Nhân tố nước và ảnh hưởng lên đời sống sinh vật

Nhân tố nước và
sự ảnh hưởng lên đời sống sinh vật


1.

Ý nghĩa của nước đến đời sống sinh vật

Các sinh vật đầu tiên xuất hiện trong môi trường nước.
 Quá trình đấu tranh lên sống ở cạn, chúng cũng không tách khỏi môi
trường nước; nước cần thiết cho quá trình sinh sản. Sự kết hợp của các
giao tử hầu hết được thực hiện trong môi trường nước, nước cần thiết cho
quá trình trao đổi chất.
 Nước là nguyên liệu cho cây trong quá trình quang hợp tạo ra các chất
hữu cơ. Nước là môi trường hoà tan chất vô cơ và phương tiện vận chuyển
chất vô cơ và hữu cơ trong cây, vận chuyển máu và các chất dinh dưỡng ở
động vật.


  Nước chứa trong cơ thể sinh vật một hàm lượng rất cao, từ 50 - 90% khối lượng
cơ thể sinh vật là nước, có trường hợp nước chiếm tỷ lệ cao hơn, tới 98% như ở
một số cây mọng nước, ở ruột khoang (ví dụ: thủy tức).
 Nước tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng và điều hòa nhiệt độ cơ thể. 
 Cuối cùng nước giữ vai trò tích cực trong việc phát tán nòi giống của các sinh
vật, nước còn là môi trường sống của nhiều loài sinh vật.


2. Các trạng thái tồn tại của nước trong khí quyển và tác
động của nước lên sinh vật
 Mù (sương mù): gồm những giọt nước nhỏ li ti xuất hiện vào lúc
sáng sớm trong điều kiện trời trong, gió lặng thành một tấm màn

trắng trải dài trên mặt đất và sẽ tan đi khi mặt trời mọc. Ở những nơi
có thảm thực vật dày đặc (rừng, đồng cỏ, savan) có nhiều mù. Mù có
tác dụng làm tăng độ ẩm không khí, thuận lợi cho sự sinh trưởng của
thực vật và sâu bọ. 
 Sương: sương thường được hình thành vào ban đêm. Đối với thực
vật sương có tác động tốt vì đó là nguồn bổ sung độ ẩm cho cây khi
trời khô nóng, cây thường bị héo. Đối với những vùng khô hạn như
núi đá vôi, sa mạc, sương là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho sinh
vật trong vùng. 


 Mưa: Đóng vai trò quan trọng nhất trong việc cung cấp nước cho các cơ
thể sống.
 Mưa rào : thường xuất hiện ở các vùng nhiệt đới, thời gian mưa không
kéo dài nhưng lượng nước lớn. Tuy cung cấp rất nhiều nước nhưng mưa
rào cũng gây nhiều thiệt hại như các chồi non của cây bị hư thối, ngăn
chặn sự nảy mầm của hạt giống và các chồi mầm dưới đất do mưa lớn
làm lớp đất mặt bị nén chặt. Hoạt động của hệ động vật và vinh sinh vật
ở trong đất bị xáo trộn; nơi ở của nhiều loài động vật bị phá hủy Ngoài
ra mưa lớn còn gây ra nạn xói mòn và rửa trôi lớp đất mặt và đất bị thoái
hóa thành đất lateritic. 
 Mưa đá: thường xuất hiện vào mùa nóng, gây tác hại đối với thực vật,
nhất là cây trồng và động vật. 
 Mưa phùn: cung cấp một lượng nước ít cho cây nhưng kéo dài nhiều
ngày nên duy trì được độ ẩm, hạn chế được sự thoát hơi nước của thực
vật. 


 Sương muối: được hình thành trong điều kiện thời tiết khô lạnh vào
ban đêm, thành những tinh thể trắng như muối. Sương muối gây tổn

hại lớn cho thực vật nhất là các loài cây trồng. 
 Tuyết: ở vùng ôn đới, lớp tuyết phủ trên mặt đất có tác dụng nhiều
mặt, đó là tấm thảm xốp cách nhiệt, bảo vệ cho các chồi cây trên
mặt đất và động vật nhỏ. 


3. Đặc điểm cơ bản của môi trường nước và sự thích nghi
của sinh vật
A. Đặc điểm cơ bản của môi trường nước:
  Môi trường nước(nước ngọt, nước lợ, nước mặn) được
hiểu là môi trường mà những cá thể tồn tại, sinh sống
và tương tác qua lại đều bị ảnh hưởng và phụ thuộc vào
nước.
Môi trường nước có thể bao quát trong một lưu vực
rộng lớn hoặc chỉ chứa trong một giọt nước. Môi
trường nước là đối tượng nghiên cứu của nhiều ngành
khoa học tự nhiên, kỹ thuật và cả kinh tế – xã hội.


 Sự thay đổi hình thái, kích thước, sinh lí của sinh vật để phù hợp với các điều
kiện  của môi trường để giúp chúng sống sót tốt hơn . Những biến đổi đó được
gọi là đặc điểm thích nghi.
 Nước ảnh hưởng lớn tới sự phân bố của sinh vật, ở sa mạc rất ít sinh vật, vùng
nhiệt đới ẩm và nhiều nước thì sinh vật rất đông đúc. Sinh vật sống trong nước
có các đặc điểm về hình thái, phân bố, hấp thụ các chất, khả năng di chuyển
thích nghi với môi trường nước.
 Các cây sống trong môi trường nước thường có một số đặc điểm hình thái như
sau : những cây sống ngập trong nước thì lá có hình dài (rong đuôi chó), cây
có lá nằm sát mặt nước thì lá to (sen, súng), cây nổi trên mặt nước thì cuống lá
phìn - Mỗi loài sinh vật thích nghi với một giới hạn độ ẩm nhất định.

            + Thực vật có 3 nhóm: nhóm cây ưa ẩm, nhóm cây chịu hạn và nhóm cây
trung sinh.
           + Động vật trên cạn có 3 nhóm thích nghi với độ ẩm môi trường: nhóm
động vật ưa ẩm, nhóm động vật ưa khô và nhóm động vật ưa ẩm vừa phải.


B
Đặc điểm môi trường
Đặc điểm thích nghi của sinh vật
nước
   Nước có độ đặc lớn    - Nhiều loài thực vật có kích thước lớn như lá
nên có tác dụng nâng cây nong tằm, có phao nổi như ở thân cây dừa
đỡ cho các cơ thể
nước, có mô xốp bao bọc lấy thân như ở cây
sống.
rau rút...
   - Cơ thể nhiều loài động vật bơi nhanh nhờ
hệ cơ phát triển và mình thon nhọn hạn chế sức
cản của nước.
    Nước có nhiệt độ    - Sinh vật sống trong nước là những loài có
ổn định hơn trong
giới hạn nhiệt hẹp.
không khí


   Cường độ ánh sáng trong    - Thực vật trong nước là những loài ưa bóng và ngày ngắn
nước yếu hơn trong không    - Nhiều loài động vật không định hướng theo ánh sáng mà
khí
có khả năng định hướng bằng âm thanh. Các loài cá nhận biết
 

vị trí bờ biển nhờ âm thanh của sóng, sứa nhận biết bão qua
nhịpbật
sóng
chúng
lặnvật
xuống
C. .  Những đặc điểm thích nghi nổi
củavàthực
vậtkịp
vàthời
động
sốngsâu.
trong

điều kiện khô hạn:
   Nồng độ ôxi hòa tan trong    - Thực vật có cơ quan dự trữ khí như trong cuống lá cây bèo
          Trong
điều kiện khô hạn,Nhật
sinhBản,
vật thích
nghi bằng cách : tích nước, giảm
nước thấp
trong cuống lá và thân cây sen, súng...

sự mất nước, tìm nước, trốn hạn đối với thực vật và lẫn tránh vào nơi có độ ẩm
thích hợp đối với động vật.   - Sinh vật trong nước hấp thụ ôxi qua bề mặt cơ thể hoặc
qua cơ quan chuyên hóa ở động vật như mang (cá, cua, hàu).
 
   - Một số loài động vật tăng cường bề mặt trao đổi khí giữa
cơ thể và môi trường nước bằng cách kéo dài cơ thể ra như

nhiều loài giun; hải quỳ và thủy tức có nhiều tua miệng luôn
khua nước.


4. Sự cân bằng nước của thực vật trên cạn
 Ở thực vật thủy sinh nước được hấp thụ từ môi trường xung quanh qua bề mặt các tế
bào biểu bì của cây.
 Ở thực vật trên cạn nước được hấp thụ qua các tế bào biểu bì được biệt hóa thành tế
bào lông hút ở rễ. Ngoài ra, trên mỗi bề mặt rễ lại có tới hàng trăm lông hút, hình
thành từ tế bào biểu bì rễ. Các tế bào này có đặc điểm cấu tạo và sinh lí phù hợp với
chức năng nhận nước và các chất khoáng từ đất như: 
+ Thành tế bào mỏng, không thấm cutin.
+ Chỉ có một không bào trung tâm lớn chiếm hầu hết thể tích tế bào.
+ Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp của rễ mạnh
Vì vậy, các dạng nước tự do và dạng nước liên kết không chặt có trong đất được
lông hút hấp thụ một cách dễ dàng nhờ sự chệnh lệch về áp suất thẩm thấu giữa tế
bào lông hút và dung dịch đất.


Thân:
 Nước được vận chuyển từ rễ lên lá trong mạch gỗ. Mạch gỗ cấu tạo
gồm quản bào và mạch ống.
 Quản bào Mạch ống
Có mặt ở cả TV hạt kín và TV hạt trần và các nhóm của TV có mạch
dẫn Chỉ thấy ở thấy TV hạt kín và 1 nhóm nhỏ của TV hạt trần, có thể
có ở một số dương xỉ
 Hình thon dài, rỗng, Tế bào chết với mức độ hóa gỗ cao của thành.
Ngắn hơn, đường kính rộng hơn,..
 Các pits thông 2 mao quản liền kề theo chiều ngang Có thể thông với
ống có kích thước lớn hơn qua pits ở đầu mút

Lá:
 Biểu bì của lá và gốc mất 1 lượng nước ít nhất do chúng tiết ra lớp sáp cutin, lớp
này không thấm nước.
 Cutin cũng không thấm CO2.
 Cây có sự tiến hóa để thỏa mãn 2 nhu cầu này đó là hệ thống khí khổng hay lỗ
khí.
 Cơ sở vật lí của quá trình bốc hơi nước đã chứng minh rằng: các phân tử nước bốc
hơi và thoát vào không khí ở mép chậu nước dễ dàng hơn nhiều so với các phân tử
nước bốc hơi từ giữa chậu nước.
 Như vậy, vận tốc thoát hơi nước không chỉ phụ thuộc vào diện tích thoát hơi mà
còn phụ thuộc chặt chẽ vào chu vi của các diện tích đó. Rõ ràng là hàng trăm khí
khổng trên một lá sẽ có tổng chu vi lớn hơn rất nhiều so với chu vi lá
 


5. Các nhóm thực vật liên quan điến môi trường nước
Thực vật thủy sinh (hay  thực vật sống dưới nước) là thực
vật thích ứng với việc sống trong môi trường nước có 2 loài :
 Các loài tảo biển chúng có thể sống hoàn toàn trong nước ,
một phần trong nước hoặc trong môi trường ẩm ướt như bùn.
 Các loài sen, hoa súng thích ứng với môi trường ngập nước
với phần lá nổi trên mặt nước. 
Các nhân tố chính kiểm soát sự phân tán của thực vật thủy
sinh là độ sâu và chu kỳ lũ.
Tuy nhiên, các nhân tố khác cũng có thể được xem là kiểm
soát sự phân tán và phát triển của chúng như chất dinh dưỡng,
độ mặn và dao động sóng nước.

6. Sự cân bằng nước của động vật trên cạn
 Động vật ưa ẩm:Khi độ ẩm quá thấp, chúng không thể sống được vì trong cơ thể
của chúng thiếu cơ chế dự trữ và giữa nước. Ví dụ ếch, nhái trưởng thành,…
 Động vật các vùng hạn: Khả năng thích nghi của động vật đối với điều kiện khô
hạn rất đa dạng, nhất là những tập tính sinh lý sinh thái. Các động vật này nhờ
có cơ chế tích trữ nước và bảo vệ nước chống bốc hơi, sử dụng thức ăn khô.
Hoặc ở chúng có vỏ bọc không thấm nước, nhiều loài (gậm nhắm, sơn dương...)
sống ở hoang mạc có các tuyến mồ hôi kém phát triển.
 Chúng có nhu cầu nước thấp, lấy nước từ thức ăn, thải phân khô, bài tiết ít nước
tiểu, một số (lạc đà) sử dụng cả nước nội bào (ô xy hoá mỡ dự trữ). Ngoài ra còn
có nhiều loài động vật tránh khô nóng bằng cách ngủ hè hay đào hang trong đất.
Sên (Helix desertorum) có thể sống 4 năm liền bằng cách ngủ hè khi khí hậu quá
khô. Các động vật sa mạc như các loài bò sát đất cát; sâu bọ cánh cứng, châu
chấu sa mạc thuộc nhóm này.


7. Các nhóm động vật liên quan đến chế độ nước trên cạn
Các nhóm động vật có liên quan đến chế độ nước trên cạn. Tùy theo sự đáp
ứng của động vật với chế độ nước (nhu cầu về nước), có thể chia động vật
thành các nhóm sau :
- Động vật ẩm sinh (ưa ẩm)
- Động vật hạn sinh (ưa khô)
- Động vật trung sinh


Động vật ẩm sinh (ưa ẩm): gồm những
động vật có yêu cầu về độ ẩm hay lượng
nước trong thức ăn cao, các loài động vật
chỉ sống được ở môi trường cạn có độ ẩm

cao hoặc không khí bão hòa hay gần bão
hòa hơi nước.


Động vật hạn sinh (ưa khô): các động vật sống trong môi trường thiếu nước như sa
mạc, núi đá vôi, đất cát ven biển ... chúng có khả năng chịu độ ẩm thấp, thiếu nước
lâu dài.


Động vật trung sinh: bao gồm các loài động vật trung gian giữa hai nhóm trên, có
yêu cầu vừa phải về nước hoặc độ ẩm. Nhóm này có đặc tính là chịu được sự thay
đổi luân phiên của độ ẩm giữa mùa mưa và mùa khô. Phần lớn các loài động vật ở
vùng ôn đới và nhiệt đới gió mùa thuộc nhóm này.


8. Những phương thức thích nghi của sinh vật với chế độ
nước
 Chế độ nước là nhịp điệp nước lên/xuống trong 1 năm hoàn toàn phụ thuộc
vào mùa mưa của khí hậu.
 Sự thay đổi về chế độ nước dẫn đến sự thay đổi về hàm lượng chất dinh
dưỡng trong nước.
3
 Sự thay đổi hàm lượng trung
2.5
Bình của PO43- hòa tan:
2
1.5
1
0.5
0

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88



 Thành phần các chất hữu cơ chính của nước là hidrat cacbon hòa tan,
protein, chất mùn, sắc tố, vitamin,…
 Hai khí quan trọng trong nước là O2 và CO2 cũng thay đổi theo chế độ nước,
nhiệt độ, áp suất nước,…
 Sự thích nghi của sinh vật với chế độ nước :
 Sinh vật phân bố dọc theo chiều dòng chảy từ tầng mặt xuống tầng đáy theo

tính chất khác nhau:


 Thành phần các loài trong quần xã sinh vật phụ thuộc chặc chẽ vào
chế độ nước , đặc trưng thủy lý, thủy hóa, và sinh vật.


9. Ảnh hưởng phối hợp của nhiệt độ, độ ẩm lên cơ thể
sống
 Nhiệt độ và độ ẩm là hai nhân tố sinh thái quan trọng của khí hậu, có tác
động liên quan chặt chẽ với nhau, cùng ảnh hưởng lên đời sống và sự phân
bố của các loài sinh vật cũng như những tổ chức cao hơn như quần thể, quần
xã sinh vật và hệ sinh thái.
 Trong mối tác động tương hỗ giữa chúng lên đời sống thì ảnh hưởng của
chúng không chỉ phụ thuộc vào những giá trị tương đối mà cả vào những giá
trị tuyệt đối của mỗi yếu tố.
 Chẳng hạn, nhiệt độ có thể trở thành yếu tố giới hạn đối với cơ thể nếu độ
ẩm lại gần với các cực trị của nó, nghĩa là cực cao hoặc cực thấp. Cũng đúng
như vậy, độ ẩm tác động mạnh lên cơ thể khi nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp.


 Đối với mỗi loài sinh vật ta có thể tìm được giới hạn thích hợp đồng thời
của hai nhân tố đó.
 Khi xác định được nhiệt độ và độ ẩm cực thuận sẽ tăng tuổi thọ, làm tăng
tốc độ phát triển và sức sinh sản cao nhất đồng thời hạn chế mức độ tử vong
cho cây trồng và vật nuôi, mặt khác có thể nắm vững được điều kiện thích
hợp nhất đối với sự phát triển của sâu bọ để tìm biện pháp diệt trừ.
 Để mô tả mối quan hệ nhiệt - ẩm quy định đời sống của một loài hay ở mức
tổ chức cao hơn người ta thiết lập bản đồ nhiệt ẩm hay còn gọi là khí hậu
đồ.