Текст книги "Общая и прикладная экология"

Температуры, лежащие выше нижнего порога развития и не выходящие за пределы верхнего, получили название эффективных температур. Для растений и эктотермных животных количество тепла, необходимого для развития, определяется суммой эффективных температур, или суммой тепла. Зная нижний порог развития, легко определить эффективную температуру по разности наблюдаемой и пороговой температур. Если нижний порог развития организма равен 10 °C, а реальная в данный момент температура воздуха 25 °C, то эффективная температура будет 15 °C (25°–10°).

Сумма эффективных температур определяется по формуле

C = (t – t₁)n,

где С – сумма эффективных температур; t – температура окружающей среды (реальная, наблюдаемая); t₁ – температура порога развития; n – продолжительность (длительность) развития в днях, часах.

Сумма эффективных температур для каждого вида растений и эктотермных животных, как правило, величина постоянная, если другие условия среды находятся в оптимуме и отсутствуют иные осложняющие факторы.

Живые организмы в процессе эволюции выработали различные формы адаптации к температуре, среди них морфологические, биохимические, физиологические, поведенческие и т. д. В зависимости от степени способности поддерживать постоянную температуру тела все живые организмы относятся либо к гомойотермным либо к пойкилотермным.

Гомойотермные организмы – теплокровные животные, температура тела которых более или менее постоянна и, как правило, не зависит от температуры окружающей среды. К ним относятся птицы и млекопитающие. По способу получения тепла они являются эндотермами, т. е. сохраняют постоянную температуру тела за счет внутренней энергии метаболизма.

Эти организмы располагают средствами эффективной регуляции теплоотдачи и теплопродукции организма. У некоторых из них соответствующие механизмы достигают высокой специфичности и совершенства. Например, песец, полярная сова и белый гусь легко переносят сильный холод без падения температуры тела при поддержании разности температур тела и среды в 100 °C и более. Благодаря толщам подкожного жира и особенностям периферического кровообращения превосходно приспособлены к длительному пребыванию в ледяной воде многие ластоногие и киты.

В то же время почти все эндотермы плохо переносят значительное снижение температуры тела: ее падение ниже +10 – +15 °C в большинстве случаев смертельно. Только зимоспящие млекопитающие (некоторые насекомоядные, рукокрылые и грызуны) при определенной физиологической готовности могут преодолевать барьер нижней летальной температуры тела и на длительное время впадать в состояние гипобиоза. Это позволяет им переживать время зимних холодов и бескормицы. Состояние гипобиоза сближает зимоспящих с эктотермами, многие из которых приспособлены к переживанию неблагоприятного времени года в неактивном состоянии, вплоть до анабиоза.

Пойкилотермные организмы – организмы, температура тела которых меняется в зависимости от температуры окружающей среды и регулируется внешними физико-химическими механизмами. К ним относятся все беспозвоночные животные, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, грибы и растения.

При этом во всем интервале изменений температура тела мало (на уровне десятых долей или не более 1–2 °C) отличается от температуры среды. Эти организмы могут быть обозначены как эктотермы, т. е. подчиненные внешней температуре. Некоторые из них обладают ограниченной способностью к кратковременной термостабилизации за счет теплоты биохимических реакций, интенсивной мышечной активности и пр.

Существование в различных температурных диапазонах в связи с климатическими условиями, образом жизни и типом питания накладывает значительный отпечаток на многие стороны морфологии животных.

Существует целый ряд эволюционно закрепленных термоадаптаций у всех живых организмов.

1. Морфологические адаптации. Наиболее яркая зависимость между климатическими (температурными) условиями и морфологией организмов была отмечена К. Бергманом (1848) еще в середине XIX в.

Правило Бергмана гласит, что в пределах вида или достаточно однородной группы близких видов теплокровные животные с более крупными размерами тела встречаются в более холодных областях.

Наиболее полно это правило справедливо при сопоставлении веса тела таких животных, как медведи, волки, лисицы и многие копытные. В тропических странах представители тех же родов имеют более мелкие размеры тела, чем в умеренном климате и в условиях Севера. Экспериментально показано, что белые мыши, выращенные при температуре +6,1 °C, были крупнее, выращенных при +26,3 °C.

Увеличение размеров пойкилотермных организмов, обитающих в среде с постоянно высокой температурой, не находит такого простого объяснения и обычно связывается с более интенсивным ростом этих организмов в условиях высоких температур среды, с лучшими условиями питания.

Следствием правила Бергмана стало правило Аллена, согласно которому выступающие части тела теплокровных животных (конечности, хвост, уши и др.) относительно увеличиваются по мере продвижения от севера к югу в пределах ареала одного вида. Поверхность тела у южных видов млекопитающих увеличена за счет более длинных ушей, хвоста и конечностей. Правило Аллена является весьма важным дополнением к правилу Бергмана.

Однако этими общими морфологическими закономерностями не исчерпывается вся сложность приспособления животных к тропическому и жаркому климату. Немаловажную роль играет цвет шерстного покрова. Светлая окраска многих тропических животных, особенно обитающих в условиях открытых пространств, предохраняет их от прямого нагревания солнечными лучами. У лесных обитателей тропического леса эта защитная окраска отсутствует и наблюдается увеличение содержания пигмента.

Не меньшее значение, чем шерстный покров, имеет и распределение жира в организме. У ряда обитателей юга жировые отложения не занимают всей поверхности тела, как это имеет место у обитателей холодного климата, а расположены локально (например, курдюк овец, разводимых на юге, горб верблюда и индийского рогатого скота зебу). Но жировые отложения у тюленей расположены по поверхности тела и могут составлять до 25 % от массы тела. Толщина этого жирового слоя подвержена значительным сезонным колебаниям, причем масса шкуры с жировым слоем может снижаться весной на 60–70 %. В весенний период наблюдается физиологическое голодание этих животных, направленное на уменьшение теплоизоляции в летний период.

Распределение полостного жира также имеет адаптивный характер. У сибирского и монгольского крупного рогатого скота наблюдается мощное отложение околопочечного жира в сальнике и других частях брюшной полости. Последнее связывают с поеданием животными на зимних пастбищах мерзлого корма и значительным охлаждением при этом брюшных внутренностей. Даже у человека, например у профессиональных ныряльщиц за губками и жемчугом (ама), обнаружено увеличение отложений подкожного жира.

Для пойкилотермных животных также установлен закон Глогера (1833), согласно которому виды животных, обитающих в холодных и влажных зонах, имеют более интенсивную пигментацию тела (чаще всего черную или темно-коричневую), чем обитатели теплых и сухих областей. Это позволяет им аккумулировать достаточное количество тепла.

Растения не имеют собственной температуры тела и по отношению к тепловому фактору обладают определенной спецификой. Температурный фактор на развитие разных форм растений может действовать как непосредственно, так и косвенно, вызывая нарушения водоснабжения и минерального питания. Наиболее чувствительны к действию температурного фактора репродуктивные органы растений.

Одно из важнейших приспособлений к температуре у растений – форма их роста. Там, где теплоты недостаточно, много подушковидных растений, растений с прикорневыми розетками листьев, стелющихся форм. У стланцевых форм карликовой березы, ели, можжевельника и кедровника верхние ветви, поднимающиеся высоко над землей, большей частью полумертвые или мертвые, а стелющиеся – живые, так как зимуют под снегом и не подвергаются отрицательному воздействию низких температур. Все это позволяет растениям улавливать максимум тепла солнечных лучей, а также использовать тепло нагретой поверхности почвы.

Растения жаркого сухого климата способны на длительное время впадать в состояние покоя с тем, чтобы при благоприятных условиях температуры и влажности пройти максимально сокращенную во времени вегетацию.

2. Физиолого-биохимические адаптации. Проявляются, прежде всего, в изменении физико-химического состояния веществ, содержащихся в клетках и тканях.

В клетках растений при низких температурах, благодаря увеличению запаса пластических веществ, повышается концентрация растворов, увеличивается осмотическое давление клеточного сока, уменьшается содержание свободной воды, которая трудно испаряется и замерзает, слабо отжимается под давлением, обладает большой плотностью и в значительной степени утрачивает свойство растворителя. Она становится кристаллической по структуре, сохраняя в то же время жидкое состояние. Между частицами цитоплазмы и водой устанавливается единство структуры, обеспечивающее ей свободное включение в структуру макромолекул белков и нуклеиновых кислот. В таком состоянии ее трудно заморозить, перевести в твердое состояние.

Важным приспособлением к низким температурам является и отложение запасов питательных веществ в виде высокоэнергетических соединений – жира, масла, гликогена и др. Известно, что масло, прежде всего, вытесняет воду из вакуоли и этим предохраняет растительный организм от замерзания. Масло, откладываясь в цитоплазме, делает ее более стойкой к морозу и другим неблагоприятным воздействиям зимнего периода. Такую же роль играют откладываемые в протоплазму и вакуоли крахмал и белки.

Большое значение имеют и те биохимические изменения в запасных питательных веществах, которые протекают в период подготовки к зимнему состоянию. Значительная часть накопленного в летний период крахмала вновь превращается в сахар. При этом появляются сахара, которых обычно мало содержится в клетках летом. Например, зимой в клетках тканей коры у хвойных помимо сахарозы, глюкозы и фруктозы появляются стахиоза и рафиноза. В летний период они содержатся в других частях растения.

К тканевым механизмам приспособления к действию низких температур относится своеобразное распределение резервных энергетических веществ в теле организмов за счет перемещения их в органах. У тех или иных видов растений нередко к зиме масла и сахара откладываются в тканях надземных органов, а в подземных органах – крахмал. При этом в районах с очень низкими температурами у растений отмечается значительное накопление масла во внутренних слоях древесины, что повышает их устойчивость к сильным морозам.

У животных с понижением температуры возрастает содержание гликогена в печени, повышается содержание аскорбиновой кислоты в тканях почек. У млекопитающих большое скопление питательных веществ наблюдается в бурой жировой ткани в непосредственной близости от жизненно важных органов – сердца и спинного мозга, что также имеет приспособительный характер. В митохондриях клеток этой ткани при клеточном дыхании не синтезируется аденозинтрифосфат (АТФ), а вся энергия рассеивается в виде тепла.

На основе физиологических процессов многие организмы способны в определенных пределах менять температуру своего тела. Эта способность называется терморегуляцией.

Терморегуляция – совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поддержание оптимальной для данного вида температуры тела в условиях меняющейся температуры окружающей среды.

Как правило, терморегуляция сводится к тому, что температура тела поддерживается на более постоянном уровне по сравнению с температурой окружающей среды. Особенно совершенны механизмы терморегуляции у эндотермных животных. У гомойотермных животных терморегуляция контролируется центральной нервной системой. Она включает рецепторы, эффекторы и чрезвычайно чувствительный регуляторный центр в гипоталамусе. Этот центр следит за температурой крови, отражающей температуру тех органов, через которые она протекает.

Для пойкилотермных животных характерно терморегуляторное поведение, т. е. осуществление некоторых поведенческих актов, направленных на поддержание температуры тела в условиях меняющейся температуры окружающей среды (впадение в спячку, оцепенение). Терморегуляторное поведение определяется в большей степени биохимическими механизмами.

Поддерживать температуру тела на постоянном уровне животным также помогает испарение жидкости с поверхности тела при высоких температурах окружающей среды. У человека для этого служит потоотделение, у собак и многих птиц – учащенное дыхание.

Существует целый ряд поведенческих термоадаптаций. Они проявляются в перемещениях животных в места с более благоприятными температурами (перелеты, миграции), в изменениях сроков активности, выборе животными места для жилища, утеплении убежищ, гнезд пухом, сухими листьями, углублении нор, закрывании входов в них, принятии особой позы (например, скручивание кольцом, укутывание хвостом), собирании в группы, питании более калорийной пищей.

При всем многообразии приспособлений живых организмов к воздействию неблагоприятных температурных условий среды выделяют три основных пути: активный, пассивный и избегание неблагоприятных температурных воздействий.

Активный путь – усиление сопротивляемости, развитие регуляторных способностей, дающих возможность осуществления жизненных функций организма, несмотря на отклонения температур от оптимума. Этот путь ярко выражен у эндотермных животных, развит у эктотермных; в зачаточной форме проявляется у некоторых высших растений.

Пассивный путь – это подчинение жизненных функций организма ходу внешних температур. Недостаток тепла вызывает угнетение жизнедеятельности, что способствует экономному использованию энергетических запасов. И как итог – повышение устойчивости клеток и тканей организма. Данный путь приспособления к воздействию неблагоприятных температур характерен для всех растений и эктотермных животных. Элементы пассивного приспособления, или адаптации, присущи и эндотермным животным, обитающим в условиях крайне низких температур. Выражается это в снижении уровня обмена, замедлении скорости роста и развития, позволяющее экономнее расходовать ресурсы в сравнении с быстро развивающимися видами.

Избегание неблагоприятных температурных воздействий – общий способ для всех организмов, реализуемый через выработку жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития проходят в самые благоприятные по температурным условиям периоды года. Для растений это главным образом изменения в ростовых процессах, для животных – разнообразные формы поведения.

В связи с тем, что растения и животные исторически приспособлены к определенным тепловым режимам, совершенно закономерно, что температурный фактор имеет непосредственное отношение к их распределению на Земле и обусловливает в той или иной мере заселенность природных зон живыми организмами.

Влажность. Жизнь на Земле появилась и развилась как планетарное явление во влажной среде. Все существующие организмы в той или иной степени несут в себе следующие отпечатки водного происхождения жизни:

• активные процессы обмена веществ в организмах происходят в водной среде;

• питательные вещества и газы поступают к потребляющим их клеткам в растворенном состоянии;

• содержание воды в активно функционирующих клетках – от 70 до 98 %;

• растения и большинство беспозвоночных животных, обитающих в море, имеют солевой состав жидкостей тела, близкий к составу морской воды. У морских рыб кровь и тканевая жидкость содержит меньше солей, чем окружающая их среда, а жидкости тела пресноводных рыб и наземных животных по составу ближе к морской воде, чем к пресной.

Уникальные термодинамические особенности воды (высокая удельная теплоемкость, большая теплопроводность и расширение при замерзании) создают особо благоприятные условия для жизни. Эти условия обеспечиваются скрытой теплотой плавления воды, в результате чего зимой подо льдом температура никогда не бывает ниже точки ее замерзания (для пресных вод около 0 °C). Так как максимальной плотностью вода обладает при температуре +4 °C, то при более низких или высоких температурах вода имеет меньшую плотность и она расширяется. Поэтому зимний лед образуется лишь сверху, а основная толща воды не промерзает. При охлаждении воды ниже 0 °C и образовании льда выделяется тепло, которое тормозит дальнейшее понижение температуры. Вода способна к значительному переохлаждению: она может оставаться в жидком состоянии ниже температуры плавления (даже при –30 °C). Удельная теплоемкость, удельная теплота плавления и кипения аномально высоки по сравнению с другими веществами, причем удельная теплоемкость воды минимальна при +40 °C. Если теплоемкость воды принять за 1, то теплоемкость песка составит 0,2, а железа – 0,107 теплоемкости воды. Плотность воды почти в 1300 раз, а вязкость воды – в 55 раз больше, чем у воздуха. Установлено, что вязкость воды с ростом давления уменьшается, а не повышается, как у других жидкостей. Сжимаемость воды крайне невелика. По сравнению с почвой и воздухом вода отличается большей термостабильностью, что выгодно для расселения в ней живых организмов. По сравнению с воздухом вода менее прозрачна, падающий на нее свет быстро поглощается и рассеивается.

Вода – универсальный растворитель. Только при наличии воды могут осуществляться биохимические процессы ассимиляции и диссимиляции, транспорт минеральных и органических веществ, газообмен (фотосинтез, дыхание), транспирация, рост, размножение. Вода с растворенными в ней веществами обусловливает осмотическое давление клеточных и тканевых жидкостей, а также межклеточный обмен. Вода обладает высокой теплоемкостью, стабилизирует температуру организма, поддерживает клетки растений в состоянии тургора, обеспечивает связь органов и передвижение питательных веществ.

В водной среде растворяются газы – кислород, углекислый газ, аммиак, сероводород и др. Кислород для водной среды – важнейший экологический фактор. Он необходим для дыхания растений и животных. Содержание кислорода в воде обратно пропорционально температуре. С понижением температуры растворимость кислорода увеличивается. Углекислый газ растворяется в воде в 35 раз лучше кислорода. В воде его почти в 700 раз больше, чем в атмосфере, откуда он поступает. Источником СO₂ в воде являются карбонаты и бикарбонаты щелочных и щелочноземельных металлов. Углекислый газ в воде необходим для фотосинтеза водных растений. Он принимает участие в формировании известковых скелетных образований беспозвоночных животных.

Большое экологическое значение для распространения видов водных организмов имеет также рН. Пресноводные бассейны с рН 3,7–4,7 принято считать кислыми, 6,95–7,3 – нейтральными, а с рН больше 7,8 – щелочными. Морская вода обычно более щелочная, чем пресная, а с глубиной рН ее уменьшается.

В природных условиях вода соприкасается с минеральными веществами, которые в ней растворяются. В пресной воде содержание минеральных солей составляет около 0,5–1 г/л, а в морской воде – гораздо больше: в Балтийском море – 5 г/л, Черном – 18 г/л, а Красном – 41 г/л. Наибольшее значение в обеспечении солености воды имеют карбонаты, сульфаты и хлориды.

Особенности водной среды вырабатывают у ее обитателей, гидробионтов, разнообразные приспособления к температурному режиму, солевому и газовому составу воды, перемещениям в плотной среде, давлению.

Большинство океанических форм из-за малых контрастов температуры имеют большие ареалы. Их распространение определяется не столько прямым действием температуры, сколько ее влиянием на концентрацию кислорода в воде. Поэтому в субарктическом и умеренном поясах океана богатство жизни гораздо больше, чем в открытом океане тропиков. Зато прибрежные зоны теплых океанических вод, особенно скопления кораллов, создают условия для большого разнообразия и высокой продуктивности обитателей моря. Здесь решающую роль играет уже не температура, а обилие пищи.

Основная масса гидробионтов стеногалинны, т. е. приспособлены к узким колебаниям минерализации воды как в пресноводных, так и в морских экотопах. Эвригалинны преимущественно обитатели акваторий вблизи устьев рек и лагун, приледниковых зон моря, а также проходные рыбы.

Особенно строгие требования к температуре, концентрации кислорода и солености предъявляют ранние стадии развития гидробионтов.

Водный фактор на суше также играет большую роль в жизни любых организмов. У живых организмов суши содержание физиологической воды в клетках тела невелико по сравнению с гидробионтами. В воздушной среде потери воды организмами неизбежны, так как содержание воды в их теле велико, а давление паров воды в воздухе относительно мало. Газообмен, дыхание и выделение продуктов обмена веществ сопровождаются потерей воды, существенно зависящей от температуры, влажности и скорости движения воздуха и от возможности обеспечения водой.

В процессе эволюции у сухопутных растений и животных выработались разнообразные сложные приспособления, регулирующие водный обмен и обеспечивающие экономное расходование влаги. Различают анатомо-морфологические, физиолого-биохимические и поведенческие приспособления для регуляции водного обмена:

• у растений:

– погружение устьиц вглубь листа, способность листьев сворачиваться, прикрывая устьица и сокращая поверхность испарения;

– сохранение запасов воды в толстом сочном стебле;

– уменьшение относительной поверхности влагоотдачи (шаровидные кактусы; редукция листьев, превращающихся в иглы или шипы);

– образование защитных покровов, создающих пограничный слой неподвижного воздуха (волоски, колючки, восковой налет) и т. п.;

• у животных для сокращения потерь воды служат:

– шерсть;

– перья;

– отсутствие потовых желез;

– обратное всасывание воды при выделительных процессах.

Для восполнения запасов воды у животных кроме питья и поглощения влажной пищи определенное значение имеет метаболическая вода, образующаяся в организме при окислении запасов жира. Мелкие обитатели пустынь вообще никогда не пьют, обходясь метаболической водой. Многие амфибии, наземные брюхоногие моллюски, некоторые насекомые и клещи способны поглощать воду через покровы тела. Растения пустынь развивают мощные корневые системы с низким осмотическим потенциалом, которые способны собирать влагу даже при очень малой ее концентрации в почве. А растения-эпифиты поглощают влагу воздушными корнями из воздуха.

Для большинства организмов имеет большое физиологическое значение кислород, поэтому распределение его концентраций в среде и доступность для организмов являются важным экологическим фактором. Приспособления к дыханию в воде, т. е. потреблению растворенного в воде O₂, у гидробионтов имеют особый характер. Вода содержит во много раз меньше кислорода, чем воздух: при 20 °C в 1 л воздуха содержится 277 мг O₂, а в 1 л пресной воды при полном насыщении растворенным воздухом – 8,7 мг O₂, т. е. в 32 раза меньше. Для полного извлечения из воды такого же количества O₂, как и из воздуха, нужно выполнить во много раз большую работу. Зато водные организмы имеют дело с уже готовым раствором кислорода, а дыхание наземных животных зависит от скорости растворения O₂ в транспортирующей жидкости.

В континентальных стоячих водах, особенно в богатых органикой (эвтрофных) озерах и болотах, или под ледовым покровом концентрация O₂ всегда понижена из-за бактериального окисления. Это часто приводит к заморным явлениям – гибели рыб, нуждающихся в богатой кислородом воде. Подобные обстоятельства с самого начала эволюции определили главные стратегии приспособления к водной среде. Самые ранние формы были анаэробными и не нуждались в кислороде. Среди бактерий и простейших до сих пор есть много анаэробов, т. е. организмов, способных относительно легко переносить временное отсутствие кислорода или существовать в условиях кислородного дефицита. Но даже при достижении современного уровня содержания O₂ в природных водах и при расцвете водной фауны кислородный запрос подавляющего числа гидробионтов остался намного ниже, чем у животных, вышедших на сушу.

В природе существуют сезонный и суточный ритмы влажности, которые вместе со светом и температурой регулируют расселение, активность и поведение живых организмов. Влажность воздуха обусловливает периодичность жизни организмов, сезонную динамику протекающих жизненных циклов, влияет на продолжительность развития, смертность и плодовитость популяций.

В сухом климате у некоторых растений в процессе эволюции выработались своеобразные ритмы сезонного развития. Это эфемеры – преимущественно однолетние растения с очень коротким вегетационным периодом, ограниченным сжатыми сроками периода весеннего или осеннего увлажнения. Различают в е с е н н и е  и  о с е н н и е эфемеры. Типичные эфемеры успевают пройти весь цикл развития за 15–30 дней, когда в почве содержится много влаги. Четко выраженную приспособленность к сезонному ритму влажности проявляют также некоторые многолетние растения – эфемероиды. Они могут приостанавливать свое развитие при недостатке влаги, а затем в оптимальных условиях влажности вновь продолжать развитие в очень сжатые сроки.

Для приспособления к зимним условиям у некоторых животных увеличивается опорная поверхность ног путем обрастания их жесткими перьями, волосами, роговыми щитками; животные либо мигрируют (перелеты птиц), либо впадают в неактивное состояние (сон, спячка, диапауза); происходит переход на питание определенными кормами.

Для жизни растений и формирования растительного покрова очень важен показатель влажность воздуха, который характеризует содержание водяного пара в воздухе. Различают абсолютную и относительную влажность воздуха.

Абсолютная влажность – это количество водяного пара, содержащегося в воздухе, выраженное массой воды на единицу массы воздуха. В Беларуси абсолютная влажность воздуха обычно поддерживается на уровне 1,5–14,0 г/м³.

Относительная влажность – это количество водяного пара, содержащегося в воздухе, в сравнении с насыщающим количеством водяного пара при данных условиях температуры и давления. На территории Беларуси среднегодовая относительная влажность воздуха колеблется в пределах 65–100 % (в среднем 80 %).

Наибольшее значение для живых организмов имеет дефицит насыщения воздуха водяными парами – разность между максимальной и абсолютной влажностью воздуха при определенной температуре.

Осадки. На водный режим среды и географическое распределение видов влияют, прежде всего, количество осадков, их распределение в течение года и форма выпадения.

Осадки – продукты конденсации водяных паров в атмосфере и на поверхности Земли (дождь, снег, град, иней, роса и др.).

Больше всего осадков на Земле выпадает в экваториальной зоне, в верхнем течении реки Амазонки и на островах Малайского архипелага (10 000–12 000 мм/год), а меньше всего в тундре и пустынях (150–250 мм/год).

Растения потребляют воду преимущественно в жидком состоянии. В вегетационный период вода из атмосферы поступает в растения в основном в жидкой фазе – в виде дождя. Однако, в умеренной и холодных зонах огромное влияние на растения оказывает также вода в твердой фазе – это снег, лед, ожеледь (накопление льда на органах растений или на поверхности почвы при внезапных потеплениях, после дождя), изморозь (рыхлый лед на ветвях деревьев и листьях трав во время туманов), иней, град.

При охлаждении воздуха относительная влажность его увеличивается, а когда достигает 100 % (так называемая точка росы), начинается конденсация паров в виде капель. Роса и туман не оказывают большого влияния на увлажнение сухого аридного климата, но значительно повышают влажность гумидного (влажного) климата и смягчают отрицательное воздействие коротких сухих периодов.

Количество осадков принято выражать толщиной слоя (мм), который образуется на поверхности при их выпадении. Один миллиметр осадков соответствует выпадению 1 л воды на 1 м².

По отношению к влаге растения делят на четыре основные группы: гидрофиты, гигрофиты, мезофиты, ксерофиты.

Гидрофиты – водные растения, частично или полностью погруженные в воду. К этой группе также относятся неприкрепленные к субстрату плавающие растения. Все они выработали различные специфические приспособления к водному образу жизни.

Гигрофиты – растения влажных местообитаний: болот, прибрежной части водоемов, заболоченных лугов и лесов.

Ксерофиты – растения сухих местообитаний, способные переносить длительную атмосферную и почвенную засуху. Ксерофиты засухоустойчивы. В неблагоприятных условиях они могут сбрасывать листья и приостанавливать рост.

Мезофиты – растения умеренно влажных местообитаний, широко распространенные в умеренном поясе. По структурно-функциональной организации и отношению к влаге мезофиты занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами.

У животных по отношению к водному режиму выделяют следующие группы: гигрофилы, мезофилы, ксерофилы.

Гигрофилы – влаголюбивые животные, нуждающиеся в высокой влажности среды. Характеризуются слабым развитием механизмов регуляции водного обмена, поэтому они не могут накапливать много воды и удерживать длительное время запасы воды в теле. Такие животные обитают во влажной среде для постоянного пополнения содержания воды в организме.

Мезофилы – животные, обитающие в условиях умеренной влажности.

Ксерофилы – животные, обитающие в условиях крайне низкой влажности. Эти животные легко переносят сухость воздуха в сочетании с высокой температурой, плохо – высокую влажность. У них хорошо развиты механизмы регуляции водного обмена и приспособления к сохранению влаги в организме. Многие из них для поддержания жизнедеятельности используют метаболическую воду, образующуюся за счет окисления отложенных жиров.