7) Приспособления животных и растений к недостатку воды

1.Суккуленты — очень стойкие к перегреву и устойчивые к обезвоживанию, во время засухи они не испытывают недостатка воды, потому что содержат большое количество ее и медленно расходуют. Корневая система у них разветвлена во все стороны в верхних слоях почвы, благодаря чему в дождливые периоды растения быстро всасывают воду. Это кактусы, алоэ, молодило.

2.Эвксерофиты — жаростойкие растения, которые хорошо переносят засуху. К этой группе относятся степные растения:полынь , верблюжья колючка. У них корневая система очень разветвлена, и основная ее масса размещена в верхнем слое почвы (50-60 см). Они способны сбрасывать листья и даже целые ветви.

3. Стипаксерофиты — это ковыль, тырса и другие узколистные степные злаки. Они устойчивы к перегреву, хорошо используют влагу кратковременных дождей. Выдерживают лишь кратковременную нехватку воды в почве. 4. Пойкилоксерофиты — растения, не регулирующие своего водного режима.

Это в основном лишайники, которые могут высыхать до воздушно-сухого состояния и снова проявлять жизнедеятельность после дождей.

У животных также выработался ряд приспособлений к недостатку влаги. Мелкие животные (грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие) довольствуются водой, поступающей вместе с пищей.

Хранением воды для ряда животных засушливых районов служат отложения жира (горб у верблюда, курдюк у овец), при окислении которого образуется необходимое количество воды. Ряд животных пустынных районов обладают способностью к длительному быстрому бегу (антилопы, куланы, сайгаки), позволяющему им совершать дальние миграции на водопой. Некоторые виды (преимущественно грызуны) перешли к ночному образу жизни, тем самым избегая перегрева и большого, испарения воды

8) Биологические ритмы или биоритмы – это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству и обнаружена практически у всех живых организмов. Их можно наблюдать в отдельных клетках, тканях и органах, в целых организмах и в популяциях.

Выделим следующие важные достижения биоритмологии:

1. Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы – от одноклеточных до биосферы. Это свидетельствует о том, что биоритмика – одно из наиболее общих свойств живых систем.

2. Биологические ритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма, обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации в биологических системах.

3. Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой, их осуществление тесно связано с модифицирующим фактором внешней среды, так называемых датчиков времени. Эта связь в основе единства организма со средой во многом определяет экологические закономерности.

4. Сформулированы положения о временной организации живых систем, в том числе – человека – одним из основных принципов биологической организации.

Развитие этих положений очень важно для анализа патологических состояний живых систем.

5. Обнаружены биологические ритмы чувствительности организмов к действию факторов химической (среди них лекарственные средства) и физической природы. Это стало основой для развития хронофармакологии, т.е. способов применения лекарств с учетом зависимости их действия от фаз биологических ритмов функционирования организма и от состояния его временной организации, изменяющейся при развитии болезни.

6. Закономерности биологических ритмов учитывают при профилактике, диагностике и лечении заболеваний.

Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. Физиологическиеритмы, как правило, имеют периоды от долей секунды до нескольких минут. Это, например, ритмы давления, биения сердца и артериального давления. Имеются данные о влиянии, например, магнитного поля Земли на период и амплитуду энцефалограммы человека.

Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающей среды. К ним относятся суточные, сезонные (годовые), приливные и лунные ритмы. Благодаря экологическим ритмам, организм ориентируется во времени и заранее готовится к ожидаемым условиям существования. Так, некоторые цветки раскрываются незадолго до рассвета, как будто зная, что скоро взойдет солнце. Многие животные еще до наступления холодов впадают в зимнюю спячку или мигрируют. Таким образом, экологические ритмы служат организму как биологические часы.

Фотопериодическая реакция

 — ответная реакция живых организмов на относительную продолжительность дня и ночи, наблюдаемая в годовом цикле.

И в мире растений, и в мире животных есть великое множество событий, происходящих всего один раз в году. В зонах умеренного климата такие события так или иначе связаны со сменой времен года, но аналогичные явления наблюдаются и в тропиках, расположенных недалеко от экватора, где эта смена не столь заметна. Ни для кого, хоть сколько-нибудь внимательно наблюдающего за жизнью окружающей его природы, не секрет, что разные растения цветут в разное время.

К концу зимы, как только появляются первые проталинки, расцветает подснежник. Позднее, когда основательно потеплеет, луга покрываются желтыми цветками лютичного чистяка, весеннего адониса. Среди лета цветков самой различной окраски столько, что и не сосчитать, зато в конце осени прощальный привет теплому времени года шлют немногие растения: безвременник, борец, астры.

К чередованиям тепла и холода на протяжении года приспособились не только растения, но и животные. С наступлением весны вылезают из своих нор и берлог те из них, кто провел зиму в спячке, возвращаются перелетные птицы. В жизни многих животных с весенними месяцами совпадает брачный период, а лето уходит на то, чтобы вырастить потомство.

Наступление осени также знаменует большие перемены: перелетные птицы улетают, животные, впадающие в зимнюю спячку, нагуливают жир перед тем, как залечь в берлоги и норы, грызуны делают запасы на зиму. У насекомых замедляются все жизненные процессы, они скрываются в укромных местах, чтобы там на стадии покоя перезимовать и дождаться прихода весны.

Долгое время значение в регуляции процессов с годичным ритмом придавали температуре, влажности и скорости созревания растений. Много гипотез было выдвинуто и опровергнуто прежде, чем удалось доказать, что решающим фактором в наступлении той или иной стадии в репродуктивном цикле у растений служит относительная продолжительность дня и ночи.

Влияние воды и влажности на организмы [Значение, Воздействие, экологический фактор, абиотический, Роль жизни]

Основные статьи: Приспособленность организмов, Экологические факторы

Влажность — это экологический фактор, который характеризуется содержанием воды в воздухе, почве и живых организмах. Вода является основной минеральной составной частью организма. Вот почему количество воды, которая содержится в окружающей среде, наряду со светом является одним из важнейших показателей среды обитания.

Основными источниками воды служат осадки, подземные воды, роса и туман. По количеству осадков среда обитания может быть пустыней, степью, болотом и влажными лесами.

Содержание (план)

1. Экологические группы растений по отношению к воде

2. Роль воды в жизни животных

3. Приспособление организмов к недостатку влаги

Содержание (план)

1. Экологические группы растений по отношению к воде

2. Роль воды в жизни животных

3. Приспособление организмов к недостатку влаги

Загрузка…

Экологические группы растений по отношению к воде

По отношению к воде растения подразделяются на следующие экологические группы:

  • гидрофиты — растения, живущие в воде;
  • гигрофиты — растения, произрастающие в условиях повышен­ной влажности;
  • мезофиты — растения, живущие в условиях нормальной влажности;
  • ксерофиты — растения, живущие в условиях недостаточной влажности.

Примером ксерофитов могут служить саксаул, верблюжья колючка, джузгун. У ксерофитов выработались приспособления к жизни в условиях недостаточной влажности. Их клетки имеют своеобразную цитоплазму, жёсткие и тонкие листья, иногда превращающиеся в шипы. Корни у верб­люжьей колючки и саксаула очень длинные, достигают подземных вод. Многие растения уменьшают испарение воды путём сбрасывания листьев летом. Некоторые сельскохозяйственные растения, например джугара и просо, хорошо переносят недостаток воды.

Роль воды в жизни животных

У животных, обитающих в пустынях и степях, выработаны механизмы приспособления к условиям безводья. Они могут быстро передвигаться на далёкие расстояния и добираться к местам водопоя.

Грызуны, пресмыкающиеся, насекомые и другие мелкие животные пустыни поддерживают водный баланс за счёт воды, которая образуется в их организме в результате окислительных реакций. Особенно много воды образуется при окислении жиров (100 г жиров при окислении образуют 100 г воды). Вот почему жировой слой в теле животных пустыни достигает значительной толщины (верблюжий горб).

Малая проницаемость наружных покровов многих животных пустыни предотвращает испарение воды через кожу. Большинство их ведёт ночной образ жизни, а днём прячется в норах.

Приспособление организмов к недостатку влаги

У растений и животных существуют следующие механизмы приспособления к недостатку воды.

Категории:

Адаптация Физиология Вода Развитие организмов Экологические факторы

Вопросы к этой статье:

  • Какое значение имеет вода для жизни орга­низмов?

  • Приведите примеры ксерофитов.

  • Объясните механизмы водоустойчивости у животных.

  • Каким организмам присуще уменьшение транспирации и потоотде­ления?

Материал с сайта http://WikiWhat. ru

Как растения приспособились к предотвращению потери воды | На главную Руководства

Автор: Кэролин Чаньи Обновлено 28 декабря 2018 г.

Там, где много воды и умеренная температура, растения имеют широкие тонкие листья с большой площадью поверхности для максимального фотосинтеза. Однако растения, адаптированные к засушливым условиям, обладают рядом структурных особенностей, которые предотвращают потерю воды и помогают им выживать в жарких и засушливых условиях. У них также есть физиологические механизмы, которые нельзя наблюдать напрямую и которые помогают им экономить воду. Многие из этих растений подходят для засухоустойчивых объектов ландшафтного дизайна.

Уменьшенные листья

Типичный лист состоит из трех основных слоев. Верхний и нижний слои состоят из эпидермиса, толщиной обычно в одну клетку. Мезофилл находится в середине листа; он влажный и здесь происходит фотосинтез. Эпидермис содержит дыхательные отверстия, называемые устьицами, где происходит газообмен. На листьях с тонкой эпидермой и многочисленными устьицами вода уходит через эпидерму и устьица. Некоторые растения в засушливом климате способны экономить воду из-за уменьшенного размера листьев. Меньшая площадь поверхности листьев приводит к уменьшению потери воды через эпидермис. У маленьких листьев меньше устьиц, чем у более крупных, и эта адаптация также снижает потерю воды. Некоторые сухопутные растения имеют устьица только на нижнем эпидермисе, что еще больше снижает потерю воды, а некоторые имеют несколько слоев эпидермальных клеток. Примером растения с маленькими листьями является мансанита «Розовый рассвет» (Arctostaphylos edmundsii «Розовый рассвет»), многолетнее растение в зонах устойчивости растений Министерства сельского хозяйства США с 8b по 10; у него серо-зеленые листья с розовыми и розовыми цветами. Опунции (виды Opuntia, зоны USDA с 3b по 11) имеют очень редуцированные цилиндрические мясистые листья, которые появляются только на новых побегах.

Хранение воды

Суккуленты разработали несколько структурных механизмов, предотвращающих потерю воды. Когда вода доступна, они поглощают ее своими корнями и связывают во внутренних клетках для хранения воды. Вода удерживается там без опасности потеряться до тех пор, пока она не понадобится растениям. К суккулентным растениям относятся кактус с золотым бочонком (Echinocactus grusonii, зоны USDA с 9 по 11), который хранит воду в своем стебле, и коралловое алоэ (Aloe striata, зоны USDA с 9 по 11), который хранит воду в своих листьях.

Листья с покрытием

Покрытие из воска или волосков также помогает предотвратить потерю воды растениями. Восковые слои могут придавать либо блеск, либо тусклый, сероватый или голубоватый оттенок поверхности листа. Вековое растение (Agave americana, зоны USDA с 8 по 11) имеет тусклый восковой налет, который придает серую окраску его длинным листьям. Блестящий воск и волоски на листьях рожкового дерева (Ceratonia siliqua, зоны USDA с 9 по 11), произрастающего в Восточном Средиземноморье. Волоски помогают замедлить движение воздуха над листьями дерева, уменьшая испарение и потерю воды. Brittlebush (Encelia farinosa, зоны USDA с 8 по 11) имеет серебристо-белые листья, покрытые светоотражающими белыми волосками, которые могут снизить температуру растения на несколько градусов.

Физиологические механизмы

Многие суккуленты и растения, обитающие в засушливом климате, имеют особую форму фотосинтеза, называемую метаболизмом крассуловых кислот. Их устьица открываются только ночью и хранят поглощаемый ими углекислый газ; растения используют углекислый газ для фотосинтеза в светлое время суток. Во время длительных засух эти растения могут снижать скорость метаболизма, оставляя устьица закрытыми днем ​​и ночью и поддерживая во влажных внутренних тканях низкий уровень активности, достаточный для поддержания жизни.

Справочные материалы

  • Boundless: структура листа, функция и адаптация
  • BBC, GCSE Bitesize: Osmosis — Plants and Water
  • Plant Lust: Arctostaphylos Edmundsii «Rosy Dawn»
  • Веб-сайт факультета штата Аризона, Chris A. Martin : Echinocactus Grusonii
  • Monrovia: Coral Aloe
  • Растения будущего: Agave Americana
  • Калифорнийский политехнический государственный университет, Институт городских лесных экосистем: Рожковое дерево, Ceratonia Siliqua
  • Растения будущего: Энцелия Фариноза — Серый.
  • Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе: общая ботаника — структурный цвет

Ресурсы

  • Музей пустыни Аризона-Сонора: Как растения справляются с климатом пустыни в темах, связанных с растениями, насекомыми и юго-западной экологией. Ее работы публиковались в журналах American Midland Naturalist и Greenwood Press. Чаньи имеет степень доктора философии по биологии Университета Висконсина в Мэдисоне.

    17.1.2.1: Адаптация для снижения транспирации

    1. Последнее обновление
    2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    32035
    • Мелисса Ха, Мария Морроу и Камми Алжирс
    • Колледж Юба, Колледж Редвудс и Колледж Вентура через Инициативу открытых образовательных ресурсов ASCCC

    Цели обучения

    Описать различные приспособления, помогающие растениям снижать интенсивность транспирации.

    Растения со временем эволюционировали, приспосабливаясь к местной среде и уменьшая транспирацию. Листья покрыты восковой кутикулой на внешней поверхности, которая предотвращает потерю воды. Растения, растущие в засушливых условиях, и растения, растущие на других растениях ( epiphytes ) имеют гораздо более толстую восковую кутикулу, чем растения, растущие в более умеренной и хорошо увлажненной среде (рис. \(\PageIndex{1}\)). Кроме того, они часто имеют толстый покров из трихом или устьиц, утопленных ниже поверхности листа (рис. \(\PageIndex{2}\)). Эти приспособления препятствуют потоку воздуха через устьичную пору и уменьшают транспирацию. Множественные эпидермальные слои также обычно встречаются у этих типов растений.

    Рисунок \(\PageIndex{1}\): Растения приспособлены к окружающей среде. Растения, адаптированные к засушливым условиям, такие как кактусы опунции ( Opuntia sp., слева) и такие эпифиты, как этот тропический Aeschynanthus perrottetii (справа), приспособились к очень ограниченным водным ресурсам. Листья опунции преобразованы в колючки, что снижает отношение площади поверхности к объему и уменьшает потерю воды. Фотосинтез происходит в стебле, который также хранит воду. Листья A. perottetii имеют восковую кутикулу, предотвращающую потерю воды. Левое изображение — это модификация работы Джона Салливана, а правое изображение — модификация работы Л. Шьямала/Wikimedia Commons. Рисунок \(\PageIndex{2}\): Сечение олеандра ( Nerium sp.) лист. Олеандр приспособлен к засушливым условиям. Устьица погружены в устьичные крипты и окаймлены трихомами, что снижает транспирацию. Увеличение в 400 раз. Изображение изменено из библиотеки изображений Berkshire Community College Bioscience Image Library (общественное достояние).

    Размер и форма фотосинтетических структур также влияет на интенсивность транспирации. Суккулентные растения, распространенные в пустынях, имеют толстые мясистые листья или стебли (рис. \(\PageIndex{1}\), слева). Другие растения, такие как вечнозеленые кустарники чапараля, имеют маленькие, толстые, жесткие листья (Рисунок \(\PageIndex{3}\)). По сравнению с тонкими широкими листьями эти формы уменьшают отношение площади поверхности к объему и уменьшают возможность потери воды. Растения с тонкими широкими листьями, обитающие в климате с жарким и сухим сезоном (например, чапараль или тропические леса, в которых бывает влажный и сухой сезоны), могут быть лиственные , теряющие листья в течение этих сезонов, чтобы ограничить транспирацию (Рисунок \(\PageIndex{4}\)).

    Рисунок \(\PageIndex{3}\): Толстые, жесткие листья сорочки ( Adenostoma fasciculatum ) ограничивают испарение в течение сухого жаркого лета. Изображение Тома Хилтона (CC-BY). Рисунок \(\PageIndex{4}\): Дерево Сал ( Shorea robusta ) — это тропическое листопадное дерево, сбрасывающее листья в засушливый сезон. Изображение JMGarg (CC-BY-SA).

    Как обсуждалось в разделе 13.7: Фотодыхание и пути фотосинтеза, САМ-растения закрывают устьица в течение дня, когда свет и высокие температуры в противном случае увеличили бы интенсивность транспирации.