Микитюк О.М., Грицайчук В.В., Злотін О.З., Маркіна Т.Ю.
Основи екології

Вологість як екологічний фактор. Властивості води. Пойкілогідризм і гомойогідризм

Вологість як екологічний фактор

Вологість — це кількість водяних парів, які містяться в одиниці об'єму повітря за даної температури. Але частіше в екології використовують поняття не «вологість», а «відносна вологість». Відносна вологість — це відношення абсолютної вологості до тієї кількості водяних парів, які зможуть наситити даний простір за даної температури, або це відношення дійсної пружності водяних парів до пружності в стані насичення:

r = e · 100% / E,

де r – відносна вологість, 
E – пружність водяних парів у стані насичення, 
e – дійсна пружність водяних парів

Величина, від якої залежить швидкість випаровування води організмами, називається дефіцитом насичення.

d = Е - е, 

де d — ненасиченість атмосфери, або дефіцит насичення простору водяними парами;
Е — пружність парів води, що насичують даний простір;
e — пружність парів води в навколишньому просторі за температури поверхні, що випаровує.

Залежність інтенсивності випаровування від умов середовища описується рівнянням Дальтона

Рівняння Дальтона

Властивості води

Унікальні властивості води визначаються здебільшого її структурою, а саме дипольністю її молекули (рис. 4).

Дипольний характер молекули води
Рис. 4. Дипольний характер молекули води

Когезія — це здатність молекул води зчіплюватись одна з одною. Цим пояснюється поверхневе натяжіння. Завдяки цьому клоп-водомірка ковзає по поверхні води.

Адгезія — здатність молекул води зчіплюватись із молекулами інших речовин. Цим пояснюється підйом води по тонких капілярах, судинах рослин, по паперу, тканині.

Вода — дуже добрий розчинник, це середовище, в якому відбувається велика кількість біохімічних процесів. Але деякі речовини не розчиняються у воді.

Вода має високу теплопровідність — здатність теплоти швидко розповсюджуватись у речовині. У живих істотах постійно відбувається виділення тепла, але локального перегріву немає.

У води висока температура кипіння, тобто потрібно багато енергії, щоб відірвати одну молекулу води від іншої. Тому, випаровуючись, вода охолоджує тіло, оскільки разом з водою уходить і тепло.

Вода має максимальну густину (1 г/см куб) при температурі +4°С. Лід має меншу густину, тому плаває на поверхні, а під ним розміщується вода з більшою густиною, яка підтримує життя істот, тобто шар льоду захищає живі організми.

Під час охолодження вода розширюється. У кристалах льоду відстань між молекулами води більша, ніж у воді в рідкому стані. Тому вода може пошкоджувати структури клітин, наприклад мембран.

У живій матерії вода — найбільш розповсюджена неорганічна речовина. Людина на 60-65% від маси тіла складається з води. Протоплазма багатьох рослин містить від 85 до 90% води. Гриби складаються на 80% з води, медузи — на 98%, водорості — на 96-98%, кишковопорожнинні — на 84%, земноводні — на 93% (Ю.Одум, 1986). У живих клітинах вода зустрічається у двох формах: вільна й зв'язана.

Гідросфера займає 3/4 поверхні земної кулі. 97% води на планеті — це солона вода і 3%прісна. Джерелами прісної води є:

  • вода атмосфери,
  • льодовики,
  • ґрунтові води,
  • озера,
  • річки,
  • болота.

Форми вологи на суші:

  • град,
  • сніг,
  • дощ,
  • роса.

Стосовно ролі води в житті організмів, то еволюція тварин і рослин проходила в двох напрямках:

  1. пойкілогідризм,
  2. гомойогідризм.

Пойкілогідричні рослини мають непостійний вміст води, який значно залежить від вологості навколишнього середовища. Вони не здатні регулювати транспірацію, легко й швидко втрачають і поглинають воду. За відсутності води перебувають у стані анабіозу. Зустрічаються там, де короткі періоди зволоження чергуються з довготривалими періодами посухи. Це синьо-зелені водорості, всі відділи еукаріотичних водоростей (зелені, червоні, діатомові, бурі та ін.), більшість грибів, лишайники, мохи, деякі види вищих рослин. У їх клітинах немає центральної великої вакуолі, і під час зневожування вони рівномірно стискуються, не порушуючи структури мембран.

Гомойогідричні рослини здатні підтримувати відносну сталість кількості води в клітинах. Це більшість вищих наземних рослин. Вони мають велику центральну вакуоль, пагони, вкриті епідермісом з трихомами й кутикулою; транспірація регулюється про-дихами; мають добре розвинену кореневу систему. Проте здатність гомойогідричних рослин регулювати свій водний обмін різна. Серед них виділяють різні екологічні групи за відношенням до вологи: гідатофіти, гідрофіти, гігрофіти, мезофіти та ксерофіти. Останні поділяються, в свою чергу, на сукуленти й склерофіти.