Недостаток или избыток микроэлементов в воде может вызывать различные эндемические заболевания. Содержание воды и растворенных в ней минеральных элементов непостоянно. Организм все время расходует воду и получает ее вновь из окружающей среды.

Кроме всего прочего, вода – единственный источник кислорода, образующегося в процессе фотосинтеза: он образуется при фотохимическом разложении воды, в котором используется энергия солнечного света.

Серьезные нарушения в организме может вызвать обезвоживание. Некоторые растения и животные теряют воду только в периоды покоя. Для большинства же растений и животных потеря значительного количества влаги губительна. Так, у многих млекопитающих, в том числе и у человека, при снижении содержания воды в организме на 10 % возникают тяжелые болезненные явления, а потеря 20–30 % влаги обычно заканчивается смертью.

Многие животные и растения постоянно живут в воде, и в этом случае для их существования огромное значение имеют физические свойства водной среды.

Свойства водной среды обитания. Рассмотрим факторы водной среды, действующие на водных обитателей.

Прежде всего это плотность водного слоя. Это фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. Дистиллированная вода имеет плотность 1 г/см^>3 при +4 °C. Плотность природных вод, содержащих соли, может быть больше – до 1,35 г/см^>3 и более. Плотность воды обеспечивает организмам возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм. Взвешенные, парящие в воде организмы объединяются в особую экологическую группу гидробионтов – планктон. Обитатели дна образуют особую группу – бентос. Следующие важные показатели для существующих в воде организмов – это подвижность, светопроницаемость (или мутность), давление, а также кислотность (значение водородного показателя – рН). В глубине температура практически постоянна (+4 °C).

Все эти свойства водной среды во многом определяют форму тела и строение скелета, соответствующее водной среде строение органов чувств и другие особенности анатомии и физиологии водных обитателей.

Еще один фактор, важнейший для водной среды, – кислородный режим. Важное условие существования жизни в воде – растворенный в воде кислород, необходимый для дыхания водных растений и животных. Содержание кислорода в воде в 21 раз ниже, чем в атмосфере. Кислород поступает в основном за счет фотосинтетической деятельности водорослей. Верхние слои водной толщи богаче кислородом, чем нижние.

Некоторые водные обитатели способны переносить значительные колебания содержания кислорода в воде (карась, сазан); другие виды (радужная форель, кумжа, гольян) могут существовать только в водоемах, насыщенных кислородом.

Нехватка кислорода иногда приводит к катастрофическим явлениям – заморам – с гибелью гидробионтов. Кроме недостатка кислорода в водоеме, заморы могут быть вызваны повышением концентрации токсичных газов – метана, сероводорода, углекислого газа и других, образующихся в результате разложения органических остатков на дне водоема.

Таким образом, вода – это и внутренняя среда большинства организмов, и внешняя среда для многих из них.

Круговорот воды. Для обеспечения устойчивости экосистем чрезвычайно важны циклические превращения элементов, а также участие веществ в биологических и биогеохимических круговоротах. В биосфере в такой круговорот вовлечена и вода. Происходит это следующим образом. Вода выпадает на поверхность земли в виде осадков, образующихся в результате испарения Мирового океана (рис. 4). При испарении в атмосфере накапливается водяной пар, который, конденсируясь, образует облака и, наконец, дождь или снег, выпадающие на землю; затем часть осадков снова испаряется с поверхности земли; часть проникает в почву, поглощается растениями и испаряется ими в процессе транспирации; часть посачивается в глубокие слои почвы и пополняет подземные воды, а часть осадков стекает в водоемы (реки, озера) и оттуда также испаряется в атмосферу. Растительность на поверхности земли играет роль грандиозного испарителя, имеет водорегулирующее значение, способствует удержанию влаги и препятствует иссушению и эрозии почв.