Влажность
Протекание всех биохимических процессов в клетках и нормальное функционирование организма в целом возможны только при достаточном обеспечении его водой -необходимым условием жизни. Питательные вещества циркулируют в организме, главным образом в виде водных растворов.
Дефицит влаги - одна из наиболее существенных особенностей наземно-воздушной среды жизни. Вся эволюция наземных организмов шла под знаком приспособления к добыванию и сохранению влаги. Режимы влажности среды на суше очень разнообразны - от полного и постоянного насыщения воздуха водяными парами в некоторых районах тропиков до практически полного их отсутствия в сухом воздухе пустынь. Велика также суточная и сезонная изменчивость содержания водяных паров в атмосфере. Водообеспечение наземных организмов, зависит также от режима выпадения осадков, наличия водоемов, запасов почвенной влаги, близости грунтовых вод и т. п. Это привело к развитию у наземных организмов множества адаптации к различным режимам водообеспечения.
Адаптация растений к поддержанию водного баланса.
В наземной среде ведущее направление эволюции шло в выработке адаптаций к дефициту влаги. Водный обмен организма со средой складывается из двух противоположных процессов: поступление воды в организм и отдача её во внешнюю среду. У высших растений этот процесс представлен насасыванием воды из почвы корневой системой, проведением её с растворёнными веществами к отдельным органам и клеткам и выведением в процессе транспирации(испарения с поверхности листа). В водном обмене около 5% воды используется для фотосинтеза, а остальное- на компенсацию испарения и поддержание тургора. Разрыв связи растения с источником воды невозможен, иначе неизбежен переход в неактивное состояние- анабиоз.
Низшие наземные растения из влажного субстрата поглощают воду погруженными в него частями таллома, а влагу дождя, росы и тумана-всей поверхностью.
Когда в непосредственной близости от корней запасы воды в почве истощаются, корни увеличивают активную поверхность путем, роста, так что корневая система растений постоянно находится в движении. У степных и пустынных растений часто можно видеть эфемерные корни, быстро вырастающие в периоды увлажнения почвы, а с наступлением засушливого периода засыхающие.
По типу ветвления различают корневые системы экстенсивные и интенсивные. Экстенсивная корневая система охватывает большой объем почвы, но сравнительно слабо ветвится, так что почва пронизана корнями негусто. Таковы корневые системы у многих степных и пустынных растений (саксаула, верблюжьей колючки), у деревьев умеренной полосы (сосны обыкновенной, березы повислой). Интенсивная корневая система охватывает небольшой объем почвы, но густо пронизывает ее многочисленными сильно ветвящимися корнями.
Всасывание воды корнями затруднено при большой сухости почвы, засолении или сильной кислотности, при низкой температуре.
У высших растений есть и дополнительные пути поступления воды в тело. Мхи могут поглощать воду всей поверхностью, как и лишайники. Особенно много воды впитывают такие мхи, как кукушкин лен, виды сфагнума, чему способствует строение их листьев и побегов. Из воздуха, насыщенного водяными парами, в дождевом тропическом лесу поглощают воду многие эпифиты, например папоротник - тонкими листьями, многие орхидеи - воздушными корнями.
Рисунок 4 - Корневые системы растений в разных условиях водоснабжения