Самостоятельная работа

Самостоятельная работа

Тема: Вода – абиотический фактор в жизни растений

Задание:

1. Прочитайте текст.

2. Кратко расскажите о роли воды на планете.

3. Дайте определения планктона, нектона и бентоса, приведите их примеры.

4. Заполните таблицу.

КРУГОВОРОТ ВОДЫ В ПРИРОДЕ.

Замечательный французский писа­тель Антуан де Сент-Экзюпери так красиво и образно писал о воде: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно опи­сать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты — сама жизнь!» И это поистине так. Вода составляет около 70% массы клеток. У отдельных организмов, например медуз, содержание воды более 95% . В теле взрослого челове­ка вода составляет 60% , в теле рыб — до 75% , а у растений — от 50 до 90%.

Вода совершает в природе два круговорота.

Большой круг: из океанов, морей, рек и водоёмов вода испаряется в атмосферу, конденсируется в облака, дождём выпадает на землю и с реками возвращается в океан.

Малый круг: растение всасывает воду из земли, с растительной пи­щей она попадёт в тело животных и человека, откуда снова возвраща­ется с выделениями и дыханием в воздух и в землю.

Благодаря этим круговоротам животные, растения и человек могут обитать на суше и всё же оставаться, по существу, водными организма­ми, так как вода составляет основную внутреннюю среду всякого жи­вого организма. Таким образом, вода связывает живую и неживую природу в единое целое. Недаром академик В. И. Вернадский считал, что «вода и живое вещество — генетически связанные части организо­ванности земной коры».

Важная роль воды в организации жизни на Земле давно была отме­чена человеком. Аристотель включил её в число основных начал при­роды: огонь, воздух, вода, земля.

Рассмотрим более подробно, какую роль в биосфере играет вода.

ВОДА — КОЛЫЬЕЛЬ ЖИЗНИ. Как вам известно, именно в первичном океане, массовая доля солей в котором, по предположениям учёных, была низкой и составляла всего 0,9%, зародилась жизнь. Там «впер­вые развились живые организмы, и из этого раствора они получили ионы и молекулы, необходимые для их роста и жизни... С течением времени живые организмы развивались и изменялись, что позволило им покинуть водную среду и перейти на сушу, а затем подняться в воз­дух. Они приобрели эту способность, сохранив в своих организмах во­дный раствор в виде жидкостей, содержащих необходимый запас ионов и молекул», — писал американский химик, лауреат Нобелев­ской премии Л. Полине (1901—1994). Внутри каждого живого орга­низма, например в организме человека, в каждой его клеточке, — вос­поминание о первичном океане, в котором зародилась жизнь. Недаром в волшебном растворе, составляющем основу крови, — плазме, массо­вая доля солей такая же, как и в первичном океане, — 0,9%.

ВОДА — СРЕДА ОБИТАНИЯ МНОГИХ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ. Немало ор­ганизмов так и осталось жить в океане или в пресноводных водоёмах. Океан был и остаётся ареной развития бурной и многообразной жизни. Его населяет 300 тысяч видов животных и микроорганизмов и 30 ты­сяч видов растений.

Почему такая большая разница в видовом составе флоры и фауны Мирового океана? Дело в том, что животные заселяют всю толщу вод океана, а растения могут жить всего лишь до глубины 100 м, куда до­стигают солнечные лучи. И хотя по сравнению с толщей океана стоме­тровая глубина кажется не очень значительной, именно этот слой обе­спечивает жизнь в нём.

Живые организмы в океане и пресных водоёмах делятся на три группы: планктон, нектон и бентос.

Планктон (от греч. planktos — блуждающий) — это все организмы, населяющие пресные и солёные водоёмы и почти не способные к само­стоятельному движению. Они живут во взвешенном состоя­нии, словно парят, так как не обладают органами передвижения, спо­собными противостоять движению вод, например течениям. Величина этих обитателей колеблется от микроскопической до нескольких сан­тиметров. Планктон делится на животный — зоопланктон и расти­тельный — фитопланктон. Понятно, что представители фитопланкто­на — водоросли, способные к фотосинтезу, населяют океаны и моря лишь на глубине до 100 м. Фитопланктон служит пищей для зоопланк­тона и других водных животных.

Зоопланктон распространён по всей толще воды. Он представлен мелкими ракообразными, простейшими, кишечнополостными, ик­ринками и личинками рыб. Для большинства планктонных организ­мов характерны приспособления для парения в толще воды: длинные выросты, газовые или жировые включения, студенистость тела и др.

Планктоном питаются различные мелкие рыбы (сардины, анчоусы и др.). И не только. Это излюбленное лакомство крупнейших морских животных — китов , которые поглощают громадное количе­ство этих мельчайших обитателей океана, постоянно пропуская воду через пластины китового уса.

Нектон (от греч. nektos — плавающий) — активно плавающие вод­ные животные, которые способны противостоять силе течения и пере­мещаться на значительные расстояния. К ним относятся рыбы, каль­мары, китообразные, ластоногие, водные змеи, черепахи, пингвины и др.

Бентос (от греч. benthos — глубина) — организмы, обитающие на грунте и в грунте дна рек, морей и океанов. К активно передвигаю­щимся животным бентоса относятся морские звёзды, крабы, раки.

ВОДА — ОСНОВА БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Вода служит средой, где протекают все биохимические реакции и жизненные процессы в животных и растительных клетках. Без воды не может существовать ни один организм.

Чем интенсивнее работает орган человека или млекопитающего жи­вотного, тем больше в нём воды. Так, содержание воды в мозге — 81% , в мышцах — 50—70% , костях — 34—40% .

Вода не только среда, но и активный участник биохимических реак­ций. Достаточно вспомнить реакции гидролиза.

Реакции гидролиза основных компонентов питания лежат в основе обмена веществ у живых организмов.

Обмен белков состоит в том, что с участием воды белки пищи в орга­низме гидролизуются до аминокислот, из которых затем организм синтезирует собственные белки.

И наконец, вода — важнейший участник процесса фотосинтеза, ко­торый лежит в основе как цепей питания, так и сохранения постоян­ного состава атмосферы Земли — поддержания в ней концентрации кислорода на постоянном уровне в 21% .

ВОДА — ВАЖНЕЙШИЙ УЧАСТНИК БИОГЕОЦЕНОЗА. Стекая с гор, вода дробит скалы и камни. Попадая в трещины и замерзая там, в холодное время, она постепенно превращает их в песчинки. За многие миллио­ны лет вода в содружестве с солнцем, воздухом и растениями создала почву, превратив безжизненные скалы первозданной Земли в зелёный ковёр лесов и степей.

Кроме этого, вода — основа обмена веществ в биогеоценозе. Так, ми­неральное питание растений, т. е. усвоение ими минеральных веществ, происходит с участием растворимых в воде соединений. Необходимые для нормальной жизнедеятельности калийные, азотные и фосфорные соединения растения поглощают из почвы с помощью воды в виде со­держащихся в ней ионов — К", NOg, NH₄, Н₂РО₄. В обмен с помощью воды из растений в почву поступают другие ионы (Н+, НСО₃) и веще­ства — продукты жизнедеятельности.

ВОДА КАК ВАЖНЕЙШИЙ РЕГУЛЯТОР КЛИМАТА ЗЕМЛИ. На нагрев и ис­парение воды затрачивается много энергии, поэтому в жаркое время года вода поглощает теплоту, а в холодное — отдаёт. Тем самым она су­щественно сглаживает температурные колебания. Не будь на Земле воды, температура летом поднималась бы выше +100°С, а зимой опу­скалась до -150 °С. Трудно представить, какими были бы флора и фау­на на нашей планете при столь экстремальных температурах.

ВОДА — АБИОТИЧЕСКИЙ ФАКТОР В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ. По отношению к количеству воды, содержащейся в окружающей среде, растения де­лятся на четыре группы.

Ксерофиты — растения засушливых мест, которые выработали ряд приспособлений, уменьшающих испарение воды листьями. Листья у растений пустынь, полупустынь и засушливых степей очень мел­кие и узкие (полынь) или почти отсутствуют (саксаул), иногда они представлены в виде ко­лючек (кактусы). Засухоустойчивые растения имеют также не только жёсткие кожистые ли­стья, но и стебли, которые задерживают испа­рение (оливковое дерево, олеандр, ковыль). Некоторые ксерофиты, так называемые эфе­мероиды, отличаются сезонным снижением жизненной активности. Например, весной или в период дождей тюльпаны, маки, осоки бурно цветут и плодоносят. Засушливое время они проводят в виде покоящихся подземных побегов, а надземные их части полностью от­мирают.

Другие представители этой группы расте­ний имеют специальные ткани или клетки, в которых накапливается запас воды. Кактусы и молочаи за­пасают воду в стеблях, а агавы и алоэ — в листьях.

Мезофиты — растения лесной и лесостепной зон, почвы которых достаточно увлажнены. К ним относятся все листопадные деревья, кустарники и травы этих зон.

Гигрофиты — растения влажных мест, к которым относятся стрелолист, мхи, камыш, рогоз, папирус, бегония, монстера.

Наибо­лее интересны тропические, образующие мангровые леса растения- гигрофиты. Они произрастают в прибрежных районах Индонезии, Ин­дии, Нигерии, Филиппин и Таиланда, периодически затопляемых морскими приливами.

Растения таких лесов приспособлены к существованию в зонах постоянных приливов и отливов. Они имеют ходульные корни, позволяющие им закрепляться на зыбких, илистых почвах, а также дыхательные корни, благодаря которым получают влагу из атмосфер­ного воздуха во время отлива.

Гидрофиты — водные растения, значительно или целиком погру­жённые в воду (кувшинки, лотосы, ряска, элодея). Очень красивое растение наших водоёмов — белая кувшинка, которую в народе назы­вают водяной лилией. Другой цветущий представитель прудов, озёр и заводей — жёлтая кубышка. Самый же прекрасный водный цветок — лотос, он растёт не только в Египте, Индии и Китае, где счи­тается священным, но и у нас в дельте Волги. У гидрофитов слабо раз­вита корневая система и устьица. Созревание плодов, которые напоми­нают коробочки маков или погремушки для детей, происходит под водой.

ВОДА — АБИОТИЧЕСКИЙ ФАКТОР В ЖИЗНИ ЖИВОТНЫХ. Вода жизнен­но необходима не только растениям, но и жи­вотным. Для многих животных это среда оби­тания (как для типичных жителей морей, океанов и пресных водоёмов, так и для водо­плавающих птиц), и они не испытывают в ней недостатка.

Для подавляющего же большинства назем­ных представителей фауны потребление необ­ходимого для их организма количества воды является проблемой.

Большинство обитателей засушливых мест (пустынь, полупустынь, сухих степей) способны достаточно долго обходиться без воды.

Подвижность и выносливость позволяют им мигрировать на большие расстояния в поисках воды. Так ведут себя обитатели африканских са­ванн: слоны, антилопы, зебры, жирафы. Более привычные для наших широт верблюды, куланы, сайгаки тоже совершают боль­шие переходы в поисках воды.

Кроме миграций животные засушливых мест выработали и другие приспособления для регуляции водного баланса. Например, жировые отложения у верблюда в горбах, у грызунов под кожей, у насекомых в жировой ткани позволяют получать воду химическим способом с по­мощью окисления жира. Густая шерсть верблюда хорошо защищает его от холода и жары, он неприхотлив, пьёт солоноватую и солёную воду, причём за один раз может выпить до 57 литров.

Многие обитатели засушливых мест ведут ночной образ жизни, избегая тем самым перегрева и из­быточного испарения воды, а неко­торые, например сурки, могут впа­дать в летнюю спячку.