3.4. Влажность

Вода – это основная среда биохимических реакций в организмах, она составляет основную массу организмов растений и животных (от 50 до 95 %). Весь внутриклеточный и межклеточный обмен происходит посредством воды. Наиболее важные функции воды в организмах:

• является растворителем (большинство реакций протекает при участии растворов веществ);

• выступает как реагент;

• является терморегулятором (за счет высокой теплоемкости, теплопроводности и теплоты испарения);

• выполняет транспорт веществ (переносит газы, питательные вещества, продукты метаболизма, ионы);

• является структурной составляющей (входит в состав цитоплазмы, клеточного сока, межклеточной жидкости).

Растения получает воду из почвы, подводят к органам и клеткам и используют на фотосинтез (всего примерно 5 %), но в основном на поддержание тургора (упругости клеток) и компенсацию испарения. Животные получают воду непосредственно с пищей. Усиленное питание ведет к накоплению жира, который является энергетическим и водным депо организма, так как при расщеплении жира образуется метаболическая вода.

Влажность воздуха (абсолютная) – это содержание водяных паров в единице объема. Относительная влажность воздуха – это отношение количества водяных паров к их количеству в насыщенном воздухе при данной температуре.

Водный обмен неразрывно связан с обменом солей, поэтому целесообразнее говорить о водно-солевом обмене. По степени солености воду условно делят на пресную (менее 0,5 ‰) солоноватую (0,5 – 16 ‰) и соленную (более 16 ‰). Соленость океанических вод составляет 32 – 38‰, максимальная соленость – 370 ‰ наблюдается в некоторых соленых озерах.

Соответственно водные организмы делятся на морских и пресноводных. Каждая группа имеет многочисленные особенности регуляции водно-солевого обмена. Например, у пресноводных животных пресная вода стремится разбавить соленость цитоплазмы и по градиенту концентраций поступает в клетку, поэтому у них есть механизмы откачивания лишней воды из организма (например, сократительная вакуоль у инфузорий). Наоборот, у морских организмов соленая вода стремится вытянуть всю воду из организмов, чья соленость ниже, поэтому у них есть механизмы задерживания воды в организме (морские рыбы активно пьют воду, получая при этом избыток солей, который они выводят через кишечник и жабры). Контроль за водно-солевым обменом осуществляется той же гипоталамо-гипофизарной системой.

При освоении суши главной стратегией приспособления была именно выработка адаптаций к дефициту влаги. Среди растений выделяют следующие экологические группы по отношению к воде [29]:

• гидрофиты – наземные растения, укореняющиеся на дне водоема (лотос, калужница);

• гидратофиты – растения, полностью погруженные в воду (элодея, ряска);

• гигрофиты – наземные растения, обитающие в местах с высокой влажностью и избыточной увлажненностью почвы (обитатели влажных тропических лесов):

1. теневые гидрофиты (бодяк);

2. световые гидрофиты (рис);

• мезофиты – наземные растения, обитающие в местах с умеренной влажностью (широколиственные деревья, лесные и луговые травы):

1. вечнозеленые (в тропиках);

2. летне-зеленые (при холодной зиме);

3. зимне-зеленые (при жарком лете);

4. эфемеры и эфемероиды, вегетирующие в течение короткого влажного периода (тюльпан);

• ксерофиты – растения сухих местообитаний:

1. суккуленты, накапливающие воду в тканях (кактусы)

2. склерофиты, устойчивые к высыханию, с жесткими листьями и побегами (ковыль).

Приспособленность к водной среде у наземных животных зависит от их принадлежности к определенному классу и от условий их обитания. Водно-солевой обмен тропических земноводных существенно отличается от такового пустынных млекопитающих. Тема воды не исчерпана этой информацией, в силу своей чрезвычайной важности.