Drėgmė kaip ekologinis veiksnys ir organizmų hidroosmosinės adaptacijos. Ekologija: šviesa, temperatūra ir drėgmė kaip aplinkos veiksniai, bandymas

Šviesa, temperatūra ir drėgmė kaip aplinkos veiksniai

bandymas

3. Drėgmė kaip aplinkos veiksnys

Iš pradžių visi organizmai buvo vandens. Užkariavę žemę, jie neprarado priklausomybės nuo vandens. Vanduo yra neatsiejama visų gyvų organizmų dalis. Drėgmė yra vandens garų kiekis ore. Be drėgmės ar vandens nėra gyvybės.

Drėgmė yra parametras, apibūdinantis vandens garų kiekį ore. Absoliuti drėgmė yra vandens garų kiekis ore ir priklauso nuo temperatūros ir slėgio. Šis kiekis vadinamas santykine drėgme (t. y. vandens garų kiekio ore ir sočiųjų garų kiekio santykis tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis).

Gamtoje vyrauja paros drėgmės ritmas. Drėgmė svyruoja tiek vertikaliai, tiek horizontaliai. Šis veiksnys kartu su šviesa ir temperatūra vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant organizmų veiklą ir jų pasiskirstymą. Drėgmė taip pat keičia temperatūros poveikį.

Oro džiovinimas yra svarbus aplinkos veiksnys. Ypač sausumos organizmams didelę reikšmę turi džiovinantis oro poveikis. Gyvūnai prisitaiko persikeldami į saugomas teritorijas ir yra aktyvūs naktį.

Augalai sugeria vandenį iš dirvos ir beveik visiškai (97-99%) išgaruoja per lapus. Šis procesas vadinamas transpiracija. Garinimas atvėsina lapus. Garavimo dėka jonai per dirvą nunešami į šaknis, jonų pernešimas tarp ląstelių ir kt.

Tam tikras drėgmės kiekis yra būtinas sausumos organizmams. Daugeliui jų normaliam gyvenimui reikalinga 100% santykinė oro drėgmė, ir atvirkščiai, normalios būklės organizmas negali ilgai gyventi absoliučiai sausame ore, nes nuolat netenka vandens. Vanduo yra esminė gyvosios medžiagos dalis. Todėl tam tikro vandens kiekio praradimas sukelia mirtį.

Sauso klimato augalai prisitaiko prie morfologinių pokyčių, vegetatyvinių organų, ypač lapų, mažėjimo.

Sausumos gyvūnai taip pat prisitaiko. Daugelis jų geria vandenį, kiti siurbia jį per kūno sluoksnį skystą ar garų pavidalu. Pavyzdžiui, dauguma varliagyvių, kai kurie vabzdžiai ir erkės. Dauguma dykumos gyvūnų niekada negeria, savo poreikius tenkina su maistu tiekiamu vandeniu. Kiti gyvūnai gauna vandenį riebalų oksidacijos procese.

Vanduo yra būtinas gyviems organizmams. Todėl organizmai plinta visoje buveinėje priklausomai nuo jų poreikių: vandens organizmai nuolat gyvena vandenyje; hidrofitai gali gyventi tik labai drėgnoje aplinkoje.

Ekologinio valentingumo požiūriu hidrofitai ir higrofitai priklauso stenogerių grupei. Drėgmė labai veikia gyvybines organizmų funkcijas, pavyzdžiui, 70% santykinė oro drėgmė buvo labai palanki migruojančių skėrių patelių brendimui lauke ir vaisingumui. Palankiai daugindamiesi jie daro didžiulę ekonominę žalą daugelio šalių pasėliams.

Ekologiniam organizmų paplitimo įvertinimui naudojamas klimato sausumo rodiklis. Sausumas yra selektyvus organizmų ekologinės klasifikacijos veiksnys.

Taigi, priklausomai nuo vietinio klimato drėgmės ypatybių, organizmų rūšys skirstomos į ekologines grupes:

1. Hidatofitai yra vandens augalai.

2. Hidrofitai – sausumos-vandens augalai.

3. Higrofitai – sausumos augalai, gyvenantys didelės drėgmės sąlygomis.

4. Mezofitai – augalai, augantys su vidutiniu drėgnumu

5. Kserofitai – tai augalai, augantys nepakankamai drėgmės. Jie savo ruožtu skirstomi į: sukulentus – sultingus augalus (kaktusus); sklerofitai yra augalai siaurais ir mažais lapeliais, susilankstę į kanalėlius. Jie taip pat skirstomi į eukserofitus ir stipakserofitus. Eukserofitai yra stepių augalai. Stipakserofitai – siauralapių velėninių žolių (plunksninių, eraičinų, plonakojų ir kt.) grupė. Savo ruožtu mezofitai taip pat skirstomi į mezohigrofitus, mezokserofitus ir kt.

Dėl savo vertės temperatūros, drėgmė vis dėlto yra vienas iš pagrindinių aplinkos veiksnių. Didžiąją laukinės gamtos istorijos dalį organinį pasaulį reprezentavo tik organizmų vandens normos. Neatsiejama daugumos gyvų būtybių dalis yra vanduo, o lytinių ląstelių dauginimuisi ar susiliejimui beveik visoms joms reikalinga vandens aplinka. Sausumos gyvūnai yra priversti savo kūne sukurti dirbtinę vandens aplinką tręšimui, o tai lemia tai, kad pastaroji tampa vidine.

Drėgmė yra vandens garų kiekis ore. Jis gali būti išreikštas gramais kubiniame metre.

Biotiniai organizmų ryšiai biocenozėse. Rūgščių lietų problema

Aplinkos veiksnys – tai tam tikra sąlyga ar aplinkos elementas, turintis specifinį poveikį organizmui. Aplinkos veiksniai skirstomi į abiotinius, biotinius ir antropogeninius...

Aplinkos tarša kietosiomis pramoninėmis ir buitinėmis atliekomis

Pesticidų – cheminių augalų ir gyvūnų apsaugos nuo įvairių kenkėjų ir ligų priemonių – atradimas yra vienas svarbiausių šiuolaikinio mokslo laimėjimų. Šiandien pasaulyje 1 hektarui išberiama 300 kg chemijos...

Bendrieji dirvožemio ekologinio monitoringo principai

Augalų prisitaikymas prie vandens režimo

ekologiškas vandens sausumos augalas Augalo kūną sudaro 50-90% vandens. Citoplazmoje ypač daug vandens (85-90%), daug jo yra ląstelės organelėse. Vanduo yra nepaprastai svarbus augalų gyvenime...

Atmosferos taršos ir ozono sluoksnio ardymo problemos

Sumaišties gabaliukai surišti iš įvairių painių kalbų žmogaus veiklos procese wiki. Už agregatų sandėlio nedidelio kiekio kalbos srutos išleidžiamos į atmosferą dujinėmis dujomis (sieros dioksidas SO2, anglies dioksidas CO2, ozonas O3 ...

Gamybos patalpos aplinkos pagrindinių parametrų ir vidinės aplinkos įrangoje skaičiavimas

Normalizuojant patalpų oro aplinkos parametrus, jie vadovaujasi vadinamuoju leistinų parametrų diapazonu. Leidžiamų parametrų diapazoną lemia žemesnis leistinas temperatūros lygis ...

Žaliųjų erdvių vaidmuo mieste

Didėjant oro drėgmei, mažėja atmosferos skaidrumas, dėl to mažėja ir žemės paviršių pasiekiančios saulės spinduliuotės energijos kiekis ...

Šviesa yra viena iš energijos formų. Pagal pirmąjį termodinamikos dėsnį arba energijos tvermės dėsnį, energija gali keistis iš vienos formos į kitą. Pagal šį įstatymą...

Šviesa, temperatūra ir drėgmė kaip aplinkos veiksniai

Temperatūra yra svarbiausias aplinkos veiksnys. Temperatūra turi didžiulį poveikį daugeliui organizmų gyvenimo aspektų jų pasiskirstymo geografijoje ...

Socialinis-ekologinis veiksnys kaip požiūrio į šiuolaikinio miesto raidą formavimo pagrindas

ecocity ecocity Pastaruoju metu šiuolaikiniuose miestuose smarkiai paaštrėjo socialinės, ekonominės ir aplinkosaugos problemos. Per pastaruosius 40 metų ekonominė našta natūraliems kompleksams smarkiai išaugo ...

Aplinkos vadybos funkcijos

Aplinkos veiksniai, turintys įtakos žmonių sveikatai

Žmogus visada siekia miško, kalnų, pajūrio, upės ar ežero. Čia jis jaučia jėgų antplūdį, žvalumą. Nenuostabu, kad jie sako, kad geriausia atsipalaiduoti gamtos prieglobstyje. Gražiausiuose kampeliuose statomos sanatorijos, poilsio namai...

Ekologija

Pagal Federalinio įstatymo „Dėl aplinkos apsaugos“ 1 straipsnį aplinkos kontrolė yra priemonių sistema, kuria siekiama užkirsti kelią, nustatyti ir užkirsti kelią teisės aktų pažeidimams aplinkos apsaugos srityje.

Ekonomikos raida ir aplinkos veiksnys

Bet kurios ekonominės plėtros pagrindas yra trys ekonomikos augimo veiksniai: darbo ištekliai, dirbtinai sukurtos gamybos priemonės (kapitalas arba dirbtinis kapitalas), gamtos ištekliai ...

ekosistemoms

Drėgmės sąlygos mūsų zonoje gana palankios organizmams egzistuoti. Daugumą gyvų būtybių sudaro 70–95% vandens. Vanduo reikalingas visiems biocheminiams ir fiziologiniams procesams...

kaip abiotinis veiksnys

Vanduo. Organizmų gyvenime vanduo yra svarbiausias aplinkos veiksnys. Nėra gyvenimo be vandens. Gyvų organizmų, kuriuose nėra vandens, Žemėje nerasta. Tai pagrindinė ląstelių, audinių, augalų ir gyvūnų sulčių protoplazmos dalis. Visi biocheminiai asimiliacijos ir disimiliacijos procesai, dujų mainai organizme vyksta esant vandeniui. Vanduo su jame ištirpusiomis medžiagomis lemia ląstelių ir audinių skysčių osmosinį slėgį, įskaitant tarpląstelinius mainus. Aktyvaus augalų ir gyvūnų gyvenimo laikotarpiu vandens kiekis jų organizmuose, kaip taisyklė, yra gana didelis (4.8 lentelė).

4.8 lentelė

% nuo kūno svorio (pagal B. S. Kubantsevą, 1973 m.)

Augalai

Gyvūnai

Jūros dumbliai

morkų šaknys

žolės lapai

medžių lapai

bulvių gumbai

medžių kamienus

vėžiagyviai

Vabzdžiai

Lancelet

Varliagyviai

žinduoliai

Neaktyvioje organizmo būsenoje vandens kiekis gali gerokai sumažėti, tačiau net ir poilsio laikotarpiu jis visiškai neišnyksta. Pavyzdžiui, sausose samanose ir kerpėse vandens yra 5-7% visos masės, o ore sausuose javų grūduose – ne mažiau kaip 12-14%.Sausumos organizmus dėl nuolatinio vandens netekimo reikia reguliariai papildyti. . Todėl evoliucijos procese jie sukūrė adaptacijas, kurios reguliuoja vandens mainus ir užtikrina ekonomišką drėgmės naudojimą. Prisitaikymai yra anatominio, morfologinio, fiziologinio ir elgesio pobūdžio. Įvairių rūšių augalų poreikis vandenyje vystymosi laikotarpiais nėra vienodas. Jis taip pat skiriasi priklausomai nuo klimato ir dirvožemio. Taigi javų pasėliams sėklų dygimo ir brendimo laikotarpiais reikia mažiau drėgmės nei intensyviausio augimo metu. Be drėgnų tropikų, beveik visur augalai patiria laikiną vandens trūkumą, sausrą. Esant aukštai temperatūrai vasarą, dažnai pasireiškia atmosferos sausra, o dirvožemio sausra atsiranda sumažėjus augalui prieinamai dirvožemio drėgmei. Drėgmės trūkumas ar trūkumas mažina augalų augimą, gali sukelti jų žemą ūgį, nevaisingumą dėl neišsivysčiusių generatyvinių organų. Visose gyvybinės veiklos apraiškose nepaprastai svarbu yra vandens mainai tarp kūno ir išorinės aplinkos. Drėgmė dažnai yra veiksnys, ribojantis organizmų pasiskirstymą ir gausą Žemėje. Pavyzdžiui, stepių ir ypač miško augalai reikalauja didelio garų kiekio ore, o dykumos augalai prisitaikė prie mažos drėgmės.

Svarbų vaidmenį gyvūnams atlieka odos pralaidumas ir vandens mainus reguliuojantys mechanizmai. Čia tinka apibūdinti pagrindiniai drėgmės rodikliai. Drėgmė yra parametras, apibūdinantis vandens garų (dujinio vandens) kiekį ore. Atskirkite absoliučią ir santykinę drėgmę. Absoliuti drėgmė - ore esančio dujinio vandens kiekis, išreikštas vandens mase oro masės vienetui (pavyzdžiui, gramais 1 kg arba 1 m 3 oro). Santykinė drėgmė- yra ore esančių garų kiekio ir sočiųjų garų kiekio santykis tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis. Šis santykis nustatomas pagal formulę:

kur r yra santykinė drėgmė;

P ir PS – absoliuti ir prisotinanti (maksimali) drėgmė tam tikroje temperatūroje.

Santykinė oro drėgmė paprastai matuojama lyginant dviejų termometrų – šlapio ir sauso – temperatūrą. Šis prietaisas vadinamas psichrometru. Taigi, jei abu termometrai rodo vienodą temperatūrą, tai santykinė oro drėgmė yra 100%.Jei „šlapias“ termometras rodo žemesnę temperatūrą nei „sausas“ (dažniausiai taip nutinka), tada santykinė oro drėgmė bus mažesnė nei 100 proc. Tiksli vertė gaunama iš specialių nuorodų lentelių. Higrografas taip pat naudingas santykinei oro drėgmei matuoti. Prietaisas naudoja žmogaus plauko savybę trumpinti arba pailginti, priklausomai nuo santykinės drėgmės, o tai leidžia nuolat fiksuoti rodmenis.

Santykinė oro drėgmė dažnai matuojama aplinkos tyrimuose. svarbūs organizmams prisotinimo deficitas oras vandens garais arba skirtumas tarp didžiausios ir absoliučios drėgmės tam tikroje temperatūroje. Oro prisotinimo trūkumas gali būti pažymėtas raide ir nustatomas pagal formulę:

d = PS - P. (4.5)

Šis rodiklis aiškiausiai apibūdina oro garavimo galią ir atlieka ypatingą vaidmenį ekologiniams tyrimams. Dėl to, kad didėjant temperatūrai didėja oro garavimo galia, esant skirtingoms temperatūroms prisotinimo deficitas yra nevienodas esant tokiai pačiai drėgmei. Jam didėjant, oras tampa sausesnis, jame intensyviau vyksta garavimas ir transpiracija. Mažėjant prisotinimo deficitui, didėja santykinė oro drėgmė. Aplinkos temperatūra labiausiai įtakoja drėgmės veikimo pobūdį.

Svarbios organizmų gyvenime yra savybės sezoninis drėgmės pasiskirstymas per metus. Ar kritulių iškrenta žiemą ar vasarą? Koks jo kasdienis svyravimas? Taigi šiauriniuose mūsų planetos rajonuose šaltuoju metų laiku iškrintantys gausūs krituliai augalams didžiąja dalimi yra nepasiekiami, o tuo pačiu net nedideli krituliai vasarą pasirodo gyvybiškai svarbūs. Svarbu atsižvelgti į kritulių pobūdį – šlapdriba, stiprus lietus, sniegas, jų trukmė. Pavyzdžiui, vasarą šlapdriba lietus gerai sudrėkina dirvą, yra veiksmingesnis augalams nei liūtis, kuri neša milžiniškas vandens sroves. Per liūtį dirva nespėja sugerti vandens, greitai nusausėja, pasiimdama derlingąją dalį, prastai įsišaknijusius augalus, dažnai žūsta smulkių gyvūnų, ypač vabzdžių. Tačiau užsitęsę šlapdribai taip pat gali turėti neigiamos įtakos gyvūnų, pavyzdžiui, vabzdžiaėdžių paukščių, maitinančių jauniklius, pragyvenimui.

Žiemos krituliai, iškritę sniego pavidalu šalto ir vidutinio klimato sąlygomis, sukuria sniego dangą, kuri palankiai veikia dirvožemio temperatūros režimą ir taip padidina augalų ir gyvūnų išlikimą. Priešingai, žiemos krituliai lietaus pavidalu neigiamai veikia augalus, jų išlikimą, padidina vabzdžių mirtingumą.

Didelę reikšmę turi oro ir dirvožemio prisotinimo vandens garais laipsnis. Dažnai pasitaiko gyvūnų ir augalų mirties atvejų per sausrą, kurią sukelia per didelis oro sausumas ar sausi vėjai. Visų pirma, tai turi įtakos drėgnose vietose gyvenančių organizmų gyvenimui, kaip taisyklė, nes jiems trūksta mechanizmų, reguliuojančių vandens praradimą transpiracijos ir garavimo metu, o išorinis kūno sluoksnis yra labai nepralaidus.

Oro drėgnumas lemia aktyvaus organizmų gyvenimo periodiškumą, sezoninę gyvenimo ciklų dinamiką, turi įtakos vystymosi trukmei, vaisingumui ir jų mirtingumui. Pavyzdžiui, tokios augalų rūšys kaip pavasarinė veronika, smėlinė neužmirštuolė, dykumos burokėliai ir kt., naudojant pavasarinę drėgmę, per labai trumpą laiką (12-30 dienų) spėja sudygti, išvystyti generatyvinius ūglius, žydėti, formuotis. vaisiai ir sėklos. Šie vienmečiai augalai vadinami efemera(iš graikų ephemeros – trumpalaikis, vienadienis). Efemeros savo ruožtu skirstomos į pavasarį ir rudenį. Minėti augalai priklauso pavasario efemerai. Aiškų prisitaikymą prie sezoninio drėgmės ritmo rodo ir tam tikrų rūšių daugiamečiai augalai, vadinami efemeroidai arba geoefemeroidai. Esant nepalankioms drėgmės sąlygoms, jie gali atidėti savo vystymąsi, kol jis taps optimalus, arba, kaip efemeros, pereiti visą savo ciklą per itin trumpą ankstyvą pavasarį. Tai yra tipiški pietinių stepių augalai – stepių hiacintas, paukštiena, tulpės ir kt.

Gyvūnai taip pat gali būti efemeros. Tai yra vabzdžiai, vėžiagyviai (skydai, kurių pavasarį gausiai atsiranda miško balose) ir net žuvys, gyvenančios mažuose telkiniuose, balose, pavyzdžiui, afrikietiškos karpių dantukų kategorijos ir afiosemijos.

Kalbant apie drėgmę, yra euryhygrobiont ir stenohigrobiontas organizmai. Euryhygrobiont organizmai prisitaikė gyventi su įvairiais drėgmės svyravimais. Stenohigrobiontinių organizmų drėgnumas turi būti griežtai apibrėžtas: didelis, vidutinis arba mažas. Gyvūnų vystymasis ne mažiau glaudžiai susijęs su aplinkos drėgme. Tačiau gyvūnai, skirtingai nei augalai, turi galimybę aktyviai ieškoti optimalios drėgmės sąlygų, turi pažangesnius vandens apykaitos reguliavimo mechanizmus.

Aplinkos drėgmė turi įtakos vandens kiekiui gyvūno audiniuose, todėl yra tiesiogiai susijusi su jo elgesiu ir išgyvenimu. Tačiau tai gali turėti ir netiesioginį poveikį per maistą ir kitus veiksnius. Pavyzdžiui, per sausras, kai augalija smarkiai perdega, fitofaginių gyvūnų skaičius mažėja. Gyvūnų vystymuisi etapais reikia griežtai apibrėžtų drėgmės sąlygų. Gyvūnams trūkstant drėgmės ore ar maiste, vaisingumas smarkiai sumažėja, o pirmiausia drėgmę mėgstančiomis formomis. Nepakankamas vandens kiekis pašaruose sumažina daugumos gyvūnų augimo greitį, lėtina jų vystymąsi, trumpina gyvenimo trukmę, didina mirtingumą (4.15 pav.).

4.15 pav. Drėgmės įtaka pagrindinei gyvybinei funkcijai

Procesai gyvūnuose (pagal N.P. Naumovą, 1963):

A-higrofilai; B-kserofilai;

1 - mirtingumas; 2 - ilgaamžiškumas; 3 - vaisingumas; 4 - vystymosi greitis

Vadinasi, vandens režimas, t.y. nuoseklūs vandens tiekimo, būklės ir kiekio pokyčiai išorinėje aplinkoje(lietus, sniegas, rūkas, oro prisotinimas garais, gruntinio vandens lygis, dirvožemio drėgmė), daro didelę įtaką gyvų organizmų gyvybinei veiklai.

Atsižvelgiant į vandens režimą, sausumos organizmai skirstomi į tris pagrindines ekologines grupes: higrofilinis(mėgsta drėgmę), kserofilinis(sausai mėgstantys) ir mezofilinis(norint vidutinės drėgmės). Higrofilų tarp augalų pavyzdžiai yra pelkinė medetka, paprastoji rūgštynė, šliaužianti vėdrynė, vėdrynė chistyak ir kt.; tarp gyvūnų yra uodų, uodų, uodų, laumžirgių, dirvinių vabalų ir kt. Visi jie negali pakęsti didelio vandens trūkumo ir net trumpalaikės sausros.

Tikri kserofilai yra tamsūs vabalai, kupranugariai, driežai. Čia plačiai atstovaujami įvairūs vandens apykaitos reguliavimo ir prisitaikymo prie vandens sulaikymo organizme ir ląstelėse mechanizmai, o tai silpnai išreikšta higrofilais.

Tuo pačiu metu organizmų padalijimas į tris grupes yra šiek tiek santykinis, nes daugelyje rūšių drėgmės poreikio laipsnis skirtingomis sąlygomis nėra pastovus ir nėra vienodas įvairiais organizmų vystymosi etapais. Taigi daugelio medžių rūšių daigai ir jaunikliai vystosi pagal mezofilinį tipą, o suaugę augalai turi aiškių kserofilų požymių.

Pagal vandens režimo reguliavimo metodą sausumos augalai skirstomi į dvi grupes: poikilohidridas ir homeohidridas. Poikilohidridiniai augalai yra rūšys, kurios negali aktyviai reguliuoti savo vandens režimo. Jie neturi jokių anatominių savybių, kurios padėtų apsaugoti nuo garavimo. Dauguma jų neturi stomos. Transpiracija prilygsta paprastam garinimui. Vandens kiekis ląstelėse yra pusiausvyroje su garų slėgiu ore arba yra nulemtas jo drėgmės, priklauso nuo jo svyravimų. Poikilohidridiniams augalams priskiriami grybai, sausumos dumbliai, kerpės, kai kurios samanos, o iš aukštesnių augalų – atogrąžų miškų smulkialapiai paparčiai. Nedidelę grupę sudaro žydintys augalai su stomomis, Gesneriaceae šeimos atstovai, gyvenantys uolų plyšiuose Balkanuose ir Pietų Afrikoje. Tai taip pat apima Centrinės Azijos dykumos viksvas-Cagexphysodes. Poikilohidridinių augalų lapai gali išdžiūti beveik iki oro sausumo, o sušlapę „atgyja“ ir vėl pažaliuoja.

Homeohidridiniai augalai tam tikrose ribose sugeba reguliuoti vandens praradimą uždarydami stomas ir sulankstydami lapus. Ląstelių membranose nusėda vandeniui atsparios medžiagos (suberinas, kutinas), lapų paviršius pasidengia odele ir kt. Tai leidžia homeohidridiniams augalams palaikyti vandens kiekį ląstelėse ir vandens garų slėgį tarpląstelėje. erdves santykinai pastoviame lygyje. Transpiracija pagal dydį, paros ir sezoninę dinamiką labai skiriasi nuo laisvo sušlapusio fizinio kūno išgaravimo (4.16 pav.).

4.16 pav. Kasdieninės transpiracijos eigos schema

skirtingas augalų vandens prieinamumas (iš T. K. Goryshina, 1979):

1 - Transpiracija be apribojimų; 2 - Transpiracija, kai vidurdienis sumažėja dėl stomos susiaurėjimo; 3 - tas pats, visiškai uždarius stomatą; 4 - visiškas stomos transpiracijos pašalinimas dėl ilgo stomos uždarymo (tik kutikulinė transpiracija likučiai); 5 - odelių transpiracijos sumažėjimas dėl pasikeitusio membranos pralaidumo. Rodyklės, nukreiptos žemyn - stomos uždarymas; rodyklės, nukreiptos į viršų - stomos atidarymas. Taškinė linija yra kasdienis garavimo iš laisvo vandens paviršiaus eiga. Išsiritimas - odelių transpiracijos sritis

Ši grupė sudaro daugumą aukštesniųjų kraujagyslių augalų ir sudaro Žemės augalinę dangą. Antraip vietoje žalių miškų ir pievų net vidutinio klimato platumose gaivi žaluma atsirastų tik po liūčių.

Vandens mainų organizmuose sąlygas lemia buveinės drėgmė. Priklausomai nuo to, jie vysto prisitaikymo prie gyvenimo ypatybes esant pakankamam arba mažam vandens tiekimui. Aiškiausiai tai išreiškiama augaluose. Neturėdami laisvo judėjimo galimybės, jie geriau nei kiti demonstruoja prisitaikymą prie gyvenimo buveinėse, kuriose yra daug ar mažai drėgmės.

Atsižvelgiant į sausumos augalų buveinę, išskiriamos šios ekologinės grupės: higrofitai, mezofitai ir kserofitai. Higrofitai(iš graikų "hygros" - šlapias ir "phyton" - augalas) - augalai, gyvenantys drėgnose vietose, netoleruojantys vandens trūkumo ir mažai atsparūs sausrai. Šios grupės augalai, kaip taisyklė, turi dideles, plonas, gležnas lapų mentes su nedideliu skaičiumi stomatelių, dažnai išsidėsčiusių abiejose pusėse. Stomos dažniausiai yra plačiai atviros, todėl transpiracija mažai skiriasi nuo fizinio garavimo. Šaknys dažniausiai storos, šiek tiek šakotos. Šaknų plaukai yra prastai atstovaujami arba jų nėra. Visi organai padengti plonu vienasluoksniu epidermiu, odelės praktiškai nėra. Plačiai išvystyta aerenchima(orą pernešantis audinys), užtikrinantis augalo kūno aeraciją. Higrofitai visų pirma apima atogrąžų augalus, gyvenančius aukštoje temperatūroje ir drėgme. Dažnai higrofitai gyvena pavėsyje po miško laja (pavyzdžiui, paparčiais) arba atvirose vietose, bet visada užmirkusiose arba vandeniu padengtose dirvose. Vidutinio ir šalto klimato zonose būdingi higrofitai šešėlinisžoliniai miško augalai. Auga atvirose vietose ir drėgnose dirvose šviesos higrofitai. Tai, pavyzdžiui, medetkos (Caltapalustris), plakun žolė (Lythrumsalicaria), saulėgrąža (Drosera), daugelis javų ir drėgnų buveinių viksvų, iš kultūrinių augalų, ryžiai, auginami vandeniu užlietuose laukuose, priklauso lengviesiems higrofitams.

Apskritai, turint gana didelę buveinių įvairovę, vandens režimo ypatumus ir anatominius bei morfologinius ypatumus, visus higrofitus vienija adaptacijų, ribojančių vandens suvartojimą, nebuvimas ir nesugebėjimas ištverti net nežymaus jo praradimo.

Pavyzdžiui, šviesiuose higrofituose lapai dienos metu gali prarasti vandens kiekį, kuris yra 4–5 kartus didesnis už lapo masę. Gerai žinoma, kaip greitai gėlės, surinktos palei rezervuarų krantus, nuvysta rankose. Nurodomas higrofitams ir mažoms subletalinio vandens trūkumo reikšmėms. Oksaliams ir minikams 15-20% vandens tiekimo praradimas jau yra negrįžtamas ir baigiasi mirtimi.

Mezofitai - Tai vidutiniškai drėgnų buveinių augalai. Jie turi gerai išvystytą šaknų sistemą. Šaknys turi daugybę šaknų plaukų. Lapai yra skirtingo dydžio, tačiau, kaip taisyklė, yra dideli, minkšti, nestori, plokšti, su vidutiniškai išsivysčiusiais vientisais, laidžiais, mechaniniais, stulpeliais ir kempiniais audiniais. Stomata yra apatinėje lapų plokštelių pusėje. Stomatinės transpiracijos reguliavimas yra gerai išreikštas. Mezofitams priskiriama daugybė pievų žolių (raudonieji dobilai, motiejukai, gaidžio žolė), dauguma miško augalų (pakalnutės, zelenčukas ir kt.), nemaža dalis lapuočių medžių (beržas, drebulė, klevas, liepa), daug lauko medžių ( rugių, bulvių, kopūstų) ir vaisių bei uogų (obuolių, serbentų, vyšnių, aviečių) pasėlius ir piktžoles.

Tos pačios mezofilinės rūšys, patenkančios į skirtingas vandens tiekimo sąlygas, pasižymi tam tikru plastiškumu, drėgnomis sąlygomis įgyja daugiau higromorfinių savybių, o sausomis sąlygomis – daugiau kseromorfinių savybių.

Mezofitus vandens atžvilgiu sieja perėjimai su kitais ekologiniais augalų tipais, todėl dažnai labai sunku tarp jų nubrėžti aiškią ribą. Pavyzdžiui, tarp pievų mezofitų išskiriamos rūšys, kurioms būdingas padidėjęs drėgmės pomėgis, mėgstančios nuolat drėgnas ar laikinai užliejamas vietas (pievų lapė, paprastoji bekmanija, nendrinukė ir kt.). Jie yra sujungti į pereinamąją higromezofitų grupę kartu su kai kuriomis drėgmę mėgstančiomis miško žolėmis, mėgstančiomis miško daubas, užmirkusius ar drėgniausius miškus, pavyzdžiui, blužnies, paparčius, kai kurias miško samanas ir kt.

Buveinėse, kuriose periodiškai arba nuolat (bet mažai) trūksta drėgmės, aptinkami mezofitai, turintys padidintą fiziologinį atsparumą sausrai, turintys tam tikrų kseromorfinių požymių. Ši grupė yra pereinamoji tarp mezofitų ir kserofitų kseromezofitai. Tai apima daugybę šiaurinių stepių augalų rūšių, sausų pušynų, smėlingų buveinių – baltagalvių dobilų, geltonųjų lovų ir kt., iš kultūrinių augalų – liucernos, sausrai atsparių kviečių veislių ir kai kurių kitų. Kserofitai(iš graikų k Kserofitai gausiausi ir įvairiausi yra karšto ir sauso klimato vietovėse. Tai apima dykumų, sausų stepių, savanų, dygliuotų miškų, sausų subtropikų ir kt. augalų rūšis.

Nepalankus augalų vandens režimas sausose buveinėse atsiranda dėl riboto vandens tiekimo, kai jo trūksta dirvožemyje, ir padidėjusio drėgmės suvartojimo transpiracijai esant dideliam oro sausumui ir aukštai temperatūrai. Taigi, norint įveikti drėgmės trūkumą, gali būti įvairių būdų: padidinti jos absorbciją ir sumažinti suvartojimą, taip pat gebėjimą toleruoti didelius vandens nuostolius. Kartu išskiriami du pagrindiniai sausros įveikimo būdai: gebėjimas atsispirti audinių džiūvimui arba aktyvus vandens balanso reguliavimas ir gebėjimas ištverti stiprų džiūvimą.

Kserofitams svarbūs įvairūs struktūriniai prisitaikymai prie drėgmės trūkumo sąlygų. Pavyzdžiui, stiprus šaknų vystymasis padeda augalams padidinti dirvožemio drėgmės pasisavinimą. Dažnai Centrinės Azijos dykumų žolinėse ir krūminėse rūšyse požeminė masė yra 9–10 kartų didesnė už antžeminę. Kserofitų šaknų sistemos dažnai yra ekstensyvios, t. y. augalų šaknys yra ilgos, išsiskleidžiančios dideliame dirvožemio tūryje, bet mažai šakotos. Tokios šaknys, prasiskverbiančios į didelį gylį, leidžia, pavyzdžiui, dykumos krūmams panaudoti gilių dirvožemio horizontų drėgmę, o kai kuriais atvejais ir požeminį vandenį. Kitos rūšys, pavyzdžiui, stepinės žolės, turi intensyvią šaknų sistemą. Jie dengia nedidelį kiekį dirvos, bet dėl tankaus šakojimosi maksimaliai išnaudoja drėgmę (4.17 pav.).

Kserofitų sausumos organai išsiskiria savitais bruožais, turinčiais sunkių vandens tiekimo sąlygų įspaudą. Juose labai išvystyta vandentiekio sistema, aiškiai matoma iš lapų gyslų tinklo tankio, atnešančio vandenį į audinius (4.18 pav.).

Ši savybė leidžia kserofitams lengviau papildyti transpiracijai naudojamas drėgmės atsargas. Apsauginio pobūdžio kserofitų struktūriniai pritaikymai, kuriais siekiama sumažinti vandens suvartojimą, gali būti sumažinti iki šių:

1. Bendras pratekančio paviršiaus sumažinimas dėl mažų siaurų, stipriai sumažintų lapų lapų.

2. Sumažėjęs lapų plotas karščiausiu ir sausiausiu vegetacijos periodu.

3. Lapų apsauga nuo didelių drėgmės nuostolių dėl transpiracijos dėl galingų vientisų audinių – storasienių arba daugiasluoksnių epidermio, dažnai turinčių įvairias ataugas ir plaukelius, formuojančių tankų „veltinį“ lapo paviršiaus brendimą, išsivystymo.

4. Sustiprintas mechaninio audinio vystymasis, užkertantis kelią lapų ašmenų nusmukimui esant dideliems vandens nuostoliams.

4.17 pav. Skirtingi šaknų sistemų tipai:

A-ekstensyvus (kupranugario erškėtis);

B intensyvus (kviečių

Kserofitai, turintys ryškiausias pirmiau išvardytų lapų struktūros kseromorfines ypatybes, turi savotišką išvaizdą (erškėtis, stepės ir dykumos pelynai, plunksninės žolės, saksai ir kt.), dėl kurių jie gavo pavadinimą. sklerofitai. Sklerofitai (iš graikų „scleros“ – kieti, kieti) nekaupia savyje drėgmės, o išgarina ją dideliais kiekiais, nuolat gaudami iš giliųjų dirvos sluoksnių. Šių augalų kūnas atšiaurus, sausas, kartais apaugęs, su dideliu kiekiu mechaninių audinių. Ilgą laiką nutrūkus vandens tiekimui, gali nukristi lapai ar dalis ūglių, todėl sumažėja garavimas. Daugelis kserofitų ištveria sausąjį sezoną priverstinės ramybės būsenoje.

4.18 pav. Venatacijos (A), dydžio ir skaičiaus (B) skirtumas

Kserofituose ir mezofituose (iš A. P. Shennikov, 1950):

1 - dykumos kserofitas -Psoraleadrupaceae;

2 - miško mezofitas -Paryžiaus keturlapis

Kita kserofitų grupė turi savybę kaupti didelį kiekį vandens savo audiniuose ir vadinama „sukulentais“ (iš lot. „succulentus“ – sultingi, riebūs). Jų vandenį kaupiantys audiniai gali būti išsivystę stiebuose arba lapuose, todėl skirstomi į stiebo sukulentus (kaktusus, spurgus) ir lapų sukulentai(alavijas, agava, jaunas). Sukulentų kūną dažniausiai dengia storas, iškirptas epidermis ir vaškinė danga. Kūno paviršiuje beveik nėra stomų. O jei yra, vadinasi, mažos, esančios duobėse ir dažniausiai uždarytos. Atidaryta tik naktį. Visa tai labai sumažina transpiraciją. Būdingas sukulentų bruožas yra didelis jų sugeriamumas. Lietingo sezono metu kai kurios rūšys sugeria didelį vandens kiekį. Sukulentai ateityje lėtai išnaudoja susikaupusią drėgmę. Sukulentai auga karštame, sausame klimate. Kur bent retkarčiais lyja trumpalaikis, bet gausus lietus.

Apskritai įvairios augalų ir gyvūnų prisitaikymo prie vandens režimo formos, išsivysčiusios evoliucijos procese, atsispindi 4.9 lentelėje.

4.9 lentelė

Augalų ir gyvūnų prisitaikymas prie sausų sąlygų

(pagal N. Green ir kt., 1993)

Prisitaikymas	Pavyzdžiai
Vandens praradimo mažinimas
Lapai paverčiami adatomis arba spygliais panirusios stomos Lapai susukti į cilindrą Stora vaškinė odelė Storas stiebas su dideliu tūrio ir paviršiaus santykiu brendantys lapai Lapų numetimas per sausrą Stomata atidaroma naktį ir uždaroma dieną Veiksmingas CO 2 fiksavimas naktį, kai stoma nėra visiškai atvira Azoto išskyrimas šlapimo rūgšties pavidalu Pailginta Henlės kilpa inkste Audiniai yra atsparūs karščiui, nes sumažėja prakaitavimas arba prakaitavimas Gyvūnai slepiasi skylėse Kvėpavimo angos uždengtos vožtuvais	Cactaceae , Euphorbiaceae (spurge), spygliuočiai Pinus , Ammophila Ammophila Daugumos kserofitų, vabzdžių lapai Cactaceae, Euphorbiaceae ("sukulentai") Daugelis Alpių augalų Fouguieriasplendens Crassulaceae(apkunus) C-4 augalai, pvz., Zeamays Vabzdžiai, paukščiai ir kai kurie ropliai Dykumos žinduoliai, pvz., kupranugariai, dykumos žiurkės Daug dykumos augalų, kupranugarių Daugelis mažų dykumos žinduolių, tokių kaip dykumos žiurkės daug vabzdžių
Padidinti vandens absorbciją
Plati sekli šaknų sistema ir giliai įsiskverbiančios šaknys ilgos šaknys Kasti praėjimus į vandenį	Kai kurie kaktusai, pvz., Opuntia ir Euphorbiaceae Daugelis Alpių augalų, tokių kaip edelveisas (Leontopodium alpinum)
vandens saugykla
Gleivinėse ląstelėse ir ląstelių sienelėse Specializuotoje šlapimo pūslėje Kaip riebalai (vanduo yra oksidacijos produktas)		Cactaceae ir Euphorbiaceae dykumos varlė dykumos žiurkė
Fiziologinis atsparumas vandens praradimui
Esant matomai dehidratacijai, gyvybingumas išlieka Didelės kūno svorio dalies praradimas ir greitas jo atsigavimas esant turimam vandeniui		Kai kurie epifitiniai paparčiai ir kerpinės samanos, daug bryofitų ir kerpių, viksvos fizoides Lumbricusterrestris (praranda iki 70% masės), kupranugaris (praranda iki 30%)

Lentelės pabaiga 4.9

Prisitaikymas

Pavyzdžiai

„Problemų išvengimas“

Išgyvenkite nepalankų laikotarpį sėklų pavidalu

Išgyvenkite nepalankų laikotarpį svogūnėlių ir gumbų pavidalu

Sėklų paskirstymas tikintis, kad kai kurios iš jų pateks į palankias sąlygas

Elgesio vengimo atsakymai

Vasaros žiemos miegas gleivingame kokone

Svarbiausi fizikiniai veiksniai, lemiantys mikroorganizmų vystymąsi, yra drėgmė, temperatūra, spinduliavimo energija, radijo bangos, ultragarsas, vandenyje ištirpusių medžiagų koncentracija, slėgis.

Drėgmės, kaip abiotinio aplinkos veiksnio, apibūdinimas

Mikroorganizmų vystymuisi būtinas laisvas vanduo, nes maistinės medžiagos į ląstelę prasiskverbia tik ištirpusios. Vandens, kaip tirpiklio, būsena produkte išreiškiama vandens aktyvumu Aw – santykiu tarp tirpalo (substrato) P ir gryno tirpiklio (vandens) P0 vandens garų slėgių toje pačioje temperatūroje. Taigi, Aw = P/P0. Vandens aktyvumas skaitine prasme lygus pusiausvyros santykinei drėgmei, išreikštai trupmena, kuri yra mažesnė už vienetą. Distiliuoto vandens aktyvumas lygus vienetui ir atitinka 100 % santykinę drėgmę. Tirpalo, kurio garų slėgis pusiausvyroje, kai santykinė oro drėgmė 97 %, vandens aktyvumas yra 0,97.

Mikroorganizmų gyvybinė veikla vykdoma esant Aw nuo 0,999 iki 0,62. Kiekvienam mikroorganizmui šios ribos yra tiksliai apibrėžtos, pastovios ir priklauso nuo temperatūros, terpės pH, maisto medžiagų prieinamumo ir tt Pagal drėgmės poreikį mikroorganizmai skirstomi į tris grupes: hidrofitai – drėgmę mėgstantys, mezofitai – terpė. drėgmę mėgstantys, kserofitai – sausamėgiai.

Hidrofitai yra reikliausi drėgmės buvimui aplinkoje. Tai apima visas bakterijas ir mieles. Dauguma bakterijų nesivysto, kai substrato Aw yra mažesnis nei 0,94 - 0,90; mielėms ribinė vertė yra Aw0,88 - 0,05. Daugelis grybų yra mezofitai, nors kai kurie iš jų yra kserofitai ir hidrofitai. Taigi, Aspergillus genties grybai auga esant Aw substratui 0,75–0,62. Kserofitai gali vystytis, kai trūksta drėgmės.

Skirtingi mikroorganizmai skirtingai toleruoja Aw pokyčius. Kai kurie mikroorganizmai (Acetobacter ir Acetomonas gentys, kai kurie puviniai, o kai kurie patogeniniai) yra labai reiklūs drėgmei, o sumažėjus Aw (džiūvimo metu) greitai žūva. Kiti mikroorganizmai (Lactobacterium, Mycobacterium, Salmonella, Staphylococcus ir Micrococcus gentys) gali būti laikomi džiovinti gana ilgą laiką. Daugelis mielių yra atsparios džiūvimui, o ypač bakterijų ir mikroskopinių grybų sporos, kurios išlaiko dygimo galimybę dešimtmečius. Halofilinės (druską mėgstančios) bakterijos nėra reikalingos vandens veiklai.

Sauso klimato augalai prisitaiko prie morfologinių pokyčių, vegetatyvinių organų, ypač lapų, mažėjimo.

Ekologiniam organizmų paplitimo įvertinimui naudojamas klimato sausumo rodiklis. Sausumas yra selektyvus organizmų ekologinės klasifikacijos veiksnys.

Taigi, priklausomai nuo vietinio klimato drėgmės ypatybių, organizmų rūšys skirstomos į ekologines grupes:

1. Hidatofitai yra vandens augalai.
2. Hidrofitai – sausumos-vandens augalai.
3. Higrofitai – sausumos augalai, gyvenantys didelės drėgmės sąlygomis.
4. Mezofitai – tai augalai, augantys su vidutiniu drėgnumu
5. Kserofitai – tai augalai, augantys nepakankamai drėgmės. Jie savo ruožtu skirstomi į: sukulentus – sultingus augalus (kaktusus); sklerofitai yra augalai siaurais ir mažais lapeliais, susilankstę į kanalėlius. Jie taip pat skirstomi į eukserofitus ir stipakserofitus. Eukserofitai yra stepių augalai. Stipakserofitai – siauralapių velėninių žolių (plunksninių, eraičinų, plonakojų ir kt.) grupė. Savo ruožtu mezofitai taip pat skirstomi į mezohigrofitus, mezokserofitus ir kt.

Drėgmė yra vandens garų kiekis ore. Jis gali būti išreikštas gramais kubiniame metre.

Vanduo yra labiausiai paplitęs cheminis junginys Žemės paviršiuje ir tuo pačiu nuostabiausias. Tai vienintelė medžiaga, kuri gamtoje vienu metu būna visose trijose agregacijos būsenose – kietoje, skystoje ir dujinėje. Vanduo yra universalus tirpiklis.

Vanduo yra labai stiprus cheminis junginys. Jis turi didžiausią paviršiaus įtempimą iš visų skysčių, o tai lemia aukštą jo kapiliarumą.

Dujinis vanduo – vandens garai – yra lengvesnis už orą, todėl gali susidaryti debesys, pernešti vandenį atmosferoje ir iškristi krituliai. Didelę geosferų šiluminę buferinę talpą daugiausia lemia tokios vandens savybės kaip didelė savitoji šiluminė talpa, didelė latentinė sintezės ir garavimo šiluma. Savybės

daugelis vandenyje ištirpusių medžiagų, taip pat molekulinės biologinės struktūros labai priklauso nuo surišto vandens hidratinių kompleksų konfigūracijų.

Vanduo yra svarbiausias gyviems organizmams aplinkos veiksnys ir nuolatinė jų sudedamoji dalis, tai atsispindi lentelėje.

Ekologiniu požiūriu vanduo yra ribojantis veiksnys tiek sausumos, tiek vandens buveinėse, jei jo kiekis staigiai keičiasi (potvyniai, atoslūgiai ir atoslūgiai) arba jei organizmas jį praranda labai druskingame vandenyje osmoso būdu.

Žemės-oro aplinkoje šis abiotinis veiksnys pasižymi kritulių kiekiu, drėgmės verte, oro džiovinimo savybėmis ir turimu vandens rezervo plotu.

Kritulių skaičius priklauso nuo fizinių ir geografinių sąlygų ir yra netolygus Žemės rutulyje. Tačiau organizmams svarbiausias ribojantis veiksnys yra kritulių pasiskirstymas per metų laikus. Vidutinio klimato platumose net ir esant pakankamam metinių kritulių kiekiui, netolygus jų pasiskirstymas gali sukelti augalų mirtį nuo sausros arba, atvirkščiai, užmirkimą. Atogrąžų

Zonoje organizmai turi išgyventi drėgnus ir sausus sezonus, kurie beveik visus metus reguliuoja jų sezoninį aktyvumą esant pastoviai temperatūrai.

Dykumos sąlygoms prisitaikę augalai turi dygimo inhibitorių, kurie išplaunami tik esant tam tikram vegetacijai pakankamo kritulių kiekiui (pvz., 10 mm), ir tik tada sudygsta. Prasideda trumpalaikis „dykumos žydėjimas“ (dažniausiai pavasarį).

Oro drėgnumas – vandens garų kiekis, esantis tam tikros temperatūros oro tūrio vienete. Tačiau dažniau vartojama santykinės drėgmės sąvoka, tai yra absoliučios drėgmės ir vandens garų kiekio, galinčio prisotinti tam tikrą erdvę tam tikroje temperatūroje, santykis.

Iš čia kyla drėgmės gebėjimas keisti temperatūros poveikį: drėgmės sumažėjimas žemiau tam tikros ribos tam tikroje temperatūroje sukelia oro džiovinimo efektą, kuris augalams turi svarbiausią ekologinę vertę.

Didžioji dauguma augalų vandenį iš dirvožemio sugeria per savo šaknų sistemą.

Sausas dirvožemis apsunkina įsisavinimą. Augalų prisitaikymas prie tokių sąlygų yra siurbimo jėgos ir aktyvaus šaknų paviršiaus padidėjimas. Šios jėgos dydis vidutinio klimato zonos šaknyse yra nuo 2 iki 4 ⋅ 106 Pa, o sausų kraštų augaluose - iki 6 ⋅ 106 Pa.

Kai tik pasirenkamas tam tikro tūrio turimas vanduo, šaknys auga toliau į vidų ir išorę, o šaknų sistema gali pasiekti, pavyzdžiui, javų, 13 km 1000 cm3 dirvožemio (be šaknų plaukelių) ( 5.9 pav.).

Vanduo sunaudojamas fotosintezei, tik apie 0,5% sugeria ląstelės, o 97-99% atitenka transpiracijai – garavimui per lapus. Turint pakankamai vandens ir maisto medžiagų, augalų augimas proporcingas transpiracijai, o jo efektyvumas bus didžiausias. Transpiracijos efektyvumas yra augimo (grynosios produkcijos) ir pratekančio vandens kiekio santykis. Jis matuojamas gramais sausosios medžiagos 1000 g vandens. Daugeliui augalų, net ir labiausiai sausrai atsparių, jis lygus dviem, t.y., kiekvienam gramui gyvosios medžiagos gauti išleidžiama 500 g vandens. Pagrindinė prisitaikymo forma yra ne transpiracijos sumažėjimas, o augimo sustabdymas sausros laikotarpiu.

Priklausomai nuo to, kaip augalai prisitaiko prie drėgmės, išskiriamos kelios ekologinės grupės: higrofitai – sausumos augalai, gyvenantys labai drėgnose dirvose ir didelės drėgmės sąlygomis (ryžiai, papirusai, paparčiai, katžolės, viksvos, oksalai, spanguolės, pelkiniai augalai); mezofitai – pakenčia nedidelę sausrą (įvairių klimato zonų sumedėję augalai, žoliniai ąžuolynai, dauguma kultūrinių augalų ir kt.); kserofitai – dykumų augalai, sausi

vanduo, savanos, sausi subtropikai, smėlynai ir sausi, stipriai įkaitę šlaitai, galintys sukaupti drėgmę mėsinguose lapuose ir stiebuose – sukulentuose (alavijo, kaktusų ir kt.), taip pat sklerofituose – turintys didelę šaknų siurbimo galią ir gebantys sumažinti augalų transpiraciją iš siaurų mažų lapelių (šaltasis pelynas, edelveisas edelveisas, plunksninė žolė, eraičinas ir kt.).

Higrofitų struktūriniai ir fiziologiniai ypatumai yra skirti nuolat pašalinti drėgmės perteklių. Tai atliekama intensyvia transpiracija, kuri mažai skiriasi nuo fizinio garinimo. Drėgmės perteklius pašalinamas ir gutacijos būdu – vandens išleidimu per specialias šalinimo ląsteles, esančias palei lapo kraštą. Perteklinė drėgmė apsunkina aeraciją, taigi ir kvėpavimą

ir šaknų siurbimo aktyvumas, todėl drėgmės pertekliaus pašalinimas yra augalų kova dėl oro patekimo.

Kserofitų struktūrinėmis ir fiziologinėmis savybėmis siekiama įveikti nuolatinį ar laikiną drėgmės trūkumą dirvožemyje ar ore. Šios problemos sprendimas vykdomas trimis būdais: 1) efektyvus vandens ištraukimas (absorbcija); 2) ekonomiškas jo naudojimas; 3) gebėjimas toleruoti didelius vandens nuostolius.

Intensyvų vandens ištraukimą iš dirvožemio kserofitai pasiekia dėl gerai išvystytos šaknų sistemos. Pagal bendrą masę kserofitų šaknų sistemos yra maždaug 10, o kartais 300-400 kartų didesnės už antžemines dalis. Šaknų ilgis gali siekti 10-15 m, o juodųjų saksų - 30-40 m, o tai leidžia augalams išnaudoti gilių dirvožemio horizontų drėgmę, o kai kuriais atvejais ir požeminį vandenį. Taip pat yra paviršutiniškos, gerai išvystytos šaknų sistemos,

galintis sugerti menkus kritulius, drėkinti tik viršutinius dirvožemio horizontus.

Ekonomišką kserofitų drėgmės panaudojimą užtikrina tai, kad jų lapai yra maži, siauri, standūs, su stora odele, daugiasluoksniu storasieniu epidermiu ir daugybe mechaninių audinių, todėl net ir esant dideliam jų netekimui. vandens, lapai nepraranda elastingumo ir turgoro. Lapų ląstelės yra mažos, tankiai supakuotos, dėl to labai sumažėja vidinis garuojantis paviršius.

Be to, kserofitai turi padidėjusį ląstelių sulčių osmosinį slėgį, dėl kurio jie gali sugerti vandenį net esant didelėms vandens šalinimo jėgoms iš dirvožemio.

Fiziologinės adaptacijos taip pat apima didelį ląstelių ir audinių gebėjimą sulaikyti vandenį dėl didelio citoplazmos klampumo ir elastingumo, didelės surišto vandens dalies bendrame vandens rezerve ir kt. Tai leidžia kserofitams ištverti giliųjų audinių dehidrataciją (aukštyn). iki 75 % viso vandens rezervo) neprarandant gyvybingumo . Be to, vienas iš biocheminių augalų atsparumo sausrai pagrindų yra fermentų aktyvumo išsaugojimas gilios dehidratacijos metu.

Mezofitai užima tarpinę padėtį tarp higrofitų ir kserofitų. Jie paplitę vidutiniškai drėgnose zonose, kuriose yra vidutiniškai šiltas režimas ir pakankamai geras mineralinės mitybos aprūpinimas. Mezofitams priklauso pievų, miškų žolinės dangos augalai, vidutinio drėgno klimato vietovių lapuočių medžiai ir krūmai, taip pat dauguma kultūrinių augalų ir piktžolių. Mezofitams būdingas didelis ekologinis plastiškumas, leidžiantis prisitaikyti prie besikeičiančių aplinkos sąlygų. Specifiniai vandens mainų reguliavimo būdai leido augalams užimti pačius įvairiausius ekologinių sąlygų žemės plotus.

Taigi prisitaikymo būdų įvairovė lemia augalų pasiskirstymą Žemėje, kur drėgmės trūkumas yra viena iš pagrindinių ekologinio prisitaikymo problemų.

12. Gyvūnų prisitaikymas prie vandens režimo.

Kalbant apie vandenį tarp gyvūnų, jūs

skirstyti šias ekologines grupes: higrofilai (mėgsta drėgmę) (medžio utėlės, uodegos, sausumos planarijos, uodai, sausumos moliuskai ir varliagyviai); kserofilai (sausai mėgstantys) (kupranugariai, dykumos graužikai, ropliai), taip pat tarpinė grupė – mezofilai (daug vabzdžių, paukščių, žinduolių).

Gyvūnų vandens balanso reguliavimo būdai yra įvairesni nei augalų. Juos galima suskirstyti į elgesio, morfologinius ir fiziologinius.

Elgsenos adaptacijos apima vandens telkinių paiešką, buveinių parinkimą, urvų kasimą ir kt. Urvuose oro drėgnumas artėja prie 100%, o tai sumažina garavimą per dangčius, išsaugo drėgmę organizme.

Morfologiniai normalaus vandens balanso palaikymo metodai apima darinius, kurie prisideda prie vandens susilaikymo organizme: sausumos moliuskų lukštai, odos liaukų nebuvimas ir roplių odos keratinizacija, chitininė vabzdžių odelė ir kt.

Fiziologinius vandens apykaitos reguliavimo pritaikymus galima suskirstyti į tris grupes: 1) daugelio rūšių gebėjimas formuoti medžiagų apykaitos vandenį ir tenkintis iš maisto gaunama drėgme (daug vabzdžių, smulkūs dykumos graužikai); 2) galimybė sutaupyti drėgmę virškinimo trakte dėl vandens įsisavinimo žarnyno sienelėmis, taip pat dėl labai koncentruoto šlapimo susidarymo

(avys, jerboos); 3) ekstremaliausiais drėgmės trūkumo atvejais - termoreguliacinio drėgmės grąžinimo (drėgmės grąžinimo) nutraukimas, kaip tai atsitinka kupranugariams, kurie neturi prieigos prie vandens. Esant tokiai situacijai, prakaitavimas išjungiamas ir garavimas iš kvėpavimo takų smarkiai sumažėja.

Drėgmė kaip ekologinis veiksnys ir organizmų hidroosmosinės adaptacijos. Ekologija: šviesa, temperatūra ir drėgmė kaip aplinkos veiksniai, bandymas

Šviesa, temperatūra ir drėgmė kaip aplinkos veiksniai

3. Drėgmė kaip aplinkos veiksnys

Drėgmės, kaip abiotinio aplinkos veiksnio, apibūdinimas

Naujausias

Tai reikia žinoti