Význam Adheze A Koheze Pro Vodní Organismy Hydrofobie A

význam adheze a koheze pro vodní organismy hydrofobie a hydrofilie poměr mezi soudržností molekul vody mezi sebou (kohezí) a jejich přil

Význam adheze a koheze pro vodní organismy
Hydrofobie a hydrofilie
Poměr mezi soudržností molekul vody mezi sebou (kohezí) a jejich
přilnavostí vůči pevným povrchům (adhezí) má pro vodní organismy řadu
důležitých fyziologických a ekologických důsledků. Je-li soudržnost
molekul vody (koheze) větší než přilnavost (adheze) k určitému
povrchu, jedná se o povrch nesmáčivý - hydrofóbní. Hydrofobie povrchu
těla je důležitá pro ty vodní živočichy, kteří dýchají atmosférický
kyslík a alespoň občas na něm musí obnovovat rezervu vzduchu (např.
vodouch stříbřitý, znakoplavka).
V opačném případě, kdy je adheze větší než koheze je povrch smáčivý -
hydrofilní. Druhou skupinu tvoří tedy vodní živočichové, kteří čerpají
kyslík přímo z vody ( např. vodní korýši, vířníci, žahavci, larvy
vodního hmyzu).Snášivost či nesnášivost povrchu je významná i pro
život přisedlých či parazitických organismů.
Povrchové napětí
Voda má výjimečně vysoké povrchové napětí. Molekuly vody na rozhraní
voda - vzduch ztrácejí potenciální vodíkové vazby směrem ke vzduchu a
o to silněji jsou přitahovány k ostatním molekulám vody pod sebou. Jak
ukazují nejnovější výzkumy, mají tyto hraniční molekuly vody (ve
vzdálenosti 2-3nm od povrchu) asi o 6% prodloužené a o něco slabší
vodíkové vazby, což je zřejmě dáno menší polarizací vodíkové vazby
právě díky její absenci směrem ke vzduchu. Elektronová mikroskopie
ukazuje, že tato polarizace umožňuje existenci nanometrových klastrů
vodních molekul (ve vzdálenosti zhruba do 250nm od vodní hladiny),
které hrají mimo jiné důležitou roli při tvorbě jader ledu v procesu
mrznutí. Koheze mezi molekulami vody vytváří na rozhraní voda – vzduch
biologicky velmi důležité povrchové napětí, jehož výsledkem je
elastická povrchová blanka.

Obr. Kapaliny se snaží zaujmout v prostoru takový tvar, aby při daném
objemu byl jejich povrch co nejmenší. Tímto útvarem je koule.
Na povrchovou blanku vody jsou vázány specificky adaptované organismy
neustonu a pleustonu.
Mikroskopické vodní organismy neustonu využívají povrchovou blanku
jako oporu buď ze svrchní strany - epineuston nebo ze spodní strany -
hyponeuston. Neustonní druhy způsobují při masovém výskytu opalizaci
hladiny a druhotně působí na výsledné zabarvení vodní hladiny.

Obr. Příklady neustonních organismů.
Pleuston tvoří organismy, využívající povrchovou blanku pouze jako
podklad k pohybu, jako např. živočichové, kteří po povrchové blance
pobíhají (ploštice rodu Gerris) – epipleuston, nebo naopak rejdí zcela
ponořeni do vody (vírník rodu Gyrinus) - hypopleuston. Zařadit zde
můžeme i některé rostliny vázané na vodní hladinu (okřehek rodu Lemna).
Některé druhy vodního hmyzu kladou na hladinu svá vajíčka (např.
komáři rodu Anopheles nebo Culex, koretra Chaoborus aj.), které plavou
na hladině až
Povrchové napětí závisí podobně jako hustota a viskozita vody na
teplotě a obsahu rozpuštěných látek ve vodě. Povrchové napětí je
nepřímo úměrné teplotě vody a udává se obvykle milinewtonech nebo v
newtonech na metr (mN m-1, N.m-1). Se stoupající teplotou se povrchové
napětí zmenšuje, až konečně dosáhne nulové hodnoty při kritické
teplotě (nejvyšší možná teplota varu kapaliny za příslušného tlaku),
při níž končí existenční oblast kapaliny.
Teplota vody °C
0
10
20
30
Povrchové napětí mN.m-1
76.92
75.41
73.89
72.37
Tab. Závislost povrchového napětí na teplotě vody
Voda má povrchové napětí vysoké i z praktického hlediska, proto
využíváme při praní a mytí mýdla a jiné čistící prostředky, které
snižují povrchové napětí vody, a tím zlepšují její smáčecí a čistící
schopnost. Tyto detergenty snižují povrchové napětí tím, že zůstávají
na hladině, silně kompetitivně k sobě přitahují povrchové molekuly
vody a tak oslabují sílu vodíkové vazby k ostatním vodním molekulám,
která způsobuje povrchové napětí.