Peranan air bagi makhluk hidup. Pentingnya air bagi makhluk hidup dan manusia

Organisme hidup mengandung banyak air. Dalam kebanyakan kasus, ia membentuk lebih dari setengah massa organisme hidup, dan terkadang bagiannya dalam tubuh adalah 95-99%. Semua ini disebabkan oleh betapa pentingnya peran air bagi kehidupan makhluk hidup. Dan signifikansi ini disebabkan oleh sifat-sifat khusus air, yang disebabkan oleh strukturnya.

Molekul air terdiri dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Atom-atom ini membentuk kutub polar molekul (kutub positif adalah atom hidrogen dan kutub negatif adalah atom oksigen). Keberadaan kutub memungkinkan terbentuknya ikatan hidrogen, yang memungkinkan molekul air membentuk berbagai kompleks satu sama lain dan dengan zat lain. Kompleks molekul seperti itu secara signifikan meningkatkan titik didih dan titik leleh air (dibandingkan dengan molekul serupa) dan meningkatkan kapasitas panasnya. Mereka juga menjadikan air sebagai pelarut yang sangat baik dan lingkungan yang mendukung terjadinya sejumlah reaksi.

Sifat-sifat air yang paling penting bagi organisme hidup adalah sebagai berikut:

1. Air merupakan pelarut yang sangat baik untuk zat polar dan zat non polar yang mempunyai situs bermuatan.

2. Air mampu membentuk kelompok agregat molekul antara molekulnya sendiri dan dengan molekul zat lain. Hal ini secara signifikan meningkatkan kekuatan tegangan permukaan, yang memungkinkan air naik melalui kapiler tanah dan pembuluh tanaman.

3. Karena adanya ikatan hidrogen antar molekul air, penguapannya memerlukan energi yang besar, dan akibat pembekuannya, panas dilepaskan. Oleh karena itu, keberadaan air di planet kita dalam tiga keadaan agregasi secara signifikan melunakkan iklimnya. Selain itu, banyak organisme menggunakan penguapan air pada suhu tinggi untuk mendinginkan tubuhnya.

4. Air mencapai massa jenis terbesarnya pada suhu 4°C. Es memiliki massa jenis yang lebih rendah dibandingkan air. Oleh karena itu, di musim dingin ia ditempatkan di permukaan waduk dan melindungi organisme yang hidup di dalamnya dari hipotermia. Molekul zat organik atau anorganik yang bersifat polar atau mempunyai situs bermuatan mudah berinteraksi dengan molekul air dan karenanya mudah larut di dalamnya. Zat seperti ini disebut hidrofilik. Jika molekul zat organik atau anorganik tidak polar dan tidak mempunyai situs bermuatan, maka mereka praktis tidak berinteraksi dengan molekul air dan, karenanya, tidak larut di dalamnya. Zat seperti ini disebut hidrofobik.

Karena air dalam keadaan cair tidak memiliki struktur internal yang kaku, pergerakan termal molekul menyebabkan pencampuran molekul-molekul larutan berair secara konstan. Fenomena ini disebut difusi. Karena difusi, konsentrasi zat terlarut di berbagai bagian larutan menjadi seimbang.

Kehadiran membran biologis pada organisme hidup menyebabkan fenomena osmosis. Karena membran biologis bersifat semipermeabel, molekul organik besar tidak dapat melewatinya, tetapi molekul air dapat melewatinya. Dalam kasus ketika konsentrasi molekul besar pada sisi membran yang berbeda berbeda, molekul air mulai bergerak secara intensif ke sisi yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi. Akibatnya terjadi kelebihan zat pada salah satu sisi membran, yang dapat diamati dalam bentuk tekanan osmotik.

Tekanan osmotik sangat penting bagi organisme hidup. Berkat itu, turgor muncul (elastisitas jaringan tanaman) dan terjadi transportasi seluler.

Zat yang paling familiar dan paling menakjubkan di Bumi adalah air. Pentingnya air dalam kehidupan semua makhluk hidup di planet ini tidak dapat diremehkan; air hadir di setiap momen keberadaan kita. Menjadi unsur utama dalam komposisi organisme apapun, air juga mengontrol aktivitas hidupnya.

Air di alam

Sepanjang keberadaannya, umat manusia telah berusaha mengungkap misteri unsur yang menakjubkan dan kontradiktif ini. Bagaimana asal usulnya, bagaimana hal itu sampai ke planet kita? Mungkin tidak ada yang bisa menjawab pertanyaan ini, tetapi semua orang tahu bahwa pentingnya air bagi alam dan kehidupan manusia sangatlah besar. Satu hal yang sepenuhnya benar - saat ini jumlah cadangan air di Bumi sama banyaknya dengan jumlah cadangan air pada saat lahirnya alam semesta.

Sifat unik air yang menyusut saat dipanaskan dan mengembang saat dibekukan adalah alasan lain yang patut dikejutkan. Tidak ada zat lain yang memiliki sifat serupa. Dan kemampuannya untuk berpindah dari satu keadaan ke keadaan lain, begitu akrab dan sekaligus menakjubkan, memainkan peran yang luar biasa, memungkinkan semua organisme hidup ada di Bumi. Pikiran Tinggi telah menetapkan air sebagai peran utama dalam memelihara kehidupan dan berpartisipasi dalam proses alam yang terus terjadi.

Siklus air

Proses ini disebut siklus hidrologi, yaitu peredaran air secara terus menerus dari hidrosfer dan permukaan bumi ke atmosfer, kemudian kembali lagi. Ada empat proses yang terlibat dalam siklus:

  • penguapan;
  • kondensasi;
  • pengendapan;
  • aliran air

Begitu sampai di tanah, sebagian dari curah hujan menguap dan mengembun, sebagian lainnya, berkat limpasan, mengisi waduk, dan sebagian lagi masuk ke bawah tanah. Jadi, terus bergerak, memberi makan saluran air, tumbuhan dan hewan serta melestarikan cadangannya sendiri, air mengembara, melindungi Bumi. Pentingnya air sudah jelas dan tidak dapat disangkal.

Mekanisme siklus dan jenis-jenisnya

Di alam ada siklus besar (yang disebut siklus global), serta dua siklus kecil - benua dan samudera. Sedimen yang terkumpul di lautan dibawa oleh angin dan jatuh ke benua, dan kemudian kembali ke laut bersama limpasan. Proses dimana air laut terus menerus menguap, mengembun dan jatuh kembali ke laut disebut pilin laut kecil. Dan semua proses serupa yang terjadi di darat digabungkan menjadi siklus benua kecil, di mana air adalah karakter utamanya. Pentingnya proses alami sirkulasi berkelanjutan yang menjaga keseimbangan air bumi dan menjamin keberadaan organisme hidup tidak dapat disangkal.

Air dan manusia

Karena tidak mempunyai nilai gizi dalam arti biasa, air merupakan komponen utama dari setiap organisme hidup, termasuk manusia. Tidak ada seorang pun yang bisa hidup tanpa air. Dua pertiga dari organisme apa pun adalah air. Pentingnya air sangat penting untuk berfungsinya semua sistem dan organ.

Sepanjang hidup, seseorang bersentuhan dengan air setiap hari, menggunakannya untuk minum dan makanan, prosedur kebersihan, rekreasi dan pemanasan. Tidak ditemukan di Bumi
bahan alami yang lebih berharga, sama pentingnya dan tak tergantikan seperti air. Tanpa makanan dalam jangka waktu yang cukup lama, seseorang tidak akan hidup tanpa air bahkan selama 8 hari, karena dalam 8% berat badan seseorang mulai pingsan, 10% menyebabkan halusinasi, dan 20% menyebabkan kematian.

Mengapa air sangat penting bagi manusia? Ternyata air mengatur semua proses dasar kehidupan:

  • menormalkan kelembaban oksigen, meningkatkan penyerapannya;
  • melakukan termoregulasi tubuh;
  • melarutkan nutrisi, membantu tubuh menyerapnya;
  • melembabkan dan menciptakan perlindungan bagi organ vital;
  • membentuk pelumas pelindung untuk sambungan;
  • meningkatkan proses metabolisme dalam fungsi sistem tubuh;
  • mempromosikan evakuasi limbah dari tubuh.

Bagaimana agar tetap terhidrasi

Rata-rata seseorang kehilangan 2-3 liter air per hari. Dalam kondisi yang lebih ekstrim, seperti panas, kelembapan tinggi, dan aktivitas fisik, kehilangan air meningkat. Untuk menjaga keseimbangan air fisiologis normal tubuh, perlu dilakukan keseimbangan asupan air dengan pengeluarannya melalui cara yang tepat

Mari kita lakukan beberapa perhitungan. Mengingat kebutuhan air sehari-hari seseorang adalah 30-40 gram per 1 kg berat badan dan sekitar 40% dari total kebutuhan tersebut berasal dari makanan, maka selebihnya sebaiknya dikonsumsi dalam bentuk minuman. Di musim panas, konsumsi air harian setara dengan 2-2,5 liter. Daerah panas di planet ini menentukan kebutuhannya - 3,5-5,0 liter, dan dalam kondisi sangat panas hingga 6,0-6,5 liter air. Tubuh tidak boleh mengalami dehidrasi. Gejala yang mengkhawatirkan dari masalah ini adalah kulit kering disertai rasa gatal, kelelahan, penurunan konsentrasi yang tajam, tekanan darah, sakit kepala dan rasa tidak enak badan secara umum.

Dampak yang menguntungkan

Menariknya, dengan terlibat langsung dalam proses metabolisme, air mendorong penurunan berat badan. Ada kesalahpahaman umum bahwa orang yang ingin menurunkan berat badan perlu minum lebih sedikit air, karena tubuh menahan air dan menyebabkan kerusakan yang signifikan. Anda tidak dapat membuat tubuh Anda mengalami stres yang lebih besar dengan membuatnya keluar dari pertukaran air biasanya. Selain itu, kelembapan, sebagai diuretik alami, mengencangkan ginjal, menyebabkan penurunan berat badan.

Dengan menerima jumlah air yang optimal, seseorang memperoleh kekuatan, energi, dan daya tahan. Lebih mudah baginya untuk mengontrol berat badannya, karena ketidaknyamanan psikologis akibat perubahan yang dipaksakan ketika mengurangi pola makannya yang biasa lebih mudah untuk ditanggung. Penelitian ilmiah telah membuktikan bahwa konsumsi air bersih dalam jumlah yang cukup setiap hari membantu melawan penyakit serius - membantu meredakan sakit punggung, migrain, menurunkan kadar gula darah dan kolesterol serta tekanan darah. Selain itu, dengan mengencangkan ginjal, air menghambat pembentukan batu. Terbukti, orang-orang yang berjiwa kreatif cenderung banyak minum, dan seniman-seniman hebat terdorong untuk menciptakan mahakarya. Pentingnya air ternyata juga penting dalam seni.

Pertukaran air tanaman

Sama seperti manusia, tanaman apa pun membutuhkan air. Di pabrik yang berbeda, ia membentuk 70 hingga 95% massa, mengendalikan semua proses yang sedang berlangsung. Metabolisme pada tumbuhan hanya dimungkinkan dengan jumlah air yang tinggi, sehingga pentingnya air bagi tanaman tidak diragukan lagi sangat besar. Dengan melarutkan mineral di dalam tanah, air mengantarkannya ke tanaman, memastikan alirannya terus menerus. Tanpa air, benih tidak akan berkecambah, dan proses fotosintesis tidak akan terjadi pada daun yang hijau. Mengisi air memastikan kelangsungan hidup dan pelestarian bentuk tertentu.

Syarat terpenting bagi kelangsungan hidup suatu organisme tumbuhan adalah kemampuannya menyerap air dari luar. Tumbuhan, yang menerima air terutama dari tanah melalui akarnya, menyalurkannya ke bagian tanaman di atas tanah, tempat daun menguapkannya. Pertukaran air seperti itu ada di setiap sistem organik - air, masuk ke dalamnya, menguap atau dilepaskan, dan kemudian diperkaya dengan zat-zat bermanfaat, masuk ke dalam tubuh.

Cara menakjubkan lainnya air menembus sel-sel hidup adalah penyerapan osmotiknya, yaitu kemampuan air untuk terakumulasi dari luar ke dalam larutan seluler, sehingga meningkatkan volume cairan di dalam sel.

Seni konsumsi air

Konsumsi air bersih secara terus-menerus secara signifikan meningkatkan aktivitas mental otak dan koordinasi gerakan, dan oleh karena itu, pentingnya air bagi kehidupan sel-sel otak sangatlah berharga. Oleh karena itu, orang yang sehat tidak boleh membatasi dirinya pada minum, tetapi beberapa aturan harus dipatuhi:

  • minum sedikit tapi sering;
  • Anda tidak boleh minum banyak air sekaligus, karena kelebihan cairan dalam darah akan memberikan tekanan yang tidak perlu pada jantung dan ginjal.

Jadi, pentingnya air bagi organisme hidup sangatlah besar. Oleh karena itu, menciptakan kondisi untuk menjaga keseimbangan air sendiri diperlukan bagi setiap orang.

Air merupakan syarat penting bagi keberadaan semua organisme hidup di bumi. Pentingnya air dalam proses kehidupan ditentukan oleh fakta bahwa air merupakan lingkungan utama di dalam sel tempat berlangsungnya proses metabolisme dan berfungsi sebagai produk awal, antara, atau akhir yang paling penting dari reaksi biokimia. Peran khusus air bagi organisme darat (terutama tumbuhan) adalah kebutuhan akan pengisian ulang secara terus-menerus akibat kehilangan akibat penguapan. Oleh karena itu, seluruh evolusi organisme darat mengarah ke adaptasi terhadap ekstraksi aktif dan penggunaan kelembapan secara ekonomis. Terakhir, bagi banyak spesies tumbuhan, hewan, jamur, dan mikroorganisme, air adalah habitat langsungnya.

Kelembaban suatu habitat dan, sebagai akibatnya, kekurangan air bagi organisme darat terutama bergantung pada jumlah curah hujan, distribusinya berdasarkan musim, keberadaan waduk, permukaan air tanah, cadangan kelembaban tanah, dll. Kelembaban mempengaruhi distribusi tumbuhan dan hewan baik dalam wilayah terbatas maupun dalam skala geografis yang luas, menentukan zonasinya (perubahan hutan menjadi stepa, stepa menjadi semi-gurun dan gurun).

Ketika mempelajari peran ekologis air, tidak hanya jumlah curah hujan yang diperhitungkan, tetapi juga rasio besarnya dan penguapannya. Daerah yang penguapannya melebihi curah hujan tahunan disebut kering(kering, gersang). Di daerah kering, tanaman mengalami kekurangan kelembapan hampir sepanjang musim tanam. DI DALAM lembab Daerah (basah) tanaman diberi air yang cukup.

Kelompok ekologi tumbuhan dalam kaitannya dengan kelembaban dan adaptasinya terhadap rezim air. Tumbuhan terestrial tingkat tinggi yang menjalani gaya hidup terikat, lebih bergantung pada pasokan substrat dan udara dengan kelembapan dibandingkan hewan. Berdasarkan kedekatannya dengan habitat dengan kondisi kelembapan berbeda dan perkembangan adaptasi yang sesuai, tiga kelompok ekologi utama dibedakan di antara tumbuhan terestrial: higrofit, mesofit, dan xerofita. Kondisi pasokan air secara signifikan mempengaruhi penampilan dan struktur internalnya.

Higrofit- tanaman di habitat yang terlalu lembab dengan kelembapan udara dan tanah yang tinggi. Hal ini ditandai dengan tidak adanya perangkat yang membatasi konsumsi air dan ketidakmampuan untuk mentolerir kerugian kecil sekalipun. Higrofit yang paling khas adalah tumbuhan herba dan epifit di hutan hujan tropis dan lapisan bawah hutan lembab di zona iklim yang berbeda (celandine besar, impatiens vulgare, coklat kemerah-merahan kayu biasa, dll.), spesies pesisir (marigold rawa, rumput menangis, cattail, buluh , alang-alang) , tanaman padang rumput yang lembab dan basah, rawa (marsh cinquefoil, marsh cinquefoil, sedum berdaun tiga, sedge), beberapa tanaman budidaya.



Ciri-ciri struktur higrofit adalah helaian daun tipis dengan sedikit stomata terbuka lebar, jaringan daun longgar dengan ruang antar sel yang besar, perkembangan sistem penghantar air (xilem) yang buruk, akar tipis, bercabang lemah, seringkali tanpa bulu akar. Adaptasi fisiologis higrofit meliputi tekanan osmotik getah sel yang rendah, kapasitas menahan air yang rendah dan, sebagai akibatnya, intensitas transnirasi yang tinggi, yang sedikit berbeda dengan penguapan fisik. Kelembapan berlebih juga dihilangkan dengan cara talang- keluarnya air melalui sel ekskresi khusus yang terletak di sepanjang tepi daun. Kelembapan yang berlebihan mempersulit aerasi, dan oleh karena itu aktivitas respirasi dan penghisapan akar, sehingga penghilangan kelembapan berlebih merupakan perebutan antar tanaman untuk mendapatkan akses udara.

Xerofit - tanaman di habitat kering yang tahan terhadap kekeringan berkepanjangan namun tetap aktif secara fisiologis. Ini adalah tumbuhan gurun, stepa kering, sabana, subtropis kering, bukit pasir, dan lereng kering yang sangat panas.

Ciri-ciri struktural dan fisiologis xerofit ditujukan untuk mengatasi kekurangan kelembaban tanah atau udara secara permanen atau sementara. Masalah ini diselesaikan dengan tiga cara: 1) ekstraksi (penghisapan) air secara efisien, 2) penggunaan air secara ekonomis, 3) kemampuan untuk menahan kehilangan air dalam jumlah besar.

Ekstraksi air secara intensif dari tanah dicapai oleh xerofit berkat sistem akar yang berkembang dengan baik. Dalam hal massa total, sistem akar xerofit kira-kira 10 kali, dan kadang-kadang 300-400 kali lebih besar daripada bagian di atas tanah. Panjang akarnya bisa mencapai 10-15 m, dan saxaul hitam - 30-40 m, yang memungkinkan tanaman memanfaatkan kelembapan cakrawala tanah yang dalam, dan dalam beberapa kasus, air tanah. Ada juga sistem akar yang dangkal dan berkembang dengan baik yang beradaptasi untuk menyerap sedikit curah hujan di atmosfer, hanya mengairi cakrawala tanah bagian atas.

Konsumsi air yang ekonomis oleh xerofit dipastikan oleh fakta bahwa daunnya kecil, sempit, keras, dengan kutikula tebal, dengan epidermis berdinding tebal berlapis-lapis, dengan sejumlah besar jaringan mekanis, bahkan dengan banyak kehilangan air, daun tidak kehilangan elastisitas dan turgornya. Sel-sel daun berukuran kecil dan padat, sehingga permukaan penguapan bagian dalam sangat berkurang. Selain itu, xerophytes telah meningkatkan tekanan osmotik getah sel, sehingga mereka dapat menyerap air bahkan dengan kekuatan penghilangan air tanah yang tinggi.

Adaptasi fisiologis juga mencakup kapasitas sel dan jaringan menahan air yang tinggi, karena tingginya viskositas dan elastisitas sitoplasma, sebagian besar air terikat dalam total pasokan air, dll. Hal ini memungkinkan xerofit mentolerir dehidrasi jaringan yang dalam ( hingga 75% dari total pasokan air) tanpa kehilangan kelayakannya. Selain itu, salah satu dasar biokimia ketahanan tanaman terhadap kekeringan adalah pelestarian aktivitas enzim selama dehidrasi dalam.

Xerofit dengan ciri struktural xeromorfik paling menonjol pada daun yang disebutkan di atas memiliki penampilan yang unik, itulah sebabnya mereka mendapat namanya. sklerofita.

Kelompok xerofit meliputi sukulen- tanaman dengan daun atau batang yang segar dan berdaging yang mengandung jaringan akuifer yang sangat berkembang. Ada sukulen daun (agaves, aloe, young, sedum) dan sukulen batang, yang daunnya mengecil, dan bagian atas tanah diwakili oleh batang berdaging (kaktus, beberapa milkweed, slipways, dll.). Fotosintesis pada sukulen batang dilakukan oleh lapisan perifer parenkim batang yang mengandung klorofil. Mereka mengatasi musim kemarau panjang dengan mengakumulasi air di jaringan akuifer, mengikatnya dengan koloid sel, dan menggunakannya secara ekonomis, yang dijamin dengan melindungi epidermis tanaman dengan lapisan lilin, membenamkannya ke dalam jaringan daun atau batang dengan beberapa tutup. stomata di siang hari. Akibatnya, transpirasi pada sukulen sangat rendah: di gurun, kaktus dari genus Camegia hanya mengeluarkan 1-3 mg air per 1 g berat basah per hari.

Sistem akarnya dangkal, kurang berkembang, dirancang untuk menyerap air dari lapisan atas tanah, dibasahi oleh hujan yang jarang terjadi. Saat kekeringan, akarnya bisa mati, tetapi setelah hujan, akar baru akan tumbuh dengan cepat (dalam 2-4 hari).

Tanaman sukulen terutama terbatas di zona kering Amerika Tengah, Afrika Selatan, dan Mediterania.

Mesofit menempati posisi perantara antara higrofit dan xerofit. Mereka umum ditemukan di daerah yang cukup lembab dengan kondisi cukup hangat dan pasokan nutrisi mineral yang cukup baik. Mesofit mencakup tanaman padang rumput, hutan herba, pohon gugur dan semak belukar dari daerah beriklim sedang, serta sebagian besar tanaman budidaya dan gulma. Mesofit dicirikan oleh plastisitas ekologis yang tinggi, memungkinkan mereka beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan.

Cara-cara khusus mengatur pertukaran air memungkinkan tumbuhan menempati wilayah daratan dengan kondisi lingkungan yang beragam. Keragaman metode adaptasi mendasari persebaran tumbuhan di Bumi, dimana kekurangan kelembaban merupakan salah satu masalah utama adaptasi ekologi.

Adaptasi hewan terhadap rezim air. Cara pengaturan keseimbangan air pada hewan lebih beragam dibandingkan pada tumbuhan. Mereka dapat dibagi menjadi perilaku, morfologi dan fisiologis.

Ke nomor tersebut adaptasi perilaku termasuk mencari perairan, memilih habitat, menggali lubang, dll. Di dalam lubang, kelembapan udara mendekati 100%, yang mengurangi penguapan melalui integumen dan menghemat kelembapan dalam tubuh.

KE metode morfologi menjaga keseimbangan air normal mencakup formasi yang mendorong retensi air dalam tubuh; ini adalah cangkang moluska darat, tidak adanya kelenjar kulit dan keratinisasi pada integumen reptil, kutikula serangga yang mengandung kitin, dll.

Adaptasi fisiologis pengaturan metabolisme air dapat dibagi menjadi tiga kelompok: 1) kemampuan sejumlah spesies untuk membentuk air metabolisme dan merasa puas dengan kelembaban yang disuplai dengan makanan (banyak serangga, hewan pengerat gurun kecil); 2) kemampuan mempertahankan kelembapan pada saluran pencernaan akibat penyerapan air oleh dinding usus, serta pembentukan urin yang sangat pekat (domba, jerboas); 3) pengembangan daya tahan tubuh terhadap dehidrasi karena kekhasan sistem peredaran darah, termoregulasi yang efektif melalui keringat dan keluarnya air dari selaput lendir rongga mulut (unta, domba, anjing).

Pada saat yang sama, bahkan hewan poikilotermik pun tidak dapat menghindari kehilangan air akibat penguapan, sehingga cara utama untuk menjaga keseimbangan air saat hidup di gurun adalah dengan menghindari beban panas yang berlebihan.

Air adalah dasar kehidupan bagi semua makhluk hidup. Ini memainkan peran penting dalam kehidupan dan perkembangan organisme:

– air membentuk dasar tubuh organisme hidup;

– air merupakan media dan peserta dalam reaksi biokimia yang terjadi dalam tubuh organisme hidup;

– air adalah media di mana organisme menerima banyak zat yang mereka butuhkan dan membuang produk metabolisme (racun);

– pada tumbuhan, air terlibat dalam fotosintesis - 5% dari semua air yang mereka konsumsi dihabiskan untuk itu, dan 95% darinya dihabiskan untuk transpirasi (penguapan oleh daun, yang menciptakan aliran garam mineral ke atas) dan mempertahankan turgor ( elastisitas) jaringan;

– air merupakan lingkungan hidup bagi organisme akuatik;

– kapasitas panas air yang tinggi memungkinkan hewan berdarah panas mempertahankan suhu tubuh yang konstan;

– pemanasan yang lambat dan pendinginan air yang lambat melunakkan fluktuasi suhu, itulah sebabnya iklim pantai disebut “ringan”, atau laut;

– suhu penguapan air yang tinggi memungkinkan organisme membuang panas berlebih;

– fungsi penting lainnya.

Karena pentingnya fungsi biologis air, seringkali air menjadi faktor pembatas dan, bersama dengan suhu dan komposisi tanah, menentukan jenis ekosistem (stepa, sabana, hutan kering, hutan basah).

Jumlah curah hujan terbesar terjadi di zona tropis. Hal ini dijelaskan dengan maksimalnya pasokan energi matahari di sana. Karena suhunya yang tinggi, udara tropis menyerap lebih banyak air dibandingkan udara sejuk di daerah lintang tinggi. Dengan demikian, iklim lembab di daerah tropis disebabkan oleh banyaknya energi matahari.

Besarnya curah hujan dipengaruhi oleh perbandingan luas daratan dan lautan: di belahan bumi selatan yang luas lautannya lebih besar dan luas benuanya lebih kecil, curah hujan yang turun lebih banyak dibandingkan di belahan bumi utara.

Tidak hanya jumlah total curah hujan yang jatuh di suatu wilayah yang penting, namun juga intensitas dan distribusinya dari waktu ke waktu.

Hujan yang sangat deras, terutama tanpa adanya tutupan vegetasi, menyebabkan erosi tanah dan matinya bibit tanaman serta hewan-hewan kecil. Curah hujan dalam bentuk hujan es, yang ukuran partikelnya bisa sebesar telur ayam, memiliki efek merusak yang paling kuat. Hujan gerimis dalam jangka waktu lama tidak menguntungkan bagi serangga dan burung pemakan serangga, terutama saat mereka memberi makan anak-anaknya. Tanpa adanya curah hujan, organisme harus mengalami kekeringan dalam jangka waktu lama.

Di zona tropis, pola curah hujan berfungsi sebagai faktor yang menentukan aktivitas musiman organisme—ritme biologisnya. Di daerah beriklim sedang, sinyal utama perubahan musim dalam setahun adalah lamanya siang hari (fotoperiode) dan rezim suhu.

Kelembaban udara

Indikator kelembaban udara mencirikan derajat kejenuhannya dengan uap air.

Kelembapan mutlak Udara disebut jumlah uap air per satuan massanya, dan relatif adalah perbandingan jumlah uap air yang tersedia dengan jumlah maksimum yang mungkin pada suhu tertentu (dalam %).

Kelembapan udara sangat penting bagi lingkungan.

Intensitas penguapannya dari permukaan organisme bergantung pada jumlah kelembapan di udara. Pada kelembapan rendah, penguapan sangat kuat dan dapat menyebabkan dehidrasi(dehidrasi) organisme. Untuk melindungi dari dehidrasi, banyak dari mereka memperoleh adaptasi khusus:

– tumbuhan - kutikula tebal, kemampuan menggugurkan daun pada musim kemarau, kemampuan menggulung daun, rontok (pengurangan) daun, puber dan lapisan lilin pada daun, stomata terbenam dalam jaringan daun - lubang tempat air menguap;

– hewan - sisik bertanduk, penutup chitinous, dll.

Sifat pengeringan udara bergantung pada defisit saturasinya dengan uap air - perbedaan antara kelembaban absolut dan maksimum yang mungkin terjadi pada suhu tertentu.

Adaptasi organisme terhadap tingkat hidrasi yang berbeda

Adaptasi tumbuhan. Tergantung pada kebutuhan air, semua tanaman dibagi menjadi tiga kelompok ekologi.

1. Hidrofit(dari bahasa Yunani hydor - air, kelembaban) - tanaman yang menyukai kelembaban, yaitu:

– tanaman yang seluruhnya terendam air - elodea;

– tumbuhan yang hanya akarnya saja yang terendam air - alang-alang, cattails, sedges, papirus;

– tanaman yang tumbuh di tempat lembab - lumut, pakis, lumut, dll.

2. Mesofit(dari bahasa Yunani mesos - rata-rata, menengah) - tanaman di tempat yang cukup lembab (ladang, hutan, padang rumput) memiliki perangkat untuk memperoleh air - sistem akar yang berkembang, jaringan integumen dan konduktif, mekanisme untuk mengatur tingkat penguapan.

3. Xerofit(dari bahasa Yunani xeros - kering) - tanaman di tempat kering (stepa kering, sabana, semi-gurun, gurun) mampu mentolerir kekurangan kelembaban.

Xerofit mengatasi kekurangan kelembaban dengan cara sebagai berikut:

– meningkatkan penyerapannya melalui pengembangan sistem akar yang kuat: pada beberapa tanaman gurun, massa akar melebihi massa organ terestrial sebanyak 9-10 kali lipat;

– mengurangi kehilangan air dengan mengurangi penguapan oleh daun;

– menumpuk air di batang berdaging (kaktus dan tumbuhan Afrika) atau di daun (lidah buaya, agaves);

– mengembangkan mekanisme untuk menoleransi kekurangan air.

Tumbuhan yang menumpuk air pada batang atau daun yang berdaging disebut sukulen batang dan daun (dari bahasa latin sukulen - sukulen). Untuk melindungi dari penguapan, mereka memiliki jaringan penutup yang tebal, dan kaktus memiliki stomata (lubang tempat terjadinya penguapan), tertanam dalam di jaringan daun dan hanya terbuka pada malam hari, ketika suhu udara turun. Pada saat yang sama, sistem akar sukulen kurang berkembang karena tumbuh di daerah dengan curah hujan yang jarang namun melimpah.

Tumbuhan yang tidak mengakumulasi kelembapan, tetapi mengekstraknya dari kedalaman yang sangat dalam dan memiliki struktur untuk meminimalkan penguapan, disebut sclerophytes (dari bahasa Yunani skleros - keras, keras). Sklerofit memiliki batang yang keras dan kering serta daun yang kecil dan keras yang sering rontok pada musim kemarau. Pada banyak sklerofita, daunnya mengecil (saxaul) atau mempunyai duri.

Adaptasi Hewan. Ada tiga jenis adaptasi hewan terhadap kekeringan.

1. Perilaku– migrasi ke tempat yang terdapat air, mengunjungi tempat berair, gaya hidup malam hari, berlindung di liang.

2. Secara morfologi- adanya penutup pelindung.

3. Fisiologis:

– adanya mekanisme penyerapan terbalik air dalam sistem pencernaan dan ekskresi;

– ekskresi urin yang sangat pekat atau padat;

– sintesis air metabolisme;

– kemampuan untuk mentolerir dehidrasi parah.

Daftar literatur dasar

1. Chebyshev N.V., Filippova A.V. Dasar-dasar ekologi. – Moskow, 2004

2.Laporan nasional tentang keadaan lingkungan hidup di Republik Kazakhstan, Kementerian Perlindungan Lingkungan Hidup Republik Kazakhstan, Almaty, 2007.

3. V.G.Ignatov, A.V.Kokin. Ekologi dan ekonomi pengelolaan lingkungan., R-on-D, 2003.

4. L.I.Gubareva, O.M. Churilova. Ekologi Manusia. M., 2005

5. G.S.Ospanova, G.T.Bozshataeva. Ekologi. – Almaty, 2002

6. Diedit oleh A.S. Ekologi umum. M., 2001

Kita masing-masing mungkin pernah mendengar ungkapan bahwa tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air. Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa demikian? Mengapa Anda membutuhkan cairan dalam jumlah besar dan secara umum apa fungsi air dalam tubuh?

Properti

Air mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

  • pertama-tama, ini adalah pelarut yang baik (baik untuk nutrisi maupun racun);
  • ketidakstabilan;
  • memiliki kapasitas panas dan konduktivitas termal yang tinggi;
  • mungkin menguap;
  • mampu menghidrolisis zat lain (yaitu, zat terurai akibat aksinya atau terurai di dalamnya).

Berkat sifat dasar ini, air menjalankan sejumlah fungsi dalam tubuh setiap makhluk hidup. Mari kita lihat lebih dekat.

Fungsi air dalam tubuh

Tubuh manusia rata-rata terdiri dari 75% air. Sayangnya, rasio ini berubah seiring bertambahnya usia.

Air, sebagai komponen utama seluruh cairan tubuh, khususnya darah, yang mengandung lebih dari 90%, menjalankan fungsi utama sebagai berikut:

  • pengaturan suhu tubuh;
  • pembuangan limbah, racun dan;
  • transportasi nutrisi dan oksigen;
  • penyerapan dan pencernaan makanan;
  • fungsi transportasi;
  • bantalan sendi dan mencegah gesekannya;
  • menjaga struktur sel;
  • perlindungan jaringan dan organ dalam;
  • peningkatan metabolisme.

Fungsi air dalam proses termoregulasi adalah untuk memastikan suhu tubuh yang konstan pada tingkat sel melalui penguapan dan keringat. Berkat kemampuannya membawa cukup banyak kelembapan, bersirkulasi di dalam tubuh manusia, ia membawanya di tempat yang berlebih dan menambahkannya di tempat yang tidak mencukupi.

Fungsi air penyerap goncangan dalam tubuh dipastikan karena kandungannya yang tinggi dalam cairan sinovial sendi. Hal ini mencegah gesekan pada permukaan artikular selama beban dan kerja sendi, dan juga berfungsi sebagai penyangga pelindung tertentu jika terjadi kemungkinan jatuh dan cedera.

Air melakukan fungsi mengangkut senyawa-senyawa yang diperlukan karena volumenya yang besar, sehingga dapat menembus ke mana-mana, bahkan ke ruang antar sel, mengantarkan organ dan jaringan yang diperlukan dan mengeluarkan produk-produk aktivitas vitalnya.

Secara umum diterima bahwa kesehatan mental secara langsung bergantung pada jumlah cairan yang dikonsumsi. Dehidrasi tidak hanya mengancam hilangnya kekuatan, energi, sakit kepala dan pusing, tetapi juga penurunan kinerja, memori dan kemampuan berkonsentrasi pada informasi yang diperlukan.

Selain itu, mengingat seiring bertambahnya usia, jumlah air sebagai salah satu komponen tubuh semakin berkurang, para ilmuwan berasumsi ada hubungan antara jumlah cairan dan proses penuaan. Oleh karena itu, orang-orang dari kelompok usia yang lebih tua perlu sangat berhati-hati dengan pola makan air mereka.

Dalam beberapa tahun terakhir, fungsi air dalam pencegahan berbagai penyakit, termasuk kanker, semakin diperhatikan. Dipercaya bahwa semakin banyak cairan yang kita konsumsi, semakin banyak cairan yang dikeluarkan, dan bersama dengan itu organisme patogen, produk limbahnya, racun, yang berpotensi menjadi batu loncatan bagi perkembangan kanker.

Oleh karena itu, semua fungsi air penting untuk berfungsinya semua organ dan sistem secara normal serta untuk gaya hidup yang nyaman dan sehat.

Semakin sedikit air yang masuk dari luar, semakin banyak air yang terakumulasi di dalam. Artinya jika Anda meminum cairan secara tidak teratur dan dalam jumlah yang tidak mencukupi, maka pada saat Anda menerimanya lagi, tubuh akan menahan air, menyimpannya seolah-olah sebagai cadangan. Dengan demikian, seseorang tidak hanya membuat dirinya terkena sejumlah penyakit, tetapi juga mengalami penambahan berat badan berlebih.

Sinyal pertama yang diberikan tubuh Anda bahwa ia tidak mendapatkan cukup air adalah rasa lelah yang terkenal. Jika kehilangan cairan fisiologis tidak tergantikan dalam waktu lama, seseorang mulai merasakan nyeri sendi dan rasa tidak nyaman pada tulang belakang. Racun menumpuk di dalam tubuh, kekebalan tubuh menurun, dan seseorang menjadi lebih mudah terserang penyakit, terutama penyakit menular.

Penting!

Anda perlu minum 1,5-2 liter cairan setiap hari. Asupan air berkualitas tinggi secara teratur akan memberi Anda perasaan kuat dan bersemangat, proses pencernaan akan membaik, sakit kepala dan ketidaknyamanan lainnya tidak lagi mengganggu Anda. Anda tidak hanya akan merasa lebih baik, tetapi Anda pasti akan terlihat lebih baik.

Kesimpulan

Fungsi air dalam tubuh manusia bermacam-macam dan banyak. Oleh karena itu, Anda tidak boleh mengabaikan komponen penting dari diet Anda. Minumlah air dalam jumlah yang dibutuhkan dan jadilah sehat!

ARTIKEL TERKAIT