Читать книгу Основы экологии - Владимир Иванов - Страница 15

Вода играет исключительную роль в жизни любого организма, так как является структурным компонентом протоплазмы клеток, тканей, растительных и животных секретов (на долю воды приходится 60–80 % массы клетки).

Значение воды в жизни клетки определяется ее физико-химическими свойствами. Полярная молекула воды способна притягиваться к любым другим молекулам и образовывать гидраты, т. е. является растворителем. Многие химические реакции могут протекать только в присутствии воды. Вода является в живых системах «тепловым буфером», поглощая тепло при переходе из жидкого состояния в газообразное.

Таким образом, она предохраняет неустойчивые структуры клетки от повреждения при кратковременном освобождении тепловой энергии, производит охлаждающий эффект при испарении с поверхности и регулирует температуру тела.

Теплопроводные свойства воды определяют ее ведущую роль терморегулятора климата в природе.

Вода медленно нагревается и медленно охлаждается: летом и днем вода морей, океанов и озер нагревается, а ночью и зимой также медленно охлаждается. Между водой и воздухом происходит постоянный обмен углекислым газом. Кроме того, вода выполняет транспортную функцию, перемещая вещества почвы сверху вниз и обратно.

Влажность определяется содержанием воды в окружающей среде. Ее показания зависят от климата, географического расположения.

С влажностью связана географическая зональность органического мира на тундру, лесотундру, тайгу, лесостепь, степь, полупустыни, пустыни. От одной зоны к другой количество влаги закономерно понижается, а температура повышается.

С точки зрения экологии, вода служит лимитирующим фактором в наземных местообитаниях и в водных экосистемах, где ее количество подвержено сильным колебаниям, или там, где высокая соленость способствует потере воды организмом через осмос.

Строение и функции растений зависят от наличия влаги в среде обитания. По отношению к влажности выделяют несколько групп растений:

1. Гидатофиты (от греч. hydatos – вода, phyton – растение) – это водные растения, полностью или почти полностью погруженные в воду. Например, элодея, рдест, водяной лютик, кувшинка белая, кубышка желтая, стрелолист. Если такое растение вынуть из воды, оно быстро высыхает и погибает. У этих растений редуцированы устьица и нет кутикулы.

2. Гидрофиты (от греч. hydatos – вода) – наземно-водные растения, частично погруженные в воду. Они растут по берегам водоемов, на мелководьях и болотах. Например, тростник обыкновенный, калужница болотная. Растут только при постоянном поглощении воды. Следовательно, для них характерна высокая интенсивность транспирации.

3. Гигрофиты (от греч. hygros – влажный) – наземные растения, растущие в условиях повышенной влажности воздуха и почвы. Это растения нижних ярусов сырых лесов – недотрога, бодяк огородный, многие тропические травы; растения влажных почв умеренных зон – папирус, рис, росянка.

4. Мезофиты (от греч. mesos – средний) способны переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Растут при среднем увлажнении, умеренно теплом климате. Это вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, травянистые растения дубрав и заливных лугов, большинство культурных растений.

5. Ксерофиты (от греч. xeros – сухой) – растения мест с недостаточным увлажнением. Имеют приспособления, которые позволяют добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды и запасать ее на время засухи.

Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарников, песчаных дюн и сухих сильно нагреваемых склонов. Подразделяются они на два типа:

1. Суккуленты (от лат. succulentus – сочный, жирный) – сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах (например, кактусы, алоэ, агавы, кислица).

2. Склерофиты – растения, сухие на вид, с узкими или мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку. Хорошо развита склеренхима. Могут терять до 25 % влаги и не увядать.

Животные получают воду тремя путями:

– через употребление экзогенной воды (питье);

– вместе с сочной пищей (до 60–80 % воды);

– в результате метаболизма, за счет окисления и расщепления жиров, белков и углеводов в клетке.

Потеря воды у животных происходит за счет ее испарения через покровы тела или слизистые оболочки дыхательных путей, выведения мочи и непереваренных остатков пищи. Животные могут прожить некоторое время без воды, но ее расход в целом должен постоянно возмещаться.

По отношению к воде животных можно условно разделить на три группы:

1. Гигрофилы – влаголюбивые (кровососущие комары, мокрицы);

2. Ксерофилы – животные, обитающие в засушливых местах (саранча, верблюды, грызуны).

3. Мезофилы – животные, обитающие в местах со средним увлажнением.

Животные могут регулировать свой водный баланс тремя способами:

1. Поведенческим. Например, поиски водоемов, рытье нор (в них влажность приближается к 100 %).

2. Морфологическим – за счет анатомических особенностей строения, задерживающих воду в теле: раковины улиток, ороговевшие покровы рептилий, кутикула насекомых.

3. Физиологическим. Это способность к образованию метаболической влаги, увеличению потоотделения, экономии выделения воды с фекалиями и мочой, т. е. выносливость к обезвоживанию.

Чаще всего приспособление вида к водному режиму среды осуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптации.