Lebende Organismen enthalten viel Wasser. In den meisten Fällen macht es mehr als die Hälfte der Masse eines lebenden Organismus aus, manchmal beträgt sein Anteil im Körper 95-99 %. All dies ist auf die äußerst wichtige Rolle von Wasser für das Leben lebender Organismen zurückzuführen. Und diese Bedeutung ist auf die besonderen Eigenschaften des Wassers zurückzuführen, die es seiner Struktur verdankt.

Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Diese Atome bilden die Polarpole des Moleküls (der positive Pol sind die Wasserstoffatome und der negative Pol ist das Sauerstoffatom). Die Existenz von Polen ermöglicht die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen, die es Wassermolekülen ermöglichen, verschiedene Komplexe untereinander und mit anderen Substanzen zu bilden. Solche Molekülkomplexe erhöhen die Siede- und Schmelztemperaturen von Wasser (im Vergleich zu ähnlichen Molekülen) erheblich und erhöhen seine Wärmekapazität. Sie machen Wasser außerdem zu einem sehr guten Lösungsmittel und einer günstigen Umgebung für die Durchführung zahlreicher Reaktionen.

Die wichtigsten Eigenschaften von Wasser für lebende Organismen sind folgende:

1. Wasser ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel für polare Substanzen und unpolare Substanzen mit geladenen Stellen.

2. Wasser ist in der Lage, Molekülgruppen zwischen seinen eigenen Molekülen und mit Molekülen anderer Substanzen zu bilden. Dadurch wird die Oberflächenspannung deutlich erhöht, wodurch Wasser durch die Kapillaren des Bodens und die Gefäße der Pflanzen aufsteigen kann.

3. Aufgrund der Anwesenheit von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Wassermolekülen erfordert seine Verdampfung viel Energie und durch das Gefrieren wird Wärme freigesetzt. Daher mildert das Vorhandensein von Wasser auf unserem Planeten in drei Aggregatzuständen sein Klima erheblich. Darüber hinaus nutzen viele Organismen die Wasserverdunstung bei hohen Temperaturen, um ihren Körper zu kühlen.

4. Wasser erreicht seine größte Dichte bei 4 °C. Eis hat eine geringere Dichte als Wasser. Daher wird es im Winter auf die Oberfläche von Stauseen gelegt und schützt die darin lebenden Organismen vor Unterkühlung. Moleküle organischer oder anorganischer Substanzen, die polar sind oder geladene Stellen aufweisen, interagieren leicht mit Wassermolekülen und lösen sich dementsprechend leicht darin auf. Solche Stoffe nennt man hydrophil. Wenn die Moleküle organischer oder anorganischer Substanzen nicht polar sind und keine geladenen Stellen haben, interagieren sie praktisch nicht mit Wassermolekülen und lösen sich dementsprechend nicht darin auf. Solche Stoffe nennt man hydrophob.

Da Wasser im flüssigen Zustand keine starre innere Struktur aufweist, führt die thermische Bewegung der Moleküle zu einer ständigen Vermischung der Moleküle der wässrigen Lösung. Dieses Phänomen nennt man Diffusion. Durch Diffusion werden die Konzentrationen gelöster Stoffe in verschiedenen Teilen der Lösung ausgeglichen.

Das Vorhandensein biologischer Membranen in lebenden Organismen führt zum Phänomen der Osmose. Da biologische Membranen semipermeabel sind, können große organische Moleküle sie nicht passieren, Wassermoleküle hingegen schon. Wenn die Konzentration großer Moleküle auf verschiedenen Seiten der Membran unterschiedlich ist, beginnen sich Wassermoleküle intensiv auf die Seite zu bewegen, auf der die Konzentration gelöster Stoffe höher ist. Dadurch entsteht auf einer Seite der Membran ein Stoffüberschuss, der sich in Form eines osmotischen Drucks bemerkbar macht.

Der osmotische Druck ist für lebende Organismen sehr wichtig. Dadurch entsteht Turgor (die Elastizität des Pflanzengewebes) und es findet ein Zelltransport statt.

Der bekannteste und unglaublichste Stoff auf der Erde ist Wasser. Die Bedeutung von Wasser für das Leben aller Lebewesen auf dem Planeten kann nicht hoch genug eingeschätzt werden; es ist in jedem Moment unserer Existenz präsent. Da Wasser das vorherrschende Element in der Zusammensetzung eines jeden Organismus ist, steuert es auch dessen Lebensaktivität.

Wasser in der Natur

Im Laufe ihres Bestehens hat die Menschheit versucht, das Geheimnis dieses erstaunlichen und widersprüchlichen Elements zu lüften. Wie ist es entstanden, wie ist es auf unseren Planeten gelangt? Diese Frage wird wohl niemand beantworten können, aber jeder weiß, dass die Bedeutung von Wasser in der Natur und im menschlichen Leben unvorstellbar groß ist. Eines ist absolut wahr: Heute gibt es auf der Erde so viele Wasserreserven wie zur Geburt des Universums.

Die einzigartigen Eigenschaften von Wasser, sich beim Erhitzen zusammenzuziehen und beim Gefrieren auszudehnen, sind ein weiterer Grund zur Überraschung. Kein anderer Stoff hat ähnliche Eigenschaften. Und seine Fähigkeit, von einem Zustand in einen anderen zu wechseln, der so vertraut und gleichzeitig erstaunlich ist und eine außergewöhnliche Rolle spielt, ermöglicht die Existenz aller lebenden Organismen auf der Erde. Der Höhere Geist hat dem Wasser die Hauptrolle bei der Erhaltung des Lebens und der Teilnahme an ständig stattfindenden natürlichen Prozessen zugewiesen.

Der Wasserkreislauf

Dieser Prozess wird als hydrologischer Kreislauf bezeichnet, bei dem es sich um eine kontinuierliche Zirkulation von Wasser aus der Hydrosphäre und der Erdoberfläche in die Atmosphäre und dann zurück handelt. An dem Zyklus sind vier Prozesse beteiligt:

• Verdunstung;
• Kondensation;
• Niederschlag;
• Wasserfluss

Auf der Erde verdunstet und kondensiert ein Teil des Niederschlags, ein anderer Teil füllt dank des Abflusses die Stauseen und der dritte Teil gelangt in den Untergrund. Das Wasser wandert also ständig in Bewegung, ernährt Wasserarterien, Pflanzen und Tiere und bewahrt seine eigenen Reserven, um die Erde zu schützen. Die Bedeutung von Wasser ist offensichtlich und unbestreitbar.

Der Mechanismus des Zyklus und seine Typen

In der Natur gibt es einen großen Kreislauf (den sogenannten globalen Kreislauf) sowie zwei kleine – den kontinentalen und den ozeanischen. Über den Ozeanen gesammelte Sedimente werden durch Winde und Stürze auf die Kontinente getragen und kehren dann mit dem Abfluss in den Ozean zurück. Der Prozess, bei dem Meerwasser kontinuierlich verdunstet, kondensiert und in den Ozean zurückfällt, wird als kleiner Ozeanwirbel bezeichnet. Und alle ähnlichen Prozesse, die über Land ablaufen, werden zu einem kleinen kontinentalen Kreislauf zusammengefasst, in dem Wasser die Hauptfigur ist. Seine Bedeutung für die natürlichen Prozesse der kontinuierlichen Zirkulation, die den Wasserhaushalt der Erde aufrechterhält und die Existenz lebender Organismen sichert, ist unbestreitbar.

Wasser und Mensch

Da Wasser keinen Nährwert im üblichen Sinne hat, ist es der Hauptbestandteil jedes lebenden Organismus, auch des Menschen. Ohne Wasser kann niemand existieren. Zwei Drittel aller Organismen bestehen aus Wasser. Die Bedeutung von Wasser ist für das reibungslose Funktionieren aller Systeme und Organe äußerst wichtig.

Im Laufe des Lebens kommt der Mensch täglich mit Wasser in Kontakt und nutzt es zum Trinken und Essen, für Hygienemaßnahmen, zur Erholung und zum Heizen. Auf der Erde nicht gefunden
ein wertvolleres Naturmaterial, so lebenswichtig und unersetzlich wie Wasser. Wenn eine Person längere Zeit ohne Nahrung auskommt, wird sie nicht einmal 8 Tage ohne Wasser leben, da eine Person innerhalb von 8 % ihres Körpergewichts in Ohnmacht fällt, 10 % Halluzinationen verursachen und 20 % unweigerlich zum Tod führen.

Warum ist Wasser für den Menschen so wichtig? Es stellt sich heraus, dass Wasser alle grundlegenden Lebensprozesse reguliert:

• normalisiert die Sauerstofffeuchtigkeit und erhöht seine Absorption;
• führt die Thermoregulation des Körpers durch;
• löst Nährstoffe auf und hilft dem Körper, sie aufzunehmen;
• spendet Feuchtigkeit und schützt lebenswichtige Organe;
• bildet ein schützendes Schmiermittel für die Gelenke;
• verbessert Stoffwechselprozesse in der Funktion von Körpersystemen;
• fördert den Abtransport von Abfallstoffen aus dem Körper.

So bleiben Sie hydriert

Im Durchschnitt verliert ein Mensch 2-3 Liter Wasser pro Tag. Unter extremeren Bedingungen wie Hitze, hoher Luftfeuchtigkeit und körperlicher Aktivität nimmt der Wasserverlust zu. Um den normalen physiologischen Wasserhaushalt des Körpers aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, die Aufnahme von Wasser mit seiner Entfernung durch geeignete Maßnahmen auszugleichen

Lassen Sie uns einige Berechnungen durchführen. Wenn man bedenkt, dass der tägliche Wasserbedarf eines Menschen 30-40 Gramm pro 1 kg Körpergewicht beträgt und etwa 40 % des Gesamtbedarfs über die Nahrung gedeckt werden, sollte der Rest in Form von Getränken eingenommen werden. Im Sommer entspricht der tägliche Wasserverbrauch 2-2,5 Liter. Die heißen Regionen des Planeten bestimmen ihren Bedarf – 3,5–5,0 Liter und bei extrem heißen Bedingungen bis zu 6,0–6,5 Liter Wasser. Der Körper darf nicht dehydriert werden. Alarmierende Symptome dieses Problems sind trockene Haut, begleitet von Juckreiz, Müdigkeit, starkem Konzentrationsverlust, Blutdruck, Kopfschmerzen und allgemeinem Unwohlsein.

Günstige Auswirkung

Interessant ist, dass Wasser durch seine direkte Beteiligung an Stoffwechselprozessen die Gewichtsabnahme fördert. Es gibt ein weit verbreitetes Missverständnis, dass Menschen, die abnehmen möchten, weniger Wasser trinken müssen, da der Körper Wasser speichert, was erheblichen Schaden anrichtet. Sie können Ihren Körper nicht noch mehr in Stress versetzen, indem Sie ihn aus dem gewohnten Wasseraustausch bringen. Darüber hinaus stärkt Feuchtigkeit als natürliches Diuretikum die Nieren und führt zu Gewichtsverlust.

Durch die Aufnahme der optimalen Wassermenge gewinnt der Mensch an Kraft, Energie und Ausdauer. Es fällt ihm leichter, sein Gewicht zu kontrollieren, da auch die psychischen Unannehmlichkeiten einer erzwungenen Umstellung bei der Reduzierung seiner gewohnten Ernährung leichter zu ertragen sind. Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass der tägliche Verzehr ausreichender Mengen sauberen Wassers bei der Bekämpfung schwerer Krankheiten hilft – es hilft, Rückenschmerzen und Migräne zu lindern, den Blutzucker- und Cholesterinspiegel sowie den Blutdruck zu senken. Darüber hinaus hemmt Wasser durch die Stärkung der Nieren die Bildung von Steinen. Es ist erwiesen, dass Menschen mit einer kreativen Ader dazu neigen, viel zu trinken, und große Künstler wurden dazu gedrängt, Meisterwerke zu schaffen. Es stellt sich heraus, dass Wasser auch in der Kunst wichtig ist.

Pflanzenwasseraustausch

Genau wie der Mensch braucht jede Pflanze Wasser. In verschiedenen Anlagen macht es 70 bis 95 % der Masse aus und steuert alle laufenden Prozesse. Der Stoffwechsel einer Pflanze ist nur mit viel Feuchtigkeit möglich, daher ist die Bedeutung von Wasser für Pflanzen zweifellos groß. Durch das Auflösen von Mineralien im Boden transportiert Wasser sie zur Pflanze und sorgt so für deren kontinuierlichen Fluss. Ohne Wasser keimen die Samen nicht und der Prozess der Photosynthese findet in grünen Blättern nicht statt. Das Einfüllen von Wasser gewährleistet seine Lebensfähigkeit und die Erhaltung einer bestimmten Form.

Die wichtigste Voraussetzung für die Lebenserhaltung eines pflanzlichen Organismus ist die Fähigkeit, Wasser von außen aufzunehmen. Die Pflanze nimmt mit Hilfe ihrer Wurzeln Wasser hauptsächlich aus dem Boden auf und gibt es an die oberirdischen Pflanzenteile ab, wo es über die Blätter verdunstet. Ein solcher Wasseraustausch findet in jedem organischen System statt – Wasser, das hineinkommt, verdunstet oder wird freigesetzt und gelangt dann, angereichert mit nützlichen Substanzen, wieder in den Körper.

Eine weitere erstaunliche Art und Weise, wie Wasser in lebende Zellen eindringt, ist seine osmotische Absorption, d. h. die Fähigkeit von Wasser, sich von außen in Zelllösungen anzusammeln und so das Flüssigkeitsvolumen in der Zelle zu vergrößern.

Die Kunst des Wasserverbrauchs

Der ständige Konsum von sauberem Wasser verbessert die geistige Aktivität des Gehirns und die Bewegungskoordination erheblich, weshalb die Bedeutung von Wasser für das Leben der Gehirnzellen besonders wertvoll ist. Daher sollte sich ein gesunder Mensch nicht auf das Trinken beschränken, sondern einige Regeln beachten:

• trinke wenig, aber oft;
• Sie sollten nicht viel Wasser auf einmal trinken, da überschüssige Flüssigkeit im Blut Herz und Nieren unnötig belastet.

Daher ist die Bedeutung von Wasser für lebende Organismen enorm. Daher ist es für jeden Menschen notwendig, Bedingungen für die Aufrechterhaltung des eigenen Wasserhaushalts zu schaffen.

Wasser ist eine notwendige Voraussetzung für die Existenz aller lebenden Organismen auf der Erde. Die Bedeutung von Wasser in Lebensprozessen wird durch die Tatsache bestimmt, dass es die Hauptumgebung in der Zelle ist, in der Stoffwechselprozesse stattfinden, und als wichtigstes Ausgangs-, Zwischen- oder Endprodukt biochemischer Reaktionen dient. Die besondere Rolle des Wassers für Landorganismen (insbesondere Pflanzen) besteht in der Notwendigkeit einer ständigen Wiederauffüllung aufgrund von Verlusten durch Verdunstung. Daher verlief die gesamte Entwicklung terrestrischer Organismen in Richtung der Anpassung an die aktive Entnahme und sparsame Nutzung von Feuchtigkeit. Schließlich ist Wasser für viele Pflanzen-, Tier-, Pilz- und Mikroorganismenarten ihr unmittelbarer Lebensraum.

Die Luftfeuchtigkeit eines Lebensraums und damit der Wassermangel für Landorganismen hängen in erster Linie von der Niederschlagsmenge, ihrer Verteilung über die Jahreszeiten, dem Vorhandensein von Stauseen, dem Grundwasserspiegel, den Bodenfeuchtigkeitsreserven usw. ab. Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst die Verteilung von Pflanzen und Tieren sowohl innerhalb eines begrenzten Territoriums als auch in einem weiten geografischen Maßstab und bestimmt deren Zonierung (Veränderung von Wäldern durch Steppen, Steppen durch Halbwüsten und Wüsten).

Bei der Untersuchung der ökologischen Rolle des Wassers wird nicht nur die Niederschlagsmenge berücksichtigt, sondern auch das Verhältnis seiner Niederschlagsmenge zur Verdunstung. Als Gebiete werden Gebiete bezeichnet, in denen die Verdunstung den Jahresniederschlag übersteigt trocken(trocken, dürr). In trockenen Regionen leiden Pflanzen während des größten Teils der Vegetationsperiode unter Feuchtigkeitsmangel. IN feucht In (Feucht-)Bereichen werden die Pflanzen ausreichend mit Wasser versorgt.

Ökologische Pflanzengruppen in Bezug auf Feuchtigkeit und ihre Anpassung an den Wasserhaushalt. Höhere Landpflanzen, die einen festen Lebensstil führen, sind in stärkerem Maße als Tiere auf die Versorgung mit Substrat und Luft mit Feuchtigkeit angewiesen. Aufgrund ihrer Affinität zu Lebensräumen mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsbedingungen und der Entwicklung entsprechender Anpassungen werden bei Landpflanzen drei ökologische Hauptgruppen unterschieden: Hygrophyten, Mesophyten und Xerophyten. Die Bedingungen der Wasserversorgung beeinflussen ihr Aussehen und ihre innere Struktur erheblich.

Hygrophyten- Pflanzen übermäßig feuchter Lebensräume mit hoher Luft- und Bodenfeuchtigkeit. Sie zeichnen sich durch das Fehlen von Vorrichtungen zur Begrenzung des Wasserverbrauchs und die Unfähigkeit aus, selbst geringfügige Verluste zu tolerieren. Die typischsten Hygrophyten sind krautige Pflanzen und Epiphyten tropischer Regenwälder und der unteren Schichten feuchter Wälder in verschiedenen Klimazonen (Schöllkraut, Impatiens vulgare, Sauerampfer usw.), Küstenarten (Sumpfdotterblume, Trauergras, Rohrkolben, Schilf). , Schilf), Pflanzen feuchter und nasser Wiesen, Sümpfe (Sumpf-Fingerkraut, Sumpf-Fingerkraut, Dreiblättriges Fetthennengras, Segge), einige Kulturpflanzen.

Charakteristische Strukturmerkmale von Hygrophyten sind dünne Blattspreiten mit wenigen weit geöffneten Spaltöffnungen, lockeres Blattgewebe mit großen Interzellularräumen, schlechte Entwicklung des wasserleitenden Systems (Xylem), dünne, schwach verzweigte Wurzeln, oft ohne Wurzelhaare. Zu den physiologischen Anpassungen von Hygrophyten gehören ein niedriger osmotischer Druck des Zellsafts, ein geringes Wasserhaltevermögen und als Folge davon eine hohe Intensität der Transniration, die sich kaum von der physikalischen Verdunstung unterscheidet. Überschüssige Feuchtigkeit wird ebenfalls entfernt Guttation- Wassersekretion durch spezielle Ausscheidungszellen am Blattrand. Überschüssige Feuchtigkeit erschwert die Belüftung und damit die Atmungs- und Saugtätigkeit der Wurzeln, sodass die Entfernung überschüssiger Feuchtigkeit einen Kampf zwischen den Pflanzen um Luftzugang darstellt.

Xerophyten - Pflanzen trockener Lebensräume, die längere Trockenheit vertragen und gleichzeitig physiologisch aktiv bleiben. Dies sind Pflanzen aus Wüsten, trockenen Steppen, Savannen, trockenen Subtropen, Sanddünen und trockenen, stark erhitzten Hängen.

Die strukturellen und physiologischen Eigenschaften von Xerophyten zielen darauf ab, einen dauerhaften oder vorübergehenden Feuchtigkeitsmangel im Boden oder in der Luft zu überwinden. Dieses Problem wird auf drei Arten gelöst: 1) effiziente Entnahme (Absaugung) von Wasser, 2) sparsamer Umgang damit, 3) die Fähigkeit, große Wasserverluste zu tolerieren.

Dank eines gut entwickelten Wurzelsystems erreichen Xerophyten eine intensive Wasserentnahme aus dem Boden. Bezogen auf die Gesamtmasse sind die Wurzelsysteme von Xerophyten etwa 10-mal, manchmal 300-400-mal größer als die oberirdischen Teile. Die Länge der Wurzeln kann 10–15 m und bei schwarzem Saxaul 30–40 m erreichen, wodurch Pflanzen die Feuchtigkeit tiefer Bodenhorizonte und in einigen Fällen Grundwasser nutzen können. Es gibt auch oberflächliche, gut entwickelte Wurzelsysteme, die dazu geeignet sind, spärliche atmosphärische Niederschläge zu absorbieren und nur die oberen Bodenhorizonte zu bewässern.

Der sparsame Feuchtigkeitsverbrauch von Xerophyten wird dadurch gewährleistet, dass ihre Blätter klein, schmal, hart, mit einer dicken Kutikula, mit einer vielschichtigen, dickwandigen Epidermis, mit einer großen Anzahl mechanischer Gewebe, also sogar mit einer großen, sind Durch den Wasserverlust verlieren die Blätter nicht ihre Elastizität und ihren Turgor. Die Blattzellen sind klein und dicht gepackt, wodurch die innere Verdunstungsfläche stark reduziert wird. Darüber hinaus verfügen Xerophyten über einen erhöhten osmotischen Druck des Zellsaftes, wodurch sie auch bei hohen Wasserentzugskräften des Bodens Wasser aufnehmen können.

Zu den physiologischen Anpassungen zählen auch die hohe Wasserhaltekapazität von Zellen und Geweben aufgrund der hohen Viskosität und Elastizität des Zytoplasmas, ein erheblicher Anteil an gebundenem Wasser in der gesamten Wasserversorgung usw. Dadurch können Xerophyten eine tiefe Austrocknung von Geweben tolerieren ( bis zu 75 % der gesamten Wasserversorgung) ohne Verlust der Lebensfähigkeit. Darüber hinaus ist eine der biochemischen Grundlagen der Dürreresistenz von Pflanzen die Erhaltung der Enzymaktivität bei starker Dehydrierung.

Xerophyten mit den ausgeprägtesten xeromorphen Strukturmerkmalen der oben aufgeführten Blätter haben ein einzigartiges Aussehen, für das sie den Namen erhielten Sklerophyten.

Die Gruppe der Xerophyten umfasst Sukkulenten- Pflanzen mit saftigen, fleischigen Blättern oder Stängeln, die hochentwickeltes wasserführendes Gewebe enthalten. Es gibt Blattsukkulenten (Agaven, Aloe, Jungpflanzen, Sedum) und Stängelpflanzen, bei denen die Blätter reduziert sind und die oberirdischen Teile durch fleischige Stängel dargestellt werden (Kakteen, einige Wolfsmilchpflanzen, Slipanlagen usw.). Die Photosynthese bei Stängelsukkulenten erfolgt durch die periphere Schicht des Stängelparenchyms, die Chlorophyll enthält. Sie überwinden lange Trockenperioden, indem sie Wasser in wasserführenden Geweben ansammeln, es mit Zellkolloiden binden und sparsam nutzen, was durch den Schutz der Epidermis von Pflanzen mit einer wachsartigen Beschichtung gewährleistet wird, die durch einige geschlossene Schichten in das Gewebe eines Blattes oder Stängels eingetaucht wird Spaltöffnungen tagsüber. Dadurch ist die Transpiration bei Sukkulenten äußerst gering: In Wüsten verdunsten Kakteen der Gattung Camegia nur 1-3 mg Wasser pro 1 g Nassgewicht pro Tag.

Das Wurzelsystem ist oberflächlich, schlecht entwickelt und darauf ausgelegt, Wasser aus den oberen Bodenschichten aufzunehmen, die durch seltene Regenfälle angefeuchtet werden. Während der Dürre können die Wurzeln absterben, aber nach Regenfällen wachsen schnell (in 2–4 Tagen) neue nach.

Sukkulenten kommen hauptsächlich in den Trockengebieten Mittelamerikas, Südafrikas und des Mittelmeerraums vor.

Mesophyten nehmen eine Zwischenstellung zwischen Hygrophyten und Xerophyten ein. Sie kommen häufig in mäßig feuchten Gebieten mit mäßig warmen Bedingungen und einer recht guten Mineralstoffversorgung vor. Zu den Mesophyten zählen Pflanzen von Wiesen, Krautwäldern, Laubbäumen und Sträuchern aus Gebieten mit gemäßigt feuchtem Klima sowie die meisten Kulturpflanzen und Unkräuter. Mesophyten zeichnen sich durch eine hohe ökologische Plastizität aus, die es ihnen ermöglicht, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.

Spezifische Methoden zur Regulierung des Wasseraustauschs ermöglichten es Pflanzen, Landflächen mit unterschiedlichen Umweltbedingungen zu besiedeln. Die Vielfalt der Anpassungsmethoden liegt somit der Verbreitung von Pflanzen auf der Erde zugrunde, wo Feuchtigkeitsmangel eines der Hauptprobleme der ökologischen Anpassung darstellt.

Anpassung der Tiere an den Wasserhaushalt. Die Methoden zur Regulierung des Wasserhaushalts sind bei Tieren vielfältiger als bei Pflanzen. Sie können in Verhaltens-, morphologische und physiologische unterteilt werden.

Zur Nummer Verhaltensanpassungen Dazu gehören die Suche nach Gewässern, die Auswahl von Lebensräumen, das Graben von Löchern usw. In Löchern nähert sich die Luftfeuchtigkeit 100 %, was die Verdunstung durch die Haut verringert und Feuchtigkeit im Körper speichert.

ZU morphologische Methoden Die Aufrechterhaltung eines normalen Wasserhaushalts umfasst Formationen, die die Wasserretention im Körper fördern. Dies sind die Schalen von Landmollusken, das Fehlen von Hautdrüsen und die Verhornung der Haut von Reptilien, die chitinisierte Kutikula von Insekten usw.

Physiologische Anpassungen Die Regulierung des Wasserstoffwechsels lässt sich in drei Gruppen einteilen: 1) die Fähigkeit einer Reihe von Arten, Stoffwechselwasser zu bilden und sich mit der mit der Nahrung zugeführten Feuchtigkeit zu sättigen (viele Insekten, kleine Wüstennager); 2) die Fähigkeit, Feuchtigkeit im Verdauungstrakt aufgrund der Wasseraufnahme durch die Darmwände sowie der Bildung von hochkonzentriertem Urin (Schafe, Springmäuse) zu speichern; 3) Entwicklung der Widerstandsfähigkeit gegen Austrocknung des Körpers aufgrund der Eigenschaften des Kreislaufsystems, wirksame Thermoregulation durch Schwitzen und Wasserabgabe aus den Schleimhäuten der Mundhöhle (Kamele, Schafe, Hunde).

Gleichzeitig können selbst poikilotherme Tiere Wasserverluste durch Verdunstung nicht vermeiden. Daher besteht die wichtigste Möglichkeit zur Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts während des Lebens in der Wüste darin, übermäßige Hitzebelastungen zu vermeiden.

Wasser ist die Lebensgrundlage aller Lebewesen. Es spielt eine entscheidende Rolle im Leben und in der Entwicklung von Organismen:

– Wasser bildet die Grundlage des Körpers lebender Organismen;

– Wasser ist ein Medium und Teilnehmer an biochemischen Reaktionen, die im Körper lebender Organismen ablaufen;

– Wasser ist ein Medium, in dem Organismen viele der benötigten Stoffe aufnehmen und Stoffwechselprodukte (Toxine) ausscheiden;

– In Pflanzen ist Wasser an der Photosynthese beteiligt – 5 % des gesamten von ihnen verbrauchten Wassers werden dafür aufgewendet, und 95 % davon werden für die Transpiration (Verdunstung durch die Blätter, wodurch ein Aufwärtsfluss von Mineralsalzen entsteht) und die Aufrechterhaltung des Turgors aufgewendet ( Elastizität) von Geweben;

– Wasser ist der Lebensraum für Wasserorganismen;

– Die hohe Wärmekapazität des Wassers ermöglicht es Warmblütern, eine konstante Körpertemperatur aufrechtzuerhalten;

– langsame Erwärmung und langsame Abkühlung des Wassers mildern Temperaturschwankungen, weshalb das Klima an den Küsten als „mild“ oder marine bezeichnet wird;

– Die hohe Temperatur der Wasserverdunstung ermöglicht es den Organismen, überschüssige Wärme abzugeben.

– weitere wichtige Funktionen.

Aufgrund der Bedeutung der biologischen Funktionen des Wassers ist es sehr oft ein limitierender Faktor und bestimmt neben Temperatur und Bodenzusammensetzung die Art der Ökosysteme (Steppen, Savannen, Trockenwälder, Feuchtwälder).

Die meisten Niederschläge fallen in der tropischen Zone. Dies erklärt sich durch das dortige maximale Angebot an Sonnenenergie. Aufgrund ihrer hohen Temperaturen nimmt tropische Luft viel mehr Wasser auf als kühle Luft in höheren Breiten. Das feuchte Klima der Tropen ist somit auf die große Menge an Sonnenenergie zurückzuführen.

Die Niederschlagsmenge wird durch das Verhältnis von Land- und Meeresflächen beeinflusst: Auf der Südhalbkugel, wo die Fläche der Ozeane größer und die Fläche der Kontinente kleiner ist, fallen mehr Niederschläge als auf der Nordhalbkugel.

Dabei ist nicht nur die Gesamtniederschlagsmenge, die auf ein Gebiet fällt, wichtig, sondern auch deren Intensität und zeitliche Verteilung.

Sehr starke Regenfälle, insbesondere ohne Vegetationsbedeckung, führen zu Bodenerosion und zum Absterben von Pflanzensämlingen und Kleintieren. Die stärkste schädliche Wirkung haben Niederschläge in Form von Hagel, dessen Partikelgröße die Größe eines Hühnereies erreichen kann. Längerer Nieselregen ist für Insekten und insektenfressende Vögel ungünstig, insbesondere wenn sie ihre Küken füttern. In Ermangelung von Niederschlägen müssen Organismen lange Dürreperioden ertragen.

In der tropischen Zone dienen Niederschlagsmuster als Faktor, der die saisonale Aktivität von Organismen – ihren biologischen Rhythmus – bestimmt. In gemäßigten Breiten sind die Hauptsignale der wechselnden Jahreszeiten die Länge der Tageslichtstunden (Photoperiode) und das Temperaturregime.

Luftfeuchtigkeit

Der Luftfeuchtigkeitsindikator charakterisiert den Grad seiner Sättigung mit Wasserdampf.

Absolute Feuchtigkeit Luft wird als Wasserdampfmenge pro Masseneinheit bezeichnet, und relativ ist das Verhältnis der Menge an verfügbarem Wasserdampf zur maximal möglichen Menge bei einer bestimmten Temperatur (in %).

Die Luftfeuchtigkeit ist für die Umwelt von großer Bedeutung.

Die Intensität seiner Verdunstung von der Oberfläche von Organismen hängt von der Feuchtigkeitsmenge in der Luft ab. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit ist die Verdunstung sehr stark und kann dazu führen Dehydrierung(Austrocknung) von Organismen. Zum Schutz vor Austrocknung haben sich viele von ihnen spezielle Anpassungen angeeignet:

– Pflanzen – dicke Kutikula, die Fähigkeit, Blätter in der Trockenzeit abzuwerfen, die Fähigkeit, Blätter zu rollen, Verlust (Reduktion) der Blätter, Pubertät und wachsartige Beschichtung auf den Blättern, im Blattgewebe eingetauchte Spaltöffnungen – Löcher, durch die Wasser verdunstet;

– Tiere – Hornschuppen, Chitinhüllen usw.

Die Trocknungseigenschaften der Luft hängen davon ab Defizit seine Sättigung mit Wasserdampf – die Differenz zwischen absoluter und maximal möglicher Luftfeuchtigkeit bei einer bestimmten Temperatur.

Anpassung von Organismen an unterschiedliche Hydratationsniveaus

Pflanzenanpassungen. Je nach Wasserbedarf werden alle Pflanzen in drei ökologische Gruppen eingeteilt.

1. Hydrophyten(vom griechischen hydor – Wasser, Feuchtigkeit) – feuchtigkeitsliebende Pflanzen, das sind:

– Pflanzen, die vollständig im Wasser stehen – Elodea;

– Pflanzen, bei denen nur die Wurzeln in Wasser eingetaucht sind – Schilf, Rohrkolben, Seggen, Papyrus;

– Pflanzen, die an feuchten Orten wachsen – Moose, Farne, Moose usw.

2. Mesophyten(von griechisch mesos – mittel, mittel) – Pflanzen an mäßig feuchten Orten (Felder, Wälder, Wiesen) verfügen über Vorrichtungen zur Wassergewinnung – ein entwickeltes Wurzelsystem, Haut- und Leitgewebe, Mechanismen zur Regulierung des Verdunstungsgrades.

3. Xerophyten(vom griechischen xeros – trocken) – Pflanzen trockener Standorte (trockene Steppen, Savannen, Halbwüsten, Wüsten) vertragen Feuchtigkeitsmangel.

Xerophyten überwinden den Feuchtigkeitsmangel auf folgende Weise:

– Erhöhen Sie seine Absorption durch die starke Entwicklung von Wurzelsystemen: Bei einigen Wüstenpflanzen übersteigt die Masse der Wurzeln die Masse der Bodenorgane um das 9- bis 10-fache;

– Reduzieren Sie den Wasserverlust, indem Sie die Verdunstung durch die Blätter reduzieren.

– Wasser in fleischigen Stängeln (Kakteen und Afrikanische Wolfsmilchgewächse) oder in Blättern (Aloe, Agaven) ansammeln;

– Mechanismen entwickeln, um Wassermangel zu tolerieren.

Pflanzen, die Wasser in fleischigen Stängeln oder Blättern ansammeln, werden Stängel- und Blattsukkulenten genannt (vom lateinischen succulentus – saftig). Zum Schutz vor Verdunstung haben sie ein dickes Deckgewebe, und Kakteen haben Stomata (Löcher, durch die die Verdunstung erfolgt), die tief in das Blattgewebe eingebettet sind und sich nur nachts öffnen, wenn die Lufttemperatur sinkt. Gleichzeitig sind die Wurzelsysteme von Sukkulenten schlecht entwickelt, da sie in Gebieten mit seltenen, aber reichlichen Niederschlägen wachsen.

Pflanzen, die keine Feuchtigkeit ansammeln, sondern diese aus großer Tiefe extrahieren und eine Struktur zur Minimierung der Verdunstung haben, werden Sklerophyten (von griech. skleros – hart, hart) genannt. Sklerophyten haben harte, trockene Stängel und kleine, harte Blätter, die während der Trockenzeit oft abgeworfen werden. Bei vielen Sklerophyten sind die Blätter reduziert (Saxaul) oder haben Stacheln.

Tieranpassungen. Es gibt drei Arten der Anpassung von Tieren an Dürre.

1. Verhalten– Wanderung an Orte mit Wasser, Besuch von Wasserstellen, nächtliche Lebensweise, Unterschlupf in Höhlen.

2. Morphologisch- Vorhandensein von Schutzhüllen.

3. Physiologisch:

– das Vorhandensein von Mechanismen zur umgekehrten Wasseraufnahme im Verdauungs- und Ausscheidungssystem;

– Ausscheidung von hochkonzentriertem oder festem Urin;

– Synthese von Stoffwechselwasser;

– Fähigkeit, schwere Dehydrierung zu tolerieren.

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Jeder von uns hat wahrscheinlich schon einmal den Satz gehört, dass der menschliche Körper zu einem großen Teil aus Wasser besteht. Haben Sie sich jemals gefragt, warum das so ist? Warum braucht man so viel Flüssigkeit und welche Funktion hat Wasser generell im Körper?

Eigenschaften

Wasser hat folgende Eigenschaften:

• Erstens ist es ein gutes Lösungsmittel (sowohl für Nährstoffe als auch für giftige);
• Flüssigkeit;
• hat eine hohe Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit;
• kann verdunsten;
• ist in der Lage, andere Stoffe zu hydrolysieren (d. h. Stoffe zersetzen sich unter seiner Einwirkung oder werden darin abgebaut).

Dank dieser Grundeigenschaften erfüllt Wasser im Körper jedes Lebewesens eine Reihe von Funktionen. Schauen wir sie uns genauer an.

Funktionen von Wasser im Körper

Der menschliche Körper besteht im Durchschnitt zu 75 % aus Wasser. Dieses Verhältnis verändert sich mit zunehmendem Alter leider nach unten.

Wasser ist der Hauptbestandteil aller Körperflüssigkeiten, insbesondere des Blutes, das mehr als 90 % davon enthält, und erfüllt folgende Hauptfunktionen:

• Regulierung der Körpertemperatur;
• Entfernung von Abfall, Giftstoffen und;
• Transport von Nährstoffen und Sauerstoff;
• Aufnahme und Verdauung von Nahrungsmitteln;
• Transportfunktion;
• Polsterung der Gelenke und Verhinderung ihrer Reibung;
• Aufrechterhaltung der Zellstrukturen;
• Schutz von Geweben und inneren Organen;
• Verbesserung des Stoffwechsels.

Die Funktion von Wasser bei Thermoregulationsprozessen besteht darin, durch Verdunstung und Schwitzen eine konstante Körpertemperatur auf zellulärer Ebene sicherzustellen. Dank seiner Fähigkeit, ziemlich viel Feuchtigkeit zu transportieren, zirkuliert es im menschlichen Körper, nimmt sie dort auf, wo sie im Überschuss vorhanden ist, und fügt sie dort hinzu, wo sie nicht ausreicht.

Die stoßdämpfende Funktion des Wassers im Körper wird durch seinen hohen Anteil in der Gelenkflüssigkeit gewährleistet. Dies verhindert die Reibung der Gelenkflächen bei Belastungen und Gelenkarbeiten und dient zudem als gewisser Schutzpuffer bei möglichen Stürzen und Verletzungen.

Aufgrund seines großen Volumens übernimmt Wasser die Funktion des Transports der notwendigen Verbindungen. Somit kann es überall, sogar in die Interzellularräume, eindringen, die notwendigen Organe und Gewebe versorgen und die Produkte ihrer lebenswichtigen Aktivität abtransportieren.

Es ist allgemein anerkannt, dass die psychische Gesundheit direkt von der aufgenommenen Flüssigkeitsmenge abhängt. Durch Dehydrierung drohen nicht nur Kraft- und Energieverlust, Kopfschmerzen und Schwindelgefühle, sondern auch ein Rückgang der Leistungsfähigkeit, des Gedächtnisses und der Fähigkeit, sich auf die notwendigen Informationen zu konzentrieren.

Da mit zunehmendem Alter die Menge an Wasser als Bestandteil des Körpers abnimmt, gehen Wissenschaftler außerdem davon aus, dass es einen Zusammenhang zwischen der Flüssigkeitsmenge und dem Alterungsprozess gibt. Daher müssen Menschen im höheren Alter besonders auf ihre Wasserernährung achten.

In den letzten Jahren wurde zunehmend auf die Funktionen von Wasser bei der Vorbeugung vieler Krankheiten, einschließlich Krebs, hingewiesen. Es wird angenommen, dass je mehr Flüssigkeit wir zu uns nehmen, desto mehr Flüssigkeit wird ausgeschieden und damit auch Krankheitserreger, deren Abfallprodukte und Giftstoffe, die möglicherweise ein Sprungbrett für die Entstehung von Krebs sein könnten.

Somit sind alle Funktionen des Wassers wichtig für die normale Funktion aller Organe und Systeme sowie für einen komfortablen und gesunden Lebensstil.

Je weniger Wasser von außen kommt, desto mehr sammelt es sich im Inneren. Das heißt, wenn Sie unregelmäßig und in unzureichenden Mengen Flüssigkeit zu sich nehmen, speichert der Körper bei der nächsten Flüssigkeitsaufnahme Wasser und speichert es quasi als Reserve. Somit setzt sich ein Mensch nicht nur einer Reihe von Krankheiten aus, sondern nimmt auch an Übergewicht zu.

Das erste Signal, das Ihr Körper dafür gibt, dass er nicht genug Wasser bekommt, ist die bekannte Müdigkeit. Wenn physiologische Flüssigkeitsverluste über einen längeren Zeitraum nicht ersetzt werden, beginnt die Person, Gelenkschmerzen und Beschwerden in der Wirbelsäule zu verspüren. Giftstoffe sammeln sich im Körper an, die Immunität nimmt ab und eine Person wird anfälliger für Krankheiten, insbesondere für Infektionskrankheiten.

Wichtig!

Täglich müssen Sie 1,5-2 Liter Flüssigkeit trinken. Die regelmäßige Einnahme von hochwertigem Wasser gibt Ihnen ein Gefühl von Kraft und Vitalität, die Verdauungsprozesse verbessern sich, Kopfschmerzen und andere Beschwerden werden Sie nicht mehr stören. Sie werden sich nicht nur besser fühlen, sondern auch definitiv besser aussehen.

Abschluss

Die Funktionen von Wasser im menschlichen Körper sind vielfältig und zahlreich. Daher sollten Sie einen so wichtigen Bestandteil Ihrer Ernährung nicht vernachlässigen. Trinken Sie Wasser in den erforderlichen Mengen und seien Sie gesund!