Vlažnost kot ekološki dejavnik in hidroosmotske prilagoditve organizmov. Ekologija: Svetloba, temperatura in vlaga kot dejavniki okolja, Test

Svetloba, temperatura in vlaga kot dejavniki okolja

test

3. Vlažnost kot dejavnik okolja

Sprva so bili vsi organizmi vodni. Ko so osvojili kopno, niso izgubili odvisnosti od vode. Voda je sestavni del vseh živih organizmov. Vlažnost je količina vodne pare v zraku. Brez vlage ali vode ni življenja.

Vlažnost je parameter, ki označuje vsebnost vodne pare v zraku. Absolutna vlažnost je količina vodne pare v zraku in je odvisna od temperature in tlaka. To količino imenujemo relativna vlažnost (tj. razmerje med količino vodne pare v zraku in nasičeno količino pare pri določenih pogojih temperature in tlaka.)

V naravi obstaja dnevni ritem vlažnosti. Vlažnost niha tako navpično kot vodoravno. Ta dejavnik ima skupaj s svetlobo in temperaturo pomembno vlogo pri uravnavanju aktivnosti organizmov in njihove porazdelitve. Vlažnost spremeni tudi učinek temperature.

Sušenje zraka je pomemben okoljski dejavnik. Predvsem za kopenske organizme je sušilni učinek zraka velikega pomena. Živali se prilagodijo tako, da se preselijo v zavarovana območja in so aktivne ponoči.

Rastline absorbirajo vodo iz zemlje in skoraj v celoti (97-99%) izhlapijo skozi liste. Ta proces se imenuje transpiracija. Izhlapevanje ohladi liste. Zahvaljujoč izhlapevanju se ioni prenašajo skozi zemljo do korenin, transport ionov med celicami itd.

Določena količina vlage je nujna za kopenske organizme. Mnogi od njih za normalno življenje potrebujejo 100-odstotno relativno vlažnost, in obratno, organizem v normalnem stanju ne more dolgo živeti v popolnoma suhem zraku, ker nenehno izgublja vodo. Voda je bistveni del žive snovi. Zato izguba vode v določeni količini povzroči smrt.

Rastline suhega podnebja se prilagajajo morfološkim spremembam, zmanjšanju vegetativnih organov, zlasti listov.

Prilagajajo se tudi kopenske živali. Mnogi od njih pijejo vodo, drugi jo v tekočem ali parnem stanju vpijejo skozi kožo telesa. Na primer večina dvoživk, nekatere žuželke in pršice. Večina puščavskih živali nikoli ne pije, svoje potrebe zadovoljujejo na račun vode, ki jo dobijo s hrano. Druge živali dobijo vodo v procesu oksidacije maščob.

Voda je nujna za žive organizme. Zato se organizmi širijo po celotnem habitatu glede na svoje potrebe: vodni organizmi stalno živijo v vodi; hidrofiti lahko živijo le v zelo vlažnem okolju.

Z vidika ekološke valence spadajo hidrofiti in higrofiti v skupino stenogigerjev. Vlažnost močno vpliva na vitalne funkcije organizmov, tako je bila na primer 70-odstotna relativna vlažnost zelo ugodna za poljsko zorenje in plodnost samic kobilic selivk. Z ugodnim razmnoževanjem povzročajo ogromno gospodarsko škodo na pridelkih mnogih držav.

Za ekološko oceno razširjenosti organizmov se uporablja indikator suhosti podnebja. Suhost služi kot selektivni dejavnik za ekološko razvrščanje organizmov.

Tako so glede na značilnosti vlažnosti lokalnega podnebja vrste organizmov razdeljene v ekološke skupine:

1. Hidatofiti so vodne rastline.

2. Hidrofiti so kopensko-vodne rastline.

3. Higrofiti - kopenske rastline, ki živijo v pogojih visoke vlažnosti.

4. Mezofiti so rastline, ki rastejo s povprečno vlago

5. Kserofiti so rastline, ki rastejo ob pomanjkanju vlage. Ti pa so razdeljeni na: sukulente - sočne rastline (kaktusi); sklerofiti so rastline z ozkimi in majhnimi listi, zavihanimi v tubule. Delimo jih tudi na evkserofite in stipakserofite. Evkserofiti so stepske rastline. Stipakserofiti so skupina ozkolistnih travnih trav (perjanica, bilnica, tankonoga itd.). Mezofite delimo tudi na mezohigrofite, mezokserofite itd.

Kljub temu, da je vlaga v svoji vrednosti enaka temperaturi, je eden glavnih okoljskih dejavnikov. Večino zgodovine divjih živali so organski svet predstavljale izključno vodne norme organizmov. Sestavni del velike večine živih bitij je voda, za razmnoževanje oziroma zlitje spolnih celic pa skoraj vsa potrebujejo vodno okolje. Kopenske živali so prisiljene v svojem telesu ustvariti umetno vodno okolje za oploditev, kar vodi v dejstvo, da slednje postane notranje.

Vlažnost je količina vodne pare v zraku. Lahko se izrazi v gramih na kubični meter.

Biotske povezave organizmov v biocenozah. Problem kislega dežja

Okoljski dejavnik je določeno stanje ali element okolja, ki ima poseben učinek na telo. Okoljske dejavnike delimo na abiotske, biotske in antropogene ...

Onesnaževanje okolja s trdnimi industrijskimi in gospodinjskimi odpadki

Odkritje pesticidov - kemičnih sredstev za zaščito rastlin in živali pred različnimi škodljivci in boleznimi - je eden najpomembnejših dosežkov sodobne znanosti. Danes se v svetu porabi 300 kg kemikalij na 1 hektar...

Splošna načela talno-ekološkega monitoringa

Prilagoditve rastlin na vodni režim

ekološka voda kopenska rastlina Telo rastline je sestavljeno od 50-90 % vode. Citoplazma je še posebej bogata z vodo (85-90%), veliko pa je je v celičnih organelih. Voda je izjemnega pomena v življenju rastlin...

Problemi onesnaženosti ozračja in tanjšanja ozonskega plašča

Delčki zmede so povezani iz wikijev različnih zmedenih govorov v procesu človeške dejavnosti. Za skladiščem agregatov se gošče majhnih količin govora sproščajo v ozračje na plinastih plinih (žveplov dioksid SO2, ogljikov dioksid CO2, ozon O3 ...

Izračun glavnih parametrov okolja v proizvodnem prostoru in notranjega okolja v opremi

Pri normalizaciji parametrov zračnega okolja v prostorih izhajajo iz tako imenovanega obsega dovoljenih parametrov. Razpon dovoljenih parametrov je določen z nižjo dovoljeno temperaturno stopnjo ...

Vloga zelenih površin v mestu

S povečanjem zračne vlage se zmanjša prosojnost ozračja, posledično pa se zmanjša tudi količina sevalne sončne energije, ki doseže zemeljsko površje ...

Svetloba je ena od oblik energije. Po prvem zakonu termodinamike ali zakonu o ohranitvi energije lahko energija prehaja iz ene oblike v drugo. Po tem zakonu ...

Svetloba, temperatura in vlaga kot dejavniki okolja

Temperatura je najpomembnejši dejavnik okolja. Temperatura ima velik vpliv na številne vidike življenja organizmov v njihovi geografiji razširjenosti ...

Socio-ekološki dejavnik kot osnova za oblikovanje pristopa k razvoju sodobnega mesta

ecocity ecocity V zadnjem času so se problemi družbene, ekonomske in ekološke narave v sodobnih mestih močno zaostrili. V zadnjih 40 letih se je gospodarska obremenitev naravnih kompleksov močno povečala ...

Funkcije ravnanja z okoljem

Okoljski dejavniki, ki vplivajo na zdravje ljudi

Človek vedno stremi v gozd, v gore, na morsko obalo, reko ali jezero. Tu čuti val moči, živahnost. Nič čudnega, da pravijo, da se je najlepše sprostiti v naročju narave. V najlepših kotičkih se gradijo sanatoriji, počivališča ...

Ekologija

V skladu s 1. členom Zveznega zakona "O varstvu okolja" je okoljski nadzor sistem ukrepov za preprečevanje, odkrivanje in zatiranje kršitev zakonodaje na področju varstva okolja ...

Gospodarski razvoj in okoljski dejavnik

V središču vsakega gospodarskega razvoja so trije dejavniki gospodarske rasti: delovna sila, umetno ustvarjena proizvodna sredstva (kapital ali umetni kapital), naravni viri ...

ekosistemi

Vlažne razmere v našem območju so precej ugodne za obstoj organizmov. Večina živih bitij je sestavljena iz 70-95 % vode. Voda je potrebna za vse biokemične in fiziološke procese...

kot abiotski dejavnik

voda V življenju organizmov je voda najpomembnejši dejavnik okolja. Brez vode ni življenja. Živih organizmov, ki ne vsebujejo vode, na Zemlji še niso našli. Je glavni del protoplazme celic, tkiv, rastlinskih in živalskih sokov. Vsi biokemični procesi asimilacije in disimilacije, izmenjava plinov v telesu potekajo v prisotnosti vode. Voda z raztopljenimi snovmi določa osmotski tlak celičnih in tkivnih tekočin, vključno z medcelično izmenjavo. V obdobju aktivnega življenja rastlin in živali je vsebnost vode v njihovih organizmih praviloma precej visoka (tabela 4.8).

Tabela 4.8

% telesne teže (po B. S. Kubantsev, 1973)

Rastline

Živali

Morske alge

korenje korenja

listi trave

drevesni listi

gomolji krompirja

drevesna debla

lupinar

Insekti

Lancelet

Dvoživke

sesalci

V neaktivnem stanju telesa se lahko količina vode znatno zmanjša, vendar tudi v času mirovanja ne izgine popolnoma. Na primer, suhi mahovi in ​​lišaji vsebujejo 5-7% vode v skupni masi, zračno suha žitna zrna pa vsaj 12-14%.Kopenske organizme je treba zaradi stalne izgube vode redno dopolnjevati. . Zato so v procesu evolucije razvili prilagoditve, ki uravnavajo izmenjavo vode in zagotavljajo ekonomično porabo vlage. Prilagoditve so anatomske, morfološke, fiziološke in vedenjske narave. Potrebe različnih vrst rastlin v vodi za obdobja razvoja niso enake. Razlikuje se tudi glede na podnebje in tla. Tako žitni posevki v obdobju kalitve in zorenja semen potrebujejo manj vlage kot v času najintenzivnejše rasti. Poleg vlažnih tropov skoraj povsod rastline doživljajo začasno pomanjkanje vode, sušo. Pri visokih poletnih temperaturah se pogosto pojavi atmosferska suša, suša v tleh pa se pojavi z zmanjšanjem vlage v tleh, ki je na voljo rastlini. Pomanjkanje ali pomanjkanje vlage zmanjša rast rastlin, lahko povzroči njihovo nizko rast, neplodnost zaradi nerazvitosti generativnih organov. Izjemnega pomena pri vseh manifestacijah vitalne dejavnosti je izmenjava vode med telesom in zunanjim okoljem. Vlažnost je pogosto dejavnik, ki omejuje razširjenost in številčnost organizmov na Zemlji. Na primer, stepske in zlasti gozdne rastline zahtevajo visoko vsebnost hlapov v zraku, medtem ko so se puščavske rastline prilagodile nizki vlažnosti.

Pri živalih ima pomembno vlogo prepustnost ovoja in mehanizmi, ki uravnavajo izmenjavo vode. Tukaj je primerno označiti osnovni indikatorji vlažnosti. Vlažnost je parameter, ki označuje vsebnost vodne pare (plinaste vode) v zraku. Razlikovati med absolutno in relativno vlažnostjo. Absolutna vlažnost - količina plinaste vode v zraku in izražena z maso vode na enoto mase zraka (na primer v gramih na 1 kg ali na 1 m 3 zraka). Relativna vlažnost- je razmerje med količino hlapov, prisotnih v zraku, in nasičene količine hlapov pri danih pogojih temperature in tlaka. To razmerje je določeno s formulo:

kjer je r relativna vlažnost;

P in PS - absolutna in nasičena (največja) vlažnost pri dani temperaturi.

Relativno vlažnost običajno merimo s primerjavo temperature na dveh termometrih – mokrem in suhem termometru. Ta naprava se imenuje psihrometer. Torej, če oba termometra kažeta enako temperaturo, potem je relativna vlažnost 100%.Če "mokri" termometer kaže nižjo temperaturo od "suhega" (ponavadi se to zgodi), potem bo relativna vlažnost nižja od 100% Natančna vrednost je pridobljena iz posebnih referenčnih tabel. Higrograf je uporaben tudi za merjenje relativne vlažnosti. Naprava uporablja lastnost človeškega lasu, da se glede na relativno vlažnost skrči ali podaljša, kar vam omogoča neprekinjeno beleženje odčitkov.

Relativno vlažnost se pogosto meri v okoljskih študijah. pomembna za organizme saturacijski primanjkljaj zraka z vodno paro ali razliko med največjo in absolutno vlažnostjo pri določeni temperaturi. Pomanjkanje nasičenosti zraka lahko označimo s črko in določimo s formulo:

d = PS - P. (4.5)

Ta indikator najbolj jasno označuje moč izhlapevanja zraka in ima posebno vlogo pri ekoloških raziskavah. Ker izhlapevalna moč zraka narašča z naraščajočo temperaturo, pri različnih temperaturah primanjkljaj nasičenosti ni enak pri enaki vlažnosti. Z njegovim naraščanjem postaja zrak bolj suh in v njem prihaja do intenzivnejšega izhlapevanja in transpiracije. Ko se primanjkljaj nasičenosti zmanjša, se poveča relativna vlažnost zraka. Temperatura okolja najbolj vpliva na naravo delovanja vlage.

V življenju organizmov so pomembne značilnosti sezonska porazdelitev vlage med letom. Padavine padajo pozimi ali poleti? Kakšno je njegovo dnevno nihanje? Tako so v severnih predelih našega planeta obilne padavine, ki padejo v hladni sezoni, večinoma nedostopne za rastline, hkrati pa se tudi majhne padavine poleti izkažejo za vitalne. Pomembno je upoštevati naravo padavin - deževje, močan dež, sneg, njihovo trajanje. Na primer, deževje poleti dobro navlaži zemljo, je bolj učinkovito za rastline kot naliv, ki nosi ogromne tokove vode. Med nevihto zemlja nima časa, da bi absorbirala vodo, hitro odteče, s seboj odnese rodovitni del, slabo ukoreninjene rastline, kar pogosto povzroči smrt majhnih živali, zlasti žuželk. Vendar lahko dolgotrajno deževje negativno vpliva tudi na preživetje živali, kot so žužkojede ptice med hranjenjem piščancev.

Zimske padavine, ki padejo v obliki snega v hladnih in zmernih podnebjih, ustvarjajo snežno odejo, ki ugodno vpliva na temperaturni režim tal in s tem poveča preživetje rastlin in živali. Nasprotno pa zimske padavine v obliki dežja negativno vplivajo na rastline, njihovo preživetje in povečujejo umrljivost žuželk.

Zelo pomembna je stopnja nasičenosti zraka in tal z vodno paro. Pogosto so primeri smrti živali in rastlin med sušo, ki je posledica prekomerne suhega zraka ali suhih vetrov. Najprej to vpliva na življenje organizmov, ki živijo v vlažnih prostorih, praviloma zaradi pomanjkanja mehanizmov, ki uravnavajo izgubo vode med transpiracijo in izhlapevanjem, medtem ko so zunanji ovoji telesa zelo neprepustni.

Vlažnost zraka določa periodičnost aktivnega življenja organizmov, sezonsko dinamiko življenjskih ciklov, vpliva na trajanje razvoja, plodnost in njihovo smrtnost. Na primer, rastlinske vrste, kot so spomladanska veronika, peščena pozabnica, puščavska rdeča pesa itd., Z uporabo spomladanske vlage imajo čas, da v zelo kratkem času (12-30 dni) kalijo, razvijejo generativne poganjke, cvetijo, oblikujejo sadje in semena. Te enoletne rastline se imenujejo efemera(iz grščine ephemeros - minljivo, enodnevno). Efemere pa delimo na pomlad in jesen. Zgornje rastline spadajo med spomladanske efemere. Jasno prilagajanje sezonskemu ritmu vlažnosti kažejo tudi nekatere vrste trajnic, t.i. efemeroidi oz geoefemeroidi. V neugodnih razmerah vlažnosti lahko zadržijo svoj razvoj, dokler ne postane optimalen, ali pa, tako kot efemera, opravijo celoten cikel v izjemno kratkem zgodnjepomladanskem obdobju. Sem spadajo značilne rastline južnih step - stepski hijacint, perutnina, tulipani itd.

Živali so lahko tudi efemere. To so žuželke, raki (ščitaste ribe, ki se spomladi množično pojavljajo v gozdnih mlakah) in celo ribe, ki živijo v majhnih ribnikih, mlakah, kot so afriški ščitniki in afiosemioni iz reda krapovcev.

V zvezi z vlažnostjo obstajajo evryhygrobiont in stenohigrobiont organizmi. Evrihigrobiontni organizmi so se prilagodili na življenje z različnimi nihanji vlažnosti. Za stenohigrobiontne organizme mora biti vlažnost strogo določena: visoka, srednja ali nizka. Razvoj živali ni nič manj tesno povezan z vlažnostjo okolja. Vendar imajo živali, za razliko od rastlin, sposobnost aktivnega iskanja pogojev z optimalno vlažnostjo in imajo naprednejše mehanizme za uravnavanje metabolizma vode.

Vlažnost okolja vpliva na vsebnost vode v tkivih živali in je zato neposredno povezana z njenim obnašanjem in preživetjem. Lahko pa vpliva tudi posredno preko hrane in drugih dejavnikov. Na primer, med sušami s hudim izgorevanjem vegetacije se število fitofagnih živali zmanjša. Razvoj živali v fazah zahteva strogo določene pogoje za vlažnost. Ob pomanjkanju vlage v zraku ali hrani pri živalih se plodnost močno zmanjša, predvsem v vlagoljubnih oblikah. Nezadostna količina vode v krmi zmanjša hitrost rasti večine živali, upočasni njihov razvoj, skrajša pričakovano življenjsko dobo in poveča smrtnost (slika 4.15).

Slika 4.15 Vpliv vlažnosti na glavni vital

Procesi pri živalih (po N.P. Naumovu, 1963):

A-higrofili; B-kserofili;

1 - smrtnost; 2 - dolgoživost; 3 - plodnost; 4 - stopnja razvoja

Posledično vodni režim, to je zaporedna sprememba oskrbe, stanja in vsebnosti vode v zunanjem okolju(dež, sneg, megla, nasičenost zraka s hlapi, gladina podzemne vode, vlažnost tal), pomembno vpliva na vitalno aktivnost živih organizmov.

Kopenske organizme glede na vodni režim delimo v tri glavne ekološke skupine: higrofilna(ljubi vlago), kserofilni(suholjubec) in mezofilni(raje ima zmerno vlažnost). Primeri higrofilov med rastlinami so močvirski ognjič, navadna kislica, plazeča maslenica, maslenica chistyak itd.; med živalmi so mušice, skočniki, komarji, kačji pastirji, zemeljski hrošči itd. Vsi ne prenesejo velikega pomanjkanja vode in ne prenesejo niti kratkotrajne suše.

Pravi kserofili so temni hrošči, kamele, kuščarji. Tu so široko zastopani različni mehanizmi regulacije metabolizma vode in prilagajanja zadrževanju vode v telesu in celicah, kar je pri higrofilih slabo izraženo.

Hkrati je delitev organizmov v tri skupine nekoliko relativna, saj pri mnogih vrstah stopnja potrebe po vlagi ni konstantna v različnih pogojih in ni enaka na različnih stopnjah razvoja organizmov. Tako se sadike in mlade rastline mnogih drevesnih vrst razvijajo po mezofilnem tipu, medtem ko imajo odrasle rastline jasne lastnosti kserofilov.

Kopenske rastline glede na način uravnavanja vodnega režima delimo v dve skupini: poikilohidrid in homeo-hidrid. Poikilohidridne rastline so vrste, ki niso sposobne aktivno uravnavati vodnega režima. Nimajo nobenih anatomskih značilnosti, ki bi prispevale k zaščiti pred izhlapevanjem. Večina nima želodcev. Transpiracija je enaka preprostemu izhlapevanju. Vsebnost vode v celicah je v ravnovesju s parnim tlakom v zraku oziroma je določena z njegovo vlažnostjo, odvisna od njenih nihanj. Poikilohidridne rastline vključujejo glive, kopenske alge, lišaje, nekatere mahove, od višjih rastlin pa drobnolistne praproti tropskih gozdov. Manjšo skupino sestavljajo cvetnice z želodci, predstavniki družine Gesneriaceae, ki živijo v skalnih razpokah na Balkanu in v Južni Afriki. Sem spada tudi srednjeazijski puščavski šaš-Cagexphysodes. Listi poikilohidridnih rastlin se lahko posušijo skoraj do zračno suhega stanja, po vlaženju pa »oživijo« in ponovno ozelenijo.

Homeohidridne rastline lahko v določenih mejah uravnavajo izgubo vode z zapiranjem želodcev in zvijanjem listov. Vodoodporne snovi (suberin, kutin) se odlagajo v celične membrane, površina listov je prekrita s kutikulo itd. To omogoča homeohidridnim rastlinam, da vzdržujejo relativno stalno raven vsebnosti vode v celicah in tlaka vodne pare. v medceličnih prostorih. Transpiracija se po velikosti, dnevni in sezonski dinamiki bistveno razlikuje od prostega izhlapevanja namočenega fizičnega telesa (slika 4.16).

Slika 4.16 Shema dnevnega poteka transpiracije pri

različna razpoložljivost vode rastlin (od T. K. Goryshina, 1979):

1 - Transpiracija brez omejitev; 2 - Transpiracija z opoldanskim zmanjšanjem zaradi zožitve stomatov; 3 - enako, s popolnim zaprtjem stomatov; 4 - popolna izključitev stomatalne transpiracije zaradi dolgotrajnega zaprtja stomatov (samo kutikularna transpiracija ostane); 5 - zmanjšanje kutikularne transpiracije zaradi spremembe prepustnosti membrane. Puščice, usmerjene navzdol - zapiranje stomatov; puščice, usmerjene navzgor - odpiranje stomatov. Črtkana črta je dnevni potek izhlapevanja s proste vodne površine. Izvalitev - območje kutikularne transpiracije

Ta skupina predstavlja večino višjih žilnih rastlin in tvori rastlinski pokrov Zemlje. Sicer bi namesto zelenih gozdov in travnikov tudi v zmernih širinah sveže zelenje našlo šele po deževju.

Pogoje izmenjave vode v organizmih določa vlažnost habitata. Glede na to razvijejo značilnosti prilagajanja življenju v pogojih zadostne ali majhne oskrbe z vodo. Najbolj jasno je to izraženo pri rastlinah. Ker nimajo možnosti prostega gibanja, kažejo boljšo od drugih prilagodljivost na življenje v habitatih z veliko ali majhno količino vlage.

Glede na habitat med kopenskimi rastlinami ločimo naslednje ekološke skupine: higrofiti, mezofiti in kserofiti. Higrofiti(iz grškega "hygros" - mokro in "phyton" - rastlina) - rastline, ki živijo v vlažnih prostorih, ne prenašajo pomanjkanja vode in imajo nizko odpornost na sušo. Rastline te skupine imajo praviloma velike, tanke, nežne listne plošče z majhnim številom stomatov, ki se pogosto nahajajo na obeh straneh. Ustja so večinoma široko odprta, zato se transpiracija malo razlikuje od fizičnega izhlapevanja. Korenine so običajno debele, rahlo razvejane. Koreninske dlake so slabo zastopane ali pa jih sploh ni. Vsi organi so pokriti s tanko enoslojno povrhnjico, povrhnjice praktično ni. Široko razvita aerenhim(tkivo, ki prenaša zrak), ki zagotavlja prezračevanje rastlinskega telesa. Higrofiti vključujejo predvsem tropske rastline, ki živijo pri visoki temperaturi in vlažnosti. Higrofiti pogosto živijo v senci pod krošnjami gozda (na primer praproti) ali na odprtih prostorih, vendar vedno na tleh, ki so namočena ali prekrita z vodo. V zmernem in hladnem podnebju so tipični higrofiti senčna zelnate gozdne rastline. Raste na odprtih območjih in v vlažnih tleh svetloba higrofiti. To so, kot so ognjič (Caltapalustris), plakun (Lythrumsalicaria), rosika (Drosera), mnoga žita in šaši vlažnih rastišč, od kulturnih rastlin riž, pridelan na poljih, poplavljenih z vodo, spada med svetle higrofite.

Na splošno z dokaj veliko raznolikostjo habitatov, značilnostmi vodnega režima ter anatomskimi in morfološkimi značilnostmi vse higrofite združuje odsotnost prilagoditev, ki omejujejo porabo vode, in nezmožnost prenašanja celo majhne izgube.

Na primer, pri svetlih higrofitih lahko listi čez dan izgubijo količino vode na uro, kar je 4-5-krat večja od teže lista. Dobro je znano, kako hitro rože, nabrane ob bregovih rezervoarjev, ovenijo v rokah. Indikativno za higrofite in majhne vrednosti subletalne vodne pomanjkljivosti. Za oxalis in minik je izguba 15-20% oskrbe z vodo že nepopravljiva in vodi v smrt.

mezofiti- To so rastline zmerno vlažnih rastišč. Imajo dobro razvit koreninski sistem. Korenine imajo številne koreninske dlake. Listi so različno veliki, vendar so praviloma veliki, mehki, ne debeli, ploščati, z zmerno razvitimi pokrovnimi, prevodnimi, mehanskimi, stebrastimi in gobastimi tkivi. Stomati se nahajajo na spodnji strani listnih plošč. Regulacija stomatalne transpiracije je dobro izražena. Mezofiti vključujejo veliko travniških trav (rdeča detelja, timothyjeva trava, petelina), večino gozdnih rastlin (šmarnica, zelenčuk itd.), Pomemben del listavcev (breza, aspen, javor, lipa), veliko polj (rž). , krompir, zelje ) ter sadne in jagodičaste (jabolka, ribez, češnje, maline) pridelke in plevel.

Ista mezofilna vrsta, ki spada v različne pogoje oskrbe z vodo, kaže določeno plastičnost, v vlažnih razmerah pridobi bolj higromorfne lastnosti, v sušnih pa bolj kseromorfne lastnosti.

Mezofiti so povezani s prehodi z drugimi ekološkimi vrstami rastlin v odnosu do vode, zato je pogosto zelo težko potegniti jasno mejo med njimi. Na primer, med travniškimi mezofiti se razlikujejo vrste s povečano ljubeznijo do vlage, ki imajo raje stalno vlažna ali začasno poplavljena območja (travniški lisičji rep, navadna beckmanija, trstična kanarska trava itd.). Združujejo jih v prehodno skupino higromezofitov, skupaj z nekaterimi vlagoljubnimi gozdnimi travami, ki imajo raje gozdne grape, razvodnjene ali najbolj vlažne gozdove, kot so slezenovec, dotik, praprot, nekateri gozdni mahovi itd.

V habitatih s periodičnim ali stalnim (vendar nizkim) pomanjkanjem vlage najdemo mezofite s povečano fiziološko odpornostjo na sušo, z nekaterimi kseromorfnimi značilnostmi. Ta skupina je prehodna med mezofiti in kserofiti kseromezofiti. To vključuje številne vrste rastlin severnih step, suhih borovih gozdov, peščenih habitatov - beloglavo deteljo, rumeno slamo itd., Od kulturnih rastlin - lucerne, suše odporne sorte pšenice in nekatere druge. Kserofiti(iz grškega "xeros" - suho in "phyton" - rastlina) so rastline suhih habitatov, ki lahko prenesejo znatno pomanjkanje vlage - tla in atmosfersko sušo. Kserofiti so najbolj številni in raznoliki na območjih z vročim in suhim podnebjem. Sem spadajo rastlinske vrste puščav, suhih step, savan, trnatih gozdov, suhih subtropikov itd.

Neugoden vodni režim rastlin na suhih rastiščih je posledica omejene oskrbe z vodo ob pomanjkanju le-te v tleh in povečane porabe vlage za transpiracijo pri visoki suhosti zraka in visoki temperaturi. Tako lahko za premagovanje pomanjkanja vlage obstajajo različni načini: povečanje njene absorpcije in zmanjšanje porabe, pa tudi sposobnost prenašanja velikih izgub vode. V tem primeru ločimo dva glavna načina za premagovanje suše: sposobnost odpornosti proti sušenju tkiv ali aktivno uravnavanje vodne bilance in sposobnost prenašanja močnega sušenja.

Za kserofite so pomembne različne strukturne prilagoditve razmeram pomanjkanja vlage. Na primer, močan razvoj korenin pomaga rastlinam povečati absorpcijo vlage iz tal. Pogosto je v zelnatih in grmičastih vrstah srednjeazijskih puščav podzemna masa 9-10-krat večja od nadzemne mase. Koreninski sistemi kserofitov so pogosto ekstenzivnega tipa, to pomeni, da imajo rastline dolge korenine, ki se širijo v velikem obsegu zemlje, vendar so malo razvejane. Takšne korenine, ki prodirajo v velike globine, omogočajo, na primer, puščavskim grmovjem, da uporabljajo vlago globokih horizontov tal in v nekaterih primerih podtalnico. Druge vrste, kot so stepske trave, imajo intenziven koreninski sistem. Pokrijejo malo prsti, vendar zaradi gostega razvejanja maksimalno izkoristijo vlago (slika 4.17).

Kopenske organe kserofitov odlikujejo posebne lastnosti, ki nosijo pečat težkih pogojev oskrbe z vodo. Imajo zelo razvit sistem oskrbe z vodo, kar je jasno razvidno iz gostote mreže žil v listih, ki dovajajo vodo v tkiva (slika 4.18).

Ta funkcija kserofitom olajša obnavljanje zalog vlage, ki se uporabljajo za transpiracijo. Strukturne prilagoditve zaščitne narave v kserofitih, katerih cilj je zmanjšanje porabe vode, se lahko zmanjšajo na naslednje:

1. Splošno zmanjšanje transpiracijske površine zaradi majhnih ozkih, močno zmanjšanih listnih plošč.

2. Zmanjšana listna površina v najbolj vročih in najbolj suhih obdobjih rastne sezone.

3. Zaščita listov pred velikimi izgubami vlage zaradi transpiracije zaradi razvoja močnih pokrovnih tkiv - debelostenske ali večplastne povrhnjice, ki pogosto nosi različne izrastke in dlake, ki tvorijo gosto "klobučevino" pubescence površine listov.

4. Okrepljen razvoj mehanskega tkiva, ki preprečuje povešanje listnih plošč v primeru velikih izgub vode.

Sl.4.17. Različne vrste koreninskih sistemov:

A-obsežna (kamelji trn);

B-intenzivni (pšenica

Kserofiti z najbolj izrazitimi kseromorfnimi značilnostmi strukture zgoraj navedenih listov imajo svojevrsten videz (osat, stepski in puščavski pelin, pernato travo, saxaul itd.), Za kar so prejeli ime sklerofiti. Sklerofiti (iz grškega "scleros" - trd, trd) ne kopičijo vlage v sebi, ampak jo izhlapevajo v velikih količinah in jo nenehno pridobivajo iz globokih plasti zemlje. Telo teh rastlin je ostro, suho, včasih olesenelo, z veliko količino mehanskega tkiva. Pri dolgotrajni prekinitvi oskrbe z vodo lahko pride do odpadanja listov ali dela poganjkov, kar vodi do zmanjšanja izhlapevanja. Mnogi kserofiti preživijo suho sezono v stanju prisilnega mirovanja.

Slika 4.18 Razlika v žilah (A), velikosti in številu stomatov (B)

V kserofitih in mezofitih (od A.P. Shennikov, 1950):

1 - puščavski kserofit -Psoraleadrupaceae;

2 - gozdni mezofit-pariški kvadrifolia

Druga skupina kserofitov ima sposobnost kopičenja velike količine vode v svojih tkivih in se imenuje "sukulenti" (iz latinščine "succulentus" - sočno, maščobno). Njihova tkiva za shranjevanje vode se lahko razvijejo v steblih ali listih, zato jih delimo na stebelne sukulente (kaktusi, moleči) in listne sukulente(aloja, agava, mlada). Telo sukulentov je običajno prekrito z debelo, kutinizirano povrhnjico in voskasto prevleko. Na površini telesa skoraj ni stomatov. In če obstajajo, potem so majhne, ​​nahajajo se v jamah in so večino časa zaprte. Odprto samo ponoči. Vse to močno zmanjša transpiracijo. Značilna lastnost sukulentov je njihova visoka absorpcijska sposobnost. V deževnem obdobju nekatere vrste absorbirajo veliko količino vode. Sukulente v prihodnosti počasi porabijo nakopičeno vlago. Sukulente rastejo v vročem in suhem podnebju. Kjer vsaj občasno deževalo kratkotrajno, a obilno, hudourniško.

Na splošno so različne oblike prilagajanja vodnemu režimu rastlin in živali, ki so se razvile v procesu evolucije, prikazane v tabeli 4.9.

Tabela 4.9

Prilagoditve rastlin in živali na suhe razmere

(po N. Green et al., 1993)

Prilagajanje

Primeri

Zmanjšanje izgube vode

Listi so spremenjeni v iglice ali bodice

potopljene stomate

Listi zviti v valj

Debela voskasta kožica

Debelo steblo z velikim razmerjem med prostornino in površino

pubescentni listi

Odpadanje listov med sušo

Stomati so odprti ponoči in zaprti podnevi

Učinkovita fiksacija CO 2 ponoči z ne povsem odprtimi želčki

Izločanje dušika v obliki sečne kisline

Podolgovata Henlejeva zanka v ledvicah

Tkanine so odporne na vročino zaradi zmanjšanega potenja ali transpiracije

Živali se skrivajo v luknjah

Dihalne luknje, prekrite z ventili

Cactaceae, Euphorbiaceae (molečič), iglavci Pinus, Ammophila Ammophila Listi večine kserofitov, žuželke

Cactaceae, Euphorbiaceae ("sukulente") Številne alpske rastline Fouguieriasplendens Crassulaceae(polna)

C-4 rastline, npr. Zeamays

Žuželke, ptice in nekateri plazilci

Puščavski sesalci, na primer kamela, puščavska podgana

Veliko puščavskih rastlin, kamel

Veliko majhnih puščavskih sesalcev, kot je puščavska podgana

veliko žuželk

Povečajte absorpcijo vode

Obsežen plitev koreninski sistem in globoko prodirajoče korenine

dolge korenine

Kopanje prehodov do vode

Nekatere kaktuse, na primer Opuntia in Euphorbiaceae

Številne alpske rastline, kot je runolist (Leontopodium alpinum)

shranjevanje vode

V celicah sluznice in v celičnih stenah

V specializiranem mehurju

Kot maščoba (voda je produkt oksidacije)

Cactaceae in Euphorbiaceae

puščavska žaba

puščavska podgana

Fiziološka odpornost na izgubo vode

Z vidno dehidracijo ostane sposobnost preživetja

Izguba pomembnega dela telesne teže in njeno hitro okrevanje ob prisotnosti razpoložljive vode

Nekaj ​​epifitskih praproti in plavastih mahov, veliko bryophytov in lišajev, Sageh šaš

fizioidi

Lumbricusterrestris (izgubi do 70 % mase), kamela (izgubi do 30 %)

Konec mize 4.9

Prilagajanje

Primeri

"Izogibanje težavam"

Preživite neugodno obdobje v obliki semen

Preživite neugodno obdobje v obliki čebulic in gomoljev

Razdelitev semen v pričakovanju, da bodo nekatera padla v ugodne razmere

Vedenjski odzivi izogibanja

Poletno hibernacijo v sluzastem kokonu

Najpomembnejši fizikalni dejavniki, ki določajo razvoj mikroorganizmov, so vlaga, temperatura, sevalna energija, radijski valovi, ultrazvok, koncentracija v vodi raztopljenih snovi in ​​tlak.

Karakterizacija vlažnosti kot abiotskega dejavnika okolja

Za razvoj mikroorganizmov je potrebna prosta voda, saj hranila prodrejo v celico le v raztopljenem stanju. Stanje vode kot topila v izdelku izražamo z aktivnostjo vode Aw - razmerjem med tlakoma vodne pare raztopine (substrata) P in čistega topila (vode) P0 pri isti temperaturi. Tako je Aw=P/P0. Aktivnost vode je številčno enaka ravnotežni relativni vlažnosti, izraženi z ulomkom, ki je manjši od ena. Aktivnost destilirane vode je enaka ena in ustreza relativni vlažnosti 100 %. Vodna aktivnost raztopine, katere parni tlak v ravnovesju z relativno zračno vlago 97 % je 0,97.

Vitalna aktivnost mikroorganizmov se izvaja pri Aw od 0,999 do 0,62. Za vsak mikroorganizem so te meje natančno določene, stalne in odvisne od temperature, pH medija, razpoložljivosti hranil itd. Glede na potrebo po vlagi delimo mikroorganizme v tri skupine: hidrofite – vlagoljubne, mezofite – medij. vlagoljubni, kserofiti - suholjubni.

Hidrofiti so najbolj zahtevni glede prisotnosti vlage v okolju. Sem sodijo vse bakterije in kvasovke. Večina bakterij se ne razvije, če je Aw substrata pod 0,94 - 0,90; za kvas je mejna vrednost Aw0,88 - 0,05. Mnoge glive so mezofiti, nekatere med njimi pa so kserofiti in hidrofiti. Torej, glive iz rodu Aspergillus rastejo pri Aw substrata 0,75 - 0,62. Kserofiti se lahko razvijejo s pomanjkanjem vlage.

Različni mikroorganizmi na različne načine prenašajo spremembo Aw. Nekateri mikroorganizmi (roda Acetobacter in Acetomonas, nekateri gnilobni in nekateri patogeni) so zelo zahtevni glede vlage in ko se vrednost Aw zmanjša (med sušenjem), hitro odmrejo. Ostali mikroorganizmi (rodovi Lactobacterium, Mycobacterium, Salmonella, Staphylococcus in Micrococcus) se lahko v posušenem stanju hranijo precej dolgo. Številne kvasovke so odporne na sušenje, predvsem pa spore bakterij in mikroskopskih gliv, ki ohranijo sposobnost kalitve desetletja. Halofilne (slanoljubne) bakterije so nezahtevne za aktivnost vode.

Sprva so bili vsi organizmi vodni. Ko so osvojili kopno, niso izgubili odvisnosti od vode. Voda je sestavni del vseh živih organizmov. Vlažnost je količina vodne pare v zraku. Brez vlage ali vode ni življenja.

Vlažnost je parameter, ki označuje vsebnost vodne pare v zraku. Absolutna vlažnost je količina vodne pare v zraku in je odvisna od temperature in tlaka. To količino imenujemo relativna vlažnost (tj. razmerje med količino vodne pare v zraku in nasičeno količino pare pri določenih pogojih temperature in tlaka.)

V naravi obstaja dnevni ritem vlažnosti. Vlažnost niha tako navpično kot vodoravno. Ta dejavnik ima skupaj s svetlobo in temperaturo pomembno vlogo pri uravnavanju aktivnosti organizmov in njihove porazdelitve. Vlažnost spremeni tudi učinek temperature.

Sušenje zraka je pomemben okoljski dejavnik. Predvsem za kopenske organizme je sušilni učinek zraka velikega pomena. Živali se prilagodijo tako, da se preselijo v zavarovana območja in so aktivne ponoči.

Rastline absorbirajo vodo iz zemlje in skoraj v celoti (97-99%) izhlapijo skozi liste. Ta proces se imenuje transpiracija. Izhlapevanje ohladi liste. Zahvaljujoč izhlapevanju se ioni prenašajo skozi zemljo do korenin, transport ionov med celicami itd.

Določena količina vlage je nujna za kopenske organizme. Mnogi od njih za normalno življenje potrebujejo 100-odstotno relativno vlažnost, in obratno, organizem v normalnem stanju ne more dolgo živeti v popolnoma suhem zraku, ker nenehno izgublja vodo. Voda je bistveni del žive snovi. Zato izguba vode v določeni količini povzroči smrt.

Rastline suhega podnebja se prilagajajo morfološkim spremembam, zmanjšanju vegetativnih organov, zlasti listov.

Prilagajajo se tudi kopenske živali. Mnogi od njih pijejo vodo, drugi jo v tekočem ali parnem stanju vpijejo skozi kožo telesa. Na primer večina dvoživk, nekatere žuželke in pršice. Večina puščavskih živali nikoli ne pije, svoje potrebe zadovoljujejo na račun vode, ki jo dobijo s hrano. Druge živali dobijo vodo v procesu oksidacije maščob.

Voda je nujna za žive organizme. Zato se organizmi širijo po celotnem habitatu glede na svoje potrebe: vodni organizmi stalno živijo v vodi; hidrofiti lahko živijo le v zelo vlažnem okolju.

Z vidika ekološke valence spadajo hidrofiti in higrofiti v skupino stenogigerjev. Vlažnost močno vpliva na vitalne funkcije organizmov, tako je bila na primer 70-odstotna relativna vlažnost zelo ugodna za poljsko zorenje in plodnost samic kobilic selivk. Z ugodnim razmnoževanjem povzročajo ogromno gospodarsko škodo na pridelkih mnogih držav.

Za ekološko oceno razširjenosti organizmov se uporablja indikator suhosti podnebja. Suhost služi kot selektivni dejavnik za ekološko razvrščanje organizmov.

Tako so glede na značilnosti vlažnosti lokalnega podnebja vrste organizmov razdeljene v ekološke skupine:

  • 1. Hidatofiti so vodne rastline.
  • 2. Hidrofiti so kopensko-vodne rastline.
  • 3. Higrofiti - kopenske rastline, ki živijo v pogojih visoke vlažnosti.
  • 4. Mezofiti so rastline, ki rastejo s srednjo vlago
  • 5. Kserofiti so rastline, ki rastejo ob pomanjkanju vlage. Ti pa so razdeljeni na: sukulente - sočne rastline (kaktusi); sklerofiti so rastline z ozkimi in majhnimi listi, zavihanimi v tubule. Delimo jih tudi na evkserofite in stipakserofite. Evkserofiti so stepske rastline. Stipakserofiti so skupina ozkolistnih travnih trav (perjanica, bilnica, tankonoga itd.). Mezofite delimo tudi na mezohigrofite, mezokserofite itd.

Kljub temu, da je vlaga v svoji vrednosti enaka temperaturi, je eden glavnih okoljskih dejavnikov. Večino zgodovine divjih živali so organski svet predstavljale izključno vodne norme organizmov. Sestavni del velike večine živih bitij je voda, za razmnoževanje oziroma zlitje spolnih celic pa skoraj vsa potrebujejo vodno okolje. Kopenske živali so prisiljene v svojem telesu ustvariti umetno vodno okolje za oploditev, kar vodi v dejstvo, da slednje postane notranje.

Vlažnost je količina vodne pare v zraku. Lahko se izrazi v gramih na kubični meter.

Voda je najpogostejša kemična spojina na površju Zemlje in hkrati najbolj neverjetna. Je edina snov, ki se v naravi pojavlja hkrati v vseh treh agregatnih stanjih – trdnem, tekočem in plinastem. Voda je univerzalno topilo.

Voda je zelo močna kemična spojina. Od vseh tekočin ima največjo površinsko napetost, kar določa njeno visoko kapilarnost.

Plinasta voda – vodna para – je lažja od zraka, kar omogoča nastanek oblakov, transport vode v ozračju in padavine. Velika zmogljivost toplotnega blažilnika geosfer je v veliki meri posledica lastnosti vode, kot so visoka specifična toplotna kapaciteta, visoka latentna talilna toplota in izhlapevanje. Lastnosti

številne snovi, raztopljene v vodi, pa tudi molekularne biološke strukture so bistveno odvisne od konfiguracije hidratnih kompleksov vezane vode.

Voda je najpomembnejši dejavnik okolja živih organizmov in njihova stalna sestavina, kar se odraža v tabeli.

Z ekološkega vidika je voda omejevalni dejavnik tako v kopenskih kot v vodnih habitatih, če je njena količina podvržena nenadnim spremembam (plimovanje) ali če jo telo izgubi v zelo slani vodi z osmozo.

V prizemno-zračnem okolju je ta abiotski faktor označen s količino padavin, vrednostjo vlažnosti, sušilnimi lastnostmi zraka in razpoložljivo površino vodne rezerve.

Število padavin je odvisno od fizičnih in geografskih razmer in je na zemeljski obli neenakomerno. Toda za organizme je najpomembnejši omejevalni dejavnik porazdelitev padavin po letnih časih. V zmernih zemljepisnih širinah, tudi z zadostno količino letnih padavin, lahko njihova neenakomerna porazdelitev povzroči smrt rastlin zaradi suše ali, nasprotno, poplave. Tropski

V coni morajo organizmi preživeti mokro in suho sezono, ki uravnavajo svojo sezonsko aktivnost pri konstantni temperaturi skoraj vse leto.

Rastline, prilagojene na puščavske razmere, vsebujejo zaviralec kalitve, ki se izpere šele pri določeni količini padavin, ki zadostuje za vegetacijo (npr. 10 mm), in šele nato vzklije. Začne se kratkotrajno "puščavsko cvetenje" (običajno spomladi).

Vlažnost zraka - količina vodne pare, ki jo vsebuje prostorninska enota zraka pri določeni temperaturi. Vendar se pogosteje uporablja koncept relativne vlažnosti, to je razmerje med absolutno vlažnostjo in količino vodne pare, ki lahko nasiči določen prostor pri določeni temperaturi.

Od tod tudi sposobnost vlažnosti, da spremeni učinke temperature: znižanje vlažnosti pod določeno mejo pri dani temperaturi povzroči učinek sušenja zraka, kar ima najpomembnejši ekološki pomen za rastline.


Velika večina rastlin absorbira vodo iz zemlje skozi koreninski sistem.

Suha tla otežujejo absorpcijo. Prilagajanje rastlin takšnim razmeram je povečanje sesalne sile in aktivne površine korenin. Velikost te sile v koreninah zmernega pasu je od 2 do 4 ⋅ 106 Pa, v rastlinah suhih območij pa do 6 ⋅ 106 Pa.

Takoj ko se izbere razpoložljiva voda v določenem volumnu, korenine rastejo še globlje in bočno, koreninski sistem pa lahko doseže npr. pri žitu dolžino 13 km na 1000 cm3 zemlje (brez koreninskih dlak) ( Slika 5.9).

Voda se porabi za fotosintezo, celice jo absorbirajo le približno 0,5%, 97-99% pa gre za transpiracijo - izhlapevanje skozi liste. Ob zadostni količini vode in hranil je rast rastlin sorazmerna s transpiracijo, njena učinkovitost pa bo največja. Učinkovitost transpiracije je razmerje med rastjo (neto proizvodnjo) in količino transpirirane vode. Izmeri se v gramih suhe snovi na 1000 g vode. Za večino rastlin, tudi za večino odpornih na sušo, je enaka dvema, kar pomeni, da se za pridobivanje vsakega grama žive snovi porabi 500 g vode. Glavna oblika prilagajanja ni zmanjšanje transpiracije, temveč prenehanje rasti v sušnem obdobju.

Glede na to, kako se rastline prilagajajo vlagi, ločimo več ekoloških skupin: higrofiti - kopenske rastline, ki živijo v zelo mokrih tleh in pogojih visoke vlažnosti (riž, papirus, praprot, mačji rep, šaši, oksalis, brusnice, močvirske rastline); mezofiti - prenašajo rahlo sušo (lesnate rastline različnih podnebnih območij, zelnati hrastovi gozdovi, večina gojenih rastlin itd.); kserofiti - rastline puščav, suhe

voda, savane, suhi subtropiki, peščene sipine in suha, močno segreta pobočja, ki lahko kopičijo vlago v mesnatih listih in steblih - sukulentih (aloe, kaktusi itd.), Pa tudi sklerofitih - imajo veliko sesalno moč korenin in so sposobni zmanjšanje transpiracije rastlin iz ozkih majhnih listov (hladni pelin, edelweiss, edelweiss, perjanica, bilnica itd.).

Strukturne in fiziološke značilnosti higrofitov so zasnovane tako, da nenehno odstranjujejo odvečno vlago. To poteka z intenzivno transpiracijo, ki se malo razlikuje od fizičnega izhlapevanja. Odvečno vlago odstranimo tudi z gutacijo - sproščanjem vode skozi posebne izločevalne celice, ki se nahajajo ob robu lista. Odvečna vlaga otežuje prezračevanje in s tem dihanje

in sesalna aktivnost korenin, zato je odstranjevanje odvečne vlage boj rastlin za dostop do zraka.

Strukturne in fiziološke značilnosti kserofitov so usmerjene v premagovanje trajnega ali začasnega pomanjkanja vlage v tleh ali zraku. Rešitev tega problema poteka na tri načine: 1) učinkovita ekstrakcija (absorpcija) vode; 2) njegova gospodarna uporaba; 3) sposobnost prenašanja velikih izgub vode.

Intenzivno črpanje vode iz tal dosežejo kserofiti zaradi dobro razvitega koreninskega sistema. Glede na skupno maso so koreninski sistemi kserofitov približno 10, včasih pa 300-400-krat višji od nadzemnih delov. Dolžina korenin lahko doseže 10-15 m, pri črnem saksaulu pa 30-40 m, kar omogoča rastlinam, da uporabljajo vlago globokih horizontov tal in v nekaterih primerih - podtalnico. Obstajajo tudi površinski, dobro razviti koreninski sistemi,

sposoben absorbirati skromne padavine in namakati le zgornje horizonte tal.

Ekonomično porabo vlage pri kserofitih zagotavlja dejstvo, da so njihovi listi majhni, ozki, togi, z debelo kožico, večplastno debelostensko povrhnjico in velikim številom mehanskih tkiv, zato tudi z veliko izgubo vode listi ne izgubijo elastičnosti in turgorja. Listne celice so majhne, ​​gosto zložene, zaradi česar se notranja izhlapevalna površina močno zmanjša.

Poleg tega imajo kserofiti povečan osmotski tlak celičnega soka, zaradi česar lahko absorbirajo vodo tudi pri velikih silah odvzemanja vode iz tal.

Fiziološke prilagoditve vključujejo tudi visoko sposobnost zadrževanja vode v celicah in tkivih zaradi visoke viskoznosti in elastičnosti citoplazme, pomembnega deleža vezane vode v skupni rezervi vode itd. To omogoča kserofitom, da prenesejo globoko dehidracijo tkiv ( do 75 % celotne zaloge vode) brez izgube sposobnosti preživetja. Poleg tega je ena od biokemičnih osnov odpornosti rastlin na sušo ohranjanje encimske aktivnosti med globoko dehidracijo.

Mezofiti zavzemajo vmesni položaj med higrofiti in kserofiti. Pogosti so v zmerno vlažnih območjih z zmerno toplim režimom in dokaj dobro oskrbo z mineralno prehrano. Mezofiti vključujejo travniške rastline, zelnate pokrove gozdov, listavce in grmovnice z območij zmernega vlažnega podnebja ter večino kulturnih rastlin in plevela. Za mezofite je značilna visoka ekološka plastičnost, ki jim omogoča prilagajanje spreminjajočim se okoljskim razmeram. Posebni načini uravnavanja vodne izmenjave so rastlinam omogočili, da zasedejo ekološko najrazličnejša zemljišča.

Raznolikost načinov prilagajanja je torej osnova razširjenosti rastlin na Zemlji, kjer je pomanjkanje vlage eden glavnih problemov ekološkega prilagajanja.

12. Prilagoditve živali na vodni režim.

V zvezi z vodo med živalmi si

si delimo naslednje ekološke skupine: higrofili (vlagoljubci) (resnice, skočniki, kopenske planarije, komarji, kopenski mehkužci in dvoživke); kserofili (suholjubci) (kamele, puščavski glodalci, plazilci), pa tudi vmesna skupina - mezofili (številne žuželke, ptice, sesalci).

Načini uravnavanja vodne bilance pri živalih so bolj raznoliki kot pri rastlinah. Lahko jih razdelimo na vedenjske, morfološke in fiziološke.

Vedenjske prilagoditve vključujejo iskanje vodnih teles, izbiro habitatov, kopanje rovov itd. V rovih se vlažnost zraka približa 100%, kar zmanjša izhlapevanje skozi pokrove, ohranja vlago v telesu.

Morfološke metode vzdrževanja normalne vodne bilance vključujejo tvorbe, ki prispevajo k zadrževanju vode v telesu: lupine kopenskih mehkužcev, odsotnost kožnih žlez in keratinizacija ovojnice plazilcev, hitinska povrhnjica žuželk itd.

Fiziološke prilagoditve za uravnavanje metabolizma vode lahko razdelimo v tri skupine: 1) sposobnost številnih vrst, da tvorijo presnovno vodo in se nasitijo z vlago iz hrane (številne žuželke, majhni puščavski glodalci); 2) sposobnost shranjevanja vlage v prebavnem traktu zaradi absorpcije vode s stenami črevesja, pa tudi zaradi tvorbe visoko koncentriranega urina.

(ovce, jerboi); 3) v najbolj skrajnih primerih pomanjkanja vlage - prenehanje termoregulacijskega vračanja vlage (vračanje vlage), kot se dogaja pri kamelah, ki nimajo dostopa do vode. V tem primeru se znojenje izklopi in izhlapevanje iz dihalnih poti se močno zmanjša.