ГДЗ: Параграф § 47 / Биология 11 класс

Вода является необходимым условием существования, поскольку она составляет значительную часть массы тела организмов и является средой, в которой протекают все биохимические реакции (метаболизм). Недостаток воды замедляет или прекращает эти реакции, что может привести к гибели.

Организм теряет воду путём:

• Испарения (транспирации) с поверхности тела или листьев.
• Выделения с продуктами обмена веществ (мочой, экскрементами, потом).

Распределение влаги в биосфере (на суше и в водоёмах) обусловливает неравномерное распределение живых организмов. В зависимости от степени увлажнения формируются различные экологические группы растений и животных, что в итоге определяет тип экосистем (например, пустыни, степи, влажные тропические леса).

Значение распределения в сообществах:

• Обеспечение видового разнообразия и адаптации к конкретным условиям.
• Формирование устойчивых пищевых цепей и трофических связей, характерных для данных условий влажности.
• Влияние на продуктивность и биомассу экосистемы (например, в засушливых районах продуктивность низкая).

Растения выработали множество адаптаций:

• Развитие корневой системы: Глубокая и мощная (ксерофиты, например, саксаул) или редуцированная (гидатофиты, например, ряска).
• Изменение листьев и стеблей: Уменьшение размера клеток, увеличение концентрации клеточного сока. Редукция листьев или их превращение в колючки; развитие водозапасающей ткани (суккуленты: кактус, алоэ).
• Уменьшение транспирации: Толстая кутикула, восковой налёт, опушение (ксерофиты: ковыль).
• Поглощение влаги из воздуха: У эпифитов (орхидеи, бромелии).
• Водовыделение: Наличие водяных устьиц (гидатод) для выделения капельно-жидкой влаги (гигрофиты: недотрога).

Растения делят на следующие экологические группы:

• Гидатофиты (водные).
• Гидрофиты (наземно-водные).
• Гигрофиты (влажных мест суши).
• Мезофиты (умеренно влажных мест).
• Ксерофиты (сухих мест суши), которые подразделяются на суккуленты и склерофиты.

Эта классификация важна для организации сообществ, так как она позволяет понять, как разные виды сосуществуют и взаимодействуют в условиях определённого водного режима. Разные группы занимают разные ярусы или микросреды (экологические ниши), что обеспечивает полноту использования ресурсов влаги и света в сообществе.

Приспособления животных:

• Пополнение запасов воды: Питьё, получение с пищей, всасывание воды через покровы.
• Использование эндогенной воды: Образование воды при окислении запасённого жира.
• Экономия влаги:
  • Ночной образ жизни, чтобы избежать жары.
  • Непроницаемые для воды покровы тела.
  • Выделение сильно концентрированных продуктов обмена (сухие экскременты, маловодная моча).
  • Снижение дыхательных движений, минимальное потоотделение.
• Снижение метаболизма: Впадение в летнюю спячку (эстивацию) в сухой и жаркий период.

Примеры животных, приспособленных к дефициту влаги:

• Млекопитающие: Одногорбый верблюд (дромедар), тушканчик, сурок (впадает в спячку).
• Насекомые: Мучной хрущак, пустынная моль.
• Пресмыкающиеся: Черепахи (впадают в спячку).

Сходства:

• Все группы имеют адаптации для контроля водного баланса, но достигают они этого разными путями.
• У некоторых представителей всех групп может наблюдаться редукция листьев (у гидатофитов для лучшего поглощения \( CO_2 \), у ксерофитов для уменьшения испарения).

Различия:

• Гидатофиты и Гидрофиты: Приспособления направлены на поглощение и транспорт воды (аэренхима), снижение транспирации (отсутствие устьиц и кутикулы у гидатофитов).
• Ксерофиты: Адаптации направлены на экономию воды (толстая кутикула, опушение, восковой налёт, свёрнутые листья) и запасание воды (суккуленты). У них мощная корневая система для поиска воды (склерофиты).
• У ксерофитов часто повышается концентрация клеточного сока, у гидатофитов и гидрофитов такое явление менее выражено.

Все термины отражают степень приспособленности растений к водному режиму, где корень фитос означает 'растение'.

• Гидатофиты (от греч. hydatos – водный): 'Водные растения' – полностью или большей частью погружены в воду.
• Гидрофиты (от греч. hydor – вода): 'Наземно-водные растения' – растут в воде, но частично над ней.
• Гигрофиты (от греч. hygros – влажный): 'Растения влажных мест' – приспособлены к высокой влажности воздуха.
• Мезофиты (от греч. mesos – средний): 'Растения умеренно влажных мест' – приспособлены к среднему увлажнению.
• Ксерофиты (от греч. xeros – сухой): 'Растения сухих мест' – приспособлены к недостатку влаги.
• Суккуленты (от лат. succulentus – сочный): 'Сочные растения' – ксерофиты, накапливающие воду в специальных тканях.
• Склерофиты (от греч. skleros – твёрдый): 'Твёрдые растения' – ксерофиты, имеющие твёрдые и мелкие листья, экономно расходующие воду.