Роль воды для животных и растений.
Вода – важнейший экологический фактор и условие существования организмов.
- Вода – матрикс для цитоплазмы (при нарушении коллоидной системы происходит нарушение гидратной оболочки, белки осаждаются, коагулируют, что приводит к смерти организма).
- Все химические и биологические процессы протекают в водной среде.
- Вода – исходный или конечный продукт многих физиологических процессов.
- Движение минеральных веществ и их поглощение возможно только в форме водных растворов солей.
- Вода – как опылитель водных растений.
- Обеспечивает тургор растений.
- Регулирует температуру тела растений путем транспирации.
- Вода – мощная буферная система, уменьшающая температуру среды, смягчающая климат.
- Изменяет световой режим растительного организма (пары задерживают часть световой энергии, а часть – поглощают).
По отношению к воде различают экологические группы растений:
1) гидрофиты – наземноводные раст., обитающие на мелководьях и болотах. Растения влажных сред обитания (калужница).
2) гигрофит – раст., произрастающие при повышенной влажности почвы и воздуха (нижние яруса сырых лесов, заболоченные участки).
3) мезофит – растут при среднем увлажнении и переносят не очень сильные засухи.
4) ксерофит – обитает в условиях недостаточного увлажнения.
Содержание воды в раст. тканях – исключительно изменчивая величина. Она отлично различается у разных видов, в разных частях раст., претерпевая сезонные и суточные изменения, которые обуславливаются возрастом ткани, доступностью почвенной влаги и соответствием воды и транспирации.
В клетках и тканях различают две формы воды: свободную – обладает достаточной подвижностью, и связанную (осмотически и коллоидно).
- Вода удерживается в клетках за счет осмоса и набухания биоколлоидов. Если содержание влаги ниже критического, большое количество воды удерживается частицами гидратированных коллоидов. Доля всей внутриклеточной воды в связанном состоянии очень изменчива, зависит от вида, местоположения и части раст., от общего содержания воды в раст. ткани.
- Клеточные стенки обладают значительной гигроскопичностью и удерживают влагу (подвижная и малоподвижная фракции). Передвижение воды происходит гл. образом по клеточным стенкам.
- Содержание воды в цитоплазме может достигать 95% от массы цитоплазмы (внутри белковых структур заключено значительное количество воды).
- Содержание воды в пластидах 50%, как и в митохондриях.
- В вакуоли – 98%.
От колва воды и растворенных в ней солей в значительной мере зависят внутриклеточный и межклеточный обмен, а у гидробионтов – и осмотические взаимодействия с внешней средой. Газообмен у животных возможен лишь при наличии влажных поверхностей. У наземных организмов испарение влаги участвует в формировании теплового баланса со средой.
Животные получают влагу в виде питья (даже водные). Выведение – с экскрементами и испарением. Многие организмы, особенно обитающие в водной среде, способны получать и отдавать воду через покровы. Для наземных животных (б/позвоночных и амфибий) характерно получение влаги из росы, дождя.
Важным источником воды является пища – как источник поступления воды в клетки и ткани.
Амфибии – обязательное участие кожи в дыхании (голая, слизистая кожа – потери воды), однако кожа легко проницаема для воды.
Наземные организмы – низкая колеблющаяся влажность воздуха создает постоянную угрозу обезвоживания организма испарением.
Экстремальные условия.
Гигрофит – раст., произрастающие в повышенных условиях влажности воздуха и почвы.
Почвенные гигрофиты:
1)хорошо выражены механическая и проводимая ткань.
2)эпидермис толстостенный с толстой кутикулой.
3)устьица на нижней стороне листа, большое колво.
4)наличие воздухоносных полостей (в корнях, стеблях, цветоносах).
5)корневая система разная (подмаренник – слабо, злаковые – оч. хорошо).
Воздушные гигрофиты:
1)очень крупные листья.
2)кутикула слабо выражена или отсутствует.
3)водные устьица (гидатоды).
4)механич. ткань и мезофиты выражены слабо.
Ксерофит – раст. сухих мест обитания.
1)высокое осмотич. давление клеток корня.
2)мелкие листья часто опушены (коровяк).
3)кутикула с восковым налетом.
4)большое колво устьиц (увеличение транспирации).
5)способность переносить сильное обезвоживание.
6)наличие летнего листо и ветвепада.
Суккуленты – сочные, мясистые раст., с хорошо развитой водозапасающей паренхимой в листьях.
Животные: при недостатке воды, многие амфибии приурочивают время активной деятельности к периодам наибольшей влажности. Пассивное переживание сухого сезона свойственно многим животным (брюхоногие моллюски закупориваются в раковине с помощью слизистой пленки и впадают в оцепенение). Для амфибий характерно запасание воды (жидкой мочи), которая из мочевого пузыря может реабсорбироваться в кровь.