Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑yellow

Warunki życia w wodzie i ich wpływ na rośliny

Duża dostępność wody i soli mineralnych

Ze względu na dużą dostępność wody i rozpuszczonych w niej soli mineralnych, np. związków fosforu i azotu, rośliny wodne pobierają je z toni wodnej całą swoją powierzchnią.

Duża gęstość środowiska życia

Gęstość wody jest ok. 600 razy większa niż gęstość powietrza, a zatem woda stawia większy opór żyjącym w niej roślinom. Z tego powodu musiały one wykształcić odpowiednie przystosowania. Rośliny płożą się na dnie lub (wykorzystując miękisz powietrzny) unoszą w toni wodnej, równoważąc czynnik grawitacji siłą wyporu.

Rnr1cgYOUtoqQ
Posydonia (Posidonia K.D. Koenig), występująca w wodach Morza Śródziemnego, to roślina wiotka, ale bardzo wytrzymała. Liście posydonii wykorzystywano do krycia dachów i produkcji opakowań.
Źródło: Nicolas Cimiterra, Flickr, licencja: CC BY 2.0.

Największą gęstość woda uzyskuje w temperaturze 4°C, a w stanie stałym unosi się na powierzchni zbiornika. Ta właściwość jest szczególnie ważna dla organizmów wodnych umiarkowanej strefy klimatycznej: zimą stawy i jeziora zamarzają jedynie od góry, nie zaś do samego dna – na dnie zalega woda o temperaturze 4°C, co umożliwia roślinom przetrwanie niekorzystnych warunków.

R1EaIBbCwjzQG
Czterotonowa bryła lodu u wybrzeży Islandii. Woda w stanie stałym ma mniejszą gęstość niż w stanie ciekłym.
Źródło: Andreas Tille, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
Niewielkie wahania temperatury

Rośliny wodne nie są narażone na gwałtowne zmiany temperatury – w dużych zbiornikach wodnych temperatura jest niemal stała. Woda ma duże ciepło właściweciepło właściweciepło właściwe i dużą pojemność cieplnąpojemność cieplnapojemność cieplną. Zbiornik wodny nagrzewa się długo, ale też długo oddaje ciepło do środowiska.

Ograniczona (niewielka) dostępność światła

Rośliny wodne, stanowiące jedno z podstawowych ogniw sieci pokarmowych, mają stały dostęp do wody i soli mineralnych. Zasięg występowania tych roślin jest jednak ograniczony przez silne pochłanianie przez wodę światła słonecznego. Ilość światła docierającego do zbiorników wodnych zależy od ich głębokości i przejrzystości, co wyznacza granicę występowania roślin (tam gdzie światło nie dociera, w strefie głębin, nie jest możliwy ich rozwój).

RkDXyrW8dicBi
W otwartej toni morskiej (pelagial) światło dociera jedynie do najpłytszej strefy wód (epipelagial), do głębokości 200 m.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.
Zróżnicowany dostęp do tlenu oraz dostęp do dwutlenku węgla w postaci jonu wodorowęglanowego

Podstawowe znaczenie dla funkcjonowania organizmów wodnych ma tlen rozpuszczony w wodzie. Udział tlenu rozpuszczonego w wodzie jest znacznie mniejszy niż udział tlenu w powietrzu atmosferycznym. Nie jest on w wodzie rozmieszczony równomiernie – jego stężenie zależy od temperatury wody, obecności innych organizmów oraz od głębokości zbiornika: więcej jest go w strefach przypowierzchniowych, a wraz z głębokością jego ilość spada.

Dwutlenek węgla jest pobierany przez rośliny wodne w postaci rozpuszczonej w wodzie, tj. w postaci jonu wodorowęglanowego HCOIndeks dolny Indeks dolny 3Indeks górny - Indeks dolny koniec.

Niektóre rośliny wodne wykształciły liście przystosowane do unoszenia się na powierzchni wody. W takich liściach aparaty szparkowe znajdują się na górnej części liścia, dzięki czemu rośliny te mogą przeprowadzać wymianę gazową.

R15jrKqStVluy
Grążel żółty (Nuphar lutea) jest przystosowany do unoszenia się na powierzchni wody. Liść o sercowatym kształcie, od góry pokryty jest woskiem, dzięki czemu nie nasiąkawodą.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
Ważne!

Zjawisko eutrofizacji, czyli przeżyźnienia środowiska wodnego, prowadzi do powstawania martwych stref. Spływające do wód gruntowych oraz rzek nawozy sztuczne i naturalne (w postaci np. zwierzęcych odchodów) dostarczają do zbiornika dużych ilości związków organicznych. W połączeniu z wysoką temperaturą prowadzi to do zakwitów sinic i glonów. Woda staje się wówczas mętna, co znacznie ogranicza dostęp światła. Obumarłe z tego powodu rośliny na dnie zbiornika są rozkładane przez bakterie tlenowe, a po zużyciu przez nie tlenu proces ten kontynuują bakterie beztlenowe, uwalniające wspomniany wyżej siarkowodór.

R1HKoMmu6Ho9t
Do niezwykle toksycznego zakwitu wód doszło w październiku 2011 r. w jeziorze Erie, znajdującym się na terenie USA i Kanady. Ulewne deszcze spłukały wielką ilość nawozów z pól do jeziora, co spowodowało gwałtowny rozwój sinic wytwarzających trujące mikrocystyny, szkodliwe dla zwierząt i ludzi. Fotografia przedstawia jezioro Erie w czasie zakwitu widziane z kosmosu.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.

Więcej na temat właściwości wody przeczytasz w lekcji: Woda – cząsteczka niezbędna dla życia.

bg‑yellow

Właściwości środowiska lądowego i ich wpływ na rośliny

Na ląd jako pierwsze wyszły organizmy roślinne – ryniofityryniofityryniofity. Stało się to pod koniec sylurusylursyluru, ok. 480 mln lat temu. Zakłada się, że podstawową przyczyną opuszczenia środowiska wodnego była ucieczka przed konkurencją – na lądzie wszystkie potencjalne nisze ekologiczne były wolne, czyli gotowe do zasiedlenia. W nowym środowisku rośliny musiały się jednak przystosować do skrajnie odmiennych warunków.

R1IQZLArNCrhi
Rośliny lądowe musiały wykształcić tkanki i organy mocujące je w glebie, pozwalające przetrwać trudne warunki środowiskowe.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
Ograniczona dostępność wody i soli mineralnych

Woda i sole mineralne są na lądzie dostępne jedynie w glebie, dlatego konieczne było wykształcenie przez rośliny systemu umożliwiającego ich pobieranie: korzeni i tkanki przewodzącej. Powstałe korzenie nie tylko pozwoliły na pobieranie roztworu glebowego, ale również umocowały rośliny w podłożu. Tkanka przewodząca pozwoliła zaś na rozprowadzanie po roślinie pobranej wody z solami mineralnymi oraz asymilatów fotosyntezy.

RpfWNrCgUWoiL
Kiełki rzeżuchy (Cardamine) z widoczną strefą włośnikową korzenia.
Źródło: Robert Simmon, Marit Jentoft-Nilsen, Pixabay, domena publiczna.
Mała gęstość środowiska życia

Gęstość powietrza jest ok. 600 razy mniejsza niż gęstość wody. Ponadto siła ciążenia na lądzie jest znacznie większa niż w wodzie. Z powodu zwiększonego ciężaru roślin konieczne było wykształcenie przez nie tkanek wzmacniających, co pozwoliło oprzeć się oddziaływaniu grawitacji.

R1KSC9ZsKPFjn
Sklerenchyma (twardzica) – tkanka wzmacniająca roślin.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.
Duże wahania temperatur

Środowisko lądowe cechują większe niż w wodzie wahania temperatury. By zabezpieczyć się przed wychłodzeniem, organizmy roślinne wytworzyły tkanki okrywające. Natomiast chroniąc się przed przegrzaniem i nadmierną utratą wody, wykształciły pokrywającą epidermę kutykulę. Jednocześnie uczestniczące w transpiracji aparaty szparkowe umożliwiły odbieranie z tkanek roślinnych nadmiaru ciepła i wypromieniowywanie go do otoczenia (dzięki wysokiemu ciepłu parowania wody).

RNQqZ2G2A5RXr
Kutykula – chroni przed nadmierną transpiracją.
Źródło: Staffan Enbom, Flickr, licencja: CC BY 2.0.
Duża dostępność światła, tlenu i COIndeks dolny 2

Na lądzie zapewniony jest lepszy dostęp do światła, tlenu atmosferycznego i nieograniczony dostęp do dwutlenku węgla, co przekłada się na intensywniejszą fotosyntezę, a to z kolei umożliwia uzyskiwanie przez rośliny stosunkowo dużych rozmiarów.

RZ58qN4CIkH9V
Sekwoje wieczniezielone (Sequoia sempervirens) to obecnie najwyższe żyjące drzewa. Osiągają wysokość ponad 100 metrów.
Źródło: Acroterion, licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gray2

Więcej informacji na temat przystosowań roślin do życia w różnych środowiskach znajdziesz w e‑materiałach pt. Przystosowania roślin do różnych środowisk – budowaPpHY7F23nPrzystosowania roślin do różnych środowisk – budowa oraz Modyfikacje budowy liści w zależności od środowiska życiaP1EmDE84zModyfikacje budowy liści w zależności od środowiska życia.

Słownik

ciepło właściwe
ciepło właściwe

iloraz pojemności cieplnej (C) i masy całkowitej (m) układu

pojemność cieplna
pojemność cieplna

ilość ciepła, jaką należy dostarczyć do układu, aby uzyskać przyrost temperatury tego układu

ryniofity
ryniofity

gromada najstarszych i najprostszych lądowych roślin naczyniowych, do których zalicza się wymarłe formy żyjące od górnego syluru po środkowy dewon

sylur
sylur

trzeci okres ery paleozoicznej, który rozpoczął się 445 mln lat temu i trwał ok. 24 mln lat