Рослини за відношенням до вологи. Шляхи надходження й витрат вологи у тварин
Водозабезпечення й витрати вологи у рослин
Нижчі рослини поглинають вологу всією поверхнею. Вони містять води в 10 і більше разів вище, ніж в сухому стані (лишайники, сфангові мохи).
Вищі рослини поглинають воду:
- усією поверхнею тіла,
- повітряними коренями,
- піхвою листя,
- кореневою системою з ґрунту.
Вода в ґрунті може бути:
- гравітаційною (рухома, заповнює широкі проміжки між частками ґрунту й утримується силами гравітації; вона добре засвоюється рослинами);
- капілярною (заповнює тонкі проміжки між частками ґрунту; утримується капілярними силами зчеплення; доступна для рослин);
- зв'язаною частково, недоступна для рослин.
Поглинання води рослиною відбувається в зоні кореневих волосків. В основі цього механізму лежить явище осмосу. Поглинання води залежить від температури, рН ґрунту, вмісту солі в ґрунті та інших причин.
Транспорт води в рослині може бути ближній — від клітини до клітини та дальній — по ксилемних шляхах.
Шляхи, якими втрачається волога в рослині, такі:
- транспірація (продихова, кутикулярна, перидермальна),
- гутація.
Швидкість транспірації залежить від вологості, а точніше, від дефіциту вологості (F - е).
Чим більша відносна вологість, тим менша транспірація. У тропічних лісах вологість велика, а транспірація все рівно йде, оскільки градієнт пружності водяних парів високий. Градієнт пружності виникає тоді, коли в поверхні, що випаровує, вміст води більший, ніж на деякій відстані від неї. Якщо поверхня, що випаровує, тепліша від повітря і добре зволожена водою, то виникає градієнт пружності.
Характеристика екологічних груп рослин за відношенням до вологи
Виділяють такі групи рослин за відношенням до вологи:
- гідатофіти,
- гідрофіти,
- гігрофіти,
- мезофіти,
- ксерофіти.
Гідатофіти
Гідатофіти — водні рослини, які повністю занурені у воду. Це водорості й вищі водні рослини (елодея канадська, рдести, валіснерія спіральна та інші). Якщо їх витягти з води, то вони швидко висихають і гинуть. Ці рослини мають такі ознаки:
- продихи редуковані, немає кутикули, відсутня диференціація мезофілу, листя найчастіше розсічене;
- погано розвинуті механічні тканини, коренева система;
- добре розвинута аеренхіма;
- осмотичний тиск клітинного соку низький.
Гідрофіти
Гідрофіти — рослини, які частково занурені у воду (рогіз вузьколистий, очерет звичайний, калюжниця болотна, частуха подорожникова, сусак зонтичний, стрілиця стрілолиста). У цих рослинах
- краще розвинуті провідна й механічні тканини, добре представлена аеренхіма;
- листя за сильної інсоляції мають іншу структуру: епідерміс має продихи;
- інтенсивність транспірації невелика.
Гігрофіти
Гігрофіти — наземні рослини, що зростають в умовах підвищеної вологості ґрунту і повітря.
- Листя у них покриті тонкою кутикулою, продихів мало, міжклітинники великі;
- осмотичний тиск клітинного соку низький;
- транспірація мало відрізняється від фізичного випаровування;
- рослини погано утримують воду (мохи, плавуни, папороті та ін.).
Мезофіти
Мезофіти — рослини, що зростають у помірно зволожених місцях існування.
- Здатність переносити ґрунтову і атмосферну посуху обмежена;
- добре розвинута коренева система (рослини луків, лісів, бур'яни, культурні рослини).
Особливе місце серед мезофітів займають ефемери й ефемероїди. Вони мають такі ознаки:
- дуже короткий вегетаційний період, не більше 4-6 тижнів;
- довгий період спокою у вигляді насіння, цибулин, бульб, кореневищ.
Ксерофіти
Ксерофіти — рослини, що зростають у місцях з недостатньою вологістю й мають пристосування до перенесення посухи. Можуть запасати вологу в листі і стеблах. Добре регулюють водний обмін, тому навіть під час довгої посухи залишаються в активному стані. Ця група рослин поділяється на
- сукуленти і
- склерофіти.
У склерофітів добре розвинута коренева система (підземна маса більша від наземної у 9-10 разів). Вона екстенсивного типу. Ця група рослин має добре розвинену провідну систему (багато жилок), добре розвинені покривні й механічні тканини (наявність товстої кутикули, тріхом), продихи глибоко занурені в епідерміс; вони мають підвищений осмотичний тиск клітинного соку.
Щодо сукулентів, то коренева система в них розвинена погано, вони навіть можуть загинути в сильну посуху. Ці рослини накопичують велику кількість води, тканини обводнені на 95-98%, у клітинах багато зв'язаної води. Транспірація в них дуже мала. Це призводить до сильного перегріву рослин. Фотосинтез іде за типом Cam-метаболізму, тому ріст і накопичення маси незначні.
Шляхи надходження й витрат вологи у тварин
Джерелами води в тварин є
- надходження її через травний тракт у видів, що п'ють воду;
- використання води, що міститься у продуктах їжі (гризуни, антилопи, американський кенгуровий пацюк);
- проникнення води через шкіряні покриви (жаби, комахи тощо);
- використання метаболічної води, яка утворюється під час окислення жирів (верблюди, гризуни, комахи).
Втрата води відбувається з випаровуванням через шкіряні покриви, з диханням, з сечею та екскрементами.
Засоби регуляції водного обміну можуть бути такими:
- етологічні,
- морфологічні (черепашки, хітин комах, ороговілі покриви плазунів),
- фізіологічні (здатність до утворення метаболічної води, економія води під час утворення сечі, екскрементів, Мальпігієві судини у комах, потовиділення).
Вологість впливає на
- тривалість життя й швидкість розвитку багатьох тварин (у жаб тривалість життя зростає із збільшенням відносної вологості);
- на спарювання (в самок нічних метеликів при вологості повітря 80% не відбувається копуляція);
- на поведінку (при відносній вологості повітря 40% і меншій комарі перестають нападати на теплокровних тварин).