"Биология. Организмы", Никишов А.И.
Вода необходима организмам суши для жизни: она входит в состав клеток, помогает переносить вещества и участвует в жизненных процессах. Растения поглощают её корнями, а животные получают с питьём и пищей; часть воды образуется внутри организмов. При этом вода постоянно расходуется и теряется, например при испарении. Поэтому растения и животные приспосабливаются к её нехватке: запасают воду, сокращают испарение или пережидают неблагоприятное время.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Наземно-воздушная среда — условия жизни организмов на суше, где вода поступает не постоянно и доступна в разных количествах. Одному организму её может хватать в почве или пище, а другому приходится долго обходиться без влаги. Это определение помогает понять, почему обитателям суши нужны способы добывать и сохранять воду.
Водный обмен — поступление, перемещение, использование и выделение воды организмом. Вода сначала попадает внутрь, затем движется между клетками и органами и расходуется на жизненные процессы. Представление о водном обмене позволяет проследить, откуда организм получает воду и куда она уходит.
Испарение воды — переход воды из жидкого состояния в пар; у растений значительная часть воды испаряется через листья. При этом растение теряет влагу, но испарение также помогает ей перемещаться внутри растения и охлаждает его. Поэтому важно учитывать и пользу этого процесса, и необходимость восполнять потерянную воду.
Влажность воздуха — количество водяного пара в воздухе, влияющее на скорость испарения воды организмами. В сухом воздухе вода обычно испаряется быстрее, чем во влажном. Это понятие помогает объяснить, почему один и тот же организм по-разному теряет воду в разных условиях.
Вода необходима всем организмам не только для утоления жажды. Она входит в состав клеток, а многие вещества могут перемещаться в организме, будучи растворёнными в воде. Кроме того, вода участвует в химических реакциях, поэтому при её нехватке нарушается работа клеток и страдают жизненные процессы.
Растения обычно получают воду из почвы корнями, потому что корни соприкасаются с влагой между частицами земли. Затем вода перемещается по растению к стеблям, листьям и другим органам. В листьях она нужна для фотосинтеза, а также участвует в других процессах, поэтому поглощение воды связано с потребностями всего растения.
Вода испаряется с поверхности листьев, потому что внутри растения она находится в жидком состоянии, а часть её переходит в воздух в виде пара. Специальные отверстия на листьях называются устьицами: через них проходят водяной пар и газы. Когда условия становятся слишком сухими, устьица могут закрываться, чтобы уменьшить потерю воды, хотя тогда растению сложнее обмениваться газами.
Животные получают воду, когда пьют, поедают пищу с влагой или образуют воду внутри организма в ходе химических реакций. Она нужна клеткам и органам, поэтому постоянно расходуется. Излишки и продукты обмена удаляются из организма, а часть воды теряется при дыхании и испарении с поверхности тела; конкретные пути зависят от животного.
В засушливых местах вода поступает редко, а испарение может быть сильным, поэтому организмы должны уменьшать потери или пережидать неблагоприятное время. Растения запасают воду в отдельных органах и имеют покровы, которые затрудняют её испарение. Животные могут экономно расходовать воду, получать её из пищи или вести скрытный образ жизни в жаркое время. Такие приспособления повышают шансы пережить засуху.
| Группа организмов | Как получает воду | На что использует воду | Как теряет воду | Как уменьшает потерю воды |
|---|---|---|---|---|
| Растения | Поглощают из почвы корнями. | Для фотосинтеза и других жизненных процессов. | Главным образом при испарении через листья. | Закрывают устьица, имеют плотные покровы или уменьшенные листья. |
| Животные | Пьют, получают с пищей; вода образуется и при химических реакциях. | Для работы клеток и органов. | Выделяют с продуктами обмена, теряют при дыхании и испарении. | Экономно расходуют воду, используют укрытия и влагу пищи. |
| Грибы | Поглощают влагу из субстрата всей поверхностью грибницы. | Для роста и процессов в клетках. | Теряют при испарении с поверхности. | Растут во влажных местах или переживают сухой период в устойчивом состоянии. |
| Организмы засушливых мест | Из редких осадков, почвы, пищи или других организмов. | Для поддержания клеток и жизненных процессов. | При испарении и выделении. | Запасают воду, сокращают испарение или пережидают засуху. |
Сравнивай строки по одному столбцу: так видно, что разные группы получают воду и теряют её неодинаково. Последний столбец показывает приспособления к условиям, где воды мало. У организмов одной группы способы могут различаться в зависимости от места обитания.
Задача 1. Растение долго не поливали, и оно увяло, хотя в почве ещё есть минеральные вещества. Почему минеральные вещества не помогли избежать увядания? Рассуждаем не только о том, что нужно растению для питания, но и о роли воды в клетках и переносе веществ.
Ответ: растение увядает из-за нехватки воды, даже если минеральные вещества в почве сохраняются. Вода нужна не только как часть питания: она поддерживает упругость клеток и позволяет нормально протекать жизненным процессам.
Задача 2. Почему комнатное растение быстрее теряет воду в сухом тёплом помещении, чем во влажном прохладном? Сравним условия, которые влияют на испарение. Не нужно считать, что растение обязательно теряет воду с одинаковой скоростью при любой погоде.
Ответ: в сухом тёплом помещении вода испаряется быстрее из-за высокой температуры и низкой влажности воздуха. Во влажном прохладном помещении испарение обычно медленнее, поэтому потери воды меньше.
Задача 3. Какие признаки помогают кактусу выживать при недостатке воды? Нужно определить, какие особенности позволяют запасать воду или уменьшать её потерю. Один признак может выполнять сразу несколько полезных функций, но сначала свяжем его с водным обменом.
Ответ: кактусу помогают мясистый стебель, уменьшенные листья или колючки и плотные покровы. Эти признаки позволяют накопить воду и сократить её потерю.
Ошибка — думать, что вода нужна только для утоления жажды. Так кажется, потому что жажду легко заметить, а процессы в клетках не видны. Проверь себя: назови ещё две роли воды — например, её участие в химических реакциях и переносе веществ.
Ошибка — путать поступление воды растением с её использованием. Корни поглощают воду, но это не значит, что они единственные органы, где она нужна: вода перемещается к листьям и другим частям. Чтобы проверить себя, раздели путь воды на этапы: поступила, переместилась, была использована и потеряна.
Ошибка — считать любое испарение вредным. Такое мнение возникает потому, что при испарении растение теряет воду, но этот процесс также помогает перемещать воду и охлаждать растение. Проверь объяснение: если в нём названа только потеря, добавь пользу испарения и его регулирование устьицами.
Ошибка — утверждать, что наземные животные получают воду только из питья. Животное может получать её также с пищей, а часть воды образуется при химических реакциях в организме. Проверь себя, перечислив все три источника: питьё, пища и образование воды внутри организма.
Для понимания водного обмена пригодятся знания о строении клетки, роли воды и основных органах растений и животных. Они помогают проследить, где вода находится и как перемещается. Без этих представлений трудно объяснить, почему её недостаток влияет на весь организм.
Водный обмен связан с фотосинтезом, питанием, дыханием и выделением веществ. Вода участвует в работе клеток, а организм получает её и удаляет вместе с другими веществами. Поэтому изменения водного баланса могут отражаться сразу на нескольких жизненных процессах.
Изучая водный обмен, легче понять приспособления организмов к среде обитания: разные условия требуют разных способов сохранения воды. Тема также связана с круговоротом воды в природе, поскольку вода перемещается между воздухом, почвой и живыми организмами. Эти связи показывают, что жизнь организмов зависит от воды и окружающей среды.
Почему без воды организм не может жить?
Вода входит в состав клеток, растворяет вещества и помогает переносить их внутри организма. Она участвует в химических реакциях, необходимых для жизни. При сильной нехватке воды эти процессы нарушаются.
Откуда растение получает воду и как она попадает к листьям?
Главным образом воду растение получает из почвы через корни. Затем она перемещается по стеблю к листьям и другим органам. Там вода используется в жизненных процессах, в том числе при фотосинтезе.
Зачем растениям испарять воду?
Испарение помогает воде перемещаться от корней к листьям и охлаждает растение. Однако вместе с паром растение теряет воду. Если её поступает слишком мало, водный обмен нарушается.
Почему в жарком и сухом воздухе вода теряется организмом быстрее?
При высокой температуре вода испаряется быстрее. Сухой воздух тоже ускоряет испарение, потому что в нём мало водяного пара. Поэтому в жаркую сухую погоду организму труднее сохранять воду.
Какие приспособления помогают растениям и животным жить при недостатке воды?
Растения могут запасать воду в мясистых стеблях и листьях, а также уменьшать испарение с помощью плотных покровов и маленьких листьев или колючек. Животные могут получать воду из пищи, экономно расходовать её и пережидать неблагоприятный период. Набор приспособлений зависит от образа жизни организма.
18. Вода как условие жизни организмов наземно-воздушной среды
