Odnos ekologije prema drugim znanostima

Ekologija je izrazito interdisciplinarna znanost, koja se u svojim istraživanjima nužno oslanja na sve prirodne znanosti (biologiju, kemiju, fiziku, geologiju, matematiku i statistiku), a dijelom i na medicinske i biotehničke znanosti (Sl. 1). Budući da je ekologija ipak prvenstveno biološka disciplina ona je tijesno povezana gotovo sa svim biološkim disciplinama (botanika, zoologija, fiziologija, embriologija, genetika, evolucija, histologija, citologija, biogeografija, geobotanika i mnoge druge). S nekim od ovih disciplina  osobito je bliska i uzajamno povezana.

Slika 1. Ekologija je izrazito interdisciplinarna znanost koja je u bliskoj vezi s prirodnim, medicinskim i biotehničkim znanostima. Najjače je povezana s biologijom i osobito s nekem njenim disciplinama.

Vrlo jasna paralela može se povući između ekologije i fiziologije. Fiziologija proučava funkcije i mehanizme životnih procesa koji se odigravaju u organizmu ili njegovim dijelovima (organima, tkivima, stanicama), a istovremeno proučava i funkcionalne reakcije organizama (i njihovih dijelova) na različite unutrašnje i vanjske utjecaje. I ekologija proučava reakcije organizama, ali uvijek organizama kao cjeline i uvijek u odnosu na djelovanje vanjskog okoliša. Drugim riječima, ona proučava prilagodbe na dane uvjete u okolišu. Veza između ekologije i fiziologije je vrlo prisna, pa prirodu brojnih odnosa između organizama i njihovog okoliša ekologija mora nužno tumačiti u svjetlu fizioloških reakcija organizama. Afrička riba iz roda Protopterus (Dipnoa) živi pretežno u močvarama koje u određenim razdobljima godine  presušuju. U vrijeme suše ribe prelaze s disanja preko škrga na disanje plućima. Ribe se tada zakopavaju u mulj i duže vremena ostaju u stanju mirovanja dišući za to vrijeme isključivo atmosferski zrak. Mehanizam plućnog disanja, kao i prijelaz sa škržnog na plućno disanje, problem je kojeg proučava fiziologija. Ekologija se međutim ne upušta u analizu fiziološkog mehanizma disanja ove ribe, iako ga mora uzeti u obzir, već prijelaz s jednog načina disanja na drugi promatra kao adaptivnu reakciju (prilagodbu) ribe na promjenjive uvjete staništa, koja je od presudnog značaja za njen opstanak. Veza između ekologije i fiziologije toliko je prisna da prirodu mnogih odnosa između organizama i okoliša ekologija mora nužno tumačiti u svjetlu fizioloških mehanizama organizama.

Bliska veza također postoji između ekologije i biogeografije. Današnja je slika rasprostranjenosti vrsta rezultat djelovanja kako povijesnih, tako i ekoloških čimbenika. Na primjer, ćubasta ševa (Galerida cristata) ima širok, povijesno uvjetovan euroazijski areal. Međutim sjeverna granica rasprostranjenosti ove vrste, koja se poklapa s granicom trajanja snježnog pokrivača od 140 dana godišnje, uvjetovana je ekološkim čimbenikom, s obzirom da ševa pri dužem razdoblju trajanja snježnog pokrivača ne može sakupiti dovoljno hrane (hranu skuplja sa tla).  Prema tome, biogeografija mora nužno uzimati u obzir ekološke značajke vrsta čiju rasprostranjenost proučava. To je razlog što su biljna geografija i biljna ekologija obično stopljene u jedinstvenu znanstvenu disciplinu. Dok se biogeografija bavi sistematskim kategorijama i njihovom rasprostranjenošću u funkciji vremena i prostora, dotle se ekologija bavi prije svega prilagodbama organizama na uvjete u okolišu, dok joj je geografska raspodjela vrsta sama po sebi u drugom planu. Drugim riječima, za ekologiju nije od primarnog značaja je li se neke prilagodbe pustinjskih organizama na uvjete okoliša proučavaju u afričkim, azijskim ili australskim pustinjama. Međutim, ekologija se mora oslanjati na rezultate biogeografije kada tumači prisutnost ili odsutnost određenih adaptivnih tipova u jednom tipu okoliša. U Prespanskom jezeru, na primjer, nema grabežljivih vrsta riba što se može tumačiti jedino u svjetlu biogeografije.

Ekologija je nadalje blisko povezana i s genetikom. Specifične značajke organskih vrsta rezultat su interakcija između genetskih (nasljednih) osobina i okoliša. Genetička varijabilnost unutar populacije ovisna je o gustoći populacije kao i o kolebanjima te gustoće, a te su značajke populacije uvjetovane djelovanjem ekoloških čimbenika. Jedan od temeljnih uzroka divergentne evolucije je izolacija pojedinih populacija između kojih ne dolazi do parenja, a izoliranost populacija rezultat je prostornih (geografskih) ali i ekoloških čimbenika.

Ekologija vjerojatno nije s nijednom biološkom disciplinom tako tijesno i neraskidivo povezana kao što je to s evolucijom (koja je opet tijesno povezana s genetikom). Evolucija nije ništa drugo do dugoročno prilagođavanje organizama na promjenjive uvjete u okolišu koje se odvija kroz proces prirodnog odabira (Sl. 2). Drugim riječima, ključna stvar u procesu evolucije su interakcije između organizama i okoliša a to je upravo bit definicije ekologije. Dakle, evolucija je čista ekološka teorija. 

Slika 2. Evolucija putem prirodnog odabira.

Poznati evolucionist Theodosius Dobzhanski je rekao: 

“Ništa u biologiji nema smisla ukoliko nije promatrano u svjetlu evolucije”.

 

Mogli bismo ovu misao parafrazirati pa kazati: 

„Ništa u evoluciji nema smisla ukoliko nije promatrano u svjetlu ekologije“.

Naime, onaj ključni dio teorije evolucije, a to je prirodni odabir, pozicionira evoluciju u područje kojim se bavi ekologija.

Napokon, ekologija mora nužno biti oslonjena i na sistematiku. Vrlo je čest slučaj da se srodne vrste međusobno ekološki znatno razlikuju. Ekologija mora voditi računa o taksonomskom položaju vrsta koje proučava, kao i o ekotipovima koji se odlikuju specifičnim ekološkim značajkama.