Важность влажности как экологического фактора
Влажность окружающей среды – это жизненно необходимый экологический фактор для существования большинства организмов. Тела организмов в среднем на две трети состоят из воды, и многие не могут существовать без неё. Вода активно участвует в метаболических процессах, и её недостаток приводит к замедлению или прекращению биохимических реакций, что может вызвать гибель клеток и всего организма.
Приспособления растений к водному балансу:
- Для растений вода является обязательным элементом фотосинтеза. Она необходима для прорастания спор и семян, а также для оплодотворения у споровых растений, где сперматозоиды достигают яйцеклетки только при наличии воды.
- Голосеменные и покрытосеменные растения менее зависимы от свободной воды, но и для них нормальная жизнедеятельность без неё невозможна.
- Растения выработали в процессе эволюции разнообразные приспособления для поддержания водного баланса.
Классификация растений по отношению к воде
Растения по отношению к воде делят на несколько экологических групп, часто классифицируемых по интенсивности испарения (транспирации) и способности переносить недостаток влаги:
- Водные растения (гидатофиты): Они либо полностью, либо большей частью погружены в воду (например, валлиснерия, роголистник, пузырчатка). Если их извлечь из воды, они быстро засыхают. Эпидермис у них лишён устьиц, нет кутикулы.
- Наземно-водные растения (гидрофиты): Частично погружены в воду, часто произрастают по берегам водоёмов, на мелководье, болотах (например, тростник, кувшинка, вахта). У многих водных растений хорошо развита воздухоносная ткань (аэренхима), придающая плавучесть и обеспечивающая транспорт кислорода к тканям.
- Растения влажных мест суши (гигрофиты): Растут в условиях повышенной влажности воздуха (свыше 80%), образуют растительность нижних ярусов сырых лесов (недотрога, папоротник орляк). У них затруднена транспирация, на листьях часто есть водяные устьица (гидатоды), выделяющие капельно-жидкую влагу. Они быстро увядают и могут погибнуть даже при непродолжительной засухе.
- Растения умеренно влажных мест суши (мезофиты): Могут переносить непродолжительную и несильную засуху. К ним относятся лиственные деревья умеренного пояса, травянистые растения дубрав, заливных лугов, большинство сорных и культурных растений (например, тысячелистник, боярышник).
- Растения сухих мест суши (ксерофиты): Растут в местах с недостаточным увлажнением (степи, пустыни, высокогорья). Представлены двумя группами, приспособленными к регуляции водного баланса: суккуленты (от греч. succulentus – сочный) и склерофиты (от греч. skleros – твёрдый).
Приспособления ксерофитов:
- Суккуленты (кактусы, алоэ, агава) имеют толстую водозапасающую ткань, часто с толстой кутикулой, восковым налётом или опушением, а также редуцированные листья или их отсутствие. Корневые системы могут быть приспособлены к добыванию влаги из глубоких слоёв почвы.
- Склерофиты (полынь, типчак, ковыль) представлены видами с узкими и мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку. У них хорошо развитая и глубокая корневая система, которая испаряет меньше влаги.
- Некоторые растения (эпифиты, например, бромелии, орхидеи) поглощают влагу не только из почвы, но и из воздуха.
Приспособления животных к изменению водного режима
Влажность также является важным экологическим фактором для животных. Для водных организмов (кишечнополостные, ракообразные, рыбы) пребывание вне воды невозможно.
Наземные животные компенсируют неизбежную потерю воды (через испарение и выделения) путём водопотребления. Они поглощают воду, всасывая её через покровы тела (земноводные), пьют её или получают с пищей (насекомые).
Животные засушливых мест (верблюд, тушканчик, пустынная моль) имеют приспособления для экономии влаги:
- Они могут долгое время обходиться без свободной воды.
- Запасают воду, образующуюся в процессе окисления накапливаемых жировых запасов (около 107 г эндогенной воды из 100 г жира).
- Характеризуются ночным образом жизни, плотными непроницаемыми покровами тела, редкими дыхательными движениями, максимально обезвоженными продуктами выделения (моча и экскременты), пониженным потоотделением.
- Ряд животных впадают в летнюю спячку (сурки, черепахи, некоторые насекомые) при наступлении сухого и жаркого сезона, когда все жизненные процессы замедляются.
