Влажность как экологический фактор
1. Влажность как абиотический фактор среды
В наземных условиях влажность чаще других экологических факторов лимитирует рост и развитие организмов, так как вода играет большую роль в их жизни. Она является универсальным растворителем, средой для биохимических реакций в клетке. Молекулы воды могут непосредственно участвовать в реакциях как субстрат (гидролиз, фотосинтез). Являясь основным структурным компонентом клеток, вода обусловливает их тургор, а у некоторых животных (круглые и кольчатые черви) служит гидростатическим скелетом. Обладая высоким поверхностным натяжением, вода выполняет транспортную функцию (передвижение веществ) в организме. Благодаря высокой удельной теплоемкости, теплопроводности и теплоте парообразования вода обеспечивает поддержание теплового баланса в организме и предотвращает его перегрев. Она служит средой обитания для водных организмов.
Увлажненность наземных местообитаний сильно различается и зависит от среднемесячного количества осадков, их распределения по временам года, запаса почвенной влаги и грунтовых вод. Недостаточная или избыточная увлажненность среды — главная экологическая проблема наземных обитателей. Степень увлажненности среды влияет на внешний облик и внутреннее строение организмов. В связи с этим выделяют различные экологические группы растений и животных.
2. Экологические группы растений по отношению к влаге и их адаптации
Экологические группы
Адаптации
Гигрофиты
Примеры растений
Тонкие листовые пластинки с постоянно открытыми устьицами; слабо развита механическая ткань, кутикула и эпидермис; в мезофилле крупные межклетники, у некоторых есть аэренхима; слабо развита корневая система
Ксерофиты:
А)суккуленты
Осоки, пушица, калужница болотная и др.
Мезофиты
А)способны запасать воду в своих тканях и органах и экономно ее расходовать. Эпидермис покрыт мощной кутикулой, часто имеет восковой налет или опушение; малочисленные устьица днем чаще закрыты, листья редуцированы до колючек.
Верблюжья колючка, степные злаки, ковыль, саксаул и др.
Имеют адаптивные признаки промежуточного характера. Умеренно развита корневая система, имеются корневые волоски, небольшое количество устьиц.
Б)сухие жесткие листья и стебли, покрытые толстой кутикулой, высокое осмотическое давление клеточного сока; длинные корни или разветвленные поверхностные; устьица погруженного типа, большая вязкость цитоплазы.
Береза, осина, злаки, картофель, перец, тыква и др.
Б)склерофиты
3. Адаптации животных к различному водному режиму
Сухопутные животные для восполнения потери воды вследствие выделения и испарения нуждаются в периодическом ее потреблении. В зависимости от водного режима у них выработались разные типы адаптации: морфологические, физиологические и поведенческие.
Физиологические адаптации
К физиологическим адаптациям относятся особенности процессов жизнедеятельности, восполняющие дефицит влаги в организме. Например, млекопитающие пьют воду, земноводные поглощают ее кожными покровами. Мелкие животные пустынь (грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие) добывают воду, поедая растения с сочными побегами. Есть животные, которые могут получать воду за счет окисления жиров (окисление 100 г жира дает 105 г воды). Поэтому обильные отложения жира — горб верблюда, курдюк овцы — служат своеобразными резервуарами химически связанной воды.
Морфологические адаптации
К морфологическим адаптациям относятся приспособления, задерживающие воду в теле животных. Насекомые и паукообразные имеют многослойную хитинизированную кутикулу, у пресмыкающихся есть роговой покров (роговые чешуи и пластинки), у наземных моллюсков — раковины, у птиц тело покрыто перьями, у млекопитающих — шерстью.
Поведенческие адаптации
Поведенческие адаптации заключаются в том, что большинство животных активны в поисках воды. Они периодически посещают места водопоя или мигрируют на сухой период в районы с большей влажностью. Способность совершать далекие миграции к водопою характерна для антилоп, сайгаков, куланов. Некоторые животные в сухой период переходят на ночной образ жизни или впадают в летнюю спячку (суслики, сурки, черепахи).
вывод
Вода влияет на скорость обмена веществ, участвует в терморегуляции, выполняет транспортную роль в организме.
По отношению к увлажненности среды обитания выделяют экологические группы наземных растений: гигрофиты, ксерофиты (суккуленты, склерофиты), мезофиты.
Животные для регуляции водного баланса выработали физиологические, морфологические и поведенческие адаптации.