Zašto je vlažnost važan faktor životne sredine. Fizički faktori

3. Vlažnost kao ekološki faktor

U početku su svi organizmi bili vodeni. Osvojivši zemlju, nisu izgubili ovisnost o vodi. Voda je sastavni dio svih živih organizama. Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Bez vlage i vode nema života.

Vlažnost je parametar koji karakteriše sadržaj vodene pare u vazduhu. Apsolutna vlažnost je količina vodene pare u vazduhu i zavisi od temperature i pritiska. Ova količina se naziva relativna vlažnost (tj. odnos količine vodene pare u vazduhu i zasićene količine pare pod određenim uslovima temperature i pritiska).

U prirodi postoji dnevni ritam vlažnosti. Vlažnost varira i vertikalno i horizontalno. Ovaj faktor, uz svjetlost i temperaturu, igra važnu ulogu u regulaciji aktivnosti organizama i njihove distribucije. Vlažnost takođe menja efekat temperature.

Sušenje na vazduhu je važan faktor životne sredine. Posebno za kopnenih organizama, od velikog je značaja efekat uvenuća vazduha. Životinje se prilagođavaju preseljenjem u zaštićena područja i aktivna slikaživi noću.

Biljke upijaju vodu iz tla i gotovo u potpunosti (97-99%) isparavaju kroz lišće. Ovaj proces se naziva transpiracija. Isparavanje hladi listove. Zahvaljujući isparavanju, joni se transportuju kroz tlo do korena, transport jona između ćelija itd.

Određena količina vlage neophodna je za kopnene organizme. Mnogima od njih je za normalan život potrebna relativna vlažnost od 100%, i obrnuto, organizam koji se nalazi u normalno stanje, ne može dugo da živi na apsolutno suvom vazduhu, jer stalno gubi vodu. Voda je suštinski deo žive materije. Stoga gubitak vode u određenoj količini dovodi do smrti.

Biljke sušne klime prilagođavaju se morfološkim promjenama, redukciji vegetativnih organa, posebno listova.

Kopnene životinje se također prilagođavaju. Mnogi od njih piju vodu, drugi je usisavaju kroz integument tijela u tečnom ili parovitom stanju. Na primjer, većina vodozemaca, neki insekti i grinje. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije, svoje potrebe zadovoljavaju na račun vode opskrbljene hranom. Druge životinje dobijaju vodu u procesu oksidacije masti.

Voda je neophodna za žive organizme. Stoga se organizmi šire po staništu ovisno o svojim potrebama: vodeni organizmi stalno žive u vodi; hidrofiti mogu živjeti samo u vrlo vlažnim sredinama.

Sa stanovišta ekološke valencije, hidrofiti i higrofiti spadaju u grupu stenogigera. Vlažnost u velikoj meri utiče vitalne funkcije organizama, na primjer, 70% relativne vlažnosti je bilo vrlo povoljno za poljsko sazrijevanje i plodnost ženki migratornih skakavaca. Uz povoljnu reprodukciju, nanose ogromne ekonomske štete usjevima mnogih zemalja.

Za procjena okoliša Rasprostranjenost organizama se koristi kao pokazatelj suvoće klime. Suvoća služi kao selektivni faktor za ekološka klasifikacija organizmi.

Dakle, ovisno o karakteristikama vlažnosti lokalne klime, vrste organizama se dijele u ekološke grupe:

1. Hidratofiti su vodene biljke.

2. Hidrofiti su kopneno-vodene biljke.

3. Higrofiti - kopnene biljke koje žive u uslovima visoke vlažnosti.

4. Mezofiti su biljke koje rastu sa srednjom vlagom

5. Kserofiti su biljke koje rastu sa nedovoljno vlage. Oni se, pak, dijele na: sukulente - sukulentne biljke (kaktusi); sklerofiti su biljke sa uskim i malim listovima, savijenim u tubule. Također se dijele na eukserofite i stipakserofite. Eukserofiti su stepske biljke. Stipakserofiti su grupa uskolisnih travnatih trava (perjanica, vlasulja, tankonoga itd.). Zauzvrat, mezofiti se također dijele na mezohigrofite, mezokserofite itd.

Ustupajući u svojoj vrijednosti temperaturi, vlažnost je ipak jedan od glavnih faktora okoliša. Kroz veći dio istorije divljih životinja organski svijet bila je predstavljena isključivo vodnim normama organizama. Sastavni dio velike većine živih bića je voda, a za reprodukciju ili fuziju gameta, gotovo svim im je potrebna vodena sredina. Kopnene životinje su prisiljene stvoriti u svom tijelu umjetno vodeno okruženje za oplodnju, a to dovodi do činjenice da potonje postaje unutarnje.

Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Može se izraziti u gramima po kubni metar.

4. Edafski faktori

Edafski faktori uključuju ukupnost fizičkih i hemijska svojstva tla sposobna da obezbijede uticaj na životnu sredinu na žive organizme. Oni igraju važnu ulogu u životu onih organizama koji su usko povezani sa tlom. Biljke posebno zavise od edafskih faktora.

Glavna svojstva tla koja utiču na život organizama uključuju njegovu fizičku strukturu, tj. nagib, dubina i granulometrija, hemijski sastav samog tla i materije koje u njemu kruže - gasovi (u ovom slučaju potrebno je saznati uslove za njegovu aeraciju), voda, organske i mineralne materije u obliku jona .

Glavna karakteristika tla ima veliki značaj i za biljke i za životinje koje se ukopavaju, je veličina njegovih čestica.

Uslovi tla se određuju klimatski faktori. Čak i na maloj dubini u tlu vlada potpuni mrak, a to svojstvo i jeste karakteristika staništa onih vrsta koje izbjegavaju svjetlost. Kako tonu u tlo, temperaturne fluktuacije postaju sve manje značajne: dnevne promjene brzo blijede, a počevši od poznate dubine, njegove sezonske razlike se izglađuju. Dnevne temperaturne razlike nestaju već na dubini od 50 cm. Kako tlo tone, sadržaj kisika u njemu opada, a CO 2 raste. Na znatnoj dubini, uslovi se približavaju anaerobnim uslovima, gde žive neke anaerobne bakterije. Već kišne gliste preferiraju okruženje sa većim sadržajem CO 2 nego u atmosferi.

Vlažnost tla je izuzetno važna karakteristika, posebno za biljke koje na njemu rastu. Zavisi od brojnih faktora: režima padavina, dubine sloja, kao i fizičkih i hemijskih svojstava tla čije čestice, zavisno od veličine, sadržaja organske materije itd. Flora suhih i vlažnih tla nije ista, te se na ovim tlima ne mogu uzgajati iste kulture. Fauna tla je također vrlo osjetljiva na vlagu u tlu i općenito ne podnosi preveliku suhoću. Dobro poznati primjeri su gliste i termiti. Ovi potonji su ponekad prisiljeni da opskrbljuju vodom svoje kolonije podzemne galerije na velikoj dubini. Međutim, previsok sadržaj vode u tlu ubija larve insekata u velikom broju.

Minerali neophodni za ishranu biljaka nalaze se u tlu u obliku jona rastvorenih u vodi. U tlu se mogu naći najmanje tragovi preko 60 hemijskih elemenata. CO 2 i dušik se nalaze u u velikom broju; sadržaj drugih, kao što su nikl ili kobalt, je izuzetno mali. Neki ioni su otrovni za biljke, drugi su, naprotiv, vitalni. Koncentracija vodikovih jona u tlu - pH - je u prosjeku blizu neutralna vrijednost. Flora takvih tla je posebno bogata vrstama. Vapnena i slana tla imaju alkalni pH reda 8-9; na tresetištu sfagnuma kiseli pH može pasti na 4.

Neki joni su od velike ekološke važnosti. Oni mogu uzrokovati eliminaciju mnogih vrsta i, obrnuto, doprinijeti razvoju vrlo osebujnih oblika. Tla koja leže na krečnjacima su veoma bogata Ca +2 jonom; Na njima se razvija specifična vegetacija, nazvana kalcefit (u planinama runolist; mnoge vrste orhideja). Za razliku od ove vegetacije, postoji kalcefobična vegetacija. Uključuje kesten, paprat, većinu vrijeska. Takva vegetacija se ponekad naziva i kremen, jer tla siromašna kalcijem sadrže odgovarajuće više silicija. Zapravo, ova vegetacija ne preferira direktno silicij, već jednostavno izbjegava kalcij. Neke životinje imaju organsku potrebu za kalcijem. Poznato je da kokoške prestaju da nose jaja u tvrdoj ljusci ako se kokošinjac nalazi na području čije je tlo siromašno kalcijumom. Krečnjačka zona je obilno naseljena školjkašima (puževima), koji su ovdje široko zastupljeni u odnos vrsta, ali gotovo potpuno nestaju na granitnim masivima.

Na tlima bogatim 0 3 jonima razvija se i specifična flora koja se naziva nitrofilna. Organske ostatke koji sadrže dušik koji se često nalaze na njima bakterije razlažu prvo do amonijevih soli, zatim do nitrata i na kraju do nitrata. Biljke ove vrste formiraju, na primjer, guste šikare u planinama u blizini pašnjaka za stoku.

Zemlja takođe sadrži organska materija nastaju tokom razgradnje mrtvih biljaka i životinja. Sadržaj ovih tvari opada s povećanjem dubine. U šumi, na primjer, važan izvor njihovog prihoda je leglo opalog lišća, a leglo listopadnih vrsta je u tom pogledu bogatije od četinara. Hrani se organizmima destruktorima - saprofitnim biljkama i životinjama saprofaga. Saprofite predstavljaju uglavnom bakterije i gljive, ali među njima se mogu naći i više biljke koje su izgubile hlorofil kao sekundarnu adaptaciju. Takve, na primjer, orhideje.

Najvažniji fizički faktori koji određuju razvoj mikroorganizama su vlažnost, temperatura, energija zračenja, radio talasi, ultrazvuk, koncentracija supstanci rastvorenih u vodi, pritisak.

Karakterizacija vlažnosti kao abiotskog faktora životne sredine

Za razvoj mikroorganizama neophodna je slobodna voda, jer hranjive tvari prodiru u ćeliju samo u otopljenom stanju. Stanje vode kao rastvarača u proizvodu izražava se aktivnošću vode Aw - odnosom između pritisaka vodene pare rastvora (supstrata) P i čistog otapala (vode) P0 na istoj temperaturi. Dakle, Aw=P/P0. Aktivnost vode je brojčano jednaka ravnotežnoj relativnoj vlažnosti, izraženoj kao razlomak, koji je manji od jedan. Aktivnost destilovane vode jednaka je jedan i odgovara relativnoj vlažnosti od 100%. Aktivnost vode rastvora čiji je pritisak pare u ravnoteži sa relativnom vlažnošću vazduha od 97% iznosi 0,97.

Vitalna aktivnost mikroorganizama se odvija na Aw od 0,999 do 0,62. Za svaki mikroorganizam ove granice su precizno definisane, konstantne i zavise od temperature, pH medijuma, dostupnosti hranljivih materija itd. U zavisnosti od potrebe za vlagom, mikroorganizmi se dele u tri grupe: hidrofiti - vlagoljubivi, mezofiti - medij. voli vlagu, kserofiti - suvoljubivi.

Hidrofiti su najzahtjevniji prema prisutnosti vlage u okolišu. To uključuje sve bakterije i kvasce. Većina bakterija se ne razvija kada je Aw supstrata ispod 0,94 - 0,90; za kvasac, granična vrijednost je Aw0,88 - 0,05. Mnoge gljive su mezofiti, iako su neke od njih kserofiti i hidrofiti. Dakle, gljive iz roda Aspergillus rastu na Aw supstratu 0,75 - 0,62. Kserofiti se mogu razviti uz nedostatak vlage.

Različiti mikroorganizmi podnose promjenu Aw na različite načine. Neki mikroorganizmi (rodovi Acetobacter i Acetomonas, neki truli, a neki patogeni) su vrlo zahtjevni za vlagu, a kada se vrijednost Aw smanji (u toku sušenja), brzo uginu. Ostali mikroorganizmi (rodovi Lactobacterium, Mycobacterium, Salmonella, Staphylococcus i Micrococcus) mogu se dugo čuvati u osušenom stanju. Mnogi kvasci su otporni na sušenje, a posebno spore bakterija i mikroskopskih gljivica, koje zadržavaju sposobnost klijanja decenijama. Halofilne (sololjubne) bakterije su nezahtjevne za aktivnost vode.

Voda je najčešće hemijsko jedinjenje na površini Zemlje i istovremeno najneverovatnije. To je jedina supstanca koja se u prirodi javlja istovremeno u sva tri agregatna stanja - čvrstom, tečnom i gasovitom. Voda je univerzalni rastvarač.

Voda je veoma jako hemijsko jedinjenje. Ima najveću površinsku napetost od svih tekućina, što određuje njegovu visoku kapilarnost.

Gasovita voda – vodena para – lakša je od zraka, što omogućava stvaranje oblaka, transport vode u atmosferu i padavine. Veliki termalni puferski kapacitet geosfera je u velikoj mjeri posljedica takvih svojstava vode kao što su visoki specifični toplinski kapacitet, visoka latentna toplina fuzije i isparavanja. Svojstva

mnoge tvari otopljene u vodi, kao i molekularne biološke strukture, značajno ovise o konfiguraciji hidratnih kompleksa vezanu vodu.

Voda je najvažniji faktor životne sredine za žive organizme i njihova konstanta sastavni diošto je prikazano u tabeli.

OD ekološka tačka voda je ograničavajući faktor i u kopnenim i u vodenim staništima ako je njena količina podložna naglim promjenama (osema i oseka) ili ako je tijelo osmozom gubi u jako slanoj vodi.

AT zemno-vazdušno okruženje Ovaj abiotički faktor karakterizira količina padavina, vrijednost vlažnosti, svojstva isušivanja zraka i raspoloživa površina rezerve vode.

Broj padavina je određen fizičko-geografskim uslovima i neujednačen je globus. Ali za organizme, najvažniji ograničavajući faktor je raspodjela padavina po godišnjim dobima. U umjerenim geografskim širinama, čak i uz dovoljnu količinu godišnjih padavina, njihova neravnomjerna distribucija može dovesti do smrti biljaka od suše ili, obrnuto, preplavljivanja. Tropical

zone, organizmi moraju preživjeti vlažne i sušne sezone koje gotovo konstantno regulišu njihovu sezonsku aktivnost tijekom cijele godine temperatura.

Biljke prilagođene pustinjskim uslovima sadrže inhibitor klijanja, koji se ispire samo pri određenoj količini padavina dovoljne za vegetaciju (npr. 10 mm), a tek onda klija. Počinje kratkotrajno "cvjetanje pustinje" (obično u proljeće).

Vlažnost vazduha - količina vodene pare sadržana u jedinici zapremine vazduha na datoj temperaturi. Međutim, češće se koristi koncept relativne vlažnosti, odnosno omjer apsolutne vlage i količine vodene pare koja može zasititi dati prostor na ovoj temperaturi.

Otuda i sposobnost vlage da mijenja efekte temperature: smanjenje vlažnosti ispod određene granice na datoj temperaturi dovodi do efekta isušivanja zraka, što ima najvažniji ekološki značaj za biljke.

Velika većina biljaka upija vodu iz tla kroz svoj korijenski sistem.

Suvo tlo otežava apsorpciju. Prilagođavanje biljaka takvim uvjetima je povećanje usisne sile i aktivne površine korijena. Veličina ove sile u korijenu umjerenog pojasa je od 2 do 4 ⋅ 106 Pa, a u biljkama sušnih područja - do 6 ⋅ 106 Pa.

Čim se odabere raspoloživa voda u datom volumenu, korijenje raste dalje dublje i bočno, a korijenski sistem može dostići, na primjer, kod žitarica, dužinu od 13 km na 1000 cm3 tla (bez korijenovih dlačica) ( Slika 5.9).

Voda se troši za fotosintezu, samo oko 0,5% apsorbira ćelije, a 97-99% ide na transpiraciju - isparavanje kroz listove. Uz dovoljno vode i hranljivih materija, rast biljke je proporcionalan transpiraciji, a njena efikasnost će biti najveća. Efikasnost transpiracije je omjer rasta (neto proizvodnje) i količine vode koja se transpirira. Mjeri se u gramima suhe tvari na 1000 g vode. Za većinu biljaka, čak i za one koje su otporne na sušu, ona je jednaka dva, odnosno za dobijanje svakog grama žive materije potroši se 500 g vode. Glavni oblik adaptacije nije smanjenje transpiracije, već prestanak rasta tokom perioda suše.

U zavisnosti od toga kako se biljke prilagođavaju vlažnosti, razlikuje se nekoliko ekoloških grupa: higrofiti - kopnene biljke koje žive u veoma vlažnim tlima i uslovima visoke vlažnosti (pirinač, papirus, paprat, rogoza, šaš, oksalis, brusnice, močvarne biljke); mezofiti - podnose blagu sušu (drvenaste biljke različitih klimatskih zona, zeljaste hrastove šume, većina kultiviranih biljaka itd.); kserofiti - pustinjske biljke, suhe

voda, savane, suhi subtropi, pješčane dine i suhe, jako zagrijane padine, sposobne akumulirati vlagu u mesnatim listovima i stabljikama - sukulentima (aloe, kaktusi, itd.), kao i sklerofiti - koji imaju veliku usisnu snagu korijena i sposobni za smanjenje transpiracije biljaka iz uskih sitnih listova (hladni pelin, runolist runolist, perjanica, vlasuljak, itd.).

Strukturne i fiziološke karakteristike higrofita su dizajnirane da stalno uklanjaju višak vlage. To se provodi intenzivnom transpiracijom, koja se malo razlikuje od fizičko isparavanje. Višak vlage se također uklanja gutacijom - oslobađanjem vode kroz posebne ćelije za izlučivanje koje se nalaze duž ruba lista. Višak vlage otežava prozračivanje, a samim tim i disanje

i usisna aktivnost korijena, pa je uklanjanje viška vlage borba biljaka za pristup zraku.

Strukturne i fiziološke karakteristike kserofita usmjerene su na prevazilaženje trajnog ili privremenog nedostatka vlage u tlu ili zraku. Rešavanje ovog problema se sprovodi na tri načina: 1) efektivna ekstrakcija (apsorpcija) vode; 2) ekonomičnu upotrebu; 3) sposobnost tolerisanja velikih gubitaka vode.

Intenzivno izvlačenje vode iz tla kserofiti postižu zahvaljujući dobro razvijenom korijenskom sistemu. By ukupna masa korijenski sistem kserofita je otprilike 10, a ponekad i 300-400 puta viši od nadzemnih dijelova. Dužina korijena može doseći 10-15 m, au crnom saksaulu - 30-40 m, što omogućava biljkama da iskoriste vlagu dubokih horizonata tla, a u pojedinačni slučajevi- i podzemne vode. Tu su i površinski, dobro razvijeni korijenski sistemi,

sposoban da apsorbuje oskudne padavine, navodnjavajući samo gornje horizonte tla.

Ekonomično korištenje vlage od strane kserofita osigurano je činjenicom da su njihovi listovi mali, uski, tvrdi, s debelom kutikulom, višeslojnom epidermom debelih stijenki i velika količina mehanička tkiva, stoga, čak i uz veliki gubitak vode, listovi ne gube elastičnost i turgor. Ćelije lista su male, gusto zbijene, zbog čega je unutrašnja površina koja isparava značajno smanjena.

Osim toga, kserofiti su povećani osmotski pritisakćelijskog soka, zahvaljujući kojem mogu apsorbirati vodu čak i pri velikim silama uklanjanja vode iz tla.

Fiziološke adaptacije uključuju i visok kapacitet zadržavanja vode u ćelijama i tkivima, zbog visokog viskoziteta i elastičnosti citoplazme, značajnog udjela vezane vode u ukupnim rezervama vode itd. To omogućava kserofitima da izdrže duboku dehidraciju tkiva ( do 75% ukupne rezerve vode) bez gubitka održivosti . Osim toga, jedna od biohemijskih osnova otpornosti biljaka na sušu je očuvanje aktivnosti enzima tokom duboke dehidracije.

Mezofiti zauzimaju srednju poziciju između higrofita i kserofita. Česte su u umjereno vlažnim zonama s umjereno toplim režimom i prilično dobrom opskrbom mineralnom ishranom. U mezofite spadaju biljke livada, zeljasti pokrivač šuma, listopadno drveće i grmlje iz područja umjerene vlažne klime, kao i većina kultiviranih biljaka i korova. Mezofite karakterizira visoka ekološka plastičnost, što im omogućava da se prilagode promjenjivim uvjetima. spoljašnje okruženje. Specifični načini regulacije razmjene vode omogućili su biljkama da zauzmu najraznovrsnije površine zemljišta u pogledu ekoloških uslova.

Raznolikost načina adaptacije stoga leži u osnovi rasprostranjenosti biljaka na Zemlji, gdje je nedostatak vlage jedan od glavnih problema ekološke adaptacije.

12. Prilagodbe životinja na vodni režim .

U odnosu na vodu među životinjama, vi

dijele slijedeće ekološke grupe: higrofili (vololjubivi) (uši, repovi, kopneni planari, komarci, kopneni mekušci i vodozemci); kserofili (suholjubivi) (deve, pustinjski glodari, gmizavci), kao i srednja grupa - mezofili (mnogi insekti, ptice, sisari).

Načini regulacije ravnoteže vode kod životinja su raznovrsniji nego kod biljaka. Mogu se podijeliti na bihevioralne, morfološke i fiziološke.

Adaptacije ponašanja uključuju traženje vodenih tijela, odabir staništa, kopanje jazbina, itd. U jazbinama se vlažnost zraka približava 100%, što smanjuje isparavanje kroz pokrivače, čuva vlagu u tijelu.

To morfološkim načinima Održavanje normalne ravnoteže vode uključuje formacije koje doprinose zadržavanju vode u tijelu: školjke kopnenih mekušaca, odsutnost kožnih žlijezda i keratinizacija integumenta gmizavaca, hitinska kutikula insekata itd.

Fiziološke adaptacije za regulaciju metabolizma vode mogu se podijeliti u tri grupe: 1) sposobnost niza vrsta da formiraju metaboličku vodu i da se zadovoljavaju vlagom iz hrane (mnogi insekti, mali pustinjski glodari); 2) sposobnost uštede vlage u probavnom traktu zbog apsorpcije vode zidovima crijeva, kao i stvaranje visoko koncentriranog urina

(ovce, jerboas); 3) u najekstremnijim slučajevima nedostatka vlage - prestanak termoregulacionog povratka vlage (moisture return), kao što se dešava kod kamila koje nemaju pristup vodi. U takvoj situaciji, znojenje je isključeno, a isparavanje iz respiratornog trakta je naglo smanjeno.

VLAŽNOST KAO EKOLOŠKI FAKTOR Biologija. 11. razred E.A. Belova, G.G. Yukhnevich 2012 Vlažnost kao abiotički faktor životne sredine Uloga vode u životu živih organizama je univerzalni rastvarač za hidrofilne supstance, stoga učestvuje u metabolizmu kao medij za biohemijske reakcije u ćeliji direktno učestvuje u nekim biohemijskim reakcijama kao supstrat ( hidroliza, fotosinteza) određuje ćelijski turgor, a kod nekih životinja (okrugli crvi i anelidi) služi kao hidrostatički skelet. transportna funkcija(kretanje supstanci) u telu zbog visoke specifične toplote, toplotne provodljivosti i toplote isparavanja, obezbeđuje održavanje toplotne ravnoteže u telu i sprečava njegovo pregrevanje služi kao stanište za vodene organizme 1. Vlaga kao abiotički faktor životne sredine 2 Ekološke grupe biljaka u odnosu na vlagu i njihova adaptacija Klasifikacija kopnene biljke u odnosu na vlagu Higrofiti žive na visoko vlažnim zemljištima i pri visokoj vlažnosti vazduha Mezofiti žive u uslovima umerene vlage Kserofiti žive na sušnim mestima Sukulenti skladište vodu u svojim tkivima i organima, a zatim je štedljivo koriste Sklerofiti sa smanjenom transpiracijom i sposobnošću aktivnog delovanja. ekstrahovati vodu pri njenom nedostatku u zemljištu 2. Prilagođavanje biljaka različitim režimima vode 3 tanke lisne ploške sa stalno otvorenim pučima, postoje specifični „vodeni puči” kroz koje se voda oslobađa u tečnom stanju; mehaničko tkivo, kutikula i epiderma su slabo razvijeni (moguća je kutikularna transpiracija); u mezofilu listova postoje veliki međućelijski prostori, kod nekih vrsta u korijenu i stabljikama može biti aerenhim - tkivo koje skladišti zrak u međućelijskim prostorima; korijenski sistem je slabo razvijen (korijeni su tanki, često bez korijenskih dlačica); 2. Prilagođavanje biljaka različitim vodnim režimima Strukturne karakteristike higrofita 4 Među higrofitima postoje: sjenoviti - to su biljke nižih slojeva vlažnih šuma u različitim klimatskim zonama. Zbog velike vlažnosti zraka transpiracija im može biti otežana, pa se, kako bi se poboljšao metabolizam vode, na listovima razvijaju hidatode, odnosno vodeni stomati, koji luče tečnu vodu. Listovi su često tanki, sjenčane strukture, sa slabo razvijenom kutikulom i sadrže dosta slobodne i slabo vezane vode. S početkom čak i kratke i blage suše, stvara se negativna ravnoteža vode u tkivima, biljke venu i mogu umrijeti. svjetlo - to su biljke otvorenih staništa koje rastu na stalno vlažnim tlima iu vlažnom zraku (papirus, pirinač, jezgra, močvarna slama, rosa itd.). 5 2. Prilagođavanje biljaka različitim režimima vode Primjeri biljaka - higrofiti Baštenski higrofit - higrofit Sunčica je močvarna biljka i voli vlažno tlo i vlažan zrak Mnoge paprati i mahovine ne samo da vole sjenu, već i vlagu 2. Adaptacije biljaka na različite vodne režime 6 Vodene biljke - biljke, neophodno stanječiji je život u vodi. Neki od njih su potpuno ili uglavnom potopljeni u vodu (hidatofiti - vi), ostaju na neznatnim dubinama svježeg i slana voda ili plutaju na površini. Drugi su samo potopljeni dnu(hidrofiti), preživljavaju privremenu sušu ili zahtijevaju da im se samo korijenje obilno navlaži; to su plitki, primorski i močvarni oblici. Mala leća i lokvanj su hidatofiti. Lisnjak je hidrofit. 7 2. Adaptacije biljaka na različite vodne režime. Karakteristike kserofita su u stanju da izdrže nedovoljnu vlagu dugo vremena; ograničiti troškove vode za transpiraciju; aktivno izdvajaju vodu kada je nedostaje u tlu; čuvaju vodu u tkivima i organima tokom suše. 8 2. Adaptacije biljaka na različite vodne režime Sukulenti (od latinskog succulentus - sukulent) su višegodišnje biljke koje su u stanju da skladište vodu u svojim tkivima i organima, a zatim je štedljivo koriste. Vrste sukulenata ovisno o organima u kojima se pohranjuje voda korijen stabljike lista 2. Prilagođavanje biljaka različitim režimima vode 9 Lisnati sukulenti se mogu naći u sušnim područjima Centralna Amerika(agava), Afrika i Centralna Azija(aloja), na suvim peskovitim zemljištima u našoj republici (sedum, juvenilni) Agava Aloe molodilo Sedum jedljiva i čička škripa 2 . Adaptacije biljaka na različite režime vode 10 Sukulenti stabljike su široko zastupljeni u američkim pustinjama (vrste familije Cactus) i sušnim regionima Afrike (vrste porodice Euphorbiaceae). Kod sukulenta stabljike listovi su svedeni na bodlje (kaktuse). Funkcija fotosinteze prenijeta je na stabljiku koja je postala zelena. Kaktusi Euphorbia trihedral (euphorbia) 2. Adaptacije biljaka na različite vodne režime 11 Korijenski sukulenti se obično nalaze u pustinjama, gdje su se ne samo prilagodili da prežive sušu, već su i otporni jaki vjetrovi i životinje. Korijenski sistem takvih sukulenata obično je gomoljast ili repa. Korijenje se razvija blizu površine zemlje kako bi apsorbiralo i najmanju količinu vlage koja je pala na njih do posljednje kapi. Stabljike i listovi korijenskih sukulenata obično su kratkog vijeka i venu kada nastupi sušno doba, dok njihovo korijenje zaštićeno tlom može preživjeti i održati elastičnost tkiva dugo vremena. 2. Adaptacije biljaka na različite vodne režime Ceiba sitnolisna - malo drvo baobaba koje raste u Meksiku, ima otekline do 30 cm u prečniku na korenu, čiji sunđerasti parenhim akumulira vlagu. 12 Sklerofiti (od grčkog scleros - tvrd) - biljke sa smanjenom transpiracijom i sposobnošću aktivnog izdvajanja vode kada je nedostaje u tlu. Ne pohranjuju vlagu tokom perioda suše, već je izvlače i štedljivo koriste. Tipični predstavnici sklerofita su perjanica, saksaul, kao i pelin, pješčano smilje i vrijesak. Perjanica Saksaul pelin smilje pjeskovit Heather 2. Adaptacije biljaka na različite vodne režime 13 Postoje i drugi oblici biljaka prilagođeni rastu uz nedostatak vlage u pustinji: jednogodišnje biljke koje izbjegavaju vrućinu tako što su prilagođene da rastu samo u periodu sa dovoljnom vlažnošću ; pustinjsko grmlje koje odbacuje lišće tokom sušne sezone. 14 2. Adaptacije biljaka na različite vodne režime Mezofiti su biljke koje žive u uslovima umjerene vlage. Oni su u stanju da podnose kratkotrajni nedostatak vlage. To uključuje većinu listopadnih drvenastih biljaka, livadske i mnoge šumske trave, žitarice, korove, gotovo sve kultivisane biljke umjerenog pojasa. 2. Prilagođavanje biljaka različitim vodnim režimima 15 Lupin Srebrna breza Slatka paprika Jabuka 2. Prilagodba biljaka na različite vodne režime Većina gajenih biljaka koje rastu u našoj zemlji su mezofiti. 16 Meka pšenica i plavi različak Hydrangea paniculata Zinnia Phlox paniculata Adaptacije životinja na različite vodne režime Tipovi adaptacija životinja u zavisnosti od vodnog režima morfološko fiziološko ponašanje 3. Adaptacije životinja na različite vodne režime 17 Morfološke adaptacije uključuju adaptacije koje zadržavaju vodu u tijelu životinja . Insekti, paukovi imaju višeslojnu hitiniziranu kutikulu Brzi gušter Bronzane bube Gmizavci imaju rožnatu prevlaku tijela (rožnate ljuske i ploče) Pauk 3 . Adaptacije životinja na različite vodne režime Morfološke adaptacije životinja 18 Kopneni mekušci imaju školjke Ptice imaju tijelo prekriveno perjem Sisavci imaju tijelo prekriveno dlakom. Mačići piju vodu Vodozemci upijaju vodu kroz kožu Glodavci u pustinji dobijaju vodu jedući biljke sa sočnim izbojcima 3. Prilagođavanje životinja na različite režime vode Fiziološke adaptacije životinja 20 Neke životinje mogu dobiti vodu oksidacijom masti. Stoga, obilne naslage masti (devina grba) služe kao svojevrsni rezervoar hemijski vezane vode. Baktrijanska deva 3. Prilagodbe životinja na različite vodne režime Fiziološke adaptacije životinja 21 Adaptacije ponašanja znače da je većina životinja aktivna u potrazi za vodom. Sposobnost udaljenih migracija do pojila tipična je za antilope, saige i divlje magarce. Neke životinje tokom sušnog perioda prelaze na noćni način života ili hiberniraju ljeti (zemne vjeverice, marmoti, kornjače). Gnu na pojilištu Kornjače hiberniraju 3. Adaptacije životinja na različite vodne režime Adaptacije ponašanja životinja 22 Kopnene životinje su podijeljene u ekološke grupe u odnosu na vodni režim: higrofili su životinje koje vole vlagu kojima je potrebna visoka vlažnost (uši, komarci, vodozemci ); mezofili - životinje koje žive u uvjetima umjerene vlažnosti; kserofili su životinje koje vole suhu i ne podnose visoku vlažnost (deva, pustinjski glodari, gmizavci i drugi). 3. Prilagodbe životinja različitim režimima vode 23 Životinje u pustinji su na različite načine prilagođene nedostatku vlage. Tamne bube imaju nevjerovatnu sposobnost da povećaju stvaranje metaboličke vode uz nedostatak vlage kao rezultat razgradnje ugljikohidrata. Hrane se prašnjavim ostacima biljaka, tamne bube iz njih izvlače metaboličku vodu, što im omogućava postojanje u uvjetima gotovo potpunog odsustva vode. U iščekivanju kapljice kondenzacijske vlage, bube se dugo smrzavaju u neobičnoj pozi, s podignutim vrhom trbuha. Tamne bube 3. Prilagodbe životinja na različite vodne režime 24

Ustupajući u svojoj vrijednosti temperaturi, vlažnost je ipak jedan od glavnih faktora okoliša.

Veći dio povijesti divljih životinja, organski svijet predstavljali su isključivo vodeni oblici organizama. Osvojivši zemlju, nisu izgubili ovisnost o vodi. Osim toga, voda je sastavni dio velike većine živih bića, a da bi se izvršila reprodukcija, ili barem njen središnji događaj – spajanje gameta, gotovo svima im je potreban vodeni okoliš. Značajno je da su kopnene životinje prisiljene stvoriti u svom tijelu umjetno vodeno okruženje za oplodnju, a to dovodi do činjenice da potonje postaje unutarnje.

AT bukvalno Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Može se izraziti u gramima po kubnom metru. Međutim, oni preferiraju figurativniji i indikativniji oblik - relativnu vlažnost zraka kao postotak stvarni pritisak vodene pare f prema pritisku zasićena para F na istoj temperaturi. Dakle, na +15 °, pritisak zasićene pare F je 12,73 mm Hg. Art. što odgovara približno 11 g vode u 1 m 3 vazduha. Relativna vlažnost od 75% odgovara pritisku vodene pare od 12,73 X 0,75 = 9,56 mm Hg. Art. ili oko 8 g vode na 1 m 3 vazduha.

Relativnu vlažnost je teško precizno izmeriti. Da biste to učinili, koristite higrometar za kosu ili psihrometar, potonji daje preciznija očitanja, ali je teže upravljati. Osim toga, kao i temperatura, vlažnost uvelike varira, a na skali velike površine, njeno mjerenje je prilično naporno, budući da se određivanje vlažnosti mora vršiti istovremeno na više tačaka. Kao rezultat toga, moramo napustiti ovaj pokazatelj da bismo okarakterizirali više ili manje vlažnu klimu. Umjesto toga, možete koristiti podatke koje je lako prikupiti i obraditi, iako nemaju istu vrijednost i učinak. Najjednostavniji pokazatelj je količina padavina u centimetrima ili milimetrima koja padne na određenom mjestu tokom godine. Pregled ovog broja po mjesecima daje tačnije podatke.

U praksi, količina padavina nema uvijek isti klimatološki i biološki značaj. Za procjenu veće ili manje vlažnosti klime potrebno je uzeti u obzir i temperaturu. Zaista, pri istom nivou padavina, hladnije područje će biti vlažnije, jer je u njemu sporije isparavanje. Predloženo je mnogo načina da se izrazi veća ili manja suvoća klime, pri čemu se istovremeno uzimaju u obzir i padavine (ili relativna vlažnost) i temperatura. Najjednostavniji je Martonneov indeks aridnosti:

gdje je P - godišnja količina padavina, mm; T - godišnja temperatura, st.

Što je veći indeks aridnosti, to je klima vlažnija. Indeks aridnosti se može izračunati posebno za svaki mjesec koristeći sljedeću formulu: i = 12 p/(t + 10), gdje je p količina padavina za mjesec, a t je prosječna temperatura istog mjeseca. Da bi rezultati bili uporedivi sa godišnjim brojkama, oni se množe sa 12 - brojem mjeseci u godini.

Gossen smatra da je mjesec suh ako je količina padavina u njemu, izražena u milimetrima, manja od dvostruko značenje temperatura izražena u stepenima. On snažno

preporučuje upotrebu takozvanih ombrotermnih dijagrama, nacrtanih za određeno područje, kao najvizuelnijeg načina izražavanja. Da bi se to postiglo, mjeseci u godini su iscrtani na osi apscise, a količina padavina i udvostručene temperature na osi ordinata. Ako temperaturna kriva prelazi iznad krivulje padavina, onda je klima suha, ako je odnos obrnut, klima je vlažna.

Određeni stepen vlažnosti je apsolutno neophodan za kopnene životinje i biljke. Među njima, mnogima je potrebna relativna vlažnost od 100% da bi se osigurao normalan život; naprotiv, organizam u normalnom stanju ne može dugo da živi na apsolutno suvom vazduhu, jer stalno gubi vodu. Budući da je voda uključena kao neophodna komponenta u sastav žive materije, njen gubitak u određenoj količini dovodi do smrti.

Biljke koriste svoje korijenje da izvuku vodu koja im je potrebna iz tla. Lišajevi, među kojima postoje oblici koji se zadovoljavaju malom količinom vode, mogu apsorbirati vodenu paru. Niže biljke su sposobne apsorbirati vodu cijelom aktivnom površinom. Biljke sušne klime imaju niz morfoloških adaptacija koje osiguravaju minimalan gubitak vode (uranjanje puči u dubinu lista; sočnost stabljike; redukcija listova koji se pretvaraju u iglice ili trnje; sposobnost listova da se uvijaju, prekrivaju stomate i time smanjuju površinu isparavanja).

Svim kopnenim životinjama potrebna je periodična opskrba kako bi se nadoknadio neizbježni gubitak vode uslijed isparavanja i izlučivanja. Mnogi od njih piju vodu, drugi je usisavaju kroz integument tijela u tečnom ili parnom stanju; potonji uključuju većinu vodozemaca, neke insekte i grinje. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije; svoje potrebe zadovoljavaju vodom iz hrane. Konačno, postoje životinje koje dobijaju još više vode. težak način- u procesu oksidacije masti. Primjeri su kamile i insekti koji se specijaliziraju za određenu hranu - pirinčan i žižak, gusjenice odjevnog moljca Tineola biselliella i moljca koji se hrani mastima Aglossa pinguinalis. Vodu, ponekad dobijenu s velikim poteškoćama, životinje su prisiljene da štede svi mogući načini. To se postiže noćnim načinom života, nepropusnošću njihovih omotača, što smanjuje isparavanje, uranjanjem organa za disanje u dubinu tijela i skučenošću njihovih otvora. Većina kopnene životinje gube vodu zajedno sa produktima izlučivanja. Stoga je oslobađanje ovih proizvoda u obliku amonijaka i uree, lako topljivih i toksičnih, moguće samo ako životinji ne nedostaje vode. Inače se uklanjaju uglavnom u obliku gotovo netopive mokraćne kiseline. Ovo je tipično za gmizavce i mnoge insekte.

Dakle, voda je neophodna za živa bića. Nije teško utvrditi da su, kada je dostupna, vrste raspoređene po staništima u zavisnosti od njihovih potreba: vodeni organizmi stalno žive u vodi; hidrofiti mogu živjeti samo u vrlo vlažnim sredinama (vodozemci, kišne gliste, kopneni puževi, uši i većina pećinskih životinja); mezofiti se odlikuju umjerenom potrebom za vodom ili prosječnom vlažnošću zraka; oni su uglavnom eurygry, tj. organizmi koji mogu izdržati velike fluktuacije vlažnosti. Najčešće se nalaze u područjima umjerena zona; kserofiti preferiraju suha staništa, imaju posebne prilagodbe, koje su gore spomenute. Organizmi ove vrste nastanjuju pustinjske oblasti, ali se mogu naći iu njima srednja traka na mjestima sa posebnom mikroklimom - u dinama, na južnim padinama mediteranskih brda, itd. Postoji mnogo stupnjeva kserofilije. Vrste koje žive u suhoj mikroklimi Mediterana uginule bi u Sahari.

Sa stanovišta ekološke valencije, vrste hidrofita i kserofita treba pripisati grupi stenogigera. Naravno, stepen stenohigromije je različit; ovo se može primijetiti među mezofitima, ali se dešava rijetko.

U uslovima mala razlika u vlažnosti uočenoj između susjednih mikroklima, stenoiger vrste prirodno prelaze u mikroklimu koja se ispostavi da je za njih najpovoljnija. Samo nekoliko vrsta privlači suvoća; nego ih termofilija drži na jednom ili drugom staništu. Naprotiv, među kopnenim oblicima postoji mnogo vrsta koje preferiraju visoku vlažnost, jer je suhoća često ograničavajući faktor. Neke vrste testirane u laboratoriji pokazuju sklonost prema određenoj vlažnosti sa izuzetnom preciznošću. Na primjer, ispitivane su vrste komaraca blizanaca iz grupe Anopheles maculipennis. Pokazalo se da Anopheles atroparvus preferira 100% relativnu vlažnost, Anopheles messeae - 97% i Anopheles typicus - 95%.

Ovi oblici su sposobni uhvatiti razlike u vlažnosti sa tačnošću od 1%. Zanimljivo je da se aktivnost svih Anophelesa povećava sa 94% relativne vlažnosti; kako se vlažnost smanjuje, aktivnost se smanjuje. Kao i kod temperature, željena vlažnost nije uvijek ista kao i optimalna.

Vlažnost uvelike utiče na vitalne funkcije organizama. Hamilton je, na primjer, proučavao ovaj učinak na migratornog skakavca Locusta migratoria, koji nanosi ogromnu ekonomsku štetu mnogim zemljama zbog napada na usjeve. Autor je pokazao da je kod relativne vlažnosti od 70% stopa puberteta i plodnost ženki dostigla maksimum.

Kada se proučava rasprostranjenost vrsta u zavisnosti od karakteristika lokalne klime i pre svega njene vlažnosti, relativna vlažnost vazduha ne može se smatrati odlučujući pokazatelj zbog velike varijabilnosti. Stoga se koristi jedan od gore navedenih indikatora, na primjer, indikator suhoće. Za francuske alpe uspjela postići pogodak različite vrste orthopterans; potonji postaju sve brojniji kako se klima mijenja iz vlažne u suhu. Suvoća je bila osnova za klasifikaciju. Izbor se pokazao vrlo uspješnim, jer ovaj pokazatelj služi kao selektivni faktor. I to nije iznenađujuće, jer je jul u planinama od vitalnog značaja važan period za Orthoptera, koji imaju vrlo kratak razvojni ciklus. Evo distribucije glavnih vrsta po klasama:

Hidrofiti - Tettigonia cantans, Chrysochraon dispar, Metioptera roeselii

Mezohigrofiti - Decticus verrucivorus, Omocestus viridulus

Mezofiti - Gryllus campestris, Tettigonia viridissima, Stenobotlrus lineatus

Mezokserofiti - Stauroderus scalaris

Kserofiti - Ephippiger ephippiger, Ephippiger bormansi, Oecanthus pellucens, Psophus stridulus, Oedipoda coerulescens

Treba napomenuti da je ovaj izvještaj sastavljen u odnosu na opštu klimu. Ne uzima u obzir razlike u mikroklimi koje utiču na distribuciju vrsta. Na primjer, Mecostethus grossus ne reagira na relativno visoku vlažnost. opšta klima, jer se ova vrsta drži isključivo na močvarama sa otvorenim vodama. Lokalna klima bi mogla uticati na njenu rasprostranjenost ako bi bila dovoljno suha, a postojanje močvara na istraživanom području bilo bi isključeno. Ovaj primjer pokazuje koliko je teško upravljati faktorima okoline i koliko je važno razlikovati između njih regionalna klima i mikroklima, koji mogu biti u suprotnosti.

U nekim slučajevima moguće je proučavati veću ili manju higrofiliju čak i kod vodenih vrsta. Ovo se odnosi na otpornost organizama na isušivanje tokom oseke. Međuplimna obalna zona naziva se interkotidijalna ili bolje međuplimna. U blizini Morske biološke stanice Roscoff opisano je nekoliko slojeva obalne vegetacije, počevši od najgornjeg, nikad poplavljenog i samo prskanog, do najnižeg, koji ne viri iz vode ni pri maksimalnoj oseci.

U međuplimnoj zoni postoji i slojevitost u distribuciji vrsta puževaca iz roda Littorina, ali manje izražena nego kod biljaka. Posljednja okolnost ne bi trebala biti iznenađujuća, jer, unatoč svojoj maloj pokretljivosti, ovi mekušci još uvijek mogu preći u privremeno povoljniji biotop. Ograničenje nekih vrsta je kako slijedi:

Littorina neritoides obično živi iznad linije plime, Littorina rudis zauzima međuplimnu zonu, Littorina obtusata dublju međuplimnu zonu, a Littorina littorea je rijetka.

Slojevitost u rasporedu flore i faune u međuplimnoj zoni je vrlo jasno izražena, ali ne treba zaboraviti da je donekle može narušiti obris obale. Nešto je drugačije i u dubinama zaljeva i na rubu rta, u mirnim vodenim facijama i u facijama zahvaćenim valovima. U tim slučajevima se gore opisanim slojevima dodaju tipovi karakteristični za različite facije.