生物對(duì)水分變化的適應(yīng)

宣莉蓉++徐玲琴

摘要：水對(duì)我們的生命起著重要的作用，它是生命的源泉，是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的最重要的物質(zhì)資源之一。水是生物最需要的一種物質(zhì)，水的存在與多寡，影響生物的生存與分布。

關(guān)鍵詞：水；生物；干旱；水澇

一、水的生態(tài)作用

水是任何生物體都不可缺少的重要組成成分。各種生物的含水量有很大的不同。生物體的含水量一般為60～80%，有些水生生物可達(dá)90%以上，而在干旱環(huán)境中生長(zhǎng)的地衣、卷柏和有些苔蘚植物僅含6%左右。

水是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。生物的新陳代謝是以水為介質(zhì)進(jìn)行的，生物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸、廢物的排除、激素的傳遞以及生命賴以存在的各種生物化學(xué)過(guò)程，都必須在水溶液中才能進(jìn)行，而所有物質(zhì)也都必須以溶解狀態(tài)才能進(jìn)出細(xì)胞。水也是生物新陳代謝的直接參與者。光合作用、呼吸作用、有機(jī)物合成和分解過(guò)程中都有水分子參與。如果沒有水，這些體內(nèi)重要的生理過(guò)程不能進(jìn)行。

生物體內(nèi)的水分能使其保持固有的形態(tài)。水分使細(xì)胞保持一定的緊張度，維持了生物細(xì)胞及組織的緊張狀態(tài)，使植物枝葉挺立，便于充分接受陽(yáng)光和氣體的交換；同時(shí)也有使花朵張開，利于傳粉。水分還能使動(dòng)物保持體形，便于劇烈運(yùn)動(dòng)。如果含水量不足，便會(huì)造成植物萎蔫，動(dòng)物脫水，一切生理活動(dòng)也隨之下降甚至停止。

水對(duì)穩(wěn)定環(huán)境溫度有重要意義。水的密度在4℃時(shí)最大，這一特性使任何水體都不會(huì)同時(shí)凍結(jié)，而且結(jié)冰過(guò)程總是從上到下進(jìn)行。水的熱容量很大，吸熱和放熱過(guò)程緩慢，因此水體溫度不象大氣溫度那樣變化劇烈。

總的來(lái)說(shuō)，水是生物生存的重要條件。

二、水對(duì)生物的作用

1、水分對(duì)植物的作用

水分對(duì)植物的生長(zhǎng)有一個(gè)最高、最適和最低的“三基點(diǎn)”。水分只有處于合適范圍內(nèi)，才能維持植物的水分平衡，保證植物正常生長(zhǎng)。種子萌發(fā)需要較多水分，因?yàn)樗苘浕N皮，增強(qiáng)其透性，使種子呼吸加強(qiáng)；同時(shí)水能使種子內(nèi)凝膠狀態(tài)的原生質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，使生理活性增強(qiáng)，促進(jìn)種子萌發(fā)。

1.1 干旱的影響

干旱對(duì)植物的影響：降低各種生理過(guò)程。干旱時(shí)氣孔關(guān)閉，減弱蒸騰降溫作用，抑制光合作用，增強(qiáng)呼吸作用，三磷酸腺苷酶活性增加破壞三磷酸腺苷的轉(zhuǎn)化循環(huán)；引起植物體內(nèi)各部分水分的重新分配。不同器官和不同組織間的水分，按各部位的水勢(shì)大小重新分配。水勢(shì)高的向水勢(shì)低的流動(dòng)；影響植物產(chǎn)品的質(zhì)量。果樹在干旱情況下，果實(shí)小，淀粉量和果膠質(zhì)減少，木質(zhì)素和半纖維素增加。植物受干旱危害的原因有能量代謝的破壞、蛋白質(zhì)代謝的改變以及合成酶活性降低和分解酶活性加強(qiáng)等。

改變膜的結(jié)構(gòu)及透性：干旱使得細(xì)胞嚴(yán)重脫水，破壞了原生質(zhì)膜脂類雙分子層的排列。使膜脂分子結(jié)構(gòu)即發(fā)生紊亂，膜因而收縮出現(xiàn)空隙和龜裂，引起膜透性改變。破壞了正常代謝過(guò)程：光合作用減弱，水分不足使光合作用顯著下降，直至趨于停止。

1.2 水澇的影響

澇害首先表現(xiàn)為對(duì)植物根系的不良影響。土壤水分過(guò)多或積水時(shí)，由于土壤孔隙充滿水分，通氣狀況惡化，植物根系處于缺氧環(huán)境，抑制了有氧呼吸，阻止了水分和礦物質(zhì)的吸收，植物生長(zhǎng)很快停止，葉片自下而上開始萎蔫、枯黃脫落，根系逐漸變黑、腐爛，整個(gè)植株不久就枯死。植物地上部分受淹，則使光合作用受阻，有氧呼吸減弱，無(wú)氧呼吸增強(qiáng)，體內(nèi)能量代謝顯著惡化，各種生命活動(dòng)陷于紊亂，各種器官和組織變得軟弱，很快變粘變黑、腐爛脫落。

2、水分對(duì)動(dòng)物的作用

水分不足會(huì)引起動(dòng)物的滯育、休眠甚至死亡。在草原上，降水季節(jié)形成的一些暫時(shí)性積水，常有水生昆蟲生長(zhǎng)，而且密度比較高，但是雨季過(guò)后，他們就會(huì)進(jìn)入滯育期。有些昆蟲在干燥的環(huán)境中完全停止發(fā)育，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還會(huì)導(dǎo)致死亡。水澇對(duì)動(dòng)物的影響，除直接的傷害死亡外，還常常導(dǎo)致流行病的蔓延，造成動(dòng)物大量死亡。

三、生物對(duì)水分的適應(yīng)

1、植物對(duì)水分的適應(yīng)

水生植物生長(zhǎng)在水中，長(zhǎng)期適應(yīng)缺氧環(huán)境，根、莖、葉形成連貫的通氣組織，以保證植物體各部分對(duì)氧氣的需要。水生植物機(jī)械組織不發(fā)達(dá)，甚至退化，以增強(qiáng)植物的彈性和抗扭曲能力，適應(yīng)于水體流動(dòng)。而且水下葉片很薄，且多分裂成帶狀、線狀，以增加吸收陽(yáng)光、無(wú)機(jī)鹽和CO2的面積。

陸生植物，可分為濕生、中生和旱生植物。對(duì)陸生植物來(lái)說(shuō)如何保持根系吸收水和蒸餾水之間的平衡是保證植物正常生活所必需的。

2、動(dòng)物對(duì)水分的適應(yīng)

動(dòng)物按棲息地也可以分水生和陸生兩類。水生動(dòng)物主要通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)的滲透壓來(lái)維持與環(huán)境的水分平衡。陸生動(dòng)物則在形態(tài)結(jié)構(gòu)、行為和生理上來(lái)適應(yīng)不同環(huán)境水分條件。

陸生動(dòng)物體內(nèi)的含水量一般比環(huán)境的要高，其常常會(huì)因蒸發(fā)而失水，在排泄過(guò)程中也會(huì)損失一部分水分。因此，動(dòng)物要保持體內(nèi)水分的平衡必須通過(guò)食物、飲水、代謝等得到補(bǔ)充。陸生動(dòng)物失水的主要途徑是皮膚蒸發(fā)、呼吸失水和排泄失水。丟失的水分主要從食物、代謝水和直接飲水三個(gè)方面得到彌補(bǔ)。但是，在有些環(huán)境中水是很難得到的，所以單靠飲水遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足動(dòng)物對(duì)水分的需要，因此陸生動(dòng)物在進(jìn)化過(guò)程中形成了對(duì)各種減少或者限制失水的適應(yīng)，在形態(tài)結(jié)構(gòu)上，陸生動(dòng)物各自以不同的形態(tài)來(lái)適應(yīng)環(huán)境濕度。

動(dòng)物滲透壓的調(diào)節(jié)可以通過(guò)限制其體表對(duì)鹽類的通透性、改變所排出的尿和糞便的濃度與體積、逆濃度梯度地主動(dòng)吸收或主動(dòng)排出鹽類和水等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。淡水動(dòng)物體液的濃度對(duì)環(huán)境是高滲透性的，水可以不斷地滲入動(dòng)物體內(nèi)，過(guò)剩的水分也必須不斷地被排出體外，才能保持體內(nèi)的水分平衡。

動(dòng)物對(duì)水因子的適應(yīng)與植物不同之處在于動(dòng)物有活動(dòng)能力，動(dòng)物可以通過(guò)遷移等多種行為途徑來(lái)主動(dòng)避開不良的水分環(huán)境。

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