Основи екології - Олійник Я.Б. - Вода

Відомо, що живих організмів, які не містять воду, на Землі не існує. Усі процеси живлення, дихання та обміну речовин відбуваються за участю води. Екологічний фактор води на суші характеризують такі показники: її кількість; фізичний стан (рідка, пароподібна, тверда: у вигляді снігу, льоду чи граду); вологість ґрунту, глибина залягання води у ґрунті; розподіл вологи протягом року; насиченість повітря водяною парою - вологість повітря.

Для сухопутних організмів дуже важливою є вологість повітря, найбільш насиченими якою є нижні шари атмосфери (до висоти 1,5-2 км концентрується приблизно половина всієї повітряної вологи). З вологістю повітря тісно пов'язані опади - результат конденсації водяної пари. Велике значення має сезонний розподіл вологи протягом року, а також її добові коливання.

Пристосування (адаптації) організмів до умов водного режиму відображаються у їх зовнішньому вигляді, внутрішній будові, поведінці та всіх процесах життєдіяльності. Тому ці пристосування поділяють на морфологічні, фізіологічні й екологічні, у тому числі поведінкові. Наприклад, морфологічними пристосуваннями від висихання є різні особливості структури покривів (непроникність, панцирність тощо), наявність волосків і щетинок, воскового покриття та ін. Серед фізіологічних пристосувань до життя у посушливих умовах можна назвати, наприклад, запасання великої кількості води у тканинах рослин або здатність деяких тварин виділяти воду шляхом окислювальних процесів під час обміну речовин.

Пристосування поведінкового характеру надзвичайно різноманітні у тварин - це вибір місць, захищених від висихання, міграції у більш вологі шари ґрунту, заривання у підстилку та ін. Наприклад, дощові черв'яки мешкають у при поверхневих шарах ґрунту лише рано вранці і ввечері, а у спекотні дні заглиблюються майже на півметра, де ще й згортаються у тугий клубочок. Аналогічним пристосуванням є також літня сплячка - період тимчасового покою у розвитку і розмноженні у тварин та стан вимушеного покою у рослин, що є типовим у житті мешканців пустель і сухих степів.

Усі сухопутні організми за відношенням до фактора вологи поділяються на три екологічні групи: вологолюбні (гігрофіли) - мокриці, комарі, болотні рослини; сухолюбні (ксерофіли) - терміти, верблюди, саксаули, кактуси; мезофіли - ті, які віддають перевагу помірній вологості. Різняться вони і за водообміном: найбільш інтенсивний водообмін у гігрофілів - вони не витримують значного водного дефіциту та погано переживають навіть короткочасну посуху. На тимчасове висихання ґрунту або повітря рослини-гігрофіли миттєво реагують в'яненням чи загибеллю генеративних органів. Ксерофіли мають різноманітні механізми регуляції водообміну і пристосовуються до утримування води у тілі та клітинах.

Крім цього, умови водообміну у організмів визначаються вологістю їхніх місць проживання. Серед рослин залежно від їх пристосування до тих чи інших місць мешкання розрізняють такі екологічні групи: гідрофіти (мешкають у воді); гігрофіти (мешкають біля води); мезофіти (ті, що мешкають в умовах достатнього зволоження); ксерофіти (мешкають в посушливих умовах).

Гігрофітами (від грец. hydros - вологий і phyton - рослина) є ті рослини, які мешкають у місцях з багатими на вологу ґрунтами або повітрям. Вони завжди мають велике м'яке листя, товсті, майже без волосків, корінці, які поглинають воду всією своєю поверхнею.

До мезофітів - рослин помірно вологих територій -- належать багато лучних і лісових трав, майже всі листяні дерева, польові культури і бур'яни, а також яблуня, вишня, малина, виноград та ін. Всі вони мають добре розвинуту кореневу систему з волосками, листя частіше велике, м'яке, нетовсте, з помірно розвинутими тканинами. Ксерофіти - це екологічна група рослин, що пристосувалися до проживання у місцях із посушливим кліматом. У цій групі є рослини, здатні накопичувати у своїх тканинах велику кількість води (кактуси, алое, молочай); їх називають сукулентами (від лат. succulentos - соковитий, жирний). Крім сукулентів, існує інша група ксерофітів, до якої належать саксаул, верблюжа колючка, полин, ковил та ін. Вони не накопичують вологу, а випаровують її у великій кількості, постійно дістаючи з глибоких шарів ґрунту. Такі рослини називають склерофітами (від лат. skleros - твердий, phyton - рослина); вони мають тверде, сухе тіло, з великою кількістю механічної тканини, самі рослини низькорослі, але з великою підземною частиною.

Вологість повітря і ґрунту, атмосферні опади по-різному впливають на організми, залежно від супутньої дії інших факторів, особливо температури. Волога є основним фактором, який визначає поділ екосистем на лісові, степові та пустельні. Так, річна сума опадів менше 1000 мм відповідає стресовій зоні для багатьох видів дерев, межа стійкості більшості з них дорівнює 750 мм на рік. У більшості злакових ця межа приблизно дорівнює 250 мм, а кактуси та інші пустельні рослини можуть зростати навіть при 500-100 мм на рік. Відповідно у першому випадку розвиваються ліси, у другому - злакові степи, у третьому - пустелі.