Vanduo

Vandens vaidmuo ląstelėje, organizmuose ir
ekologinėse sistemose

Žemės gyvybė negali egzistuoti be vandens. Daugiausia vandens yra gyvoje ląstelėje (apie 80%). Vanduo – svarbiausias ląstelės komponentas. Nuo vandens priklauso ląstelės fizikinės savybės – jos dydis, tamprumas. Vanduo aktyviai dalyvauja susidarant organinėms medžiagoms, pvz. baltymams. Vanduo yra svarbus kaip tirpiklis: daugelis medžiagų patenka į ląsteles iš aplinkos, ištirpusios vandenyje. Taip pat ištirpusios vandenyje panaudotos medžiagos pašalinamos iš ląstelių. Vanduo dalyvauja daugelyje cheminių reakcijų (baltymų, riebalų, angliavandenių skaidymas).
Biologinį vandens vaidmenį lemia jo molekulinės struktūros ypatybės, molekulių poliškumas. Nuo vandens moolekulių struktūros ypatybių priklauso ir jo, kaip tirpiklio, savybės. Medžiagos, kurios gerai tirpsta vandenyje, vadinamos hidrofilinėmis (šarmai, baltymai, angliavandeniai). Medžiagos, kurios blogai tirpsta vandenyje vadinamos hidrofobinėmis (riebalai, celiuliozė). Ploną hidrofobinį medžiagų sluoksnį turi ląstelių membranos. Jos apsaugo ląsteles nuo per didelio vandens veržimosi iš aplinkos ir iš jų į aplinką, bei iš vienos ląstelės dalie į kitą.
Daug organizmų gyvenančių vandenyje, kitų organizmų viduje ar šiaip drėgnose vietose, negali gyventi kai jiems stinga vandens. Taip žūsta į krantą išmesti jūros dumbliai, medūzos, žuvys. Duobagyvių kūūne vandens būna 95-98%, žinduolių – 60-70%, vabzdžių – 45-65%, augalų – 80-95%. Kai kurie organizmai dėl vandens stokos išdžiūsta ir pereina į anabiozės būseną. Jų ląstelių citoplazma susitraukia, o medžiagų apykaita tik sulėtėja, kad sunku aptikti gyvybės požymius. Kai toks organizmas vėl gauna pakankamai vandens jo medžiagų ap

pykaita pagreitėja ir gyvybinė veikla atsinaujina. Bakterijų ir samanų sporos, pirmuonių cistos, plikasėklių ir gaubtasėklių sėklos – anabiozės būsenoje gali ištverti be vandens. Sporiniai induočiai buvo pirmieji augalai, kuriems atsirado šaknys ir vandens apytakos audiniai – vandens ir rietiniai indai. Sporiniai induočiai, plikasėkliai, gaubtasėkliai, siurbdami vandenį iš dirvos, geba išlaikyti pastovų kiekį vandens, nors karštu sausu oru jis greitai garuoja. Lapų odelę dengia vaškingos medžiagos sluoksnis.
Kuo sausringesnėje vietoje augalai auga, tuo sluoksnis storesnis ir tuo mažiau H2O garų praleidžia. Dažnai lapai būna apaugę plaukeliais, kurie sulaiko garus prie lapo paviršiaus, stabdo tolesnį garavimą. Lapų žiotelės, pro kurias išgaruoja didžioji dalis vandens, būna apatinėje lapų pusėje, kur nepasiekia tiesioginiai saulės spinduliai. Karštu dienos metu žiotelės užsiveria. Kai kurie sausringų vietų augalai turi specialius auudinius, kuriuose kaupiasi H2O (kaktusai).
Gyvūnai vandenį gauna iš aplinkos su maistu ir gerdami, kai kurie gali įsisavinti jį kūno paviršiumi. Sausringųjų vietų gyvūnai nueina ar nuskrenda didelius atstumus, kad patenkintų H2O poreikį. Jūros gyvūnai tenkinasi sūriu vandeniu, o su juo gautą druskos perteklių jų organizmas pašalina.
Net pats sausiausias maistas turi šiek tiek H2O. Todėl gyvūnai jo gauna su maistu. Dalis gyvūnų vandens gauna pro odą. Daug vandens netekęs sliekas jo reikiamą kiekį gali įsiurbti pro odą. Oksiduojantis maisto medžiagoms, susidaro va
anduo, pvz. 100g. riebalų – net 108g. vandens. Sausringų vietų gyvūnams šis H2O labai svarbus.
Sausumos gyvūnai prisitaikę H2O taupyti. Toks prisitaikymas būna anatominis, fiziologinis ir elgseninis. Anatominis prisitaikymas. Paprastai tai garavimą mažinanti danga – pvz. roplių – raginiai žvynai, sraigių – kriauklės. Fiziologinis prisitaikymas. Vandenį taupyti leidžia įvairių organų sistemų prisitaikymai. Pvz., virškinimo sistemoje, storojoje žarnoje, iš išmatų į kraują įsiurbiamas didelis kiekis H2O, todėl organizmas nedaug jo praranda; kupranugario kūno temperatūra karštą dieną pakyla iki 40oC – kad tik mažiau organizmas išprakaituotų vandens. Elgseninis prisitaikymas. Kad organizmas neišprakaituotų vandens, daugelis smulkių gyvūnų karštu paros metu tūno giliuose urvuose, slapstosi po akmenimis.
Apsvarstykime H2O vaidmenį ekologinėje sistemoje. Pavyzdžiui imkime – ežerą. Ežere gyvena nemažai vandens gyvūnų ir augalų. Ežero pakraštyje H2O šiltesnis ir pakankamai prisotintas O2, todėl čia auga aukštesnieji augalai, kai kurie dumbliai, dauguma gyvūnų. Giliose ežero vietose, kur prasiskverbia nedaug saulės spindulių, gyvybė vienodesnė ir skurdesnė, nes apatiniai H2O sluoksniai mažai maišosi, vanduo juose šaltas ir turi mažai O2. Vandens atsigerti atklysta gyvūnai, atskrenda paukščiai. Ir kas gi būtų, jei ežeras išdžiūtų? Jis virstų pelke, vėliau dirvožemiu. Visi vandens augalai ir gyvūnai – priversti žūti.

Leave a Comment