Животное которое получает воду за счет пищи

Биология. 10 класс

*§ 7—1. Адаптации животных к различному водному режиму среды

Экологические группы животных по отношению к водному режиму среды

Вода является абиотическим фактором в жизни животных. Она жизненно необходима всем им. Для многих животных это среда обитания (как для типичных жителей морей, океанов и пресных водоемов, так и для водоплавающих птиц), и они не испытывают в ней недостатка. Большинство обитателей засушливых мест способны достаточно долго обходиться без воды. Однако для подавляющего большинства наземных представителей фауны потребление необходимого для их организма количества воды является проблемой.

Животные могут получать воду тремя основными путями: через питье, вместе с сочной пищей и в результате метаболизма, то есть за счет окисления органических веществ — жиров, белков и углеводов. Некоторые животные могут впитывать воду через покровы из влажного субстрата или воздуха.

Потери воды у животных происходят через испарение покровами или со слизистых оболочек дыхательных путей, путем выведения из тела мочи и непереваренных остатков пищи. Хотя животные могут выдерживать кратковременные потери воды, но в целом ее расход должен возмещаться. Потери воды приводят к гибели быстрее, чем голодание.

Влажность воздуха также очень важна для животных, так как от нее зависит величина испарения с поверхности тела. Потери воды через испарение обусловлены строением покровов. Некоторые виды не могут обитать в сухом воздухе и нуждаются в полном его насыщении водяными парами. Другие без вреда для себя населяют самые засушливые районы.

По потребности к водному режиму местообитаний наземные животные подразделяются на три экологические группы: гигрофилы, мезофилы и ксерофилы.

Гигрофилы — это животные, обитающие на участках с повышенной влажностью: в заболоченных местах, во влажных лесах, в поймах рек, по берегам водоемов, а также в почве (дождевые черви) или в гниющей древесине. В эту группу входят земноводные (лягушки, жабы), крокодилы, бобры, выдры, стрекозы, жуки-прицепыши и др. Их можно назвать влаголюбивыми наземными организмами. У этих животных практически отсутствуют механизмы регуляции водного обмена, они не способны накапливать большое количество воды в своем теле и удерживать его длительное время. Это обстоятельство вынуждает их постоянно пополнять запасы воды.

Мезофилы — это животные, существующие в условиях умеренной влажности и средних температур. Это самая многочисленная группа. К ним относится большинство обитателей средних широт: лоси, лошади, медведи, волки, кабаны, зайцы, белки, лесные птицы, многие насекомые.

Ксерофилы — это животные, приспособленные к условиям жизни в местах с пониженной влажностью, часто в условиях недостатка воды.
Они обитают в пустынных и степных природных зонах. Ксерофилы хорошо переносят отсутствие влаги, у них уменьшено испарение воды с кожи. В эту группу входят верблюды, дрофы, страусы, змеи, вараны, насекомые (жуки скарабеи), грызуны (суслики, тушканчики). Они довольствуются влагой, получаемой с пищей, или метаболической водой, образующейся в результате распада жиров.

Источник

3.3.3. Водный баланс наземных животных

Некоторые животные могут впитывать воду через покровы из влажного субстрата или воздуха, например личинки некоторых насекомых – мучного хрущака, жуков-щелкунов и др.

Потери воды у животных происходят через испарение покровами или со слизистых оболочек дыхательных путей, путем выведения из тела мочи и непереваренных остатков пищи.

Хотя животные могут выдерживать кратковременные потери воды, но в целом расход ее должен возмещаться приходом.

Виды, получающие воду в основном через питье, сильно зависят от наличия водопоев. Это особенно характерно для крупных млекопитающих. В сухих, аридных районах такие животные совершают иногда значительные миграции к водоемам и не могут существовать слишком далеко от них. В африканских саваннах слоны, антилопы, львы, гиены регулярно посещают водопои (рис. 35). Для куланов Бадхызского заповедника водопои определяют летнее размещение табунов, суточный ритм и поведение животных.

Рис. 35. Слоны на водопое

В питьевой воде нуждаются и многие птицы. Ласточки и стрижи пьют на лету, проносясь над поверхностью водоема. Рябки в пустынях ежедневно совершают многокилометровые перелеты к водопоям и приносят воду птенцам. Самцы рябков используют исключительный в своем роде способ переноса воды – они пропитывают ею оперение на груди, а птенцы отжимают клювами набухшие перья.

В то же время многие животные могут обходиться совсем без питьевой воды, получая влагу иными способами.

Влажность воздуха также очень важна для животных, так как от нее зависит величина испарения с поверхности тела (рис.

Среди ряда групп животных можно выделить гигрофилов и ксерофилов, т. е. влаголюбивые и сухолюбивые виды. Промежуточную группу составляют мезофилы. Среди насекомых, например, гигрофильны кровососущие комары, которые активны преимущественно в вечерние и утренние часы, а днем – либо в пасмурную погоду, либо только в тени, под пологом леса, т. е. при повышенной влажности воздуха. Ксерофильны жуки-скакуны, пустынные жуки-чернотелки, пустынная саранча и др.

Способы регуляции водного баланса у животных разнообразнее, чем у растений. Их можно разделить на поведенческие, морфологические и физиологические.

К числу поведенческих приспособлений относятся поиски водопоев, выбор мест обитания, рытье нор и т. п. В норах влажность воздуха приближается к 100 %, даже когда на поверхности очень сухо. Это снижает необходимость испарения через покровы, экономит влагу в организме.

Рис. 36. Строение кутикулы членистоногих (по М. С. Гилярову, 1970):

1– жук мучной хрущах Tenebrio molitor;

2– ветвистоусый рачок Cyclops sp.: гип. – гиподерма, энд. – эндокутикула; экз. – экзокутикула, эп. – эпикутикула

В эффективности поведенческих приспособлений для обеспечения водного баланса можно убедиться на примере пустынных мокриц. Мокрицы – типичные ракообразные, не отличающиеся особыми анатомо-морфологическими приспособлениями к наземному образу жизни.

К морфологическим способам поддержания нормального водного баланса относятся образования, способствующие задержанию воды в теле: раковины наземных улиток, ороговевшие покровы рептилий, развитие эпикутикулы у насекомых и т. п. У пустынных жуков-чернотелок срастаются и прирастают к телу надкрылья, вторая пара крыльев редуцируется и между телом и надкрыльями образуется камера, куда выходят дыхальца насекомого. Эта камера открывается наружу лишь небольшой узкой щелью, воздух в ней насыщен водяными парами. Части тела, соприкасающиеся с внешней средой, защищены непроницаемой для воды эпикутикулой.

Физиологические приспособления к регуляции водного обмена – это способность к образованию метаболической влаги, экономии воды при выделении мочи и кала, развитие выносливости к обезвоживанию организма, величина потоотделения и отдачи воды со слизистых.

Выносливость к обезвоживанию, как правило, выше у животных, подвергающихся тепловым перегрузкам. Для человека потеря воды, превышающая 10 % массы тела, смертельна. Верблюды переносят потери воды до 27 %, овцы – до 23, собаки – до 17 %.

Экономия воды в пищеварительном тракте достигается всасыванием воды кишечником и продуцированием сухого кала. Содержание воды в испражнениях животных варьирует в зависимости от состава корма, но в целом отражает приспособленность к обитанию в разных условиях влажности. Например, на 100 г сухого помета коров на пастбище приходится 566 г воды, тогда как у верблюдов – 109, а при безводной диете – всего 76 г.

У насекомых, обитающих в аридных районах, выделительные органы – мальпигиевы сосуды – свободными концами входят в тесный контакт со стенкой задней кишки и всасывают воду из ее содержимого.

Для экономии воды, выводимой через почки, нужна перестройка азотного обмена. При распаде белков у большинства водных организмов образуется аммиак, который токсичен для цитоплазмы даже в малых концентрациях. На процесс его образования и выведения тратится много воды. У наземных животных аммиак присутствует среди продуктов обмена только у тех форм, которые обитают в условиях достаточного обеспечения водой, например у тлей, непрерывно питающихся соком растений. Основной компонент выделяемой мочи у наземных млекопитающих – мочевина. Это менее токсичный продукт обмена, который может накапливаться в плазме и полостных жидкостях и выводиться в более концентрированных растворах, что экономит воду. С мочой выводятся также различные соли. Общая концентрация мочи по сравнению с плазмой может служить показателем способности к экономии воды при экскреции. У человека моча концентрированнее плазмы в 4,2 раза, у овец – в 7,6, у верблюда – в 8, у тушканчиков – в 14 раз.

Чешуйчатые пресмыкающиеся и сухопутные черепахи – группы, освоившие наиболее аридные районы, – выделяют малорастворимую мочевую кислоту. Это же характерно для птиц и высших насекомых. Паукообразные выделяют гуанин. При образовании гуанина и мочевой кислоты затрачивается минимальное количество воды.

Жизнь за счет метаболической влаги доступна не всем животным. Окисление жиров требует большого количества кислорода, а дополнительная вентиляция легких в сухом воздухе сопровождается потерей водяных паров. Жир в горбах верблюдов не является для них основным источником водоснабжения, так как расход воды на усиленное дыхание при терморегуляции равен или даже превышает количество получаемой метаболической воды. Поэтому верблюды нуждаются в периодическом питье.

Мелкие млекопитающие, спасающиеся от жары в прохладных норах, могут покрывать значительную часть своих расходов воды в результате окислительных процессов, так как им не требуется дополнительно вода на терморегуляцию.

Рис. 37. Животные, способные жить за счет метаболической влаги: 1 – пустынный мешотчатый прыгун; 2 – карликовая песчанка; 3 – жирнохвостый тушканчик (по В. Е. Соколову и др., 1977)

Метаболическую воду в большей мере, чем позвоночные животные, могут использовать насекомые, так как трахейная система насекомых осуществляет эффективный воздушный дренаж с малыми потерями на испарение. У многих видов жировое тело служит преимущественно источником воды, а не энергетических запасов. Гусеницы платяной моли, мельничной огневки, амбарный и рисовый долгоносики и многие другие живут исключительно за счет сухой пищи.

Испарение, связанное с необходимостью терморегуляции, может служить причиной истощения водных ресурсов организма. В пустынях противостоять перегреву путем испарения воды могут только крупные животные. Общая тепловая нагрузка пропорциональна относительной поверхности и поэтому особенно велика для мелких форм. Для животного массой 100 г расход воды составил бы в час около 15 % от массы тела, а массой 10 г – около 30 %, т. е. за немногие часы была бы истрачена вся вода организма. Поэтому мелкие гомойотермные животные в сухом и жарком климате избегают воздействия жары и экономят влагу, укрываясь под землей.

У пойкилотермных повышение температуры тела вслед за нагреванием воздуха позволяет избегать излишних потерь воды, которая тратится у гомойотермных для поддержания постоянной температуры.

Преимущества колеблющейся температуры тела используют и животные с хорошей температурной регуляцией, специализированные к жизни в пустыне.

Пойкилотермные животные, однако, не могут полностью избежать потерь воды на испарение. Даже у рептилий с их ороговевшим эпидермисом потери воды через кожу значительны. У мелких ящериц они могут достигать 20 % и более от массы тела за сутки. Поэтому и для пойкилотермных основной путь сохранения водного баланса при жизни в пустыне – это избегание излишних тепловых нагрузок.

Источник

*§ 7—1. Адаптации животных к различному водному режиму среды

Сайт:	Профильное обучение
Курс:	Биология. 10 класс
Книга:	*§ 7—1. Адаптации животных к различному водному режиму среды
Напечатано::	Гость
Дата:	Среда, 20 Октябрь 2021, 23:24

Оглавление

Экологические группы животных по отношению к водному режиму среды

Вода является абиотическим фактором в жизни животных. Она жизненно необходима всем им. Для многих животных это среда обитания (как для типичных жителей морей, океанов и пресных водоемов, так и для водоплавающих птиц), и они не испытывают в ней недостатка. Большинство обитателей засушливых мест способны достаточно долго обходиться без воды. Однако для подавляющего большинства наземных представителей фауны потребление необходимого для их организма количества воды является проблемой.

Животные могут получать воду тремя основными путями: через питье, вместе с сочной пищей и в результате метаболизма, то есть за счет окисления органических веществ — жиров, белков и углеводов. Некоторые животные могут впитывать воду через покровы из влажного субстрата или воздуха.

Потери воды у животных происходят через испарение покровами или со слизистых оболочек дыхательных путей, путем выведения из тела мочи и непереваренных остатков пищи. Хотя животные могут выдерживать кратковременные потери воды, но в целом ее расход должен возмещаться. Потери воды приводят к гибели быстрее, чем голодание.

Влажность воздуха также очень важна для животных, так как от нее зависит величина испарения с поверхности тела. Потери воды через испарение обусловлены строением покровов. Некоторые виды не могут обитать в сухом воздухе и нуждаются в полном его насыщении водяными парами. Другие без вреда для себя населяют самые засушливые районы.

По потребности к водному режиму местообитаний наземные животные подразделяются на три экологические группы: гигрофилы, мезофилы и ксерофилы.

Гигрофилы — это животные, обитающие на участках с повышенной влажностью: в заболоченных местах, во влажных лесах, в поймах рек, по берегам водоемов, а также в почве (дождевые черви) или в гниющей древесине. В эту группу входят земноводные (лягушки, жабы), крокодилы, бобры, выдры, стрекозы, жуки-прицепыши и др. Их можно назвать влаголюбивыми наземными организмами. У этих животных практически отсутствуют механизмы регуляции водного обмена, они не способны накапливать большое количество воды в своем теле и удерживать его длительное время. Это обстоятельство вынуждает их постоянно пополнять запасы воды.

Мезофилы — это животные, существующие в условиях умеренной влажности и средних температур. Это самая многочисленная группа. К ним относится большинство обитателей средних широт: лоси, лошади, медведи, волки, кабаны, зайцы, белки, лесные птицы, многие насекомые.

Ксерофилы — это животные, приспособленные к условиям жизни в местах с пониженной влажностью, часто в условиях недостатка воды.
Они обитают в пустынных и степных природных зонах. Ксерофилы хорошо переносят отсутствие влаги, у них уменьшено испарение воды с кожи. В эту группу входят верблюды, дрофы, страусы, змеи, вараны, насекомые (жуки скарабеи), грызуны (суслики, тушканчики). Они довольствуются влагой, получаемой с пищей, или метаболической водой, образующейся в результате распада жиров.

Адаптации животных к различному водному режиму

Наземные животные для восполнения потерь воды вследствие выделения и испарения нуждаются в ее потреблении. Способы регуляции водного баланса у животных разнообразнее, чем у растений. В зависимости от водного режима среды у них выработались разные типы адаптаций: физиологические, морфологические и поведенческие.

Физиологические адаптации — это особенности процессов жизнедеятельности, которые помогают сохранять влагу в организме и восполнять ее дефицит. К ним относятся: экономия воды при выделении продуктов метаболизма, образование метаболической воды, выносливость по отношению к обезвоживанию, потоотделение, удаление воды со слизистых оболочек.

Выносливость к обезвоживанию, как правило, выше у животных, подвергающихся тепловым перегрузкам. Для человека потеря воды, превышающая 10 % массы тела, смертельна. Собаки переносят потери воды до 17 %, овцы — до 23 %, верблюды — до 27 %.

Экономия воды в пищеварительном тракте достигается благодаря всасыванию как можно большего количества воды в пищеварительной и выделительной системах (в зависимости от условий среды) и продуцированию сухих экскрементов. У насекомых, обитающих в засушливых районах, выделительные органы — мальпигиевы сосуды — свободными концами входят в стенку задней кишки и всасывают воду из ее содержимого. Таким образом, вода вновь возвращается в организм (пустынные жуки чернотелки, муравьиные львы, личинки божьих коровок). Пресмыкающиеся и птицы экономят воду при выделении мочи и кала. Есть животные более специализированные к жизни в этих условиях. Например, слоновая черепаха запасает воду в мочевом пузыре.

У животных в условиях недостатка влаги большое значение имеет использование метаболической (эндогенной) воды, образующейся в результате окисления жиров и некоторых других веществ. Жир откладывается у животных в специально предназначенных местах: у верблюда — в горбах; у овец — в курдюке; у многих грызунов — под кожей; у тушканчиков, песчанок, лемуров мышиных — в основании хвоста; у варана — в хвосте; у насекомых — в жировой ткани. Запасы жира иногда значительны — у верблюда до 110—120 кг.

Испарение воды (потоотделение через потовые железы или через слизистую оболочку), связанное с терморегуляцией, также обеспечивает регулирование водного обмена, но может быть причиной истощения водных ресурсов организма.

При обезвоживании у животных появляется чувство жажды, и они пьют воду, а также поглощают ее кожными покровами. Мелкие животные пустынь (грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие) добывают воду, поедая растения с сочными побегами. Таким образом, в организм животных поступает питьевая вода и вода корма. В составе корма ее содержание варьирует от 10 до 95 %. Питьевая вода и вода, освобождающаяся при расщеплении корма, называется экзогенной водой. Экзогенная вода всасывается в кишечнике, поступает в кровяное русло и включается в процессы обмена веществ.

К морфологическим адаптациям относятся приспособления, задерживающие воду в теле животных. Насекомые и паукообразные имеют многослойную хитинизированную кутикулу, пресмыкающиеся — роговой покров тела (роговые чешуи и пластинки). У наземных моллюсков имеются раковины, тело птиц покрыто перьями, а млекопитающих — шерстью.

Степень развития хитинизированной кутикулы у членистоногих зависит от режима влажности местообитаний и определяет их способность противостоять иссушению. Личинки, живущие в воде, почве, древесине и других влажных субстратах, как правило, полностью или частично лишены хитинизированной кутикулы.

Поведенческие адаптации заключаются в том, что большинство животных активны в поисках воды. К числу поведенческих приспособлений относятся: поиски водопоев, рытье нор и зарывание в грунт, выбор благоприятных мест обитания. В норах влажность воздуха приближается к 100 %, даже когда на поверхности очень сухо. Это снижает необходимость испарения через покровы и экономит влагу в организме.

В эффективности поведенческих приспособлений для обеспечения водного баланса можно убедиться на примере пустынных мокриц. Мокрицы — типичные ракообразные, не отличающиеся особыми анатомо‑морфологическими приспособлениями к наземному образу жизни. Тем не менее представители рода Hemilepistus освоили самые сухие и жаркие места на Земле — глинистые пустыни. Они роют глубокие вертикальные норки, где всегда влажно, и покидают их, выходя на поверхность, лишь в те часы суток, когда высока влажность приземного слоя воздуха. Когда почва иссушается особенно сильно и возникает угроза снижения влажности воздуха в норке, самки закрывают отверстие сильно склеротизированными передними сегментами тела, создавая замкнутое, насыщенное парами воды пространство и оберегая молодь от высыхания.

Подвижность и выносливость позволяют животным мигрировать на большие расстояния в поисках воды. Так ведут себя обитатели африканских саванн — слоны, антилопы, зебры, жирафы. Более привычные для нашего континента верблюды, куланы, сайгаки тоже совершают большие переходы в поисках воды: они периодически посещают места водопоя. Порой этим животным на сухой период приходится мигрировать в районы с большей влажностью. Некоторые из них в сухой период переходят на ночной образ жизни или впадают в летнюю спячку (суслики, сурки, черепахи).

Повторим главное. Животные, обитающие в воде, не испытывают в ней недостатка. Для подавляющего большинства наземных животных потребление достаточного количества воды является проблемой. Они могут получать воду через питье, вместе с сочной пищей и в результате метаболизма. Потери воды у животных происходят через испарение покровами или со слизистых оболочек дыхательных путей, путем выведения из тела мочи и непереваренных остатков пищи. По потребности к водному режиму местообитаний наземные животные подразделяются на три экологические группы: гигрофилы, мезофилы и ксерофилы. У каждой группы к определенному водообеспечению среды выработались разные типы адаптаций: физиологические, морфологические и поведенческие.

Проверим знания

1. Какие экологические группы животных выделяют по отношению к влаге?
2. Охарактеризуйте адаптации ксерофилов. Назовите их представителей.
3. Какие отличительные черты строения имеют гигрофилы? Назовите их представителей.

1. Что такое метаболическая вода? Какие животные ее используют?
2. Как зависит локализация подкожного жира у животных от водного режима среды обитания? Покажите на примере конкретных организмов. Объясните причину разной локализации у них подкожного жира.

Индивидуальное домашнее задание. На основании материала параграфа и дополнительных источников информации составьте таблицу представителей экологических групп животных по отношению к водному режиму среды, типичных для вашего региона. Для каждого представителя приведите характеристику физиологических, морфологических и поведенческих адаптаций. Объясните причину различий между ними.

Источник