Роль воды для растений и животных. 1. Роль циклов воды для живых организмов

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Роль воды в организме животных. Роль воды для растений и животных


Роль воды в организме животных

Вода для водных организмов является постоянной средой обитания. Однако для млекопитающих не только в период эмбрионального развития, но и во взрослом состоянии она остается важнейшим фактором в их жизнедеятельности. Корова за сутки выпивает до 100-110 л воды, следовательно, за год ей нужно до 36 500 л воды, что превышает ее массу тела в 50-60раз.

Содержание воды в организме животного в значительной степени зависит от его вида, возраста, пола и типа тканей. Так, у собак она составляет 65% массы тела, у лошадей — 55%, у крупного рогатого скота — около 60%, у морских свинок и кроликов — 72%, в организме рыб — 80%, в наземных растениях — 50-70%, в водорослях — 95-99%.

В организме молодых животных, особенно новорожденных, воды больше, чем у взрослых. В эмбрионах ее содержание может достигать 97% их массы. Жировая ткань бедна водой. Так, в организме истощенной овцы ее уровень достигает 60%, а жировой — 46%. Количество воды в крови (80%) незначительно больше, чем, например, в сердечной мышце (78%).

Таким образом, вода является основной биологической жидкостью. Она содержится внутри и вне клеток, находится в сосудистом русле (плазма) и тканях (тканевая жидкость). В зрелом организме отношение объемов внутриклеточной воды к внеклеточной составляет 2:1.

Содержание воды в тканях тесно связано с активностью обмена веществ в ней. Например, в сером веществе мозга находится 86% воды, почках — 80%, печени — 70%, костной ткани — 30%, жировой — 20%. Вода в организм животных поступает при поении их, в составе кормов и отчасти за счет распада органических веществ. Больше всего воды задерживается в коже, соединительной ткани и мышцах. Кожа в данном случае выступает как орган, играющий особую роль в водном обмене благодаря своей водонепроницаемости. Обладая высокой теплоемкостью и парообразованием, кожа защищает внутренние органы от внезапных изменений температуры внешней среды. Однако кожа способна выделять воду из организма путем диффузии через эпидермис.

Установлено, что около 10% общего количества воды в организме млекопитающих удерживает кожа благодаря содержанию в ней хлористого натрия. При нарушении выделения последнего (почечная недостаточность) соль накапливается в коже, в результате появляются отеки.

Недостаток воды животные ощущают очень остро. Так, потеря 10% воды вызывает ослабление и учащение сердечной деятельности, повышение температуры тела, понижение аппетита и секреции желудочного сока, возбуждение нервной системы, мышечную дрожь, сухость и желтушность слизистых оболочек. Если потери воды превышают 20%, то наступает смерть. Отмечено, что жажда во много раз мучительнее голода и обусловливает быструю гибель животного, особенно молодняка. Например, при остром голодании, но при утолении жажды животные в состоянии прожить 30-40 суток, хотя при этом теряют 80% жиров, углеводов и белков. При лишении воды они погибают через 6-8 суток.

Дефицит воды вызывает расстройство многих физиологических функций организма: нарушается обмен веществ и нарастает количество молочной кислоты, снижаются окислительные процессы, увеличивается вязкость крови, повышается температура тела, учащается дыхание; происходит обеднение органов и тканей водой; нарушается секреция пищеварительных желез, исчезает аппетит и резко падает продуктивность. Водное голодание приводит к интоксикации организма в результате существенных изменений в печени, почках, составе крови (увеличение ее плотности), усиленного распада белков.

Избыток воды в жидкостях организма вызывает значительное разбавление электролитов. Это приводит к повреждению клеток и к так называемому водному отравлению. Вода, потребленная в чрезмерном количестве, проникает в кровяные и другие клетки организма, вызывая их набухание. Кровяное давление повышается. Пища, чрезмерно разбавленная водой в кишечнике, плохо усваивается организмом. У взрослых животных избыток воды не только не увеличивает, но даже значительно снижает удои. Принято считать, что для производства молока расходуется 4-5 литров воды (вместе с водой, поступающей с кормом).

Вода является хорошим растворителем, а все процессы в организме (ассимиляция, диссимиляция, резорбция, диффузия, осмос и т. д.) протекают в водных растворах органических вещество. Вода — не только инертная среда, она может также вступать в соединения с другими компонентами живой материи.

Только в жидкой водной среде совершаются процессы пищеварения и усвоения пищи в желудочно-кишечном тракте и синтез живого вещества в клетках организма. Вода является непосредственным участником процессов окисления, гидролиза и других реакций межклеточного обмена. Вода необходима также для выделения из организма различных вредных веществ, образующихся в результате обмена.

Питьевая вода попадает в организм через пищеварительный канал, откуда кровью и лимфой разносится в межтканевые пространства и ткани. Одновременно в стенках пищеварительного канала, главным образом тонких и толстых кишок, происходит обратное всасывание воды с пищеварительными соками. Таким образом, движение воды происходит в двух направлениях. Почти вся вода всасывается при нормальном функционировании органов пищеварения. Лишь небольшое количество ее выделяется наружу с фекалиями. При заболеваниях желудочно-кишечного тракта (например, во время поноса) потери воды значительно возрастают.

Вода всасывается через кишечные ворсинки. Интенсивность этого процесса отдельными отрезками пищеварительного канала у животных различна. Так, из 160л воды (в том числе 70л составляет вода кишечных соков), проходящей в течение суток через пищеварительный канал крупных травоядных животных, около 145 л всасывается в тонких и толстых кишках и только 15 л выделяется с фекалиями. Из пищеварительного канала вода с кровью воротной вены попадает в печень. В кровь она проникает благодаря более высокому осмотическому давлению. Патологическое состояние, при котором объем жидкостей тела, в особенности внеклеточной воды, сильно уменьшается по сравнению с содержанием электролитов, сопровождается обезвоживанием организма. Оно наблюдается при различных расстройствах, чаще всего как следствие поносов, непроходимости кишечника, затруднениях при глотании, потере солей, рвоте и др. Клинически обезвоживание появляется в жажде, сухости языка и слизистых оболочек, снижении напряжения (тонуса) кожи и внутриглазного давления, сильном сгущении мочи (олигурия), вздутии живота, нарушениях кровообращения и общей слабости.



biofile.ru

Роль воды в жизни организмов

Роль воды в жизни организмов

Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. Значение воды в процессах жизнедеятельности определяется тем, что она является основной средой в клетке. Для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов вода является непосредственной средой их обитания.

С экологической точки зрения вода является лимитирующим фактором как в наземных, так и в водных местообитаниях, если там ее количество подвержено резким изменениям (приливы, отливы) или происходит ее потеря организмом в сильно соленой воде.

В наземно-воздушной среде этот абиотический фактор характеризуется следующими параметрами:
  • величиной количества осадков
  • величиной влажности
  • иссушающими свойствами воздуха
  • доступной площадью водного запаса.

Количество атмосферных осадков

Количество атмосферных осадков обусловлено физико-географическими условиями и неравномерно распределено на земном шаре.

Для организмов важнейшим лимитирующим фактором является распределение осадков по сезонам года. В умеренных широтах даже при достаточном количестве годовых осадков их неравномерное распределение может привести к гибели растений от засухи или, наоборот, от переувлажнения. В тропической зоне организмам приходится переживать влажные и сухие сезоны, регулирующие их активность при почти постоянной температуре.

Влажность воздушной среды

Влажность воздушной среды оказывает влияние на распространение растений и животных как в пределах ограниченной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зональность (смена лесов степями, степей — полупустынями и пустынями).

Иссушающее действие воздуха

Иссушающее действие воздуха наиболее важное экологическое значение имеет для растений. Подавляющее большинство растений всасывает воду корневой системой из почвы. Иссушение почвы затрудняет всасывание. Адаптация растений к этим условиям — увеличение всасывающей силы и активной поверхности корней.

Вода в жизни растений

Вода расходуется на фотосинтез, всего около 0,5% всасывается клетками, а 97—99% ее уходит на испарение через листья. При достатке воды и питательных веществ рост растений пропорционален испарению, а ее эффективность будет наивысшей. Основная форма адаптации к засушливым условиям - не снижение испарения воды, а прекращение роста в период засухи.

Экологические группы растений по отношению к влаге и их адаптации к водному режиму.

В зависимости от способов адаптации растений к влажности окружающей среды выделяют несколько экологических групп:
  • гигрофиты - наземные растения, живущие в очень влажных почвах и в условиях повышенной влажности. Для гигрофитов характерно отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды, и неспособность переносить даже незначительную ее потерю. Характерные структурные черты гигрофитов - тонкие листовые пластинки, рыхлое сложение тканей листа, слабое развитие водопроводящей системы, тонкие слаборазветвленные корни.
  • ксерофиты - растения сухих степей и пустынь. Делятся на:
    • суккуленты (алоэ, кактусы и др.) - растения, способные накапливать влагу в мясистых листьях и стеблях;
    • склерофиты - обладающие большой всасывающей силой корней и способные снижать испарение с узкими мелкими листьями;
Структурные и физиологические особенности ксерофитов нацелены на преодоление недостатка влаги в почве или воздухе. Решение данной проблемы осуществляется следующими способами:
  1. эффективным добыванием (всасыванием) воды
  2. экономным ее расходованием
  3. способностью переносить большие потери воды.
Интенсивное добывание воды из почвы достигается ксерофитами благодаря хорошо развитой корневой системе. Экономное расходование влаги обеспечивается тем, что листья у них мелкие, узкие, жесткие, поэтому даже при большой потере воды листья не теряют упругости. Высокая водоудерживающая способность клеток и тканей позволяет переносить глубокое обезвоживание без потери жизнеспособности.
  • мезофиты – занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами. Способны переносить незначительную засуху (древесные растения различных климатических зон, травянистые растения дубрав, большинство культурных растений и др.). Распространены в умеренно влажных зонах с умеренно теплым режимом и достаточно хорошей обеспеченностью минеральным питанием.

Специфичные пути регуляции водообмена позволили растениям занять самые различные по экологическим условиям участки суши. Многообразие способов приспособления лежит в основе распространения растений на Земле, где дефицит влаги является одной из главных проблем экологической адаптации.

Экологические группы животных

У животных по отношению к воде выделяются свои экологические группы:
  • гигрофилы (влаголюбивые)
  • иксерофилы (сухолюбивые)
  • мезофилы (промежуточные формы).

Способы регуляции водного баланса у животных

Способы регуляции водного баланса у животных можно разделить на
  • поведенческие
  • морфологические
  • физиологические
К поведенческим способам относятся перемещение в более влажные места, периодическое посещение водопоя, переход к ночному образу жизни, рытье нор и др. В норах влажность воздуха приближается к 100%, что снижает испарение через покровы, экономит влагу в организме.

К морфологическим адаптациям относятся приспособления, задерживающие воду в теле, например, раковины наземных улиток, роговые покровы у рептилий, и др.

Физиологические приспособления направлены на образование воды, являющейся результатом обмена веществ и позволяющей обходиться без питьевой воды. Она широко используется насекомыми и часто такими животными, как верблюд, овца, собака, которые могут выдержать потерю воды в количестве 27, 23 и 17%. Человек погибает уже при 10%-ной потере воды. Пойкилотермные животные (животные с непостоянной температурой тела, холоднокровные) более выносливы, так как им не приходится использовать воду на охлаждение, как теплокровным.

voeto.ru

Вода в жизни животных | Зоология. Реферат, доклад, сообщение, кратко, презентация, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Вода является абиотическим фактором в жизни животных. Вода жизнен­но необходима не только растениям, но и жи­вотным. Для многих животных это среда оби­тания (как для типичных жителей морей, океанов и пресных водоёмов, так и для водо­плавающих птиц), и они не испытывают в ней недостатка.

Для подавляющего же большинства назем­ных представителей фауны потребление необ­ходимого для их организма количества воды является проблемой.

Большинство обитателей засушливых мест (пустынь, полупустынь, сухих степей) способ­ны достаточно долго обходиться без воды.

Подвижность и выносливость позволяют им мигрировать на большие расстояния в поисках воды. Так ведут себя обитатели африканских са­ванн (рис. 175): слоны, антилопы, зебры, жирафы. Более привычные для наших широт верблюды, куланы, сайгаки тоже совершают боль­шие переходы в поисках воды.

Кроме миграций животные засушливых мест выработали и другие приспособления для регуляции водного баланса. Например, жировые отложения у верблюда в горбах, у грызунов под кожей, у насекомых в жировой ткани позволяют получать воду химическим способом с по­мощью окисления жира. Густая шерсть верблюда хорошо защищает его от холода и жары, он неприхотлив, пьёт солоноватую и солёную воду, причём за один раз может выпить до 57 литров.

Многие обитатели засушливых мест ведут ночной образ жизни, избегая тем самым перегрева и из­быточного испарения воды, а неко­торые, например сурки, могут впа­дать в летнюю спячку. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Рис. 175. Животные африканских саванн: а — антилопа топи; б — антилопа гну; в — зебра; г — бородавочник; д — чёрный носорог
На этой странице материал по темам:
  • Доклад о жизни воды

  • Сообщение на тему вода в жизни животного

  • Вода в жизни животных не большой доклад

  • Вода для жизни животных

  • Вода в жизни животных и животных

Вопросы по этому материалу:
  • Какую роль играет вода в жизни животных?

  • Перечислите основные приспособления животных для регуля­ции водного баланса.

doklad-referat.ru

1. Роль циклов воды для живых организмов

    1. Типы растений в зависимости от региона прорастания

Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. Значение воды в процессах жизнедеятельности определяется тем, что она является основной средой в клетке, где осуществляются процессы метаболизма, служит важнейшим исходным, промежуточным или конечным продуктом биохимических реакций (см. гл. 1). Особая роль воды для наземных организмов (особенно растений) заключается в необходимости постоянного пополнения ее из-за потерь при испарении. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги. Наконец, для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов вода является непосредственной средой их обитания.

Увлажненность местообитания и, как следствие, водообеспечение наземных организмов зависят, прежде всего, от количества атмосферных осадков, их распределения по временам года, наличия водоемов, уровня грунтовых вод, запасов почвенной влаги и т. п. Влажность оказывает влияние на распространение растений и животных как в пределах ограниченной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зональность (смена лесов степями, степей — полупустынями и пустынями).

При изучении экологической роли воды учитывается не только количество выпадающих осадков, но и соотношение их величины и испаряемости. Области, в которых испарение превышает годовую величину суммы осадков, называются аридными (сухими, засушливыми). В аридных областях растения испытывают недостаток влаги в течение большей части вегетационного периода. В гумидных (влажных) областях растения обеспечены водой в достаточной мере.

По приуроченности к местообитаниям с разными условиями увлажнения и по выработке соответствующих приспособлений среди наземных растений различают три основные экологические группы: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

Условия водоснабжения существенно влияют на их внешний облик и внутреннюю структуру.

Гигрофиты — растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы. Для них характерно отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды, и неспособность переносить даже незначительную ее потерю. Наиболее типичные гигрофиты — травянистые растения и эпифиты влажных тропических лесов и нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (чистотел большой, недотрога обыкновенная, кислица обыкновенная и др.), прибрежные виды (калужница болотная, плакун-трава, рогоз, камыш, тростник), растения сырых и влажных лугов, болот (белокрыльник болотный, сабельник болотный, вахта трехлистная, осоки), некоторые культурные растения.

Характерные структурные черты гигрофитов — тонкие листовые пластинки с небольшим числом широко открытых устьиц, рыхлое сложение тканей листа с крупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей системы (ксилемы), тонкие слаборазветвленные корни, часто без корневых волосков. К физиологическим адаптациям гигрофитов следует отнести низкое осмотическое давление клеточного сока, незначительную водоудерживающую способность и, как следствие, высокую интенсивность транснирации (транспирация — процесс движения водычерез растение и еёиспарениечерез наружные органы растения, такие каклистья,стеблиицветы) , которая мало отличается от физического испарения. Избыточная влага удаляется также путем гуттации — выделения воды через специальные выделительные клетки, расположенные по краю листа. Избыточная влага затрудняет аэрацию, а следовательно, дыхание и всасывающую деятельность корней, поэтому удаление излишков влаги представляет собой борьбу растений за доступ воздуха.

Ксерофиты — растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными. Это растения пустынь, сухих степей, саванн, сухих субтропиков, песчаных дюн и сухих, сильно нагреваемых склонов. Структурные и физиологические особенности ксерофитов нацелены на преодоление постоянного или временного недостатка влаги в почве или воздухе. Решение данной проблемы осуществляется ддвумя-термя способами: 1) эффективным добыванием (всасыванием) воды 2) экономным ее расходованием и способностью переносить большие потери воды.

Интенсивное добывание воды из почвы достигается ксерофитами благодаря хорошо развитой корневой системе. По общей массе корневые системы ксерофитов примерно в 10 раз, а иногда и в 300—400 раз превышают надземные части. Длина корней может достигать 10—15 м, а у саксаула черного — 30—40 м, что позволяет растениям использовать влагу глубоких почвенных горизонтов, а в отдельных случаях и грунтовых вод. Встречаются и поверхностные, хорошо развитые корневые системы, приспособленные к поглощению скудных атмосферных осадков, орошающих лишь верхние горизонты почвы.

Экономное расходование влаги ксерофитами обеспечивается тем, что листья у них мелкие, узкие, жесткие, с толстой кутикулой, с многослойным толстостенным эпидермисом, с большим количеством механических тканей, поэтому даже при большой потере воды листья не теряют упругости и тургора. Клетки листа мелкие, плотно упакованы, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность. Кроме того, у ксерофитов повышенное осмотическое давление клеточного сока, благодаря чему они могут всасывать воду даже при больших водоотнимающих силах почвы.

К физиологическим адаптациям относится и высокая водо-удерживающая способность клеток и тканей, обусловленная большой вязкостью и эластичностью цитоплазмы, значительной долей связанной воды в общем водном запасе и т. д. Это позволяет ксерофитам переносить глубокое обезвоживание тканей (до 75% всего водного запаса) без потери жизнеспособности. Кроме того, одной из биохимических основ засухоустойчивости растений является сохранение активности ферментов при глубоком обезвоживании. Ксерофиты с наиболее ярко выраженными ксероморфными чертами строения листьев, перечисленными выше, имеют своеобразный внешний облик, за что получили название склерофиты.

К группе ксерофитов относятся и суккуленты — растения с сочными мясистыми листьями или стеблями, содержащими сильно развитую водоносную ткань. Различают листовые суккуленты: (агавы, алоэ, молодило, очитки) и стеблевые, у которых листья редуцированы, а надземные части представлены мясистыми стеблями (кактусы, некоторые молочаи, стапелии и др.).

Фотосинтез у стеблевых суккулентов осуществляется периферическим слоем паренхимы стебля, содержащим хлорофилл. Длительные засушливые периоды преодолеваются ими путем накопления воды в водоносных тканях, связывания ее коллоидами клеток, экономного расходования, которое обеспечивается защитой эпидермиса растений восковым налетом, погруженными в ткань листа или стебля немногочисленными днем закрытыми устьицами. В результате транспирация у суккулентов чрезвычайно мала: в пустынях кактусы из рода Camegia транспирируют в сутки всего лишь I —3 мг воды на 1 г сырой массы. Корневая система поверхностная, мало развитая, рассчитана на поглощение воды из верхних слоев почвы, увлажненных редко выпадающими дождями. В засуху корни могут отмирать, но после дождей быстро (за 2—4 дня) отрастают новые. Суккуленты приурочены главным образом к засушливым зонам Центральной Америки, Южной Африки, Средиземноморья.

Мезофиты занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами. Они распространены в умеренно влажных зонах с умеренно теплым режимом и достаточно хорошей обеспеченностью минеральным питанием.

К мезофитам относятся растения лугов, травянистого покрова лесов, лиственные деревья и кустарники из областей умеренно влажного климата, а также большинство культурных растений и сорняки. Для мезофитов характерна высокая экологическая пластичность, позволяющая им адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды.

Специфичные пути регуляции водообмена позволили растениям занять самые различные по экологическим условиям участки суши. Многообразие способов приспособления лежит, таким образом, в основе распространения растений на Земле, где дефицит влаги является одной из главных проблем экологической адаптации.

studfiles.net


Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта