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Vivere nell’acqua: e se cambia la temperatura?

Pensiamo ad esempio al mare o all’oceano: sappiamo tutti che la temperatura dell’ambiente acquatico è in genere molto stabile. Questo accade perché il calore specifico* dell’acqua è circa 4 volte più alto rispetto a quello dell’aria. Perciò gli organismi acquatici non devono affrontare variazioni brusche ed estreme di temperatura.

Allora meglio eterotermi o omeotermi?

I delfini: mammiferi omeotermi

Quasi tutte le creature degli ambienti acquatici sono eteroterme, cioè modificano la temperatura del loro corpo in base a quella dell’ambiente; in questo modo ottengono un notevole risparmio di energia. Un aspetto molto importante questo! perché in acqua di ossigeno, indispensabile per la produzione di energia, non ce n’è molto.

Mentre i Pesci sono eterotermi, i Mammiferi acquatici, come le balene e i delfini, respirano direttamente l’aria atmosferica e possono “permettersi”, a livello energetico, temperature corporee elevate; infatti i Mammiferi acquatici sono omeotermi, hanno cioè una propria temperatura del corpo indipendente da quella dell’ambiente esterno.

Come varia la temperatura con la profondità?

Nei mari e negli oceani la temperatura dell’acqua si abbassa gradualmente, man mano che si scende in profondità, fino a raggiungere un valore costante al di sotto del quale non varia più. Questo valore, nell’oceano, è raggiunto a circa 2500 metri di profondità ed è pari a 2,5°C.
Nel Mar Mediterraneo, invece, lo strato di temperatura costante è raggiunto a circa 400 metri dalla superficie ed ha un valore di circa 13°C. Quindi gli animali che vivono al di sotto di 400 metri non sentono il ritmo stagionale, perché la temperatura resta costante sia d’estate che d’inverno.

E se la temperatura cambia che cosa succede?

Gli animali acquatici eterotermi, non avendo mezzi per regolare la temperatura del proprio corpo, sono molto sensibili ai cambiamenti di temperatura.
Alcune specie, come il tonno, si spostano con il variare della temperatura; altre, come quelle che vivono presso le coste dei mari temperati, sentono il “cambio di stagione”: crescono rapidamente nel periodo estivo e rallentano le loro funzioni vitali nel periodo invernale.

Ed ora con il riscaldamento globale?

Si stanno espandendo le specie “amanti del caldo”, dette termofile; si segnala anche l’invasione di specie aliene tropicali… non sono alieni provenienti dallo spazio, ma specie viventi che stanno colonizzando ambienti nuovi.

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Questo argomento è tratto da una pagina del libro “Pianeta Acqua” che riguarda gli adattamenti degli animali all’ambiente acquatico

Vivere sotto la neve

La coltre di neve che d’inverno copre il paesaggio ha funzioni molto importanti.
Sui monti forma delle vere e proprie riserve di acqua che a primavera sarà restituita alla pianura gradatamente.
Se l’inverno è abbastanza freddo, la neve può accumularsi e trasformarsi in ghiaccio formando veri e propri ghiacciai

Durante l’inverno, ricoprendo i campi coltivati, il manto nevoso protegge dal gelo i germogli che altrimenti verrebbero distrutti.

Alle alte latitudini riescono a vivere sotto la neve anche piccoli animali.

La neve, infatti, è una cattiva conduttrice di calore, ovvero un eccellente isolante, soprattutto perché contiene molta aria. Uno strato di qualche decina di centimetri, anche se può avere in superficie una temperatura di 8 o 10 gradi sotto zero, a contatto del terreno mantiene una temperatura vicina a zero gradi.

La temperatura del suolo al di sotto della neve scende raramente sotto i -6°C anche in Siberia o in Alaska, dove le temperature si abbassano fino a -50°C.

Una moltitudine di piccoli roditori trova così sotto la neve condizioni buone per passare l’inverno. Costruiscono nidi e gallerie e vivono di radici, di vegetazione sepolta o di semi immagazzinati. È un oscuro mondo silenzioso che vive sotto la neve, e i suoi abitanti si trovano così protetti anche da molti abituali nemici.

Ma a volte devono costruire dei condotti di ventilazione per l’accumularsi di anidride carbonica e possono venire catturati, allo sbocco di questi canali, da gufi di passaggio…

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 La neve: vantaggi e svantaggi nel percorso Mongolfiera
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Questo argomento viene trattato nella sezione sulle precipitazioni; viene descritta la formazione dei fiocchi di neve, si spiegano i vantaggi e gli svantaggi della neve, con collegamenti alla vita nei candidi ambienti innevati.  

*  I link qui non sono attivi, sono un esempio dei link presenti nell’e-book.

Vivere nel deserto: fusti… pieni d’acqua

Nel fusto delle piante grasse si accumulano grandi riserve d’acqua: possono esserci fino a 5.000 litri d’acqua in un cactus gigante!

Quest’acqua evapora solo in minima parte; infatti è trattenuta con forza dalle mucillagini di cui sono piene le cellule. Inoltre la cuticola che riveste la pianta è molto spessa e non permette l’evaporazione.

Alcuni tipi di piante grasse hanno pieghe afflosciate durante i periodi di siccità; quando piove però si gonfiano e si distendono come una fisarmonica!

Per ridurre al minimo la traspirazione, le foglie di queste piante sono trasformate in spine e la loro forma è più o meno arrotondata o perfino sferica per limitare la traspirazione.

Le piante che vivono nei deserti hanno in genere dei particolari meccanismi fisiologici: riescono a fare la fotosintesi tenendo gli stomi (sono piccole aperture per gli scambi gassosi) aperti solo durante la notte, quando l’evaporazione dell’acqua è minima.

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Questo argomento viene trattato nella sezione sugli ecosistemi terrestri; cliccando sui deserti si passa poi alla vita e agli adattamenti della vegetazione ai climi desertici. Altri aspetti sono:
– lo sviluppo di radici superficiali o profonde;
– le piante effimere, che si sviluppano solo quando piove.

Naturalmente non manca la sezione dedicata agli adattamenti degli animali.

 

Vivere nell’acqua: anche la forma è importante

La densità dell’acqua è circa 800 volte maggiore di quella dell’aria: ciò fa sì che molti organismi acquatici possano usufruire di un “sostegno” da parte dell’acqua, una vera propria spinta al galleggiamento.

D’altra parte, la densità dell’acqua offre una grande resistenza al movimento: è quella che si prova, ad esempio, quando si cammina con i piedi immersi nell’acqua lungo la spiaggia.

Molti organismi acquatici perciò hanno una forma idrodinamica, affusolata o appiattita, per ridurre al minimo la resistenza dell’acqua e muoversi senza eccessivo sforzo.

I pesci buoni nuotatori hanno la testa appuntita, le masse muscolari spostate in avanti rispetto al centro del corpo, l’estremità verso la coda ristretta, la coda ben pronunciata e spesso molto grande. Con movimenti serpentini spostano l’acqua con il capo; l’acqua poi scorre lungo il corpo fino alla coda, senza turbolenza.

Le varie forme delle diverse specie di pesci dipendono comunque dai loro diversi modi di vita. Ad esempio, la razza, che esplora i fondali, ha una forma molto appiattita.

 

Il pesce farfalla, che si muove con agilità tra le scogliere coralline, ha un corpo piatto che permette movimenti piccoli e molto precisi.

 

 

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Questo argomento viene linkato da una pagina che tratta degli adattamenti degli animali all’ambiente acquatico. In particolare, considerando come fattore caratteristico la densità dell’acqua, si parla di… spinta idrostatica, scheletri, plancton, vesciche natatorie…

Adattarsi all’ambiente terrestre

Le piante e gli animali che vivono sulle terre emerse, fuori dall’acqua, sono esposti all’aria e al sole e sono soggetti ad una continua perdita di acqua per evaporazione. Hanno perciò degli speciali adattamenti per evitare il rischio di disidratazione.

Ad esempio, il rivestimento esterno di molti organismi terrestri, come le piante o gli artropodi (insetti, ragni e altri), è quasi impermeabile all’acqua.

Le superfici attraverso cui avvengono gli scambi gassosi, come le trachee degli insetti o i polmoni, si trovano in una posizione ben protetta all’interno del corpo. In questo modo viene ridotta l’evaporazione dell’acqua, e queste superfici possono  restare sempre umide.

Nelle piante gli scambi gassosi (e quindi anche del vapore acqueo) sono limitati a piccole aperture, dette stomi, poste di solito sulla parte inferiore delle foglie.

Gli organismi che vivono nei deserti e in altri ambienti aridi presentano ulteriori adattamenti per proteggersi dalla disidratazione.

 Vivere nel deserto* (percorso A piedi)
 Il passaggio alla terraferma* (percorso Biblioteca)

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Questo argomento viene linkato da una pagina che tratta del passaggio evolutivo dalla vita nell’acqua alla vita nell’ambiente terrestre, con l’esempio dei primi anfibi.

Gli organismi che abbandonarono l’ambiente acquatico dovettero affrontare le particolari condizioni dell’ambiente terrestre e in particolare la scarsità di acqua, sviluppando organi ed apparati adatti.

*  I link qui non sono attivi, sono un esempio dei link presenti nell’e-book.

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