Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Особенности воды как среды обитания.
Общепризнано – где вода, там жизнь. В воде жизнь зародилась и в ней, по-прежнему, обитают многие животные и растения. Все живые существа более чем на 70%- 90% состоят из воды, а её отсутствие неминуемо и достаточно быстро приводит к гибели любых живых организмов. Многие биологические свойства живого мира, в том числе представленного и на суше, сформировались и обусловлены уникальными особенностями воды как природного химического соединения. В этом смысле можно без большой ошибки сказать, что вода – это и есть сама жизнь. Следует отметить, что только такое вещество как вода в условиях Земли существует сразу в трех фазах: твердой (лед), жидкой (вода) и газообразной (пар). Свойства каждой из этих фаз по-своему важны для живых организмов, в том числе – растений. Так без особых свойств льда (его пониженной плотности в сравнении с водой) не могла бы существовать жизнь в замерзающих континентальных водоемах и в полярных широтах. Относительная легкость перехода воды в газообразное состояние дает возможность наземным растениям и животным эффективно осуществлять фотосинтез и терморегуляцию. Однако особое значение для жизни имеет вода в жидкой фазе, т.к. именно в этой фазе она выступает как среда обитания для многих живых существ. К основным физическим свойствам воды, как среды обитания, относятся: - повышенная, по сравнению с наземно-воздушной средой обитания, плотность и, как следствие, сильное уменьшение веса водных объектов («невесомость»); - повышенная вязкость, особенно при пониженных температурах (сильное сопротивление среды при активном передвижении); - повышенное давление (на каждые 10 метров глубины давление увеличивается на 1 атмосферу); - сильное светопоглощение (свет проникает лишь в верхние горизонты); - изменение спектрального состава света с глубиной (красный свет поглощается сильнее синего), что требует, в частности от водных растений, особых пигментных систем для его улавливания (отсюда различие в их окраске); - высокая теплоемкость и, как следствие, более плавное, чем на суше, изменение температуры. 14 Не менее важными для жизни являются и химические свойства воды, как среды обитания. В их числе: - повышенная электро- и звукопроводность; - способность к растворению почти всех химических элементов и соединений;
- пониженная (почти в 30 раз) по сравнению с атмосферой концентрация кислорода; - аномальное изменение плотности воды при изменении температуры (максимальная плотность воды наблюдается в обычных условиях при температуре 4+, поэтому замерзание водоема идет от поверхности); - аномально высокие по сравнению с аналогичными соединениями значения температуры для фазовых переходов (температуры плавления и кипения). Многие особенности и аномальные свойства воды связаны с особым характером пространственного расположения атомов водорода и кислорода в её молекуле (тетраэдрическое строение молекулы). Благодаря этому расположению связи между соседними молекулами воды более прочные, чем у других аналогичных соединений, сами молекулы плотнее «упакованы» и могут образовывать устойчивые комплексы (кластеры или «жидкие кристаллы»). Именно с ними связывают представления о свойстве воды запоминать свою предыдущую структуру, о различных свойствах структурированной и неструктурированной воды («живая» и «мертвая» вода), с наличием ярко выраженных взлетов и падений биологической активности в воде с различной температурой (сопряжено со сменой структурных форм) и т.д. Каждая из перечисленных особенностей существенно влияет на физиологию и форму водных обитателей, их размножение и поведение, места обитания и распространение в водоеме.
1.4. Особенности водных и околоводных растений связанные со средой их обитания. Живые организмы, в том числе растительные, могут существовать лишь в тесной связи со средой обитания. Поэтому неудивительно, что особенности среды обитания предопределяют многие особенности и черты водных растений, характер протекания основных биологических процессов, приспособления растений.
15 Рассмотрим некоторые из таких приспособлений. И в первую очередь те, которые в той или иной мере связаны с фактором освещенности. Приспособления к месту обитания. Основной функцией растений, в том числе водных и околоводных, является фотосинтез. Осуществление его возможно только при наличии света достаточной интенсивности. В воде свет быстро затухает из-за поглощения его водой и различными примесями (максимум прозрачности по диску Секки – около 100 метров). Освещенной оказывается лишь самые верхние слои воды. Только в этих освещенных верхних слоях воды и могут обитать водные растения. Для того, чтобы удержаться в этом слое они выработали специальные механизмы и приспособления. В основе многих из них – использование высокой плотности воды.
У низших растений в число таких приспособлений входит повышенная плавучесть, которая обеспечивается у микроскопических водорослей за счет малых размеров тела и различного рода выростов (рис.2);
Рис.2. Внешние приспособления к планктонному образу жизни у водорослей из разных систематических групп. 1-4 - шиповатые формы, 5-6 - парашютные формы. (1- Mallomonas, одноклеточный жгутиконосец из золотистых водорослей с окремнелыми чешуйками на оболочке, снабженными отростками; 2 - колониальная зеленая водоросль Pediastrum с шипами на краевых клетках; 3 - одноклеточная зеленая водоросль Golenkinia с шипами, усеивающими оболочку; 4 - одноклеточная диатомея Corethron с тремя венчиками отростков на панцире; 5 - звездчатая колония диатомеи Asterionella со слизистыми тяжами между клетками, образующими парашют; 6- одноклеточная диатомея Planktoniella с плоской формой панциря).
16 а также за счет уменьшения плотности тела, обводнения, образования слизистых оболочек, повышенного содержания жира и наличия газовых вакуолей у сине-зеленых «водорослей» (рис.3).
Рис.3. Планктонные сине-зеленые водоросли с газовыми вакуолями в клетках, вызывающие цветение воды (1 - Microcystis aeruginosa; 2 - Woronichinia naegeliana; 3-4 - Aphanisomenon flos-aquae; 5-6 - разные виды анабены (Anabaena); 7-8 - колонии и отдельная нить Gloeotrichia echinulata).
У крупных водорослей повышенная плавучесть обеспечивается наличием различных пневматофоров-поплавков (рис.4);
Рис.4. Вершина ветви бурой водоросли саргассума (Sargassum) с хорошо заметными поплавками-пневматофорами. Помогает перемещению одноклеточных растений в зону освещенности и их подвижность, обеспечиваемая наличием жгутиков (рис.5), а также способность некоторых видов одноклеточных растительных жгутиконосцев различать освещенные и затененные участки с помощью специализированных органов («глазки»-стигмы у вольвоксовых и эвгленовых). 17
Рис. 5. Растительные жгутиконосцы (зеленые водоросли из класса вольвоксовых)
У высших водных растений в число приспособлений облегчающих и, в определенной степени, вынуждающих их существовать в мелких, хорошо освещенных участках и слоях водоема, входит сохранение связи с воздушной средой обитания путем выноса на поверхность отдельных частей растения, например, листьев и генеративных органов, а также перемещение устьичного аппарата на верхнюю сторону плавающих на поверхности листьев (рис.6).
Рис. 6. Плавающий лист и цветок кубышки желтой (Nuphar lutea L.)
Повышенная плавучесть высших водных растений объясняется и наличием особой воздухоносной ткани – аэренхимы (рис.7). Рис. 7. Аэренхима черешка водного
растения зантедешии.
Аэренхима помимо повышенной плавучести обеспечивает высшим водным растениям и возможность бесперебойной доставки кислорода в самые удаленные части растения, в том числе – в корни, глубоко погруженные в плотный ил.
18 Приспособления к слабой освещенности. Под водой освещенность ниже, чем в воздушной среде. При этом с глубиной интенсивность освещения падает. Необходимы механизмы для повышения эффективности фотосинтеза в подобных условиях. У водных растений, особенно у водорослей, это повышение эффективности достигается за счет расширения числа пигментов, помогающих улавливать свет, т.е. за счет усложнения пигментных систем. Так, например, у водорослей совместно с обычным зеленым пигментом (хлорофиллом-а) могут работать и другие формы хлорофилла (в, с, d), а также пигменты синего (фикоцианин и аллофикоцианин), красного (фикоэритрин), оранжевого и желтого (ксантофиллы и каротины) цветов. Всего в настоящее время известно около 200 разнообразных пигментов. Отсюда – чрезвычайно большое разнообразие цвета у настоящих водорослей – от чисто зеленого через богатую палитру промежуточных цветов до красного, золотистого, бурого или почти черного. Приспособления к особому спектральному составу света. Помимо того, что вода активно поглощает свет, она поглощает его с разной интенсивностью в зависимости от спектрального состава. Как известно, солнечный свет – это поток квантов различной энергии и различной длины волны. Визуально они отличаются цветом (радуга). Вода слабее поглощает кванты синего и фиолетового цвета, сильнее – красного и оранжевого, и потому на разных глубинах соотношение квантов разное. Поскольку у разных расти- тельных пигментов и спектры поглощения солнечного света также различны (рис.8), соотно- шение пигментов в теле водных растений с глубиной также меня- ется в пользу тех пигментов, которые способны использовать преимущественно синюю и фиолетовую часть солнечного света. Рис. 8. Спектры поглощения
|
||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 113; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.141.202.54 (0.018 с.) |