SCURT ISTORIC AL ECOLOGIEI

Grecii antici (mai ales filozofii pre-socratici) au marcat punctul de plecare pentru filozofie si stiinta.

v     Thales si Anaximandros din Milet - originile filozofiei Ioniene naturale

v     Empedocles - plantele se hranesc prin porii frunzelor

v     Democrit din Abdera - a formulat principiul selectiei naturale

v     Heraklit - conceptul panta rhei, totul curge; nimeni nu intra in acelasi rau de doua ori; predecesor timpuriu al paradigmei dinamicii in ecologie; opus lui Parmenide care considera ca orice schimbare perceputa este o iluzie

v     Pythagoras - a avnsat ideea armoniei naturale in intregul univers

v     Hippocrate - influenta mediului asupra omului, conceptul de sanatate

v     Herodot - observatii cu continut naturalist (pasari care ciugulesc insecte de pe pielea crocodililor)

v     Plato - armonie intre animale si oameni, intre oameni si Dumnezeu

Alte culturi: China, 400 i.Ch., principiul plantelor indicatoare folosit pentru prospectarea zacamintelor metalifere; povestiri despre fluturele de matase si invazii ale lacustelor.

Aristotel. Tot ce a scris in timpul vietii s-a pierdut. "Corpus Aristotelicum" a fost redescoperit la 200 de ani dupa moartea sa; studentii sai, Peripatos si Teophrastos, compilasera scrieri ale maestrului dar nu pentru a le publica ci pentru a invata. Ideile lui au continuat gandirea predecesorilor.

Filozofia naturii: materia este miscare si astfel devine obiectul perceptiei noastre; natura este caracterizata de procese care sunt schimbari de la o forma la alta.

Istorie naturala: Aristotel este considerat tatal ecologiei animale; a studiat comportamentul si obiceiurile pasarilor, influenta sezoanelor asupra reproducerii, geografia animalelor, hibernarea si migratia, schimbarea culorilor, hranirea, simbioza. A respins ideea selectiei naturale fiind adeptul ideii de armonie prestabilita.

Theophrast din Eresos. A fost student al lui Aristotel si l-a succedat ca director al Lyceum-ului din Atena. A adus idei noi fata de cele ale maestrului. A recunoscut deficientele speculatiilor cosmologice ale pre-socraticilor gandirea lui fiind clar orientata spre empirism, prin observare, colectare si clasificare. Principala lui inovatie este gasirea unei legaturi intre ratiune si obiectele perceptibile ale naturii, categorii distincte (aceasta distinctie a ramas timp de doua milenii principalul subiect al filozofiei occidentale).

Theophrast este considerat parintele botanicii dar si unul din fondatorii ecologiei. A descris formarea plantelor din seminte, a facut experiente de germinare, a discutat influenta factorilor abiotici asupra plantelor , ecologia plantelor cultivate, polenizarea (smochinul), a inventat termeni folositi si astazi - radacina, incoltire, a descris plante din alte tari.

A postulat dezordinea in natura si a subliniat ca presupusa ordine trebuie dovedita.

Ecologia in epoca feudala si la inceputul timpurilor moderne. Dupa prabusirea Imperiului Roman de Apus, sec. V, a avut loc o stagnare in stiinta si educatie. Totusi, trebuie notate cateva inovatii importante ca si anumite tendinte in viata intelectuala.

v     Plugul cu roata si brazdar de fier, pentru aratul solurilor argiloase ( cele de lemn erau eficiente doar in solurile nisipoase). Inventia (sec. VIII, Regatul francilor) a dus la cresterea populatiei, curatarea terenurilor de arbori si despaduriri pe scara intinsa.

v     Sistemul educational al francilor (Carol cel Mare) a dus la infiintarea primelor universitati (Bologna, apoi Salamanca, Pisa, Padova)

v     Roata hidraulica, inventata de romani, a inceput sa fie refolosita (in jurul anului 1084 in Anglia erau 5600 roti hidraulice)

v     Sistemul rotatiei culturilor (cauza sau consecinta a cresterii populatiei intre 800 si 1350)

v     Tiparul, praful de pusca, ochelarii, ceasul mecanic.

Europa de Vest: cadrul socio-economic si atitudini.

Existenta drepturilor de proprietate (idee introdusa de triburile germanice seminomade)

Respectul pentru munca manuala ("ora et labora"): sfantul occidental este activ, sfantul oriental este contemplativ)

Ideea subordonarii naturii de catre om, derivata din traditia iudeo-crestina

Timpul linear(alte culturi au ideea timpului ciclic), concept care sustine progresul social; a permis inventarea fizicii

Existenta pietelor libere

Competitia intre statele crestine cu rezultat in progresul tehnologic; asimilarea invadatorilor

Personalitati care pot fi considerate ca fiind legate, prin lucrarile lor, de domeniul incipient al ecologiei:

v     Leonardo Pisano (Fibonnacci) -sec. XIII- Pisa, matematician, cunoscut si pentru intrebarea pe care si-o punea in 1202: cati descendenti produce o pereche de iepuri intr-un an?

v     Imparatul Friedrich 2 nd of Hohenstaufen - vanator cu soimi, multe observatii privind comportamentul pasarilor;

v     St. Franciscus din Assisi (1181-1226): calugar, in lucrarea Canto of the Sun a exprimat o atitudine neobisnuita fata de natura (considera o umila furnica drept sora sa);

v     Albertus Magnus (1200-1280): a revizuit zoologia lui Aristotel, a luptat pentru recunoasterea stiintei ca metoda de gandire; ca si Friederich II a fost de parere ca natura necesita un studiu rational si independent;

v     St. Thomas de Aquinas (1225-1274): studiul naturii este un ajutor important pentru intelegerea (interpretarea) divinitatii. Ideile lui au pregatit bazele dezvoltarii stiintelor naturale moderne;

v     Pier de Crescenzi (1305): profesor in Bologna, a dezvoltat ideea impaduririi, ca un raspuns la defrisarile din Apenini;

v     Leonardo da Vinci (1452-1519) - a realizat in 1473 prima imagine detaliata a unui peisaj din natura (in lungul raului Arno)

v     Prin realizarile lor, Magelan si Copernic au oferit o noua viziune asupra lumii.

Perioada premergatoare lui Linnaeus - idei importante

Domeniul biologiei populatiilor

Fibonnacci , Crescenzi si altii au formulat cateva idei in termenii matematicii;

Nicolo Machiavelli atragea atentia, in 1525, asupra pericolului suprapopularii si recunostea spatiul ca factor limitant;

F. Botero (1588) a prevazut cresterea geometrica a populatiei umane;

D. Peteau (1627) a investigat dezvoltarea populatiei umane dupa potop (a fost prima abordare matematica exacta);

Th. Browne (1646): cat timp ar fi fost necesar pentru popularea lumii, de la Adam incoace? Credea ca longevitatea omului este cel mai important factor care asigura echilibrul naturii;

J. Graunt (1662): primele date demografice pentru Londra (statistici ale nasterilor si deceselor, sex ratio, speranta de viata etc);

F. Redi (1668) - observatii privind reproducerea insectelor, corelate cu datele biblice referitoare la invaziile de lacuste;

M. Hale (1677) - investigatii privind factorii de mortalitate la om si animale;

Dennis Dodart (1643-1707) - strategia reproductiva la ulm.

Domeniul ecologie populatiei, abordat matematic si teoretic a stat la baza teoriilor evolutiei (influentandu-i pe Malthus si Darwin). In sec. XIX matematicienii Quetelet si Verhulst au publicat formule exacte urmati apoi, la inceputul sec. XX de Pearl, Lotka si Volterra. Abia in anii 70 a inceput contopirea domeniului ecologie populatiei cu cel al ecologiei generale.

Botanistii

Dintotdeauna plantele au fost importante pentru om - cartile lui Dioscorides (sec II i.Chr.), lucrarile de compilatie ale calugaritei Hildegard de Bingen (1150). In jurul anului 1520 au aparut carti de botanica foarte frumos ilustrate (Otto Brunsfels, Hieronymus Bock, Leonhart Fuchs, Andrea Mattioli, Rembert Dodonaeus, Charles de L`cluse, Valerius Cordus). Lucrarile includeau observatii pedologice.

De la mijlocul sec. XVII apar primele comentarii asupra conceptelor de geografia plantelor si habitatele plantelor.

B. Varenius (1622-1650): 1650 Geographia generalis: prima tipologie a vegetatiei (calsificarea zonelor de padure in functie de speciile dominante de arbori);

J. P. de Tournefort (1656-1708): la 1700 a facut o ascensiune pe muntele Ararat in cautarea resturilor posibile de la arca lui Noe; a comparat vegetatia montana din diferite regiuni.

Abordarea enciclopedica a istoriei naturale

Konrad Gesner (1516-1565): ascensiune pe muntele Pilatus (2200m, Elvetia), observatii botanice; a corelat zonele altitudinale cu anotimpurile, a corelat morfologia plantelor cu factorii externi; contributii la clasificarea animalelor;

Ulisse Aldrovandi (1522-1605): primul director al Gradinii Botanice din Bologna; enciclopedia istoriei naturale;

Pierre Belon (1517-1564) si Guillaume Rondelet (in jur de 1550) - raspandirea animalelor.

Echilibrul naturii

J. Ray (1627-1705): in 1693 a fondat fizicoteologia (intelepciunea lui Dumnezeu manifestata prin Creatie); a studiat strategiile de supravietuire ale puilor de pasari dupa nastere ( la specii nidicole si nidifuge); capacitatea de supravietuire era vazuta ca un argument impotriva ideii de disparitie; a caracterizat pri altitudine si latitudine habitatul plantelor;

G. F. Leibniz (1646-1716): filozof si matematician, a postulat ideea ca in univers toate sunt legate de toate;

W. Derham (1657-1735): Istoria naturala a animalelor; ideea protectiei mediului.

Alte idei

Progrese in epistemologie (parte a gnoseologiei care studiaza procesul cunoasterii din cadrul diferitelor stiinte; teorie a cunoasterii - de la cuvintele grecesti episteme = stiinta si logos = studiu): Paracelsus si Teofrastus Bombastus de Hohenheim au fondat empirismul (conceptie gnoseologica care socoteste experienta senzoriala ca unica sursa a cunoasterii, negand valoarea abstractiilor); F. Bacon si R. Descartes au dezvoltat empirismul si rationalismul;

Epidemiologie: J. Cardano 1546 (vectorii bolilor sunt agenti biologici, capabili de reproducere - Lucretiu presupunea ca infectiile sunt transmise de seminte invizibile); C.M. Lancisi 1717 (transmiterea malariei prin tantarul anofel);

Biologie vegetala: R.J. Camerarius (1665-1721) (sexul plantelor; rolul vantului in polenizare);

Clasificarea plantelor: A. Cesalpino 1583 (nomenclatura binara);

Predecesorii directi ai lui Linnaeus

A.    van Leeuwenhoek (1632-1723)

studierea microorganismelor (folosind infuzii)

metoda de numarare si estimare a celulelor spermatice si a oualor

studii privind cresterea populatiilor de soareci si insecte

R. Bradley (1688-1732)

a fondat biologia productiei (1712), a dezvoltat metode de estimare a biomasei si a aplicat principiile statisticii pentru metodele de colectare

a aplicat conceptul cresterii geometrice atat la numarul de indivizi cat si la greutate; distinctie intre standing crop, recolta si rata productiei

primul profesor de botanica al Universitatii din Cmabridge

R.A.F. de Reaumur (1683-1757)

"Histoire des insectes" (1735) - relatii de mediu, parazitism, comportament, simbioza

fiziologie experimentala (timpul de maturare necesar insectelor este functie de suma temperaturilor), ecofiziologia plantelor (coacerea fructelor, aparitia galelor ca urmare a atacului unor insecte)

a incadrat coralii intre animale

C. von Linnaeus (1707-1778)

Curriculum vitae :

1707 nascut in Sodar Rashult (fiu de vicar)

1727 Studii in Lund, apo in Uppsala

1730 Profesor in Uppsala

1735 Studii in Olanda, licentiat al Universitatii din Harderwijk

1738 Medic practicant in Sweden

1741 Profesor de medicina la Uppsala University, din 1742 profesor de

botanica, foarte mult apreciat

1761 Primeste titlu nobiliar

1774 Probleme de sanatate

1778 Moare, inmormantat in catedrala din Uppsala

Cele mai importante lucrari

1735 Systema naturae

1737 Flora Lapponica

1745 Flora Suecica

1749 Oeconomia Naturae

1751 Philosophia botanica

1753 Species Plantarum (inceputul taxonomiei botanice)

1754 Stationes Plantarum

1737-54 Genera Plantarum (clasificarea binara)

1760 Politia Naturae

Traditii urmate:

traditia picturii naturaliste

traditia clasificarii

traditia abordarii geografice a studiului vegetatiei

Contributii la dezvoltarea ecologiei:

Flora Lapponica din 1737 este prima lucrare asupra unei flore regionale

Geografia vegetatiei: descrierea vegetatiei Scandinaviei (dispunere altitudinala, zonare de la Uppsala pana la cercul polar, interpretari cauzale)

Descrierea diferitelor tipuri de mlastini

Descrierea diferitelor tipuri de lacuri pe baza vegetatiei, consideratii privind continutul de nutrienti (pe baza teoriei humusului din nutritia plantelor)

Plante indicatoare

Succesiunea plantelor intr-o mlastina

Lanturi trofice: relatia animale-plante gazda, functia carnivorelor

Ecologie experimentala: cultivarea de plante din afara Suediei, aduse de studenti

Ecologia raspandirii: disjunctia arcto-alpina si centre de creatie a speciilor

Fenologie: dezvoltarea plantelor in raport cu anotimpurile

Echilibrul naturii:

Motivatie teoretica privind stabilitatea si schimbarea, raspandirea, supravietuirea - componente integrale ale economiei naturii si care duc la armonie la nivelul intregului sistem, in ciuda luptei si catastrofelor care au loc daca privim lucrurile in detaliu

Teorie stiintifica

Alte realizari ("Deus creavit, Linnaeus disposuit")

Fundamentarea sistematicii (pentru care, ca si pentru altele, a fost ridiculizat)

Delimitarea biologie de alte stiinte si domenii culturale

Combinarea observatiei si experimentului

Distinctie intre religie si stiinta (?)

Progrese ale stiintei, contemporane lui Linnaeus

1735 v. Kleist: butelia Leida (primele experiente cu electricitatea)

1738 Bernoulli: teoria cinetica a gazelor

1744 Lomonossow: legeea conservarii materiei si energiei

1755 Kant: teorie privind originea si caracteristicile sistemului planetar

1769 Georg Forster: raport privind calatoriile capitanului Cook

1774 Lavoisier: teoria arderii in prezenta oxigenului

1777 Scheele: descoperirea radiatiei termice

1781 Herschel: descoperirea planetei Uranus

Contemporanii lui Linnaeus

G.L. Leclerc, Comte de Buffon (1707-1788) - Enciclopedia Istoriei Naturale; oponent al lui Linne in privinta clasificarii (nu exista specii ci doar indivizi)

A. von Haller (1708-1777) - vegetatia Alpilor, morfologia plantelor alpine

J.G. Gmelin (1709-1755) - comparatie intre flora siberiana si cea montana a Europei; cercetarea faunei Asiei

P. Kalm (1715-1779) - elev al lui Linne, calatorie in jurul lumii, observatii fenologice in America de Nord, corelatii plante-habitat

G. White (1720-1793) - vicar englez, observatii asupra plantelor de gradina, Calendarul Florei de Gradina

L. Spallanzani (1727-1799) - toleranta organismelor la temperatura, renasterea rotiferelor din formele de rezistenta uscate

P.S. Pallas (1741-1811) - vegetatia stepelor ruse in corelare cu conditiile climatice; observatii zoologice

H.B. de Saussure (1740-1799) - zonarea vegetatiei MUntilor Vosgi; masurarea altitudinii cu un barometru; primele masuratori ale temperaturii lacurilor

C.K. Sprengel (1750-1816) - a fondat ecologia florii

J.L. Giraud, called Soulavie (1752-1813) - geografia vegetatiei din sudul Frantei; clasificare pe baza factorilor climatici, ecologia habitatelor, cartarea vegetatiei

C.L. Willdenow (1765-1812) - geografia plantelor

T.R. Malthus (1766-1834) - Eseu privind principiul populatiei; cresterea populatiei umane in progresie geometrica duce la foamete si boli; necesitatea controlului nasterilor

Alexander von Humboldt si dezvoltarea Geografiei Plantelor

Alexander v. Humboldt (1769-1859, curriculum vitae)

1769 Nascut in Berlin, familie nobila

1787-92 Studii la "Cameralia" in Frankfurt, Gttingen, Freiberg si Hamburg

1790 calatorie prin Europa

1792 Administrarea minelor din Prusia

1796 Moartea mamei ii aduce independenta financiara

1797 Calatorii la Jena si Weimar, intalniri cu poeti si filozofi (Schiller, Goethe, Schelling)

1798 prima intalnire cu A. Bonpland la Paris

1799-1804 Calatorie in America de Sud si USA impreuna cu Aim Bonpland

- de la Orinoco la Amazon

- intermezzo in Cuba, apoi calatorie in Columbia, Ecuador, Peru

voiaj in Mexic si USA

dupa 1804 publica rezultatele cercetarilor, inclusiv descrierea a cca 7500 specii de plante (in colaborare cu Bonpland si Kunth)

1826 calatorie la Gttingen, intalnire cuGauss

1829 calatorie in Rusia si Siberia impreuna cu C.G. Ehrenberg (pionierul microbiologiei)

1830-38 calatorii in Europa

1840 lucreaza in administratia Prusiei

1845 Editiarea lucrarii "Kosmos", o vedere universala a lumii

Eseu privind geografia plantelor - fundamentarea geografiei si a geografiei plantelor; conceptul de asociatie vegetala; corelatii asociatii vegetale-climat

Dezvoltarea ulterioara a geografiei plantelor (fitogeografie)

A.P. de Candolle (1778-1841): 1820 Essai elementaire de geographie botanique (influentat de Malthus); idei noi: competitia prin alelopatie (arme chimice), apa este cel mai important factor de mediu, explica stabilitatea populatiilor prin emigrare si imigrare, deosebirea dintre statiune (botanica) si habitat

J.F. Schouw (1789-1832): 1823 Grundzge der allgemeinen Pflanzengeographie, cu citeva inovatii - definirea tipurilor de vegetatie in functie de compozitia floristica, numirea asociatiilor cu sufixul -etum, definirea xerofitelor si hidrofitelor, harti ale raspandirii plantelor

F.J.F. Meyen (1804-1840): calatorie in jurul lumii, descrie 8 zone generale de vegetatie

A. de Candolle (1806-1893): grupe fiziologice de plante, caracterul istoric al distributiei plantelor, influenta macroclimatului

A. Grisebach (1814-1879): 1838 ber den Einflu des Klimas auf die Begrenzung der natrlichen Floren, 1866 Die Vegetationsgebiete der Erde,

1872 Vegetation der Erde nach ihrer klimatischen Anordnung (constituie si azi baza pentru alcatuirea hartilor de distributie a vegetatiei globului )

A. Kerner v. Marilaun (1831-1898) - 1863 Das Pflanzenleben der Donaulnder, relatii intre plante si climat si sol, dezvoltarea in timp a plantelor, diferentierea carcaterlor in cadrul unei specii (ecotipurile lui Turesson, 1923)

O. Drude (1852-1933): Die Anwendung physiolo-gischer

Gesetze zur Erklrung der Vegetationslinien, 1887 Atlas der Pflanzenverbreitung,

1890 Handbuch der Pflanzengeographie

A.F.W. Schimper (1856-1901): calatorii in America de Sud si Asia; descrieri ale adaptarii plantelor in anumite conditii de mediu

Dezvoltarea zoogeografiei

Buffon - diferite regiuni au specii diferite

P.A. Latreille (1762-1833) - fondatorul zoogeografiei stiintifice

A.R. Wallace (1823-1913) - studii biogeografice in India de Est; descrierea liniei Wallace; mimetism (colaborare cu abatele Bates - mimetism batesian) si variatii

C.H. Merriam (1855-1942)

Relativa stagnare pana la aparitia lucrarilor

- R. Hesse 1924: Tiergeographie auf kologischer Grundlage, and

- C. Elton 1927: Animal ecology.

Teorii evolutioniste pana la Darwin:

Buffon George L. Leclerc, Comte deBuffon (1707-1788, curriculum vitae):

studii la Colegiul iezuit din Dijon, apoi studii de matematica si astronomie

- 1739 Director Jardin des Plantes (Paris), 1753 membru al mAcademiei Franceze

- Lucrari enciclopedice de istorie naturala; speculatii stiintifice bazate pe argumente paleogeografice si paleoecologice

J.B.P.A. de Monet, Chevalier de Lamarck (1744-1829)

Curriculum vitae

- 1744 se naste intr-o familie saraca

- 1760 serviciul militar, calatoreste in toata Franta

- 1778 Flore Francaise - foloseste o cheie dichotomica

- 1799 Incepe studiul nevertebratelor

- 1802 Hydrogeologie

- 1809 Philosophie zoologique ( prima teorie evolutionista, argumente impotriva teoriei catastrofelor, adept al conceptului echilibrului naturii)

Lamarckismul:

- prima lege lamarckiana: folosirea constanta a unui organ duce la dezvoltarea, cresterea acestuia, nefolosirea duce la degenerarea organului;

- a doua lege lamarckiana: toate caracterele dobandite se transmit generatiei urmatoare

Alternative la teoria lui Lamarck

G. Cuvier (1812): teoria catastrofelor

E. Geoffroy St. Hilaire: evolutia prin macromutatii

Charles Darwin (1809-1882)

Cunostinte anterioare (pana in 1831)

a studiat medicina si teologia, pasiune pentru biologie

a studiat lucrarile lui Humboldt, Lyell (Principii de geologie) si Malthus

Bazele teoriei evolutiei

evaluarea rezultatelor expeditiei Beagle (1831-1836) la care a participat in calitate de medic; speciatia cintezelor din Galapagos, fosile din America de Sud

experiente de incrucisare a animalelor domestice

diferite observatii in natura (rame, bondari)

studiul lucrarii lui Linne, 'Oeconomia naturae"

impreuna cu A.R. Wallace prezinta in 1859 teoria selectiei naturale si publica apoi Originea aspeciilor

Teoria lui Darwin - ideea de baza: tipul 1 se modifica (variatii), mediul decide care variatii vor fi pastrate, schimbare lenta si continua catre tipul 2.

Axiomele teoriei:

v     variabilitate in cadrul speciei

v     cel putin partial variabilitatea este ereditara

v     indivizi diferiti au rate reproductive diferite

v     populatiile nu cresc la infinit

Contributia lui Darwin la teoria ecologiei

v     teoria selectiei naturale este o teorie de mediu si duce la formarea conceptelor de mediu, habitat, biotop, nisa etc

v     teoria selectiei naturale subliniaza fortele antagoniste din ecosistem ca o opzitie fata de teoria clasica a armoniei naturii; premize pentru intelegerea competitiei intra si interspecifice, a efectelor dependente de densitate, a nisei ecologice;

v     a sintetizat numeroase fapte si observatii care vor fi interpretate mai tarziu.

Principalele teorii evolutioniste

Dezvoltarea ecologiei propriu-zise

Ernst Haeckel (1834-1919)

- Haeckel a fost o personalitate controversata, promotorul lui Darwin in Germania dar si sovin si antisemit; ulterior s-a manifestat impotriva primului razboi mondial;

- 1866 "Generelle Morphologie der Organismen", cuprinde prima definitie a ecologiei in cadrul general al stiintelor biologice;

- 1869 conferinte la Jena in care prezinta ecologia ca o extensie a economiei naturii.

Perioada dintre Haeckel si Warming

Ideile lui Haeckel au fost putin recunoscute si astfel n-au avut consecinte.

Dezvoltarea fiziologiei

- H. Reiter 1885 'Die Consolidation der Physiognomie als Versuch einer kologie der Gewchse' (prima utilizare in botanica a termenului ecologie).

- E. Stahl (1848-1919): 1877 teza privind lichenii, fiziologia halofitelor, ecologie biochimica

- C. Ngeli 1874: fundamenteaza formularea matematica a biologiei populatiilor

- L. Pasteur: fondatorul microbiologiei

- V.V. Dokucha'ev: fondatorul pedologiei

- V.J. Vinogradskij: fondatorul biogeochimiei, completata mai tarziu Vernadskij.

Ecologie agricola

Aristotel: a avansat teoria humusului pentru nutritia plantelor - circuitul etern al elemnetelor

N. Cusanus 1450: a explicat creseterea plantelor prin condensarea substantelor din sol de catre energia solara

Palissy 1563: sarea este preluata de plante si reciclata ca cenusa la nivelul solului

van Helmont 1620: apa este factor de mediu

Glauber 1656: salpetrul este nutrient al plantelor

Woodward 1699: apa murdara este mai buna pentru cresterea plantelor

S. Hales 1727: importanta aerului, ceea ce a condus la alte descoperiri - Scheele 1770 excretia de CO2, Priestley 1775: excretia de oxigen, Ingenhousz 1779: lumina stimuleaza producerea de CO2, Sennebier 1782: asimilarea de CO2, de Saussure 1804: teoria cantitativa a schimburilor de gaze

A. Thaer (1752-1828): a introdus metode agricole moderne

Nutritia minerala

- C. Sprengel (1787-1859), primele experimente

- J. B. Boussinggault (1802-1887): fondatorul chimiei agricole, experiente de fertilizare

- J. Liebig (1803-1873): legea minimului

Dezvoltarea limnologiei si oceanografiei

Primele concepte:

- Columella ("de re rustica"): managementul iazurilor

- Microscopie (R. Hooke 1683, A. van Leeuwenhoek 1700, O.F. Mller 1786): observatii asupra micilor animale acvatice

- taxonomia algelor (Agardh 1812, Brebisson 1838), si fitogeografia algelor (Lamouroux 1826)

- Ehrenberg, Hooker, Oersted (1836-1854): rolul diatomeelor si radiolarilor in formarea sedimentelor

Progrese in ecologia marina

- E. Forbes 1842: zonarea pe verticala a Marii Egee

- J. Mller 1845: inventatorul fileului planctonic

- A. Dohrn 1872: fondatorul Statiunii Biologice de la Napoli

- Expeditia Challenger- 1873-1876 condusa de W. Thompson

- V. Hensen (1835-1924): "Planktonkunde" (1887), metoda cantitativa in ecologie

- Petersen 1893: metode cantitative pentru studiul bentosului (draga Ekman)

Ecologia lacurilor

- F. Junge 1885: "Der Dorfteich als Lebensgemeinschaft"

- S.A. Forbes (1844-1930): 1887 "The lake as a microcosm".

- F.A. Forel (1841-1912): 1892-1904 cercetarea LSacului Geneva, primul studiu al unui lac

- Schrter and Kirchner 1896: vegetatia Lacului Constance

- E.A. Birge (1851-1950) 1908: stratificarea oxigenului in Marile Lacuri

- E. Naumann 1921: bazele limnologiei regionale

Ecologia raurilor

- Voigt 1832: prima zonare a raurilor folosind planariile

- Kofoid 1903: comunitatile din raul Nebraska, pe baza lucrarilor lui Needham & Hart 1901

- Ostenfeld 1905: vegetatia unui rau danez

- Kolkwitz & Marsson: in 1908 sistemul saprobiilor pentru Europa Centrala, dezvoltat mai tarziu in 1973 by Sladecek

- Lauterborn 1910: cercetarea Rhinului

- Shelford 1913: clasificarea raurilor in functoe de substrat

- Smullian 1920, Thienemann 1925: zonarea raurilor pe baza ihtiofaunei; teorie generala a zonarii pentru zona temperata, elaborata de Illies si

Botoseanu 1963

Butcher 1933: clasificarea raurilor pe baza macrofitelor

- 1970: River continuum concept (Cummings, Vannote et al. )

Definitia biocenozei ( "Bioznose") de catre K. Mbius (Reise)

- K. Mbius (1825-1908): 1877: "Die Auster und die Austernwirtschaft": introduce termenul biocenoza

Eugenius Warming (1841-1924) si fundamentarea ecologiei ca stiinta

Curriculum vitae:

1841 nascut in Copenhagen

1866 stagiu de cercetare in Brazilia (Lagoa Santa)

1870 primele cursuri de ecologie la universitatea din Copenhaga

1879 manual de botanica sistematica; calatorie in Groenlanda

1895 manual de ecologia plantelor "Plantesamefund'

1902 manualul "Plantelivet' (viata plantelor)

1902 apare a doua editie, neautorizata, practic plagiata de botanistul P. Graebner

1907 manualul "kologische Grundformen' (in colaborare cu C. Raunkiaer),

1909 apare editia in engleza a lucrarii Plantesamefund - "Introduction to Plant Ecology', foarte apreciata de Tansley si alti botanisti ai vremii; structura lucrarii este reluata chiar in tratatele moderne.

Importanta lui E. Warming

E. Warming a fost un adevarat pionier. El a dat continut termenului ecologie si a dezvoltat primul program de cercetare in ecologie, cu cateva puncte:

1. Ce specii formeaza o asociatie in cadrul unui anumit situs?

2. Ce caracteristici morfologice au aceste specii?

3. Ce anume grupeaza aceste specii intr-o comunitate?

4. De ce au anumite trasaturi morfologice si fiziologice?

Cercetarile lui Warming au fost complete si analitice. A calsificat informatiile existente si a abordat comunitatea de plante in ansamblul ei.

A avut ideea succesiunii ecologice.

C.G.J. Petersen: un alt concept privind comunitatea

Biologul marin danez Petersen a dezvoltat in 1913 un alt concept privind comunitatea. Problema principala a fost aceea a definirii comunitatii: in raport cu relatiile functionale sau in raport cu o anumita componenta in specii, care se repeta.

O alta problema era legata de limita exterioara a comunitatii: putea fi definita a posteriori prin interactiunile din comunitate sau a priori prin criterii topografice.

Botanistii au preferat delimitarea functionala (Gams, 1918) iar zoologii au preferat mai ales delimitarea topografica operationala (Renkonen 1938)

Prin intermediul conceptului de biotop (Dahl, 1908) s-a incercat includerea conotatiei topografice in conceptul de comunitate. Astfel, fiecarei comunitati ii corespunde o parte topografica - biotopul.

Tendinte in dezvoltarea ecologiei la inceputul secolului XX

Discutii privind structura disciplinei

delimitare externa

subdivizare in discipline speciale (autecologia care se ocupa de istoria vietii, ecologia fiziologica, biogeografia si ecologia populatiilor versus sinecologie-incluzand ecologia habitatului, biocenologie, ecologia peisajului, biosociologie, cercetarea ecosistemului)

Discutii privind tematica stiintifica

definirea unor concepte cheie ca biotop, ecosistem, piramida trofica, nisa

discutarea unor legi si reguli: principiul lui Gause privind excluderea competitiva, regulile biocenotice ale lui Thienemann

discutii privind strategia cercetarii: abordare analitica sau sintetica

discutarea paradigmelor

dezvoltarea chimiei analitice

dezvoltarea metodelor matematice (modelele logistice din ecologia populatiilor), metodelor statistice (statistica multivariata)

Imbunatatirea comunicarii, institutionalizare si profesionalizare, specializare

Program de cercetare a vegetatiei

F.E. Clements (1874-1945): conceptul organic

Clements a inceput sa lucreze in studentie ca taxonomist apoi s-a angajat la Statiunea din Nebraska si a studiat vegetatia de prerie

A dezvoltat tehnica probarii (plot) vegetatiei, a descris distributia la scara mare a vegetatie din America de Nord, a folosit plante indicatoare si a a introdus conceptul stiintific al succesiunii ecologice

In 1916 a avansat teoria climax-ului: formatia(sau biomul) de climax este considerata o entitate organica

A influentat ecologii din deceniile urmatoare, inclusiv pe G.E. Hutchinson si E.P. Odum

H.A. Gleason (1882-1975): conceptul individualist al comunitatilor de plante. Fiecare comunitate vegetala era considerata a avea faze individiuale de succesiune. A combatut teoria climax-ului.

Cel mai important program de cercetare a vegetatiei - J. Braun-Blanquet (1884-1980): conceptul clasificarii

- Braun-Blanquet a lucrat mai ales in domeniul cercetarii vegetatiei la scara redusa

fiindu-i refuzata ascensiunea profesionala la Universitatea din Zurich a pus bazele unui institut privat de cercetaari la Montpellier

este intemeietorul sociologiei plantelor (fitosociologie)

Vegetatia poate fi clasificata pe baze obiective: asociatia poate fi identificata de specialistii cu experienta si apoi clasificata in functie de asemanarile in compozitia speciilor pentru fiecare tip de vegetatie. A respins ideea conform careia asociatia poate fi recunoscuta pe baza intuitiei.

Dezvoltarea cunostintelor privind vegetatia

Humboldt, 1813, a introdus termenul asociatie ("gesellige Pflanzen") - este caracterizata de similaritatea formelor de crestere si o anumita compozitie in specii;

Grisebach, 1838, a introdus termenul formatie, in acelasi sens aplicat si termenului de asociatie.

Reglementarea utilizarii acestor termeni s-a facut mult mai tarziu:

1a. Warming 1909: formatie = include stadii ale plantelor cu forma similara de crestere, indusa de conditii similare de habitat;

1b. Schrter & Flahault 1910: asociatie = o anumita compozitie in specii (definita prin prezenta, abundenta, frecventa, fidelitate) determinata de anumite conditii de habitat (determinismul geobotanic).

Abordare statica sau dinamica

2a. abordarea dinamica: pune accentul pe succesiune, determinata mai ales de perturbari

2b. abordarea statica: stabilitate la scara mare, zone de climax sau centuri de vegetatie

Abordare discreta sau continua

Abordarea discreta: intre formatiunile vegetale exista limite distincte care sunt determinate de limitele fiziologice ale speciilor; in acest fel este posibila o clasificare naturala ( o clasificare bazata pe compozitia in specii, deci pe conceptul de specie).

Abordarea continua: limitele dintre formatiunile vegetale sunt vazute ca un efect de scara spatiala, speciile sunt distribuite in raport cu intregul spectru de factori de mediu; se stabilesc sectoare arbitrare ale vegetatiei care este in continua transformare.

Conceptul organismic sau individualist?

Conceptul organismic:

- Comunitatile sau ecosistemele sunt asemenea organismelor, sunt unitati clar delimitabile

- Directia dezvoltarii este determinata de conditiile initiale

- Exista bucle de feed-back prin care sistemul se autoregleaza

- Intre partile sistemului exista relatii functionale; sistemul are un grad ridicat de complexitate

Conceptul individualist:

- Comunitatile si ecosistemele nu sunt asemenea organismelor; limitele (granitele) lor trebuie stabilite de observator

- Dezvoltarea nu este determinata; domina procese stochastice ca invaziile, modificarea modelelor de interactiune sau domina comportamentul individualist

- Nu exista bucle de feed-back; interactiunile dintre parti, stabilite in timp, determina un anumit comportament ai sistemului (auto-organizare); ecosistemele sunt sisteme sinergetice

- Intre partile sistemului nu exista relatii functionale; aceste parti au origini independente iar functionarea si organizarea lor pot fi observate pentru perioade scurte de timp

- Complexitatea unui sistem este functie a scarii si nivelului de observare

Necesitatea acestei diversitati de abordari

Whittaker,1962, a avnsat ideea ca diversitatea formelor de vegetatie influenteaza puternic gandirea cercetatorilor. Un nord-european este familiarizat cu formele monodominante in timp ce un sud-european cu o vegetatie diversa, bogata in specii; un cercetator din Europa Centrala percepe un mozaic la scara mica al peisajului cultural in timp ce un nord-american sau un rus percep uniformitatea vegetatiei, la scara mare.

Holismul

A. Thienemann (1882-1960): a fost conducatorul institutului Kaiser-Wilhelm din Pln, pana in 1917 si un pionier al cercetarii lacurilor (tipologia lacurilor, bugetul de oxigen al lacurilor, ecologia productiei, functia de indicator a faunei din sedimente); a considerat lacul ca o entitate functionala; a formulat asa-numitele legi ale biocenozei.

Holismul poate fi impartit in:

- holismul ontologic: subliniaza diferenta dintre entitatile mari

- holismul metodologic: subliniaza necesitatea ca in cercetare sa se inceapa cu entitatea cea maim complexa si apoi sa se mearga ierarhic, in jos

- holismul epistemologic: subliniaza ca fiecare nivel de observare are si va avea o metodologie stiintifica proprie

Holismul biologic:

- Abordarea intregului ("Gestalt")

- Complexitatea

- Emergenta ('Intregul este mai mult decat suma partilor').

Holismul metodologic este aproape imposibil de aplicat in biologie si ecologie; este imposibila investigarea tuturor lucrurilor aflate in conexiune. Acest fapt duce adesea la redefinirea problemelor stiintifice. Partile si interrelatiile dintre acestea nu trebuie explicate prea amanuntit in schimb trebuie descris modul lor de functionare. Biochimia anilor 1930 descria functiile macromoleculelor. In anii 1950, biologia moleculara a inceput sa studieze aspectele submoleculare. O tendinta asemanatoare poate fi observata in ecologie: de la descrierea functiilor ecosistemului la analiza proceselor populationale.

Ecofiziologia plantelor: Heinrich Walter si Otto Stocker

H. Walter (1898-1989)

A introdus in 1929 conceptul hidratarii prin analogie cu temperatura, subliniind importanta factorului hidric pentru viata plantelor; 1954, in lucrarea "Klimax und zonale Vegetation" critica conceptul de climax. In 1955 introduce climadiagramele ca o metoda de evaluare a conditiilor climatice pentru o anumita zona ecologica. Din 1983 publica Ecologia Pamantului, in 4 volume.

O. Stocker (1888-1979)

A dezvoltat metodele de studiere a fotosintezei in teren, a studiat rezistenta plantelor cultivate la seceta.

Mutualismul

Ideea unor influente mutuale pozitive intre vietuitoare dateaza din antichitate (Herodot) si se leaga de ideea echilibrului naturii.

de Bary 1879: lucrare despre simbioza

von Beneden 1875: lucrare despre comensali si paraziti

A. Espinas 1877 : mutualismul in contextul domesticirii animalelor

P. Kropotkin, 1902: Mutualismul in regnul animal, factor al evolutiei

Kostitzin 1934: lucrare despre simbioza, parazitism si evolutie

W.C. Allee 1948: capitole consistente despre simbioza si mutualism intr-o carte de ecologie animala

Connell & Slatyer 1973: interactiunile pozitive dintre plante si mecanismul succesiunii

Charles Elton si sinteza sa privind ecologia comunitatii

Charles Elton (1900-1991)

In 1927 a introdus in ecologie cateva concepte-cheie:

- nivel trofic

- piramida trofica

- nisa ecologica

Sir Arthur Tansley (1871-1955)

Concepte cheie introduse in ecologie:

Habitat. Clasificarea sit-urilor se face intai pe baza conditiilor abiotice si apopi se identifica speciile care populeaza habitate similare ( in studierea vegetatiei continentale se procedeaza altfel: se face intai clasificarea in functie de similaritatea compozitiei in specii si apoi se cauta similaritati in conditiile de habitat).

Ecosistem: ideea analogiei cu sistemele din fizica; includerea mediului fizico-chimic.

Dezvoltarea noii ecologii

Concepte cheie ale ecologiei moderne

La sfirsitul anilor 1980, pe baza intervievarii membrilor Societatii Britanice de Ecologie:

Ecologia populatiilor si ecologie evolutiva

- Cicluri de viata, strategii

- Dinamica populatiei, curba logistica

- Coevolutie

- selectie r si k

- optimizarea cautarii hranei

- Ecotipuri

Ecologia comunitatii

- Succesiune

- Competitie

- Nisa

- Diversitate

- Habitat, factori limitativi

- Predatorism

- Arealul speciilor si relatii

- Perturbari

- Organisme indicatoare

Ecologia ecosistemelor

- Flux de energie

- Fluxuri materiale, circuite biogeochimice

- Stabilitate

- Interactiuni trofice, lanturi trofice

- Heterogenitate, structura in mozaic

- Productie

Conservarea naturii si protectia mediului

- Protectia resurselor

- Bioacumulare

- Restaurare

- Managementul conservarii

La nivelul anilor 1990:

- dezvoltarea durabila, biodiversitatea ..

Dezvoltarea conceptului de nisa ecologica

Conceptul de nisa s-a dezvoltat in 3 faze:

1. Nisa spatiala - Grinnell (1913)

2. Nisa functionala - Elton (1927)

3. Nisa multidimensionala - Hutchinson (1957)

Dezvoltarea conceptului de succesiune ecologica

Cateva repere:

King 1685: primele observatii privind succesiunea intr-o mlastina din Irlanda

Linnaeus 1749: succesiunea in mlastini

Buffon 1750: speculatii privind dinamica naturii

Warming 1895: Lupta intre comunitatile de plante", cu sublinierea efectelor factorilor de medium si a catastrofelor

Cowles 1899: investigatii privind succesiunea de pe dunele de la Lacul Michigan

Clements 1916: lucrarea "Plant Succession": fundamentarea teoriei monoclimaxului

Ramenskij 1924: a fondat cercetarile din Rusia asupra succesiunii

Tansley 1929: deosebiri intre succesiunea alogena si cea autogena

Clements 1928: lucrarea "Plant Succession and indicators", pune bazele teoretice ale conceptiei sale

Godwin 1929: "The subklimax and deflected succession", critica teoria monoclimaxului

Txen 1936: teoria policlimaxului

Aubreville 1936: descrie un ciclu in mozaic in padurile tropicale vest-africane

Lindeman 1942: abordarea trofo-dinamica a succesiunii la nivelul ecosistemului

Whittaker 1951: critica conceptul de climax

Odum 1953: identifica regulile succesiunii pana la stadiul de climax ( cresterea biomasei si dezvoltarea relatiilor trofice) in cursul maturarii ecosistemului care ajunge in final la stabilitate

Margalef 1963: subliniaza otimizarea eficientei ecologice care se produce in cursul succesiunii

Weaver 1968: 50 de ani de cercetari in preria americana

Connell & Slatyer 1977: descriu 3 mecanisme de baza ale succesiunii (toleranta, facilitarea si inhibitia)

Pickett et al. 1987: conceptul ierarhic al cauzelor si mecanismelor

Astazi exista o mare diversificare a acestei teorii.

Conceptul de ecosistem

Termenul de ecosistem a fost introdus in stiinta de Tansley, in 1935. Tansley a presupus ca intelegerea viului (a organismelor) nu poate fi conceptualizata fara abordarea mediului abiotic. Era necesar un concept care sa includa partea vie si partea nevie.

Termenul de ecosistem a suferit multe modificari ale intelesului initial.

Definitia biologica. Ecosistemul este un sistem format din vietuitoare (living beings) si mediul lor abiotic. Se ajunge la o definitie formalizata:

Ecosistem = biocenoza (comunitatea) + biotopul (mediul). Se studiaza cu precadere relatiile corelative si cauzale dintre organisme si mediu.

Definitia fizica (functionala) pune accentul pe procesele fizice (fluxuri). Se ajunge la o definitie bine cunoscuta in ecologia sistemica:

Ecosistem = (producatori + consumatori + descompunatori) + (flux de materie + flux de enrgie). Abordarea studiului prin prisma acestei definitii duce la accentuarea aspectelor functionale (procese) ale compartimentelor ecosistemului.

Definitia spatiala este folosita atat in literatura de popularizare cat ti in ecologia peisajului sau in biogeografie.

Ecosistem = un anumit loc (spatiu) in care obiectele ecologice si procesele pot fi observate (ecosistemul lacustru, ecosistemul marin). Unii geografi se refera in acest sens la ecotop.

Noua ecologie si ecologia sistemica

In ciuda folosirii termenilor "ecosistem" sau "analiza sistemica" totusi, ecologia nu are propria ei teorie sistemica, aspectele teoretice fiind preluate din alte discipline ( ingineria controlului, teoria jocurilor, fizica statistica, stiintele cognitive, stiinte sociale). Teoria sistemica nu reprezinta o insumare de concepte si abordari metodologice ci doar un set de metode utile pentru descrierea si comunicarea unor subiecte complexe.

In timp ce vechile teorii sistemice opereaza mai ales cu termeni precum echilibru - linear - static - stationar - determinist - omogen, tendinta actuala este tintita pe sisteme dinamice nonlineare sau sisteme complexe. Aceste sisteme difera in privinta catorva aspecte importante cum ar fi gradul de complexitate algoritmica, tipul de atractor, tipul si cantitatea de input informational, transferul de informatie si stocarea informatiei.

In mod special merita atentie Sistemele Complexe Adaptative si Sistemele Auto-referentiale, acestea din urma fiind subsisteme ale primelor. Ecosistemele sunt complexe dar nu adaptative ca intreg (ele nu reprezinta unitati ale selectiei) si nici nu sunt auto-referentiale. Ca parti ale ecosistemului, populatiile au asemenea proprietati.

Conceptul trofo-dinamic.

Lanturile trofice (relatiile trofice) erau intuite inca de pe vremea lui Aristotel.Linne le-a recunoscut ca niste componente integrale ale economiei naturii.

Charles Elton a pus bazele stiintifice ale conceptului prin corelarea notiunilor de lant trofic, retea trofica, nivel trofic si piramida trofica cu notiunea de nisa ecologica.

Raymond Lindeman (1915-42) se referea la lanturi trofice si retea trofica nu ca entitati lineare ci ca cicluri. El a combinat conceptul trofo-dinamic cu noul concept de ecosistem al lui Tansley si biogeochimia lui Vernadsky cu cercetarile lui Lotka. In lucrarea sa de doctorat privind ecologia lacului Cedar Bog, Lindeman trateaza in ultimul capitol aspectele trofo-dinamice. Abordarea trofo-dinamica era vazuta ca o alternativa la abordarea statica a distributiei speciilor (cuprinzand clasificarea comunitatilor, ecologia habitatului, analiza formelor de viata si de crestere) si la abordarea dinamica a distributiei speciilor (cuprinzand cercetari asupra succesiunii).

E.P. Odum (1913-) si ecologia moderna

A lucrat la Universitatea Carolina de Nord. In 1953 a aparut prima editie a lucrarii sale de mare succes Fundamentals of Ecology. Desi celebra, aceasta carte este rareori mentionata in lucrarile de astazi. Impreuna cu fratele sau mai mic, H.T. Odum, au pus bazele unor noi concepte: studiile de energetica reprezinta fundamentelor analizelor din natura (diagrame compartiment - flux). Au studiat ecosistemul Silver Springs folosind o tehnologie sofisticata pentru a estima fluxurile de materie si energie.

In 1962 fratii Odum fundamentasera deja conceptele privind structura si functiile ecosistemelor

Structura:

- Structura biologica: numar, biomasa, cicluri de viata si distributia spatiala a speciilor

- Structura chimica: cantitatea si distributia compusilor abiotici

- Structura fizica: amplitudinea si gradientul de lumina si temperatura

Functii:

- Functia biologica: rata fluxului biologic de energie

- Functia fizico-chimica: rata de reciclare a substantelor

- Reglarea biologica si ecologica

Realizari stiintifice si istorice

Odum a aplicat teoria ierarhica a sistemelor pentru a defini obiectele ecologice (de la populatie la biosfera). A dezvoltat o modalitate specifica de abordare pentru cercetarea structurilor complexe. Considera ca exista cai de conciliere intre holism si reductionism.

Odum a dezvoltat o noua paradigma (paradigma relationala: gandirea in sistem de retea) utilizata in societatile moderne in egala masura cu paradigma cauzalitatii (in domeniul dreptului) si paradigma probabilitatii (in domeniul stiintelor naturale clasice).

Implicatii politice si sociale ale cercetarilor

Odum a avut o conceptie cuprinzatoare asupra ecologiei, in care a inclus si omul. A considerat ca omul de stiinta are responsabilitati speciale. Ca urmare a abordarii sale globale la inceputul anilor 1960 a avut loc in SUA o crestere a interesului fata de mediu. Atunci a aparut cartea lui R. Carson, Silent spring.

Ideile stiintifice ale lui Odum s-au legat si de unele idei de stanga din 1968 (stiinta are caracter de emancipare in raporturile guvern-cetatean si om-natura). Desigur, ultima idee nu tinea seama de dependenta omului fata de natura (resurse naturale).

Conform lui Odum (1980) politicienii si democratiile occidentale nu au capacitatea de a lua decizii de importanta ecologica globala atita vreme cit se raporteaza la un ciclu electoral de 4 ani. Odum gandea un fel de ecodictatura a oamenilor de stiinta care au cunostinte necesare si computere performante.