Адаптивные особенности водных растений и животных

Для облегчения передвижения в плотной водной среде животные приобрели в процессе эволюции специфическую обтекаемую форму тела, часто торпедовидную. При этом соблюдается определенное соотношение диаметра и длины тела (у дельфинов оно оптимальное). Благодаря эластичности кожного покрова вода, обтекая тело, не образует завихрений, тормозящих движение. У рыб на чешуе выделяется слизь, что также уменьшает трение. Конечности у водных животных имеют форму ластов или плавников, дыхание осуществляется при помощи жабр. Поглощение пищи морскими животными часто связано с заглатыванием огромного количества воды и процеживанием ее через жабры или другие специальные устройства (у кита — через выросты, называемые китовым усом). Особый интерес вызывает способность морских животных уравновешивать давление внутри тела с давлением во внешней среде при быстром погружении на глубину. Дельфин в считанные секунды опускается и поднимается на десятки метров и при этом никаких изменений в его кровеносной системе не происходит. У человека в такой ситуации развивается кесонная болезнь. Не менее "изобретательны" морские животные, особенно рыбы, обитаю-1цие в море и заходящие для метания икры в пресные воды (горбуша, кета), и в регулировании солевого режима. Казалось бы, что при входе в пресные воды в силу разности концентрации растворенных солей в клеточном соке тела и в речной воде последняя должна быстро входить в клетки и разрывать их от давления. Однако быстрое выведение солей из организма исключает это явление.
Многие животные почвенной среды, чаще всего это беспозвоночные (медведки, личинки майского жука), имеют мощный грызущий ротовой аппарат, так как питаются корнями растений. Тело их сегментировано, чтобы обеспечить продвижение в почвенной среде (вспомните, как передвигается дождевой червь). У членистоногих, как, например, у медведки, покров тела хитиновый, голова имеет мощную хитиновую капсулу, передние конечности часто копательного типа. Почвенные насекомые обладают способностью
Основы аутэкологии
к вертикальной миграции: с понижением температуры почвы они уходят на значительную глубину — ниже границы замерзания. Немногочисленные почвенные млекопитающие имеют слабое зрение, но зато у них сильно развиты обоняние и осязание.
Очень разнообразны адаптации животных к воздушно-наземной среде обитания. Малая плотность воздушной среды обусловила появление летающих форм (например, птицы). Их скелет состоит из полых костей, сильно развит киль. В отличие от пресмыкающихся тело птиц покрыто перьями, которые обеспечивают теплоизоляцию, обтекаемость и образуют несущие плоскости (крылья, хвост) в полете. Для обеспечения дыхания во время полета у птиц сформировались воздушные мешки. Более конкретные условия обитания накладывают специфические черты и на внешний облик, и на строение живого организма. Птицы открытых пространств имеют большие крылья, некоторые из них бегающие (страусы, дрофы). Наоборот, многие лесные птицы имеют короткие крылья, мощные клювы для разрушения шишек или для добывания личинок из-под коры деревьев.
Обилие растительного корма обусловливает наличие в воздушно-наземной среде большого числа травоядных животных. У жвачных животных развит особый отдел желудка — книжка, обеспечивающий с помощью специализированных бактерий лучшую переработку растительной пищи, содержащей много целлюлозы.
У наземных животных хорошо развиты конечности, обеспечивающие им передвижение в поисках пищи.
Освоение животными крон деревьев развило у них способность перемещаться по стволу; появились лазающие формы. Больше всего для этой цели оказались приспособленными конечности: наличие когтей, расположение пальцев.
Поддержание постоянной температуры тела у животных во всех средах жизни пpoиcxoдит примерно одинаково: развитие мощного слоя подкожного жира, формирование волосяного или перьевого покрова, интенсификация процессов обмена.
Обитание животных в других организмах привело к упрощению их организации (редукция многих органов и их систем), появлению специализированных органов фиксации, усложнению жизненных циклов и т.д. Это можно видеть на примерах строения тела аскариды, печеночного сосальщика, бычьего цепня и циклов их развития.
Не менее разнообразны адаптивные особенности водных растений. В соленых водоемах обитают водоросли, высших растений нет.
Одинаковое давление со всех сторон, плотность и подвижность водной среды привели к редукции механических тканей, а всасывание воды всей поверхностью растения — к образованию проводящих тканей. Тело низших растений не расчленено на органы и называется талломом. Изменение спектрального состава света с глубиной обусловило у водорослей и изменение пигментного состава. Если в водорослях поверхностных слоев преобладает хлорофилл и они имеют зеленую окраску, то в глубоководных — фикобилины: красные и бурые пигменты, определяющие их окраску. Эти пигменты улавливают и используют для фотосинтеза оранжевые, желтые и зеленые лучи, проникающие на глубину до 200 м.
У высших растений пресных водоемов корневая система или не развита совсем, тогда эти растения плавающие — элодея, пузырчатка, рдест, ряска, или она служит в основном для укрепления растения в субстрате — рогоз, стрелолист, частуха. Корневые волоски на корнях таких растений не развиты, так как вода всасывается поверхностью стебля и корня. Плохо развиты также механические ткани их стеблей, но очень хорошо развита аэренхима — ткань с большим количеством межклетников, заполненных воздухом. В листьях пресноводных растений мезофилл не дифференцирован, в плавающих — устьица расположены сверху. У многих растений развита гетерофиллия, то есть в зависимости от условий нахождения лист имеет разную форму. Так, у стрелолиста погруженные в воду листья — узкие и длинные, плавающие — овальные, в воздушной среде — стреловидные. На нитевидных долях листьев пузырчатки имеются специальные пузырьки воздуха, облегчающие в толще воды ее взвешенное состояние. Для растений водной среды характерен общий признак — невозможность регулирования водного обмена. Именно поэтому красивоцветущие растения влажных мест обитания совершенно не устойчивы в букетах — они сразу теряют воду, в клетках снижается тургор, и цветы увядают. Плоды и семена многих водных растений приспособлены
для распространения водой. У них развиваются мощные пробковые выросты (кирказон) или прочные оболочки, предотвращающие проникание воды внутрь и загнивание.
В воздушно-наземной среде адаптация растений происходила по линии увеличения фотосинтетической поверхности, так как ни освещенность, ни количество углекислого газа не являются ограничителями фотосинтеза. Возможность размещения поверхности растения в пространстве обусловила развитие ветвления и формирование крон. Однако развитая крона требует значительной прочности, и у наземных растений развиваются механические и проводящие ткани, чтобы транспортировать воду и продукты ассимиляции. Освоение воздушно-наземной среды привело к дифференциации по выполняемым функциям не только тканей, но и вегетативных органов растений.

Колебания параметров факторов среды в широких пределах обусловили развитие у растений и различных защитных структур (перидермы, трихомы, кутикулы). В холодное время у большинства растений опадают листья, резко снижается интенсивность дыхания и фотосинтеза, уменьшается испарение воды. Почки, являющиеся местом локализации апикальных меристем, защищены чешуями, часто заливаются смолой или бальзамом, как у сосны, каштана конского, многих тополей. Эпидерма на стеблях уже в первый год заменяется более надежной тканью — пробкой.
Таким образом, адаптация растений к наземно-воздушной среде носит как структурный, так и физиологический характер и обеспечивает рост и развитие растений в условиях с самым разнообразным сочетанием факторов среды.

Водная среда жизни. Все водные обитатели, несмотря на различия в образе жизни, должны быть приспособлены к главным особенностям своей среды. Эти особенности определяются, прежде всего, физическими свойствами воды: ее плотностью, теплопроводностью, способностью растворять соли и газы.

Плотность воды определяет ее значительную выталкивающую силу. Это значит, что в воде облегчается вес организмов и появляется возможность вести постоянную жизнь в водной толще, не опускаясь на дно. Множество видов, преимущественно мелких, неспособных к быстрому активному плаванию, как бы парят в воде, находясь в ней во взвешенном состоянии. Совокупность таких мелких водных обитателей получила название планктон. В состав планктона входят микроскопические водоросли, мелкие рачки, икра и личинки рыб, медузы и многие другие виды. Планктонные организмы переносятся течениями не в силах противостоять им. Наличие в воде планктона делает возможным фильтрационный тип питания, т. е. отцеживание, при помощи разных приспособлений, взвешенных в воде мелких организмов и пищевых частиц. Оно развито и у плавающих, и у сидячих донных животных, таких, как морские лилии, мидии, устрицы и другие. Сидячий образ жизни был бы невозможен у водных обитателей, если бы не было планктона, а он, в свою очередь, возможен только в среде с достаточной плотностью.

Плотность воды затрудняет активное передвижение в ней, поэтому быстро плавающие животные, такие, как рыбы, дельфины, кальмары, должны иметь сильную мускулатуру и обтекаемую форму тела. В связи с высокой плотностью воды давление с глубиной сильно растет. Глубоководные обитатели способны переносить давление, которое в тысячи раз выше, чем на поверхности суши.

Свет проникает в воду лишь на небольшую глубину, поэтому растительные организмы могут существовать только в верхних горизонтах водной толщи. Даже в самых чистых морях фотосинтез возможен лишь до глубин в 100-200 м. На больших глубинах растений нет, а глубоководные животные обитают в полном мраке.

Температурный режим в водоемах более мягок, чем на суше. Из-за высокой теплоемкости воды колебания температуры в ней сглажены, и водные обитатели не сталкиваются с необходимостью приспосабливаться к сильным морозам или сорокаградусной жаре. Только в горячих источниках температура воды может приближаться к точке кипения.

Одна из сложностей жизни водных обитателей - ограниченное количество кислорода. Его растворимость не очень велика и к тому же сильно уменьшается при загрязнении или нагревании воды. Поэтому в водоемах иногда бывают заморы - массовая гибель обитателей из-за нехватки кислорода, которая наступает по разным причинам.

Солевой состав среды также очень важен для водных организмов. Морские виды не могут жить в пресных водах, а пресноводные - в морях из-за нарушения работы клеток.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: