Вода, как экологический фактор. Особенности физико-химических свойств воды и её биологическое значение. Значение воды для жизнедеятельности животных. Роль воды в обменных процессах.

Вода выступает одним из главных факторов:

· регулирующих распределение растений на Земле, в том числе ареалы древесных растений;

· благодаря воде осуществляется не только взаимосвязь физиологических процессов в растительных клетках и тканях, но и тесная связь растений с окружающей их внешней средой. Последняя прослеживается с момента прорастания семян и до образования репродуктивных органов и формирования новых плодов и семян;

· количество доступной воды в почве оказывает глубокое воздействие на биологические особенности и структуру растений.

Все растения по отношению к воде, как экологическому фактору, делятся на четыре большие группы:

· водные растения - гидрофиты;

· растения избыточно увлажненных и часто затененных местообитаний - гигрофиты;

· растения, произрастающие на умеренно увлажненных почвах, - мезофuты;

· растения, которые про из растают в условиях с недостаточным водоснабжением, - ксерофиты.

Особенности физ-хим свойств:

1.Полярность.

2. Наличие водородных связей.

3. Способность к донорно-акцепторному взаимодействию.

Биологическая роль воды: Вода как растворитель. Вода— превосходный растворитель для полярных веществ. К ним относятся ионные соединения, такие как соли, содержащие заряженные частицы (ионы), и некоторые неионные соединения, например сахара, в молекуле которых присутствуют полярные (слабо заряженные) группы (у Сахаров это несущая небольшой отрицательный заряд гидроксильная группа, —ОН). Когда вещество растворяется в воде, молекулы воды окружают ионы и полярные группы, отделяя ионы или молекулы друг от друга.

В растворе молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно, так что реакционная способность вещества возрастает. По этой причине в клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Неполярные вещества, например липиды, отталкиваются водой и в ее присутствии обычно притягиваются друг к другу, иными словами, неполярные вещества гидрофобны (гидрофобный — водоотталкивающий). Подобные гидрофобные взаимодействия играют важную роль в формировании мембран, а также в определении трехмерной структуры многих белковых молекул, нуклеиновых кислот и других клеточных компонентов.

Присущие воде свойства растворителя означают также, что вода служит средой для транспорта различных веществ. Эту роль она выполняет в крови, в лимфатической и экскреторной системах, в пищеварительном тракте и во флоэме и ксилеме растений.

Без воды пища не может перевариваться и усваиваться организмом. Кроме того, все остальные процессы жизнедеятельности организма также не могут обходиться без воды. С ее помощью из организма выводятся продукты обмена веществ; у млекопитающих с помощью воды посредством потоотделения регулируется температура тела. В организм плотоядных животных вода попадает вместе с животной пищей, а растительноядные животные обеспечивают себя водой за счет растительных соков поедаемых ими растений.

Однако ни тем, ни другим этого количества воды было бы недостаточно. Особенно необходима вода новорожденным животным. Детеныши млекопитающих получают воду вместе с молоком матери, а большинство птенцов обеспечиваются водой благодаря насекомым, которыми их кормят родители. Живущие в пустынях рябки пролетают многие километры, чтобы в своих губчатых перьях принести воду для птенцов. Лишь очень немногие животные могут обходиться без воды в течение нескольких дней. Есть даже жуки и скорпионы, которые никогда не пьют. Их организм приспособился к такой экономии воды, что им хватает той, которую они получают с пищей.

Нормальный обмен веществ невозможен без воды. Она подавляет повышенный аппетит и вовлекает отложенные про запас жиры в обменные процессы. Недостаток воды существенно замедляет сжигание калорий, поскольку главной задачей организма становится не использование жиров, а восстановление

утраченной жидкости. Вода ускоряет обмен веществ за счет поглощения некоторого количества калорий тепловой энергии в процессе переваривания пищи.

Следовательно, терпеть жажду совершенно ни к чему. Пейте сразу же, как почувствуете в этом потребность, особенно после занятий фитнесом. Многие думают, что это лишнее, ведь выходящая с потом жидкость приводит к значительной потере веса. Однако такое похудение лишь иллюзия. После тренировки организм доберет нужную ему жидкость из резервов. А вот чтобы не замедлялись обменные процессы, резервы надо своевременно восполнять. Если вы поймете правильно, как вода ускоряет метаболизм, то сразу же прекратите водную головку для своего тела.

Утолить жажду способен зеленый чай. Он не только помогает бороться с усталостью, положительно влияет на уровень холестерина и сахара в крови, но и на 4 % ускоряет метаболизм. Ученые считают, что это связано с высокой концентрацией антиоксидантов, которые помогают сжигать жир.

Распределение воды в водоемах, на суше и в почве. Принципы водно-солевого обмена. Типы водоемов с разным химизмом и их население. Реакции на изменение солености; пойкилосмотические и гомойосмотические организмы.

Из общей площади поверхности Земли 510 млн км2 занимает суша, что составляет 29,2 %. Остальная часть планеты – моря и океаны. Запас воды Мирового океана достигает 1370 млн км3. Пресные воды рек и озер занимают около 230 тыс км3, ледники – 24 млн км3. Плавление ледников могло бы повысить уровень Мирового океана на 0,64 м и привести к затоплению примерно 1 % суши.

Подземные воды (в толще до 5 км) составляют 60 млн км3, из них 4 млн км3 находятся в зоне активного водообмена. В поверхностных слоях содержится 85 тыс. км3 почвенной влаги.

Вода находится в постоянном движении – ее количество и качество меняются во времени и пространстве. Водные ресурсы характеризуются вековыми запасами и возобновляемыми ресурсами.

К вековым естественным запасам (м3, км3) пресных вод суши относят воды, единовременно находящиеся в озерах, реках, ледниках, а также в водоносных слоях горных пород (подземные поды).

К возобновляемым водным ресурсам (м3/с, м3/год, км3/год) относятся те воды, которые ежегодно возобновляются в процессе круговорота воды на Земле, водообмена между сушей и океаном. Наша планета является прообразом гигантской паровой машины, двигателем которой служит солнечная энергия. Испаряющиеся под действием солнечной энергии с поверхности Мирового океана воды поступают в атмосферу и возвращаются в виде атмосферных осадков. Часть испаряющейся воды воздушными течениями переносится на сушу и, выпадая в виде осадков, является основным источников формирования вод суши – рек, озер, подземных вод, ледников. Часть атмосферных осадков, выпадающих на суше, которая не успевает испариться или просочиться вглубь, вновь возвращается в океан через реки.

Океан служит гигантским естественным испарителем и поставщиком пресной воды на сушу. Принимая речной сток, океан возобновляется количественно и восстанавливается качественно.

При наличии гидрологических станций и постов для измерения расходов воды подсчитывается речной сток и определяются величины возобновляемых водных ресурсов.

Регуляция водно-солевого обмена включает афферентное, центральное и эфферентное звенья.

Типы водоемов с разным химизмом и их население. Реакция животных на колебания солености; пойкилоосмотические и гомойоосмотические животные. Осморегуляция, ее типы и связанные с ними морфо-физиологические и экологические приспособления. Стено- и эвригалинные виды. Водный обмен и минеральное питание сухопутных животных и обитателей почвы. Зависимость этих процессов от внешних условий. Морфо-физиологические и поведенческие приспособления сухопутных животных к колебаниям обеспеченности организма водой и минеральными веществами. пойкилосмотичные животные, водные животные, не способные сохранять более или менее постоянноеОсмотическое давление полостных и тканевых жидкостей при изменении солёности воды. Осмотическоедавление внутренней среды у П. ж. равно внешнему или немного выше его. К П. ж. относятся низшиебеспозвоночные, двустворчатые моллюски, многие кольчатые черви, иглокожие и др. П. ж., в отличие отгомойосмотических животных (См. Гомойосмотические животные), не способны поддерживать осмотическоедавление ниже, чем во внешней среде. П. ж. могут быть стеногалинными или эвригалинными. У эвригалинныхП. ж. внутреннее осмотическое давление изменяется в широких пределах параллельно изменению солёностиво внешней среде. Некоторые животные (например, рачки-бокоплавы) в пределах изменений солёностивнешней среды, которые они способны переносить, гомойосмотичны при низкой солёности, но становятсяпойкилосмотичными при высокой.

Гомойосмотические животные водные животные, обладающие способностью сохранять более или менее постоянное осмотическоедавление крови и тканевой жидкости, отличное от осмотического давления во внешней среде. Примером Г. ж. являются такие пресноводныебеспозвоночные, у которых осмотическое давление крови и тканевой жидкости выше осмотического давленияокружающей среды; они поддерживают осмотическое давление, выводя излишнюю воду из организма спомощью выделительных органов. Другой пример Г. ж. костистые рыбы; те из них, которые живут в морях, поддерживают более низкое по сравнению с внешней средой осмотическое давление крови и тканевойжидкости, выделяя через почки относительно небольшое количество мочи, а через жабры избыточноеколичество солей; костистые рыбы, обитающие в пресных водах, наоборот, удерживают более высокое посравнению с внешней средой осмотическое давление, выделяя много мочи, а через жабры поглощая соли.

 

Осморегуляция, ее типы.

 Наиболее важным из растворенных веществ являются карбонаты, сульфаты и хлориды. Большинство водяных организмов пойкилоосмотичны , т.е осмотическое давление в их теле зависит от солености окр. среды.

Стеногалинные виды-переносят лишь небольшие колебания солености (иглокожие, губки)

Эвригалинные выносят значительные колебания солености или химического состава вод (лещ, пресноводный судак, щука, морские-семейство кефалевые)

Возможность поглощать воду и минеральные соли прямо из воды отразились на морфофизиологической организации растений-слабое развитие проводящей ткани и корневой системы. Главная функция корня-прикрепление к субстрату.

Вегетативный организм высших растений есть воздухоносные межклеточные полости, которые увеличивают плавучесть органов. Имеют большую поверхность листьев при малом общем объеме растения, развита гетерофилия.

От вымывания из клеток минеральных солей специальные клетки выделяют слизь и эндодерма имеет более толстостенные клетки. Чаще всего размножаются вегетативно, некоторые размножаются половым путем, т.е. цветоносы растения выносят над водой. Плоды и семена разносятся поверхностными течениями - это гидрохория, для стрелолиста, сусака и честуха.

Ари́дный кли́мат— сухой климат с высокими температурами воздуха, испытывающими большие суточные колебания, и малым количеством атмосферных осадков или полным их отсутствием.

 

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: