जीवों के लिए जल के महत्व का संदेश। मानव शरीर में जल के कार्य

पानी के बिना कहीं नहीं!

जल को उचित रूप से पृथ्वी पर समस्त जीवन का स्रोत कहा जा सकता है। पौधे, जानवर, मछलियाँ और पक्षी, और निस्संदेह, प्रकृति का राजा - मनुष्य - कोई भी पानी के बिना जीवित रहने में सक्षम नहीं है। पृथ्वी ग्रह के कुछ निवासियों को इसकी थोड़ी सी आवश्यकता होती है, जबकि अन्य इसके बिना एक घंटे भी नहीं रह सकते। मनुष्य जलीय नहीं है, और सामान्य जीवन सुनिश्चित करने के लिए केवल पानी का उपभोग करता है और इसका उपयोग स्वच्छता और आनंद के लिए करता है। लेकिन इसका सबसे सीधा संबंध जल तत्व से भी है। मानव शरीर का 60% भाग पानी है। तो, वसा ऊतक को जल द्रव्यमान का 20%, हड्डियों को 25%, यकृत को 70, कंकाल की मांसपेशियों को 75%, रक्त को 80% पानी और मस्तिष्क को 85 प्रतिशत पानी की आवश्यकता होती है।

जीवित जीव लगातार बदलते परिवेश में रहते हैं, और उनके सामान्य कामकाज के लिए एक महत्वपूर्ण घटक जीव के आंतरिक वातावरण की स्थिरता है। यह वातावरण रक्त प्लाज्मा, ऊतक द्रव और लसीका द्वारा बनाए रखा जाता है। और उनमें से अधिकांश में पानी, प्रोटीन और खनिज लवण होते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि पानी और खनिज लवण पोषक तत्व और ऊर्जा स्रोत नहीं हैं, पानी की अनुपस्थिति में चयापचय प्रक्रियाएं असंभव हैं। जल एक उत्कृष्ट विलायक है। रेडॉक्स प्रक्रियाएं और अन्य चयापचय प्रतिक्रियाएं तरल माध्यम में होती हैं। पानी कुछ गैसों का परिवहन करता है, उन्हें विघटित अवस्था में और लवण के रूप में स्थानांतरित करता है। पाचक रसों से भरपूर होने के कारण, पानी शरीर से विषाक्त पदार्थों सहित चयापचय उत्पादों को निकालने में मदद करता है। पानी थर्मोरेग्यूलेशन में शामिल है।

मनुष्य के लिए जल का महत्व

बिना पानी पिए कोई व्यक्ति कितने समय तक जीवित रह सकता है? विशेषज्ञों का कहना है कि 7-10 दिन से ज्यादा नहीं। यह अवधि उन्हीं विशेषज्ञों द्वारा भोजन के बिना छोड़े गए व्यक्ति को दी गई अवधि से बहुत कम है। तो पानी अधिक महत्वपूर्ण है!

पानी मानव शरीर से मूत्र के साथ गुर्दे के माध्यम से निकल जाता है। इस तरह करीब 1700 मिलीलीटर पानी बर्बाद हो जाता है। एक व्यक्ति त्वचा के माध्यम से लगभग 500 मिलीलीटर खो देता है। फेफड़ों के माध्यम से साँस छोड़ने पर, एक व्यक्ति 300 मिलीलीटर पानी खो देता है।

शेष पानी

शरीर में ग्रहण किए गए पानी और उसके शरीर से बाहर निकलने के बीच का संबंध जल संतुलन है। शरीर की सभी प्रणालियों के सामान्य कामकाज के लिए जल संतुलन बहुत महत्वपूर्ण है। ऐसे मामलों में जहां पीने वाले पानी की मात्रा व्यक्ति द्वारा उत्सर्जित पानी से कम होती है, वहां विभिन्न विकार विकसित होने का खतरा होता है। आख़िरकार, पानी ऊतकों का हिस्सा है, जैसे शरीर में खारा घोल मौजूद होता है, यह इसका संरचनात्मक घटक है और पानी के चयापचय और खनिजों के बीच संबंध सुनिश्चित करता है।

मानव शरीर के लिए खनिजों का महत्व

खनिज कंकाल का अभिन्न अंग हैं। वे प्रोटीन, हार्मोन और एंजाइम की संरचना में निहित हैं। मानव शरीर में सभी खनिजों की कुल मात्रा द्रव्यमान का लगभग 4-5% है। अधिकांश खनिज भोजन और पानी के साथ शरीर में प्रवेश करते हैं। हालाँकि, भोजन और पानी में खनिजों की मात्रा हमेशा शरीर के सामान्य कामकाज के लिए पर्याप्त नहीं होती है। लगभग सभी लोग अपने भोजन में टेबल नमक डालते हैं, जिसके लिए प्रतिदिन लगभग 10-12 ग्राम नमक की आवश्यकता होती है। अगर शरीर में लंबे समय से खनिज पदार्थों की कमी हो तो व्यक्ति गंभीर रूप से बीमार हो सकता है।

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, हृदय और अन्य आंतरिक अंगों का सही कामकाज केवल खनिज आयनों की एक निश्चित सामग्री के मामले में होता है। उनके लिए धन्यवाद, आसमाटिक दबाव की स्थिरता और रक्त और ऊतक द्रव की प्रतिक्रिया बनाए रखी जाती है। खनिज आयन स्राव, अवशोषण, उत्सर्जन और अन्य प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।

इसके अतिरिक्त

जल सभी प्राणियों के जीवन का आधार है। यह जीवों के जीवन और विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है:

– जल जीवित जीवों के शरीर का आधार बनता है;

- पानी जीवित जीवों के शरीर में होने वाली जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में एक माध्यम और भागीदार है;

- पानी एक ऐसा माध्यम है जिसमें जीव अपनी ज़रूरत के कई पदार्थ प्राप्त करते हैं और चयापचय उत्पादों (विषाक्त पदार्थों) से छुटकारा पाते हैं;

- पौधों में, पानी प्रकाश संश्लेषण में शामिल होता है - उनके द्वारा उपभोग किए जाने वाले सभी पानी का 5% इस पर खर्च किया जाता है, और इसका 95% वाष्पोत्सर्जन (पत्तियों द्वारा वाष्पीकरण, जो खनिज लवणों का एक ऊपर की ओर प्रवाह बनाता है) और स्फीति बनाए रखने पर खर्च किया जाता है ( ऊतकों की लोच);

- जल जलीय जीवों के लिए जीवित वातावरण है;

- पानी की उच्च ताप क्षमता गर्म रक्त वाले जानवरों को शरीर का तापमान स्थिर बनाए रखने की अनुमति देती है;

- पानी का धीमा तापन और धीमी गति से ठंडा होना तापमान के उतार-चढ़ाव को नरम कर देता है, यही कारण है कि तटों की जलवायु को "हल्का" या समुद्री कहा जाता है;

- पानी के वाष्पीकरण का उच्च तापमान जीवों को अतिरिक्त गर्मी से छुटकारा पाने की अनुमति देता है;

- अन्य महत्वपूर्ण कार्य.

पानी के जैविक कार्यों के महत्व के कारण, यह अक्सर एक सीमित कारक होता है और, तापमान और मिट्टी की संरचना के साथ, पारिस्थितिक तंत्र के प्रकार (स्टेप्स, सवाना, शुष्क वन, गीले वन) निर्धारित करता है।

सबसे अधिक वर्षा उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में होती है। इसका कारण वहां सौर ऊर्जा की अधिकतम आपूर्ति है। अपने उच्च तापमान के कारण, उष्णकटिबंधीय हवा उच्च अक्षांशों पर ठंडी हवा की तुलना में बहुत अधिक पानी अवशोषित करती है। इस प्रकार, उष्ण कटिबंध की आर्द्र जलवायु सौर ऊर्जा की बड़ी मात्रा के कारण है।

वर्षा की मात्रा भूमि और समुद्री क्षेत्रों के अनुपात से प्रभावित होती है: दक्षिणी गोलार्ध में, जहाँ महासागरों का क्षेत्र बड़ा है और महाद्वीपों का क्षेत्र छोटा है, उत्तरी गोलार्ध की तुलना में अधिक वर्षा होती है।

न केवल किसी क्षेत्र में होने वाली वर्षा की कुल मात्रा महत्वपूर्ण है, बल्कि समय के साथ इसकी तीव्रता और वितरण भी महत्वपूर्ण है।

बहुत भारी बारिश, विशेष रूप से वनस्पति आवरण के अभाव में, मिट्टी के कटाव और पौधों के अंकुरों और छोटे जानवरों की मृत्यु का कारण बनती है। ओलों के रूप में वर्षा, जिसके कण का आकार मुर्गी के अंडे जितना बड़ा हो सकता है, का सबसे मजबूत हानिकारक प्रभाव होता है। लंबे समय तक रिमझिम बारिश कीड़ों और कीटभक्षी पक्षियों के लिए प्रतिकूल होती है, खासकर जब वे अपने बच्चों को खाना खिला रहे होते हैं। वर्षा के अभाव में, जीवों को लंबे समय तक सूखे का सामना करना पड़ता है।

उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में, वर्षा पैटर्न एक कारक के रूप में कार्य करता है जो जीवों की मौसमी गतिविधि - उनकी जैविक लय - को निर्धारित करता है। समशीतोष्ण अक्षांशों में, वर्ष के बदलते मौसम के मुख्य संकेत दिन के उजाले की लंबाई (फोटोपीरियड) और तापमान शासन हैं।

हवा मैं नमी

वायु आर्द्रता संकेतक जल वाष्प के साथ इसकी संतृप्ति की डिग्री को दर्शाता है।

पूर्ण आर्द्रतावायु को उसके द्रव्यमान की प्रति इकाई जलवाष्प की मात्रा कहा जाता है, और सापेक्ष किसी दिए गए तापमान पर उपलब्ध जलवाष्प की मात्रा और अधिकतम संभव मात्रा का अनुपात (% में) कहा जाता है।

वायु की आर्द्रता का पर्यावरणीय महत्व बहुत अधिक है।

जीवों की सतहों से इसके वाष्पीकरण की तीव्रता हवा में नमी की मात्रा पर निर्भर करती है। कम आर्द्रता पर, वाष्पीकरण बहुत तेज़ होता है और इससे नुकसान हो सकता है निर्जलीकरण(निर्जलीकरण) जीवों का. निर्जलीकरण से बचाने के लिए, उनमें से कई ने विशेष अनुकूलन हासिल कर लिया:

- पौधे - मोटी छल्ली, शुष्क मौसम में पत्तियों को गिराने की क्षमता, पत्तियों को मोड़ने की क्षमता, पत्तियों का नुकसान (कमी), पत्तियों पर यौवन और मोमी कोटिंग, पत्ती के ऊतकों में डूबे रंध्र - छेद जिसके माध्यम से पानी वाष्पित होता है;

– जानवर - सींगदार तराजू, चिटिनस कवर, आदि।

वायु के शुष्कन गुण निर्भर करते हैं घाटाजलवाष्प के साथ इसकी संतृप्ति - किसी दिए गए तापमान पर पूर्ण और अधिकतम संभव आर्द्रता के बीच का अंतर।

जलयोजन के विभिन्न स्तरों पर जीवों का अनुकूलन

पौधों का अनुकूलन. पानी की आवश्यकता के आधार पर सभी पौधों को तीन पारिस्थितिक समूहों में विभाजित किया गया है।

1. हाइड्रोफाइट्स(ग्रीक हाइडोर से - पानी, नमी) - नमी-प्रेमी पौधे, वे हैं:

– पौधे जो पूरी तरह से पानी में हैं - एलोडिया;

- ऐसे पौधे जिनकी केवल जड़ें पानी में डूबी होती हैं - रीड, कैटेल, सेज, पपीरस;

- नम स्थानों में उगने वाले पौधे - मॉस, फर्न, मॉस आदि।

2. मेसोफाइट्स(ग्रीक मेसोस से - औसत, मध्यवर्ती) - मध्यम आर्द्र स्थानों (खेतों, जंगलों, घास के मैदानों) के पौधों में पानी प्राप्त करने के लिए उपकरण होते हैं - एक विकसित जड़ प्रणाली, पूर्णांक और प्रवाहकीय ऊतक, वाष्पीकरण के स्तर को विनियमित करने के लिए तंत्र।

3. मरूद्भिद(ग्रीक ज़ेरोस से - सूखा) - शुष्क स्थानों (शुष्क मैदान, सवाना, अर्ध-रेगिस्तान, रेगिस्तान) के पौधे नमी की कमी को सहन करने में सक्षम हैं।

ज़ेरोफाइट्स निम्नलिखित तरीकों से नमी की कमी को दूर करते हैं:

- जड़ प्रणालियों के शक्तिशाली विकास के माध्यम से इसके अवशोषण को बढ़ाएं: कुछ रेगिस्तानी पौधों में जड़ों का द्रव्यमान जमीन के अंगों के द्रव्यमान से 9-10 गुना अधिक होता है;

- पत्तियों द्वारा वाष्पीकरण को कम करके पानी की कमी को कम करना;

- मांसल तनों (कैक्टि और अफ़्रीकी स्पर्जेस) या पत्तियों (एलो, एगेव्स) में पानी जमा करें;

- पानी की कमी को सहन करने के लिए तंत्र विकसित करें।

जो पौधे मांसल तनों या पत्तियों में पानी जमा करते हैं, उन्हें तना और पत्ती रसीला कहा जाता है (लैटिन सकुलेंटस से - रसीला)। वाष्पीकरण से बचाने के लिए, उनके पास मोटे आवरण वाले ऊतक होते हैं, और कैक्टि में स्टोमेटा (छिद्र जिसके माध्यम से वाष्पीकरण होता है) होता है, जो पत्ती के ऊतकों में गहराई से अंतर्निहित होता है और केवल रात में खुलता है, जब हवा का तापमान गिर जाता है। साथ ही, रसीलों की जड़ प्रणाली खराब रूप से विकसित होती है, क्योंकि वे दुर्लभ लेकिन प्रचुर वर्षा वाले क्षेत्रों में उगते हैं।

पौधे जो नमी जमा नहीं करते हैं, लेकिन इसे बड़ी गहराई से निकालते हैं और वाष्पीकरण को कम करने की संरचना रखते हैं, उन्हें स्क्लेरोफाइट्स कहा जाता है (ग्रीक स्केलेरोस से - कठोर, कठोर)। स्क्लेरोफाइट्स में कठोर, सूखे तने और छोटी, कठोर पत्तियाँ होती हैं जो अक्सर शुष्क मौसम के दौरान झड़ जाती हैं। कई स्क्लेरोफाइट्स में, पत्तियां छोटी (सैक्सौल) होती हैं या उनमें कांटे होते हैं।

पशु अनुकूलन. सूखे के प्रति पशु अनुकूलन तीन प्रकार के होते हैं।

1. व्यवहार- उन स्थानों पर प्रवास करना जहां पानी है, पानी वाले स्थानों पर जाना, रात्रिचर जीवनशैली, बिलों में आश्रय।

2. रूपात्मक- सुरक्षात्मक आवरणों की उपस्थिति।

3. शारीरिक:

- पाचन और उत्सर्जन प्रणालियों में पानी के पुनर्अवशोषण के लिए तंत्र की उपस्थिति;

- अत्यधिक गाढ़ा या ठोस मूत्र का उत्सर्जन;

- चयापचय जल का संश्लेषण;

- गंभीर निर्जलीकरण को सहन करने की क्षमता।

बुनियादी साहित्य की सूची

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सबसे महत्वपूर्ण पदार्थ

पानी- पृथ्वी पर सबसे आम पदार्थों में से एक। हमारे ग्रह की अधिकांश सतह पर पानी का कब्जा है।
जल प्राकृतिक रूप से पाया जाता है तीन राज्य: तरल, ठोस (बर्फ और बर्फ), गैसीय (जल वाष्प).
0 डिग्री पर पानी बर्फ में बदल जाता है।
जलवाष्प हवा में लगातार मौजूद रहता है। लेकिन इसे देखा नहीं जा सकता क्योंकि यह एक पारदर्शी, रंगहीन गैस है। यह इस तथ्य के कारण हवा में मिल जाता है कि जलाशयों और मिट्टी की सतह से पानी लगातार वाष्पित होता रहता है।
जीवित जीवों के लिए पानी का बहुत महत्व है। यह जीवित जीवों का हिस्सा है। कोई भी जीव लगातार पानी का सेवन करता है और उसकी पूर्ति की आवश्यकता होती है। इसलिए, पानी सभी पौधों और जानवरों के लिए आवश्यक है। एक व्यक्ति को प्रतिदिन 2 लीटर से अधिक पानी की आवश्यकता होती है।

व्यावहारिक कार्य "जल के गुणों का अध्ययन"
कार्य का उद्देश्य: जल के गुणों का निर्धारण करना।

व्यावहारिक कार्य के लिए तैयार किए गए उपकरणों की समीक्षा करें। वस्तुओं के नाम दर्शाने के लिए तीरों का उपयोग करें।

अनुभव 1. एक कांच की छड़ को एक गिलास पानी में डुबोएं। क्या वह दिखाई दे रही है? यह जल के किस गुण को दर्शाता है?
निष्कर्ष: पानी साफ है
अनुभव 2. पानी के रंग की तुलना इस पृष्ठ पर दिखाई गई धारियों के रंग से करें। आप क्या देखते हैं? इसका अर्थ क्या है?


निष्कर्ष: पानी रंगहीन होता है
अनुभव 3. साफ पानी की गंध लें. इस प्रकार जल का कौन सा गुण निर्धारित किया जा सकता है?
निष्कर्ष: पानी में कोई गंध नहीं होती
अनुभव 4. गर्म पानी में रंगीन पानी से भरी ट्यूब के साथ एक फ्लास्क रखें। आप क्या देख रहे हैं? यह क्या दर्शाता है?

निष्कर्ष: गर्म करने पर पानी फैलता है
अनुभव 5. उसी फ्लास्क को बर्फ वाली प्लेट में रखें। आप क्या देख रहे हैं? यह क्या दर्शाता है?

निष्कर्ष: जब पानी ठंडा होता है तो सिकुड़ता है।
सामान्य निष्कर्ष: पानी पारदर्शी, रंगहीन, गंधहीन होता है, गर्म होने पर फैलता है और ठंडा होने पर सिकुड़ जाता है।

जीवित जीवों में बहुत सारा पानी होता है। ज्यादातर मामलों में, यह जीवित जीव के आधे से अधिक द्रव्यमान का निर्माण करता है, और कभी-कभी शरीर में इसका हिस्सा 95-99% होता है। यह सब जीवित जीवों के जीवन के लिए पानी की अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका के कारण है। और यह महत्व पानी के विशेष गुणों के कारण है, जो इसकी संरचना के कारण है।

पानी के एक अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। ये परमाणु अणु के ध्रुवीय ध्रुव बनाते हैं (सकारात्मक ध्रुव हाइड्रोजन परमाणु है और नकारात्मक ध्रुव ऑक्सीजन परमाणु है)। ध्रुवों का अस्तित्व हाइड्रोजन बांड के निर्माण को संभव बनाता है, जो पानी के अणुओं को एक दूसरे के साथ और अन्य पदार्थों के साथ विभिन्न परिसरों को बनाने की अनुमति देता है। अणुओं के ऐसे परिसर पानी के उबलने और पिघलने के तापमान (समान अणुओं की तुलना में) में काफी वृद्धि करते हैं और इसकी ताप क्षमता में वृद्धि करते हैं। वे पानी को एक बहुत अच्छा विलायक और कई प्रतिक्रियाओं के लिए अनुकूल वातावरण भी बनाते हैं।

जीवित जीवों के लिए जल के सबसे महत्वपूर्ण गुण निम्नलिखित हैं:

1. पानी ध्रुवीय पदार्थों और आवेशित स्थलों वाले गैर-ध्रुवीय पदार्थों के लिए एक उत्कृष्ट विलायक है।

2. पानी अपने अणुओं के बीच और अन्य पदार्थों के अणुओं के साथ अणुओं के समुच्चय समूह बनाने में सक्षम है। इससे सतह के तनाव का बल काफी बढ़ जाता है, जिससे पानी मिट्टी की केशिकाओं और पौधों की वाहिकाओं के माध्यम से ऊपर उठता है।

3. पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति के कारण, इसके वाष्पीकरण के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और इसके जमने के परिणामस्वरूप गर्मी निकलती है। इसलिए, एकत्रीकरण की तीन अवस्थाओं में हमारे ग्रह पर पानी की उपस्थिति इसकी जलवायु को काफी हद तक नरम कर देती है। इसके अलावा, कई जीव अपने शरीर को ठंडा करने के लिए उच्च तापमान पर पानी के वाष्पीकरण का उपयोग करते हैं।

4. पानी 4°C पर अपने अधिकतम घनत्व तक पहुँच जाता है। बर्फ का घनत्व पानी की तुलना में कम होता है। इसलिए, सर्दियों में इसे जलाशयों की सतह पर रखा जाता है और उनमें रहने वाले जीवों को हाइपोथर्मिया से बचाया जाता है। कार्बनिक या अकार्बनिक पदार्थों के अणु जो ध्रुवीय होते हैं या आवेशित स्थल होते हैं, पानी के अणुओं के साथ आसानी से संपर्क करते हैं और तदनुसार, आसानी से उसमें घुल जाते हैं। ऐसे पदार्थों को हाइड्रोफिलिक कहा जाता है। यदि कार्बनिक या अकार्बनिक पदार्थों के अणु ध्रुवीय नहीं हैं और उनमें आवेशित स्थल नहीं हैं, तो वे व्यावहारिक रूप से पानी के अणुओं के साथ संपर्क नहीं करते हैं और तदनुसार, उसमें नहीं घुलते हैं। ऐसे पदार्थों को हाइड्रोफोबिक कहा जाता है।

चूँकि तरल अवस्था में पानी की कठोर आंतरिक संरचना नहीं होती है, अणुओं की तापीय गति से जलीय घोल के अणुओं का लगातार मिश्रण होता रहता है। इस घटना को प्रसार कहा जाता है। विसरण के कारण विलयन के विभिन्न भागों में घुले पदार्थों की सांद्रता बराबर हो जाती है।

जीवित जीवों में जैविक झिल्लियों की उपस्थिति से परासरण की घटना होती है। इस तथ्य के कारण कि जैविक झिल्ली अर्ध-पारगम्य हैं, बड़े कार्बनिक अणु उनके माध्यम से नहीं गुजर सकते हैं, लेकिन पानी के अणु गुजर सकते हैं। ऐसे मामले में जब झिल्ली के विभिन्न पक्षों पर बड़े अणुओं की सांद्रता अलग-अलग होती है, तो पानी के अणु तीव्रता से उस तरफ बढ़ने लगते हैं जहां घुले हुए पदार्थों की सांद्रता अधिक होती है। परिणामस्वरूप, झिल्ली के एक तरफ पदार्थों की अधिकता दिखाई देती है, जिसे आसमाटिक दबाव के रूप में देखा जा सकता है।

जीवित जीवों के लिए आसमाटिक दबाव बहुत महत्वपूर्ण है। इसके लिए धन्यवाद, स्फीति उत्पन्न होती है (पौधे के ऊतकों की लोच) और सेलुलर परिवहन होता है।

पृथ्वी पर सभी जीवित जीवों के अस्तित्व के लिए पानी एक आवश्यक शर्त है। जीवन प्रक्रियाओं में पानी का महत्व इस तथ्य से निर्धारित होता है कि यह कोशिका में मुख्य वातावरण है जहां चयापचय प्रक्रियाएं होती हैं और जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के सबसे महत्वपूर्ण प्रारंभिक, मध्यवर्ती या अंतिम उत्पाद के रूप में कार्य करती हैं। स्थलीय जीवों (विशेष रूप से पौधों) के लिए पानी की विशेष भूमिका वाष्पीकरण के कारण होने वाली हानि के कारण निरंतर पुनःपूर्ति की आवश्यकता है। इसलिए, स्थलीय जीवों का संपूर्ण विकास नमी के सक्रिय निष्कर्षण और किफायती उपयोग के अनुकूलन की दिशा में चला गया। अंत में, पौधों, जानवरों, कवक और सूक्ष्मजीवों की कई प्रजातियों के लिए, पानी उनका तत्काल निवास स्थान है।

निवास स्थान की आर्द्रता और, परिणामस्वरूप, स्थलीय जीवों के लिए पानी की कमी मुख्य रूप से वर्षा की मात्रा, मौसमों में इसका वितरण, जलाशयों की उपस्थिति, भूजल स्तर, मिट्टी की नमी भंडार आदि पर निर्भर करती है। आर्द्रता वितरण को प्रभावित करती है सीमित क्षेत्र के भीतर और व्यापक भौगोलिक पैमाने पर पौधों और जानवरों का, उनके क्षेत्र का निर्धारण (स्टेप्स द्वारा वनों का परिवर्तन, अर्ध-रेगिस्तानों और रेगिस्तानों द्वारा स्टेप्स का परिवर्तन)।

पानी की पारिस्थितिक भूमिका का अध्ययन करते समय, न केवल वर्षा की मात्रा को ध्यान में रखा जाता है, बल्कि इसके परिमाण और वाष्पीकरण के अनुपात को भी ध्यान में रखा जाता है। वे क्षेत्र जिनमें वाष्पीकरण वार्षिक वर्षा से अधिक होता है, कहलाते हैं शुष्क(सूखा, शुष्क)। शुष्क क्षेत्रों में, अधिकांश बढ़ते मौसम के दौरान पौधों को नमी की कमी का अनुभव होता है। में नमी(गीले) क्षेत्रों में पौधों को पर्याप्त पानी उपलब्ध कराया जाता है।

नमी और जल व्यवस्था के प्रति उनके अनुकूलन के संबंध में पौधों के पारिस्थितिक समूह। संलग्न जीवनशैली जीने वाले उच्च स्थलीय पौधे जानवरों की तुलना में काफी हद तक नमी के साथ सब्सट्रेट और हवा की आपूर्ति पर निर्भर होते हैं। विभिन्न नमी स्थितियों वाले आवासों के प्रति उनकी आत्मीयता और उपयुक्त अनुकूलन के विकास के आधार पर, तीन मुख्य पारिस्थितिक समूहों को स्थलीय पौधों के बीच प्रतिष्ठित किया जाता है: हाइग्रोफाइट्स, मेसोफाइट्स और ज़ेरोफाइट्स। जल आपूर्ति की स्थितियाँ उनके स्वरूप और आंतरिक संरचना को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं।

हाइग्रोफाइट्स- उच्च हवा और मिट्टी की नमी वाले अत्यधिक नम आवासों के पौधे। उनकी विशेषता पानी की खपत को सीमित करने वाले उपकरणों की अनुपस्थिति और मामूली नुकसान को भी सहन करने में असमर्थता है। सबसे विशिष्ट हाइग्रोफाइट्स जड़ी-बूटी वाले पौधे और उष्णकटिबंधीय वर्षावनों के एपिफाइट्स और विभिन्न जलवायु क्षेत्रों में नम जंगलों की निचली परतें (ग्रेटर कलैंडिन, इम्पेतिएन्स वल्गारे, कॉमन वुड सॉरेल, आदि), तटीय प्रजातियां (दलदल गेंदा, रोती हुई घास, कैटेल, रीड) हैं। , रीड) , नम और गीले घास के मैदानों के पौधे, दलदल (मार्श सिनकॉफ़िल, मार्श सिनकॉफ़िल, तीन-पत्ती वाले सेडम, सेज), कुछ खेती वाले पौधे।

हाइग्रोफाइट्स की विशिष्ट संरचनात्मक विशेषताएं कम संख्या में चौड़े खुले रंध्रों के साथ पतली पत्ती के ब्लेड, बड़े अंतरकोशिकीय स्थानों के साथ ढीले पत्ती ऊतक, जल-संचालन प्रणाली (जाइलम) का खराब विकास, पतली, कमजोर शाखाओं वाली जड़ें, अक्सर बिना जड़ बाल के होते हैं। हाइग्रोफाइट्स के शारीरिक अनुकूलन में कोशिका रस का कम आसमाटिक दबाव, कम जल-धारण क्षमता और, परिणामस्वरूप, ट्रांसनिरेशन की उच्च तीव्रता शामिल है, जो भौतिक वाष्पीकरण से थोड़ा अलग है। अतिरिक्त नमी भी दूर हो जाती है गट्टेशन- पत्ती के किनारे स्थित विशेष उत्सर्जन कोशिकाओं के माध्यम से पानी का स्राव। अतिरिक्त नमी वातन को बाधित करती है, और इसलिए जड़ों की सांस लेने और सक्शन गतिविधि को बाधित करती है, इसलिए अतिरिक्त नमी को हटाना पौधों द्वारा हवा की पहुंच के लिए संघर्ष का प्रतिनिधित्व करता है।

मरूद्भिद - शुष्क आवासों के पौधे जो शारीरिक रूप से सक्रिय रहते हुए लंबे समय तक सूखा सहन कर सकते हैं। ये रेगिस्तान, शुष्क मैदान, सवाना, शुष्क उपोष्णकटिबंधीय, रेत के टीले और शुष्क, अत्यधिक गर्म ढलानों के पौधे हैं।

जेरोफाइट्स की संरचनात्मक और शारीरिक विशेषताओं का उद्देश्य मिट्टी या हवा में नमी की स्थायी या अस्थायी कमी पर काबू पाना है। इस समस्या को तीन तरीकों से हल किया जाता है: 1) पानी का कुशल निष्कर्षण (चूषण), 2) इसका किफायती उपयोग, 3) पानी के बड़े नुकसान को सहन करने की क्षमता।

मिट्टी से पानी का गहन निष्कर्षण ज़ेरोफाइट्स द्वारा एक अच्छी तरह से विकसित जड़ प्रणाली की बदौलत हासिल किया जाता है। कुल द्रव्यमान के संदर्भ में, जेरोफाइट्स की जड़ प्रणाली जमीन के ऊपर के हिस्सों से लगभग 10 गुना और कभी-कभी 300-400 गुना बड़ी होती है। जड़ों की लंबाई 10-15 मीटर तक पहुंच सकती है, और काले सैक्सौल के लिए - 30-40 मीटर, जो पौधों को गहरी मिट्टी के क्षितिज की नमी और कुछ मामलों में भूजल का उपयोग करने की अनुमति देता है। सतही, अच्छी तरह से विकसित जड़ प्रणालियाँ भी हैं जो कम वायुमंडलीय वर्षा को अवशोषित करने के लिए अनुकूलित हैं, जो केवल ऊपरी मिट्टी के क्षितिज को सिंचित करती हैं।

जेरोफाइट्स द्वारा नमी की किफायती खपत इस तथ्य से सुनिश्चित होती है कि उनकी पत्तियाँ छोटी, संकीर्ण, कठोर, मोटी छल्ली वाली, बहुस्तरीय मोटी दीवार वाली एपिडर्मिस वाली, बड़ी संख्या में यांत्रिक ऊतकों वाली होती हैं, इसलिए बड़ी संख्या में भी पानी की कमी से पत्तियाँ अपनी लोच और स्फीति नहीं खोती हैं। पत्ती की कोशिकाएँ छोटी और सघन रूप से पैक होती हैं, जिसके कारण आंतरिक वाष्पीकरण सतह बहुत कम हो जाती है। इसके अलावा, जेरोफाइट्स में कोशिका रस का आसमाटिक दबाव बढ़ जाता है, जिसके कारण वे उच्च मिट्टी के जल-हटाने वाले बलों के साथ भी पानी को अवशोषित कर सकते हैं।

शारीरिक अनुकूलन में कोशिकाओं और ऊतकों की उच्च जल-धारण क्षमता, साइटोप्लाज्म की उच्च चिपचिपाहट और लोच, कुल जल आपूर्ति में बाध्य पानी का एक महत्वपूर्ण अनुपात आदि भी शामिल है। यह जेरोफाइट्स को ऊतकों के गहरे निर्जलीकरण को सहन करने की अनुमति देता है ( कुल जल आपूर्ति का 75% तक) व्यवहार्यता की हानि के बिना। इसके अलावा, पौधों के सूखे प्रतिरोध का एक जैव रासायनिक आधार गहरे निर्जलीकरण के दौरान एंजाइम गतिविधि का संरक्षण है।

ऊपर सूचीबद्ध पत्तियों की सबसे स्पष्ट ज़ेरोमोर्फिक संरचनात्मक विशेषताओं वाले ज़ेरोफाइट्स की एक अनूठी उपस्थिति होती है, जिसके लिए उन्हें यह नाम मिला है स्क्लेरोफाइट्स

जेरोफाइट्स के समूह में शामिल हैं सरस- रसीले, मांसल पत्तों या तनों वाले पौधे जिनमें अत्यधिक विकसित जलीय ऊतक होते हैं। पत्ती के रसीले (एगेव्स, एलो, यंग, ​​सेडम) और तने वाले होते हैं, जिनमें पत्तियाँ कम हो जाती हैं, और जमीन के ऊपर के हिस्सों को मांसल तनों (कैक्टी, कुछ मिल्कवीड, स्लिपवेज, आदि) द्वारा दर्शाया जाता है। तने के रसीलों में प्रकाश संश्लेषण क्लोरोफिल युक्त तने पैरेन्काइमा की परिधीय परत द्वारा किया जाता है। वे जलीय ऊतकों में पानी जमा करके, इसे सेल कोलाइड्स के साथ बांधकर और आर्थिक रूप से इसका उपयोग करके लंबी शुष्क अवधि को दूर करते हैं, जो पौधों के एपिडर्मिस को एक मोमी कोटिंग के साथ संरक्षित करके सुनिश्चित किया जाता है, जो पत्ती या तने के ऊतकों में कुछ बंद द्वारा डूबा होता है। दिन के दौरान रंध्र. परिणामस्वरूप, रसीले पौधों में वाष्पोत्सर्जन बेहद कम होता है: रेगिस्तानों में, जीनस कैमेगिया के कैक्टि प्रति दिन गीले वजन के प्रति 1 ग्राम केवल 1-3 मिलीग्राम पानी वाष्पित करते हैं।

जड़ प्रणाली सतही है, खराब रूप से विकसित है, जिसे दुर्लभ बारिश से सिक्त मिट्टी की ऊपरी परतों से पानी को अवशोषित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सूखे के दौरान, जड़ें मर सकती हैं, लेकिन बारिश के बाद, नई जड़ें तेजी से (2-4 दिनों में) बढ़ती हैं।

रसीले पौधे मुख्य रूप से मध्य अमेरिका, दक्षिण अफ्रीका और भूमध्य सागर के शुष्क क्षेत्रों तक ही सीमित हैं।

मेसोफाइट्सहाइग्रोफाइट्स और जेरोफाइट्स के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा करें। वे मध्यम आर्द्र क्षेत्रों में सामान्य रूप से गर्म परिस्थितियों और खनिज पोषण की काफी अच्छी आपूर्ति के साथ आम हैं। मेसोफाइट्स में घास के मैदान, जड़ी-बूटी वाले जंगल, मध्यम आर्द्र जलवायु वाले क्षेत्रों के पर्णपाती पेड़ और झाड़ियाँ, साथ ही अधिकांश खेती वाले पौधे और खरपतवार शामिल हैं। मेसोफाइट्स की विशेषता उच्च पारिस्थितिक प्लास्टिसिटी है, जो उन्हें बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल होने की अनुमति देती है।

जल विनिमय को विनियमित करने के विशिष्ट तरीकों ने पौधों को विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों वाले भूमि क्षेत्रों पर कब्जा करने की अनुमति दी। अनुकूलन विधियों की विविधता इस प्रकार पृथ्वी पर पौधों के वितरण का आधार है, जहां नमी की कमी पारिस्थितिक अनुकूलन की मुख्य समस्याओं में से एक है।

जल व्यवस्था के लिए जानवरों का अनुकूलन।जानवरों में जल संतुलन को विनियमित करने की विधियाँ पौधों की तुलना में अधिक विविध हैं। उन्हें व्यवहारिक, रूपात्मक और शारीरिक में विभाजित किया जा सकता है।

संख्या को व्यवहारिक अनुकूलनइसमें जल निकायों की खोज करना, आवास चुनना, छेद खोदना आदि शामिल हैं। छिद्रों में, हवा की आर्द्रता 100% तक पहुंच जाती है, जो पूर्णांक के माध्यम से वाष्पीकरण को कम करती है और शरीर में नमी को बचाती है।

को रूपात्मक तरीकेसामान्य जल संतुलन बनाए रखने में ऐसी संरचनाएँ शामिल हैं जो शरीर में जल प्रतिधारण को बढ़ावा देती हैं; ये स्थलीय मोलस्क के गोले, त्वचा ग्रंथियों की अनुपस्थिति और सरीसृपों के पूर्णांक का केराटिनाइजेशन, कीड़ों के चिटिनाइज्ड छल्ली आदि हैं।

शारीरिक अनुकूलनजल चयापचय के विनियमन को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है: 1) कई प्रजातियों की चयापचय जल बनाने और भोजन के साथ आपूर्ति की गई नमी से संतुष्ट होने की क्षमता (कई कीड़े, छोटे रेगिस्तानी कृंतक); 2) आंतों की दीवारों द्वारा पानी के अवशोषण के साथ-साथ अत्यधिक केंद्रित मूत्र (भेड़, जेरोबा) के गठन के कारण पाचन तंत्र में नमी को बचाने की क्षमता; 3) संचार प्रणाली की विशेषताओं के कारण शरीर के निर्जलीकरण के प्रति सहनशक्ति का विकास, पसीने द्वारा प्रभावी थर्मोरेग्यूलेशन और मौखिक गुहा (ऊंट, भेड़, कुत्ते) के श्लेष्म झिल्ली से पानी की रिहाई।

साथ ही, पोइकिलोथर्मिक जानवर भी वाष्पीकरण से जुड़े पानी के नुकसान से बच नहीं सकते हैं, इसलिए रेगिस्तान में रहते हुए पानी के संतुलन को बनाए रखने का मुख्य तरीका अत्यधिक गर्मी के भार से बचना है।