

1844–1930 Stephen Alfred Forbes amerikai zoológus The Lake as a Microcosm édesvízi ökoszisztémák vizsgálata
1841–1912 François Alphonse Forel svájci zoológus Genfi-tó vizsgálata, kutatását limnológiának nevezte
1925-26 Vito Volterra (1860–1940) olasz matematikus, fizikus és Alfred J. Lotka (1880–1949) amerikai statisztikus matematika konceptuális alkalmazása a biológiában ragadozó-zsákmány modell populációdinamikai oszcilláció magyarázata
1874–1945 Frederic Edward Clements amerikai növényökológus szukcesszió tanulmányozása: klimax felé tart; szuperorganizmus elmélet az életközösségekben a növényeknek és állatoknak egyformán fontos szerepe van
1877–1968 Victor Ernest Shelford amerikai zoológus, állatökológus környezeti tényezők hatása állatközösségekre, populációk toleranciatartománya – tolerancia-törvény Clements & Shelford (1939): Bio-ecology: könyvük megpróbálja egyesíteni a növény- és állatökológiát
1871–1955 Sir Arthur George Tansley angol botanikus ökosziszéma és ökotóp fogalmának megalkotója British Ecological Society alapítója
1882–1960 August Friedrich Thienemann német zoológus, ökológus, limnológus észak-németországi tavak gerinctelen faunája, összehasonlítás indonéziai tavakkal-tavakat a környékükkel és történetükkel együtt kell vizsgálni
1882–1975 Henry Allan Gleason amerikai botanikus, ökológus The Individualistic Concept of the Plant Association – individualista elmélet a növényközösségek szukcessziójára (↔ Clements), a növényközösségek egyediek és véletlen folyamatok befolyásolják ,asszociáció fogalma
1900–1991 Charles Sutherland Elton angol zoológus, ökológus Animal Ecology – Állatökológia: táplálékláncok, számok piramisa, ökológiai niche özönfajok hatásának vizsgálata
1903–1991 George Evelyn Hutchinson angol-amerikai zoológus modern limnológia megalapozója, modern ökológia alapkérdései: miért van olyan sok faj, plankton-paradoxon
1913–2002 Eugene P. Odum (1913–2002) és Howard T. Odum(1924–2002) Fundamentals of Ecology – ökológia tankönyv ökoszisztéma ökológia IBP
1930–1972 Robert Helmer MacArthur amerikai ökológus modern populációbiológia és elméleti biológia E.O. Wilson & MacArthur: The Theory of Island Biogeography – a szigetbiogeográfia elmélet

Az emberiség már az ókorban tisztában volt bizonyos ökológiainak mondható ismeretekkel. A korai görög tudomány felvetett olyan gondolatokat, amelyeket ma kifejezetten ökológiainak gondolunk. Ilyen a biológiai egyensúly (balance of nature) elmélete, ami már Hérodotosz és Theophrasztosz írásaiban fellelhető. Bár a hellenisztikus kor és a római kultúra nem járult hozzá jelentősen az ökológiát előkészítő ismeretek bővítéséhez, vitathatatlan érdeme a görög műveltség megtartása fordítások és kivonatok készítésével (Plinius).

Az első századok után a tudományok virágzása az arab világban éledt újjá. Az arab természettudósok a birodalom hatalmas kiterjedésének kihasználásával rengeteg földrajzi, biogeográfiai megfigyelést gyűjtöttek össze (Ibn Senna, Al Biruni), melyhez fogható ismeretszerzés a nyugati tudományban csak a nagy felfedezések korát követően történt.

A természetrajz művelői a természet élő és élettelen formagazdagságának számbavétele, az élet megannyi csodálatos jelenségének megfigyelése és megfejtése közben számos ökológiai szempontból érdekes megfigyelést is tettek (II. Frigyes, Aldrovandi, Albertus Magnus, Gessner, Redi, Ray, Leeuwenhoek, Bradley, Réaumur). A fajok leírása, rendszerezése (Linné) szükséges alapja volt az ökológiai kérdések (miért, hogyan) felvetésének. A tudományos forradalom után a leltárba vételükön túllépve a fajokra egyre inkább úgy tekintettek, mint fizikai környezetük által meghatározott, közösségekben élő szervezetek (Buffon, Humboldt, Warming). Az élőlények mennyiségének okait keresve a XVI-XVIII. században kibontakozó demográfiában és a populációdinamikában jelentős eredmények születtek (Graunt, Hale, Buffon, Malthus).

1.1. kép Carl von Linné (Alexander Roslin olajfestménye, 1775)

1.2. kép Thomas Robert Malthus (John Linnell festménye, 1833)

Az ökológia előtörténetének egyik legfontosabb folyamata annak megértése volt, hogy a fajok nem állandóak, hanem elterjedésük közben maguk is változnak a környezeti feltételekhez alkalmazkodva. A fajok kihalásának és keletkezésének mechanizmusa; az evolúció léte és mikéntje az ökológia alapkövének tekinthető (Lamarck, Watson, Darwin).

1.3. kép Charles Robert Darwin (George Richmond, 1840: Darwin Múzeum, Downe, Egyesült Királyság)

A XIX. század végére a közösségek szerkezete került a vizsgálódás központjába, először vízi élőhelyekkel kapcsolatban (Möbius, E. Forbes), ami a limnológia megszületéséhez is vezetett (S. A. Forbes, Forel). A jórész német hagyományokon nyugvó növényfiziológia és növényföldrajz fejlődése vezetett el az autökológiához (ami az egyedek, populációk környezetükhöz való viszonyait vizsgálja), míg a szünökológiában (közösségek ökológiája) elsősorban amerikai kutatók értek el eredményeket a XIX és XX. század fordulóján (Clements, Gleason).

A limnológia (Huchinson, Thienemann), az állatökológia (Adams, Shelford, Elton) a növényökológia (Tansley, Curtis) és tengeri ökológia (Forbes) szinte függetlenül fejlődtek egészen az 1950-es évekig.

Az ökoszisztéma fogalom felépítése a modern ökológia fontos lépése volt (Lindeman), amelyre alapozva a biológiai produkció és az anyagforgalom részletes felderítésében (Odum fivérek) jelentős eredményeket értek el, elsősorban az IBP (International Biological Program) keretein belül.

A niche-koncepció felvetése (Grinnell), értelmezése (Elton) után precíz megfogalmazásával (Hutchinson, MacArthur) az ökológia sarokkövévé vált.

Az elmúlt száz évben komoly eredmények születtek a viselkedésökológia (Lorenz), a populációdinamika (Fiske, Nicholson és Bailey, Andrewartha és Birch) és az ökológiai módszerek terén, jelentős előrehaladást sikerült elérni a közösségi és ökoszisztéma-ökológiában, míg kevesebbet az elméleti ökológia, a tájökológia és természetierőforrás-menedzsment terén (Krebs 2006).

Az ökológia és a tágabb szünbiológia hazai kialakulása növényökológiai vonalon kezdődött: a florisztikai összetételt hangsúlyozó, a gyakori és jellemzőnek tekintett fajok kombinációira alapozó Zürich-Montpellier-féle irányzatot követve Soó Rezső cönológiai iskolája bontakozott ki. Az állatközösségek kutatása jóval később indult (Balogh János).

Az ökológia fogalomrendszerének tisztázásában meghatározó szerepe volt Juhász–Nagy Pál munkásságának. Az ő egyedi megközelítései, kutatási módszerei meghatározták a hazai ökológia fejlődését.

1.4. kép Ernst Haeckel (foto: Nicola Perscheild, 1906)