- •Экология
- •Введение в экологию.
- •1.1. Предмет, содержание и задачи дисциплины.
- •1.2. Общая характеристика проблем взаимодействия человека и окружающей природной среды.
- •Основы общей экологии.
- •2.1. Среда и условия существования организмов.
- •2.2. Важнейшие абиотические факторы и адаптация к ним организмов.
- •2.2.1. Свет.
- •2.2.2. Теплота (температура).
- •2.2.3. Вода (влажность).
- •2.3. Основные среды жизни организмов.
- •2.3.1. Воздух как среда обитания.
- •2.3.2. Вода как среда обитания.
- •2.3.3.Почва как среда обитания.
- •2.3.4.Живые организмы как среда жизни.
- •2.4. Биологические ритмы.
- •2.5. Экология популяций.
- •Экология сообществ и экосистем.
- •2.6.1. Биоценозы и биотические взаимоотношения организмов в них.
- •2.6.2. Экологическая ниша.
- •2.6.3. Структура биоценозов.
- •2.6.4.Энергетика экосистем.
- •2.6.4. Динамика и стабильность экосистем.
- •Биосфера.
- •3.1. Учение в. И. Вернадского о биосфере.
- •3.2. Биосфера, как часть географической оболочки Земли.
- •3.3. Круговорот веществ в биосфере.
- •3.4. Биосфера и космос.
- •3.5. Возникновение и развитие ноосферы.
- •Человек и биосфера.
- •4.1. Происхождение человека.
- •4.2. Влияние человека на биосферу.
2.2.3. Вода (влажность).
Вода является одним из важнейших экологических факторов в жизни наземных организмов. Она составляет основную часть протоплазмы клеток, тканей, растительных и животных соков. Вода с растворенными в ней веществами обусловливает осмотическое давление клеточных и тканевых жидкостей, а также межклеточный обмен. Содержание воды в организме колеблется от 40 % масс. (стволы деревьев) до 98 % масс. (водоросли).
В процессе эволюции у наземных организмов выработались адаптации, регулирующие водный обмен и расходование влаги.
Дефицит влаги приводит к снижению прироста растений, ограниченности численности организмов, их распространению по земному шару и к другим последствиям.
Важную роль в жизни растений и животных имеет влажность воздуха. Различают абсолютную и относительную влажность воздуха.
Абсолютная влажность отражает концентрацию водяных паров в воздухе и меняется в России от 1,5 г/м3 (зимой) до 14 г/м3 (летом).
Относительная влажность характеризует степень насыщенности воздуха водяными парами и определяется по формуле
, %
где: А – абсолютная влажность воздуха при данных условиях, г/м3;
М – максимально возможная абсолютная влажность воздуха при этих же условиях, г/м3.
В экологии наиболее часто учитывается относительная влажность, т.к. она в большей степени влияет на интенсивность испарительных процессов. Широко используется параметр, называемый дефицитом насыщения, который также характеризует интенсивность испарительных процессов.
По отношению к водному режиму наземные организмы подразделяются на три основные экологические группы: гигрофильные (влаголюбивые), ксерофильные (сухолюбивые) и мезофильные (предпочитающие умеренную влажность).
Наиболее подвержены влиянию водного режима растения, т.к. они не могут передвигаться в поисках необходимой среды.
По отношению к колебанием водоснабжения и испарения растения делят на пойкилогидрические и гомойогидрические. У первых количество воды в тканях непостоянно и зависит от влажности среды (мхи, папоротники и др.). Вторые способны поддерживать относительное постоянство содержания воды в тканях и меньше зависят от условий среды (большинство высших растений).
У наземных животных водообеспечение осуществляется тремя основными путями: через питье; с сочной пищей; в результате метаболизма (за счет окисления и расщепления жиров, белков и углеводов).
Потеря воды у животных происходит путем испарения и выделения мочи, а так же с остатками непереваренной пищи. Излишняя потеря воды опасна для животных и может привести к гибели их скорее, чем голодание.
Виды животных, получающие воду в основном через питье, тяготеют к водоемам (крупные млекопитающие, птицы).
Многие животные могут обходиться без питьевой воды, получая её из воздуха, почвы, пищи и др. способами (мелкие пустынные животные).
В процессе эволюции животные выработали следующие адаптации к поддерживанию водного баланса: поведенческие (поиски водоемов, рытье нор и др.); морфологические (раковины наземных улиток, ороговевшие покровы рептилий и др.); физиологические (образование метаболической воды, экономия воды при выделении мочи и кала, регулирование потоотделения и др.).
Выносливость к обезвоживанию выше у животных, подвергающихся тепловым перегрузкам. Так, для человека потеря воды, превышающая 10% массы тела, смертельна, в то же время верблюды переносят потери воды до 27 %, овцы – до 23 %, собаки – до 17 %.
Экономия воды, выводимой через почки, достигается перестройкой азотного обмена. Так, у водных организмов при распаде белков образуется аммиак (NH3), на выведение которого тратится много воды, а у наземных млекопитающих – мочевина (карбамид) (СО(NH2)2), которая является менее токсичным продуктом и может накапливаться в организме, не причиняя ему особого вреда, а, следовательно, выводиться в более концентрированном виде при меньшем количестве воды.
У пойкилотермных животных нагревание тела в результате повышения температуры воздуха позволяет избегать излишних потерь воды, которая тратится у гомойотермных животных для поддержания постоянной температуры. Этот фактор используют и некоторые животные с хорошей терморегуляцией. Например, верблюды способны на некоторое время «отключать» терморегуляцонные испарения. Летом в утренние часы температура тела его ~ 35оС, а днем в жару достигает 40,7 оС, т.е. почти до предела выносливости. Это позволяет животному экономить на испарении до 5 л воды за сутки.