.6מאזן המים והחום פרק זה עוסק בתכונות המים ,בחשיבות המים בגופם של יצורים חיים וכן במאזן המים באדם ובבעלי–החיים ובגורמים המשפיעים עליו.
.7מאזן המים בצמח הפרק האחרון עוסק במבנה ובתפקוד של מערכת ההובלה בצמח (צינורות העצה והשיפה) ,בתכולת המים בצמח ובמאזן המים בצמח והגורמים המשפיעים עליו.
6
קצב קליטת המים תלוי בעיקר בשטח הפנים של השורש, בקצב הולכת המים ובמפל הריכוזים של המים מן הקרקע אל תוך הצמח ,ומשם -אל האוויר שמחוץ לצמח. קצב הדיות של המים תלוי בעיקר בשטח העלים של הצמח, במידת הפתיחה של הפיוניות שבעלים ,בטמפרטורת האוויר ,בלחות האוויר ובעוצמת הרוח .מידת הפתיחה של הפיוניות מושפעת מכמות המים בתאי הפיונית .בשעות היום ,כאשר הפיוניות נפתחות ,הצמח מאבד מים בדיות, אך גם קולט פחמן דו-חמצני ומבצע פוטוסינתזה; ואילו כאשר הפיוניות נסגרות ,הצמח אינו מאבד מים בדיות, אך גם תהליך הפוטוסינתזה נפסק.
שאלות לסיכום /עמוד 84
67
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח סיכום
סיכום מערכת ההובלה של הצמח מורכבת םרשת מסועפת של צינורות ,המגיעה אל כל איברי הצמח ומקשרת ביניהם. המרכיבים העיקריים של מערכת ההובלה הם צינורות העצה ,המובילים מים ומלחים מן השורש אל שאר חלקי הצמח; וצינורות השיפה ,המובילים את תוצרי הפוטוסינתזה מן העלים אל שאר חלקי הצמח. מאזן המים בצמח תלוי בכמות המים ,שהצמח קולט בשורשיו ,ובכמות המים ,שהצמח מאבד דרך הפיוניות שבעלים בתהליך הדיות .הולכת המים והמלחים בצמח מן השורשים ועד לגובה רב ,ובניגוד לכוח הכבידה, אפשרית הודות לדיות ולכוחות התאחיזה בין מולקולות המים .כוחות אלה גורמים לתגובת שרשרת של משיכת מולקולות מים מן האדמה אל תוך הצמח ,לעליית המים בצינורות העצה הנימיים ולהשלמת כמות המים המתנדפת מן הצמח ,בתהליך הדיות. אם מאזן המים בצמח שלילי ,כלומר :אם הצמח מדיית מים בקצב מהיר יותר מקצב קליטת המים בשורשיו- הצמח כומש. 66
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח מאזן המים בצמח :קליטה לעומת איבוד
גורמים המשפיעים על תהליך הדיות כמות המים ,שנפלטת מן הצמח דרך הפיוניות בתהליך הדיות, מושפעת מגורמים שונים: ת כ ו נ ו ת ה צ מ ח :מספר העלים ושטח הפנים של כל עלה (הקובעים את סך שטח העלים) ,ומידת הפתיחה של הפיוניות גורמים סביבתיים :לחות האוויר ,הטמפרטורה ועוצמת הרוח .לחות האוויר משפיעה על קצב הדיות ,כמו שהיא משפיעה על קצב התאדות מים מברכה או מרצפה לחה. ככל שהאוויר יבש יותר ,יותר אדי מים יוצאים דרך הפיוניות (עם כיוון מפל הריכוזים) ,וקצב הדיות מהיר יותר .ואילו כאשר האוויר לח ,גם קצב הדיות אטי יותר .הרוח מפזרת את אדי המים ומרחיקה אותם מסביבת העלה .כך היא מאפשרת לכמות נוספת של מים להתאדות .לכן ,ככל שהרוח חזקה יותר ,האוויר שליד הצמח יבש יותר וקצב הדיות עולה .הטמפרטורה -ככל שהאוויר חם יותר ,קצב הדיות מהיר יותר ,ואילו באוויר קר קצב הדיות אטי.
. .
ח וקרים בי צעו ניסוי : הם העמידו ענפים של צמח בגודל זהה במשורות מלאות מים בכמות זהה .אחר כך שפכו מעט שמן על פני המים .חלק מן הצמחים העמידו בחדר ,שהטמפרטורה בו הייתה גבוהה ,ואת הצמחים האחרים העמידו בחדר ,שהטמפרטורה בו הייתה נמוכה .החוקרים מדדו ומצאו :כאשר הטמפרטורה של הסביבה עולה ב 10-מעלות צלזיוס ,קצב הדיות עולה פי . 2 שאלות -תהליך הדיות /עמוד 82
65
1
2
3
64
-
פיוניות צמח .1תאי אפידרמיס .2 /תא הפיונית .3 /פתח הפיונית
איבוד מים מן הצמח
פיונות -פתחים זעירים בעלים ובגבעולים צעירים של צמחים, שדרכם חילוף גזים בין הצמח לאוויר מתבצע.
חוקרים מדדו ומצאו שרוב המים שהצמח קולט בשורשיו, לפעמים עד 99%מכמות המים שנקלטו בצמח ,מתנדפים מן הצמח אל האוויר בתהליך הדיות. מדוע הצמחים מאבדים כמויות גדולות כל כך של מים? בצמח יש פתחים זעירים שנקראים פיוניות .רוב הפיוניות נמצאות בעלים ,ומיעוטן בגבעולים ,והן יכולות להיסגר ולהיפתח .דרך הפיוניות הצמחים קולטים מן האוויר חמצן לנשימה ופחמן דו–חמצני לתהליך הפוטוסינתזה, ודרכן עודפי פחמן דו–חמצני וחמצן (מתהליכי הנשימה והפוטוסינתזה) נפלטים מן הצמח. כאשר הפיוניות פתוחות ,חילוף הגזים בין הצמח לאוויר מתרחש ,והצמח יכול לנשום ולבצע פוטוסינתזה .אילו היו פתחי הפיוניות פתוחים כל הזמן ,הצמח היה יכול לקלוט ברציפות הרבה חמצן לנשימתו וגם הרבה פחמן דו–חמצני עבור תהליך הפוטוסינתזה. האם באמת כדאי ,שפתחי הפיוניות יהיו פתוחים כל הזמן? לא ולא! פיוניות פתוחות מסכנות את הצמח :כך הרבה אדי מים מתנדפים ממנו אל האוויר שמסביב בתהליך של דיות, והצמח עלול להיקלע לסכנת התייבשות ולמוות. כאשר הצמח רווי במים ,גם תאי הפיונית רוויים במים .תאי הפיונית תופחים ,מקבלים צורת חצי סהר ,ופתח הפיונית נפתח .במצב כזה הצמח מאבד מים בתהליך של דיות ,אבל גם קולט פחמן דו–חמצני ומבצע פוטוסינתזה .ואילו כאשר מים חסרים בתאי הפיונית ,הם מתכווצים ומתיישרים מעט, נצמדים זה לזה ,פתח הפיונית נסגר ,ותהליך הדיות נפסק. הפתיחה והסגירה של הפיוניות מסייעות לשמור על מאזן מים תקין בצמח.
תצפית -התבוננות בפיוניות /עמוד 81
63
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח מאזן המים בצמח :קליטה לעומת איבוד
שטח הפנים -השטח של השכבה החיצונית של גוף כלשהו .שטח הפנים של הגוף הוא סך כל שטחי הגוף ,הפונים כלפי חוץ ובאים במגע עם הסביבה החיצונית.
לצמח .מה משפיע על קצב קליטת המים (והמלחים המומסים בהם) בשורשי הצמח? הגודל של מערכת השורשים של הצמח ,ובעיקר שטח הפנים הכולל שלה. מפל הריכוזים של המים ושל המלחים מן הקרקע אל תוך הצמח ,ומשם? אל האוויר שמחוץ לצמח .חלק גדול מתנועת החומרים בצמח מתרחש ממקום ,שריכוזם בו גבוה ,אל מקום של ריכוז נמוך.
. .
תצפית -שטח פנים וקליטת מים /עמוד 78
שטח הפנים של השורש
יונקות -שלוחות עדינות של תאי האפידרמיס ,המצויות קרוב לקצות הסעיפים של השורש. היונקות מגדילות את שטח הפנים של השורש ,ובכך משפרות את יכולתו של הצמח לקלוט מן הקרקע את המים ואת המלחים המומסים בהם.
כאמור ,ככל ששטח הפנים של השורש גדול יותר ,קצב קליטת המים בשורש מהיר יותר ,ובמילים אחרות :כמות המים הנקלטת בשורש ביחידת זמן -גדולה יותר. קליטת המים בשורש מתרחשת דרך תאי האפידרמיס, העוטפים את השורש מבחוץ .השורשים מסועפים מאוד. תאי האפידרמיס נמצאים קרוב לקצה של כל אחד מסעיפי השורש ,ויש להם שלוחות ארוכות ודקיקות ,דמויות שערות, שנקראות יונקות .מכל תא בולטת יונקת אחת ,והיא חודרת בין גרגרי האדמה ומגדילה את שטח הפנים של קרום התא, שהמים נקלטים דרכו. מספר היונקות ,שצומחות משורש של צמח אחד ,הוא עצום. חוקרים מצאו שבשורש של צמח חיטה יש למעלה מ- 2,000יונקות בכל סנטימטר מרובע של שטח הפנים! תארו לכם כמה יונקות יש בשורשי עץ גדול ,ששורשיו גדולים ומסועפים מאוד!
פעילות -אל תוך השורש /עמוד 80
62
-
מאזן המים בצמח :קליטה לעומת איבוד
להיות בסכנת חיים .תהליכים ,המווסתים את תכולת המים, מתרחשים בצמח ,והם השומרים על הסביבה הפנימית היציבה בתוכו. תיכנון וביצוע ניסוי /עמוד 76
מאזן המים בצמח :קליטה לעומת איבוד כמות המים בצמח נקבעת על–ידי מאזן המים בצמח ,כלומר: היא תלויה בכמות המים ,שהצמח קולט מן הסביבה, ובכמות המים ,שהצמח מאבד אל הסביבה באותו הזמן. אם קצב הקליטה של המים (בשורשים) שווה לקצב איבוד המים מן הצמח (בדיות) -מאזן המים בצמח תקין ,והצמח זקוף ורענן .אבל אם קצב איבוד המים גדול מקצב קליטת המים בצמח -מאזן המים בצמח שלילי. מאזן מים שלילי מסוכן לצמח ועלול לסכן את חייו .יש מיני צמחים ,שיתחילו לכמוש זמן קצר אחרי התחלת מאזן מים שלילי ,לפעמים אפילו כעבור דקות .במינים אחרים הכמישה תתבטא כעבור זמן ארוך יותר -שעות או ימים.
קליטת המים בצמח רוב הצמחים החיים ביבשה קולטים את המים בשורשיהם. המים מפעפעים מן האדמה אל תוך הצמח דרך תאי האפידרמיס ,העוטפים את השורשים מבחוץ ,עוברים אל צינורות העצה ,ומגיעים דרכם אל כל תאי הצמח .חלק גדול מן המים שנקלטים בצמח ,נפלטים אל האוויר שמסביב
61
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח מאזן המים בצמח
הוא מצליח להתאושש .לפעמים הכמישה חולפת ,אבל לפעמים הצמח נובל ומת. מדוע צמח שלא הושקה כמש? כאשר מים חודרים אל תא הצמח ,הדפנות הקשיחות ,העוטפות את התא מחוץ לקרום התא ,כמעט אינן מאפשרות לתא ”להתנפח״ .במצב כזה תוכן התא לוחץ על דופנות התא מבפנים כלפי חוץ ,ממש כמו גלגל אופניים מנופח היטב .הקשיחות של הדפנות מגבילה את כמות המים ,שיכולה להיכנס אל תא הצמח. לכן ,כאשר הלחץ בתוך התא מגיע לשיאו ,כניסת המים אל התא נעצרת .במצב כזה הצמח רווי במים ,גבעוליו מזדקפים והעלים נפרשים. אבל אם הצמח לא הושקה בזמן ,ובתאיו יש חוסר מים ,הלחץ בתוך התאים יורד .כעבור זמן מה תוכן התא מתכווץ ומתרחק מן הדופן הקשיחה ,העוטפת את תא הצמח מבחוץ ,ממש כמו גלגל אופניים ,שהאוויר יצא ממנו .במצב זה הצמח כמש ,העלים רכים ,מקומטים ותלויים ברפיון על הגבעול. אם כך ,כמות המים בצמח משפיעה גם על מראה הצמח (אם הוא רענן וזקוף או רפוי וכמוש) וגם על תהליכים המתרחשים בתאיו. השוואה בין צמחים /עמוד 74
תכולת המים בצמח כמה מים נמצאים בתוך הצמח? מובן ,שהדבר תלוי במין של הצמח .יש צמחים ,שמכילים כמות גדולה של מים בתאיהם, ויש המכילים כמות קטנה יותר של מים .הבדלים בתכולת המים עשויים להיות גם בין רקמות שונות באותו הצמח. אך בכל הצמחים ,כמו בשאר היצורים האחרים ,כמות המים צריכה להיות בתחום קבוע (לא גבוהה מדי ולא נמוכה מדי). אם כמות המים אינה נשמרת בתחום הקבוע ,הצמח עלול
60
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח מערכת ההובלה בצמחים
לכן ,רקמת השיפה כוללת גם את תאי הכברה וגם תאים נוספים (תאי לוואי) ,הצמודים לצינורות השיפה ומסייעים למעבר החומרים בתוכם. תנועת הסוכר בצמח מתרחשת עם כיוון מפל הריכוזים, כלומר :ממקום ,שתמיסת הסוכר מרוכזת בו ,אל מקום, שריכוזה נמוך יותר .במקומות מסוימים בצמח סוכר רב מנוצל לתהליכים שונים בתאים ,ולכן ריכוז הסוכר במקומות כאלה יורד ,וכך סוכר רב מגיע לשם .מקומות אלה הם: ק ד ק ו ד י ה צ מ י ח ה ש ל ה צ מ ח :הניצנים וקצות השורשים .כאשר קדקודי הצמיחה פעילים ,הסוכר מנוצל בהם כמקור של חומר בנייה ושל אנרגיה לתהליכים של חלוקת תאים ושל גדילה. ר ק מ ו ת ה א ג י ר ה של הצמח ,אשר נמצאות בגבעולים, בשורשים ,בפקעות ,בבצלים וגם בפירות .הסוכר ,שאינו מנוצל בתאים לפעילות שוטפת ,הופך כאן לעמילן ונשמר לשעת צורך.
. .
שאלות -הובלת חומרים בצמח /עמוד 72
מאזן המים בצמח המים בצמח
כמישה -מצב של חוסר מים, הגורם לקמילה .הגבעולים הדקים מתכופפים ,העלים מצטמקים, מתקמטים ותלויים ברפיון.
כמעט כל מי שהתנסה בגידול צמחים בגינה או בעציץ ,ודאי שכח ,לפחות פעם אחת ,להשקותם בזמן .והתוצאה ידועה- הצמח כמש .תהליכים רבים בצמח תלויים בכמות המים בתאים ,והם עלולים להיפגע קשה בתנאים של חוסר מים ממושך .לכן ,גם אם משקים את הצמח הכמש ,לא תמיד
59
58
צינורות שיפה
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח מערכת ההובלה בצמחים
המיוחד של מולקולות המים גורם להן להיצמד זו אל זו, בכוחות תאחיזה ,ממש כמו מגנטים זעירים .כתוצאה מכך, מים ,שנכנסים אל צינורות העצה בשורש ,עולים בצינורות העצה הנימיים ,במה שנקרא כוח הנימיות .לכן ,כל זמן שעמודת המים ,הממלאת את צינורות העצה ,היא רציפה (כלומר ,אין בצינורות בועת אוויר ,שמנתקת את האחיזה בין מולקולות המים) ,המים נמשכים כלפי מעלה בצינורות, וממלאים את מקומן של כמויות המים הגדולות ,המתנדפות מעלי הצמח אל האוויר. תצפית -עליית מים בצינורות /עמוד 71
צינורות השיפה
כברה -כלי ,שבתחתיתו יש רשת צפופה ,ומנפים (מסננים) בו קמח או גרגרים אחרים.
נוסף למערכת העצה ,שמוליכה מים ומומסים מן השורשים אל הגבעולים ואל העלים ,יש בצמח מערכת הובלה ,שמוליכה חומרים בכיוון ההפוך .זאת מערכת השיפה .צינורות השיפה מוליכים תמיסה של סוכרים ,תוצרי הפוטוסינתזה ,יחד עם חומרים נוספים ,שנוצרים בחלקים הירוקים של הצמח, ממקום היווצרותם אל שאר איברי הצמח. צינורות השיפה בנויים מ"חוליות״ .החוליות הן תאים, שנמצאים גם כן זה ליד זה בשורה ארוכה לאורך כל צינור, אבל צינורות אלה שונים מאוד מצינורות העצה במבנה ובתפקוד .הקוטר של צינורות השיפה קטן יותר מזה של צינורות העצה ,הדפנות שלהם דקות יותר ,ודופנות הרוחב בין תא לתא לאורך הצינור מנוקבות כמו כברה (לכן הם נקראים גם תאי כברה). צינורות השיפה הם תאים חיים ,כלומר :הם אינם חלולים כמו צינורות העצה .מעבר החומרים לאורך הצינור ,ומן הצינור אל צינורות ואל תאים שכנים ,מתבצע דרך קרומים בררניים ,והוא מורכב יותר ממעבר המים בצינורות העצה.
57
1
2 3
4
56
-
תרשים חתך של עלה .1צרור צינורות הובלה .2 /עצה .3 /שיפה .4 /פיונית
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח מערכת ההובלה בצמחים
פרחים ובקצות השורשים המתארכים .תאי העצה הצעירים מסתדרים זה בהמשכו של זה לצורת צינור ,הדפנות שלהם מתעבות ,והם מתים. קרומי התאים ,הציטופלסמה שלהם ושאר אברוני התא מתפרקים ,ורק הדפנות של התאים נשארות .התוצאה: לאורך הצינורות החלולים שנוצרו ,המים זורמים ללא עיכוב .הדפנות העבות שומרות על צורת הצינור ומבטיחות שמעבר המים יהיה מהיר. תצפית -מעבר המים /עמוד 70
. צינורות נימיים -צינורות דקים במיוחד ,שהקוטר הפנימי שלהם קטן מאוד.
ע ל י י ת ה מ י ם ב צ י נ ו ר ו ת ה ע צ ה -כאמור ,צינור עצה בנוי מתאי עצה (חלולים) ,המחוברים זה מעל זה בשורה אחת .הקוטר של צינורות העצה זעיר (מיקרוסקופי) - בהתאם לקוטר של תאי העצה .צינורות דקיקים כאלה נקראים צינורות נימיים .המים והמלחים המומסים בהם נקלטים בשורשי הצמחים ,ומשם הם עולים בצינורות העצה ומתפזרים בכל איברי הצמח ,ובכלל זה בעלים בצמרות העצים הגבוהים.
.
דיות -תהליך של יציאת אדי מים מן הצמח אל האוויר שמסביב לו (בעיקר דרך הפיוניות) .תרשים חתך של עלה ,על–פי תמונות שצולמו במיקרוסקופ אור, בהגדלה בערך פי 40
מה בצינורות העצה גורם למים לעלות לגובה רב אפילו עד עשרות מטרים מעל-פני האדמה -ב נ יג ו ד לכ ו ח הכ ב יד ה ? גורם חשוב לעלייה של כמויות המים הגדולות בצינורות העצה הוא תנועת המים ממקום, שריכוזם בו גבוה ,אל מקום של ריכוז נמוך .אדמה רטובה יכולה להכיל תמיסה ,שריכוז המים בה עולה על 95% .ריכוז המים הממוצע בתאי הצמח הוא כ ,75% -ואילו האוויר יבש הרבה יותר .גם אוויר לח מאוד מכיל רק עד 3%מים .לכן, המים נעים עם כיוון מפל הריכוזים מן הקרקע אל הצמח, וממנו -אל האוויר .בשל ההפרשים הגדולים בריכוז המים בין הצמח לבין האוויר ,כמות עצומה של מים מתנדפת מן הצמח אל האוויר בתהליך שנקרא דיות .נוסף על כך ,המבנה
55
4
3
2
1
54
-
עליית מים בצינורות העצה .1מן השורש .2 /אל הגבעול .3 /אל העלה .4 /ומשם אל האוויר
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח מערכת ההובלה בצמחים
מערכת ההובלה בצמחים המבנה של מערכת ההובלה בצמח
צינורות עצה -צינורות הובלה בצמחים .המים והמלחים, המומסים בהם ,עוברים בצינורות אלה -מן השורש אל שאר איברי הצמח.
מערכת ההובלה של הצמח עשויה מרשת מסועפת של צינורות ,המגיעה אל כל איברי הצמח ומקשרת ביניהם. מערכת ההובלה של הצמח מורכבת משני סוגים של רקמות: עצה ושיפה ,והיא כוללת את צינורות העצה ואת צינורות השיפה .כל קבוצה של צינורות עצה אחדים ושל צינורות שיפה מהווים צרור צינורות .בצרורות הצינורות קל להבחין בעלים ,במיוחד בצדם התחתון .אלה הם העורקים של העלה.
צינורות שיפה -צינורות הובלה בצמחים .תוצרי הפוטוסינתזה וחומרים נוספים עוברים בצינורות אלה -מן העלים הבוגרים ומן החלקים הירוקים של הצמח אל שאר איבריו.
צינורות העצה
קדקוד צמיחה -אזור בצמח, שצמיחה וגדילה של איבריו (ניצנים ,פרחים ,ענפים או עלים וכן קצות השורשים) מתרחשות בו.
התפקיד העיקרי של צינורות העצה :להוביל את המים ואת המלחים ,המומסים בהם (חומרי דשן ,שהצמח קולט מהקרקע) -מן השורש אל שאר איברי הצמח. צינורות העצה בנויים מ"חוליות״ ,הנמצאות זו ליד זו לאורך הצינור .כל חוליה היא תא עצה אחד ,והתאים מחוברים זה לזה בשורה ארוכה .הדפנות של תאי העצה עבות (יחסית לגודל התא) ,נוקשות וחזקות ,ויש בהן נקבים רבים .דרך נקבים אלה המים עוברים בקלות מחוליה לחוליה ,מצינור לצינור (בין צינורות שכנים באותו צרור הצינורות) ,ומכל צינור -אל תאי הצמח הסמוכים לו. תאי עצה חדשים נוצרים בקדקודי הצמיחה של הצמח ,אשר נמצאים בניצנים מתפתחים של ענפים ,של עלים ושל
53
52
-
מערכת ההובלה בצמחים המים עוברים בצינורות העצה של הצמח ,חומרי המזון עוברים בצינורות השיפה
הצמח קולט בשורשיו מים ומלחים שמומסים במים, ומערכת ההובלה מעבירה אותם אל שאר איבריו .תהליך הפוטוסינתזה ,שהסוכר נוצר בו ,מתרחש בחלקים הירוקים של הצמח ,בעיקר בעלים .מערכת ההובלה של הצמח מעבירה סוכר וחומרים נוספים ממקום היווצרותם אל שאר איברי הצמח. מערכת ההובלה ,מעבירה בתוך הצמח גם את החומרים שנקלטו מבחוץ ,וגם את החומרים הנפלטים ממנו החוצה. היא מסייעת לשמירה על סביבה פנימית יציבה בתאי הצמח ,כלומר :על מאזן מים תקין ועל כמות (ריכוז) כל החומרים ,המשתתפים בתהליכי החיים בצמח. איך המים מצליחים לעלות בצמח מן השורשים ועד קצה הגבעולים -בניגוד לכוח הכבידה ,אפילו בעצים שגובהם עשרות מטרים? איך מערכת ההובלה של הצמח מצליחה להעביר בתוך הצמח חומרים שונים ובכיוונים שונים? אם לא משקים צמח ביום חמסין ,מדוע העלים שלו תלויים ברפיון על הגבעולים? בפרק זה נעסוק בשאלות אלה ובשאלות נוספות.
51
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :7מאזן המים בצמח מבוא
מבוא בכל היצורים הרב-תאיים חומרים שונים מפעפעים מתא אל תא ,אך ביצורים שגופם גדול ,יש יתרון לאלה שיכולים להעביר בגוף בזמן קצר כמויות גדולות של חומרים (כגון :מים ,מזון ,חמצן ,חומרי פסולת וכדומה). במקרים כאלה הולכת חומרים מתא אל תא בפעפוע אינה יכולה לספק את הקצב הנדרש ,ולכן ,ביצורים רב- תאיים ,ובכללם הצמחים ,התפתחו מערכות הובלה. תארו לעצמכם מה היה קורה לעץ גבוה ,אילו המים שקלט בשורשיו ,היו מגיעים אל הצמרת רק כעבור שבועות ארוכים ,או רק כעבור ימים רבים? אילו חומרים עוברים בתוך הצמחים? מים והמלחים המומסים בהם ,שהצמח קולט מן האדמה, סוכר ,שנוצר בעלים בתהליך הפוטוסינתזה ,וחומרים נוספים שנוצרים בעלים ,חמצן ופחמן דו-חמצני לתהליכי הנשימה והפוטוסינתזה. אכן ,בצמחים יש מערכת הובלה מורכבת ,המקשרת בין חלקי הצמח ומאפשרת מעבר של חומרים בין איבריו: השורש ,הגבעול ,העלים ,הפרחים והפירות. 50
פרק 7
מאזן המים בצמח
49
48
הטמפרטורה של הגוף הוא ההזעה .התאדות הזיעה תורמת לקירור הגוף ומסייעת לשמור על מאזן חום תקין .יש קשר בין מאזן המים לבין מאזן החום בגוף: כאשר מזיעים ,ולא משלימים את כמות המים הנפלטת מן הגוף ,פוגעים במאזן המים .במקרה כזה הגוף עלול להתקשות לשמור על מאזן חום תקין. חשוב לזכור את כללי ההתנהגות הנכונים ,כאשר יש סכנה של התייבשות או של מכת חום :יש להפסיק כל פעילות גופנית ,לנוח בצל או במקום קריר ,לשתות ,ולהשלים את כמות המים שהגוף איבד .התנהגות כזאת עשויה להציל חיים!
שאלות לסיכום /עמוד 67
47
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום סיכום
סיכום המים הם חומר בעל תכונות ייחודיות ,כגון :יכולת להמס חומרים ,לזרום ולהתחמם ולהתקרר לאט .הודות לתכונות אלה תהליכי החיים יכולים להתקיים בסביבה מימית: תהליכי הרכבה ופירוק (תגובות כימיות) יכולים להתקיים בתוך הגוף; חומרים יכולים לפעפע דרך קרומי התאים וכך לעבור ממקום למקום בגוף; טמפרטורת הגוף יכולה להיות קבועה והסעת חום יכולה להתקיים בתוך הגוף ובין הגוף לסביבתו .תכונות אלה חיוניות לקיומם של כל היצורים החיים ,שרוב גופם מורכב ממים. מאזן מים תקין בגופם של יצורים חיים הוא חיוני .התאמות שונות ,גופניות והתנהגותיות ,שנועדו לשמור על המים בגוף ולמנוע התייבשות ,קיימות גם אצל האדם וגם אצל בעלי–חיים אחרים. האדם שייך לבעלי–החיים ,שהטמפרטורה של גופם קבועה .מנגנונים שונים אחראים לכך שהטמפרטורה של הגוף לא תעלה הרבה מעל 37מעלות צלזיוס ,ולא תרד הרבה מתחת לזה .תוצאה של עלייה בטמפרטורה של הגוף עלולה להיות מכת חום .אחד המנגנונים להורדת 46
.
ח י י ל א מ ר י ק נ י ב ע י ר א ק -חייל אמריקני מצא את מותו בעיראק .הוא מת ממכת חום ללא התייבשות .הדבר קרה ,כאשר טמפרטורת הסביבה הייתה קיצונית -מעל 50מעלות צלזיוס! ידוע כי היו ברשותו מי שתייה במידה מספקת .מדוע הוא סבל ממכת חום? כנראה ,הוא שהה במקום לא מוצל ,ולא הפסיק את הפעילות הגופנית .כך המשיך גופו לקלוט חום ולייצר חום ,ולא הצליח לפלוט חום אל הסביבה. מה היה עליו לעשות? להימנע מכל פעילות גופנית ,לנוח בצל או במקום ממוזג .במקרה זה לא חסרו לחייל מים .מכת החום התפתחה ,על אף שהוא שתה ,ועל אף שהוא הזיע, כי הטמפרטורה הייתה קיצונית מאוד.
שאלות -התייבשות /עמוד 64
אמצעים טכנולוגיים ליצירת מיקרו- אקלים מיקרו-אקלים -אזור מוגדר, שתנאי מזג האוויר בו שונים מאלה השוררים בסביבה.
כידוע ,האדם פותר בעיות קיומיות באמצעים טכנולוגיים .כדי לפתור בעיות ,הנובעות ממזג האוויר ,הוא יוצר מקומות של מיקרו–אקלים נוח .אפילו סככה פשוטה יכולה ליצור מיקרו–אקלים נוח -מקום מוצל וקריר יותר מן הסביבה החשופה לשמש .חדר ממוזג יוצר מקום קריר ,שתנאיו שונים לחלוטין מתנאי הסביבה.
שאלות -טענות /עמוד 65
45
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום הקשר בין מאזן המים למאזן החום
נבחן דוגמאות של התייבשות ומכת חום:
.
מ ש ח ק כ ד ו ר ס ל ב ת ל – א ב י ב -ביום קיץ חם ולח התקיים בתל–אביב משחק כדורסל .עומס החום היה כבד. הפעילות הגופנית הנמרצת של השחקנים ייצרה בגופם כמות גדולה של חום .אמנם הם הסמיקו ,אך גופם לא פלט כמות גדולה של חום לסביבה ,כי האוויר היה חם בעצמו, ולא נשבה רוח .הם גם הזיעו במידה רבה ,אך הזיעה לא התאדתה מהר ,כי האוויר היה לח ,וכאמור לא נשבה רוח, ולכן הזיעה לא קיררה את גופם במידה מספקת .אם ימשיכו השחקנים לשחק בתנאים אלה ,הם עלולים לסבול גם מהתייבשות וגם ממכת חום. מה עליהם לעשות? כדי למנוע התייבשות -על השחקנים לשתות מים .כדי להפסיק לייצר חום בכמות גדולה ,וכדי למנוע מכת חום -עליהם להפסיק מיד לשחק כדורסל, לשתות ולנוח בצל או במקום ממוזג.
.
ח י י ל י ם א י ב ד ו א ת ד ר כ ם ב מ ד ב ר -חיילים איבדו את דרכם בעת ניווט ביום חם מאוד ויבש מאוד במדבר .הם צעדו שעות ארוכות .אמנם כמעט לא הייתה לחות באוויר, אך הטמפרטורה הייתה גבוהה כל כך ,עד שעומס החום היה כבד .החיילים הזיעו מאוד ,ואיבדו כמויות גדולות של מים ,אך הם לא חשו בכך ,כי הזיעה התאדתה מיד .הם הרגישו שהם יכולים להמשיך לצעוד עוד ועוד .אבל הם הלכו והתייבשו. מה עליהם לעשות? החיילים חייבים לשתות הרבה ,להפסיק לצעוד ,לנוח בצל ,ולחכות שיבואו לחלץ אותם.
44
-
הקשר בין מאזן המים למאזן החום
הפינוי יש להפסיק כל פעילות גופנית ,לנוח בצל ולקרר את הגוף כולו ,אם אפשר יש לשפוך מים קרים על הגוף ולהפנות לעברו רוח ממאוורר.
הקשר בין מכת חום לבין התייבשות כפי שלמדתם ,התאדות הזיעה מסייעת לקרר את הגוף ,וכך גם הלחתה אצל בעלי–חיים מסוימים .אבל כשמזיעים או מלחיתים ,מאבדים מים! במצבים קיצוניים ,כשטמפרטורת הסביבה גבוהה ,והאדם פעיל מאוד מבחינה גופנית ,הוא יכול לאבד בזיעה אפילו 12ליטרים של מים ביום! כאשר מאבדים כמויות גדולות של מים ,ולא משלימים את החסר ,עלולים להגיע למצב של התייבשות. משמעות הדבר היא שהאדם ,ובעלי–חיים נוספים ,שהתייבשו ”הקריבו" את מאזן המים שלהם במטרה לשמור על מאזן החום .במילים אחרות :מפרישים עוד ועוד מים בהזעה או בהלחתה -העיקר שטמפרטורת הגוף לא תעלה .כאשר הזיעה מתאדה בקצב מהיר ,היא אכן מקררת את הגוף. זה קורה כשהאוויר יבש ,וכשנושבת רוח .אם הזיעה אינה מתאדה מהר ,היא ניגרת על הגוף ואינה מקררת אותו. במצב כזה גם מאבדים מים וגם לא מתקררים. התייבשות ומכת חום הן שני מצבים מסוכנים מאוד .במקרים רבים הן מופיעות ביחד ,אך לא תמיד .במצב של התייבשות הסכנה למכת חום גוברת ,כי גם מנגנון ההזעה נפגע. שאלות -מאזן המים ומאזן החום /עמוד 63
43
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום מנגנונים לשמירה על מאזן חום תקין בבעלי-חיים מדבריים
.
ה גדל ת ש טח הפנ י ם ( ״ רד י א ט ור ים״ ) -לבעלי–חיים מדבריים מסוימים יש אוזניים גדולות ובולטות במיוחד ,ובהן כלי דם רבים .שטח הפנים הגדול של האוזניים מאפשר לפלוט חום מן הגוף ,כאשר טמפרטורת הדם גבוהה מטמפרטורת הסביבה ,והגוף מתקרר .האוזניים הגדולות משמשות ,אפוא ,לבעלי–חיים אלה מעין "רדיאטור״, המקרר את הגוף .לדוגמה :שועל הפנק.
פעילות -בעלי חיים מדבריים /עמוד 62
הקשר בין מאזן המים למאזן החום אם איננו מצליחים לפלוט את כל החום ,שקלטנו מהסביבה או שנוצר בגופנו ,הטמפרטורה של גופנו תעלה ,ויש חשש למכת חום. עומס חום גבוה ופעילות גופנית מאומצת הם הגורמים העיקריים למכת חום .חוסר מים בגוף (התייבשות) תורם אף הוא ,אך מכת חום עלולה להתרחש גם ללא התייבשות. בדרך כלל ,מכת חום היא תוצאה של שילוב בין חוסר מים בגוף לעומס חום גבוה ,במיוחד כאשר בד בבד מבצעים פעילות גופנית מאומצת. מכת חום היא מצב מסוכן מאוד .סימניה :דופק מואץ ,הזעה מרובה ,סחרחורת ובלבול .וכשהמצב מחמיר -אובדן הכרה ומוות .טיפול במכת חום דורש פינוי מהיר לבית חולים .עד
42
41
40
לטאה -שינוי צבע גוף
-
מנגנונים לשמירה על מאזן חום תקין בבעלי-חיים מדבריים
מנגנונים לשמירה על מאזן חום תקין בבעלי-חיים מדבריים אצל בעלי–חיים מסוימים התפתחו מנגנונים ,המאפשרים להם לחיות גם בתנאי מזג אוויר קיצוניים מאוד ,כמו במדבר .גם אצלם ,חלק מן המנגנונים הם גופניים ,וחלק -התנהגותיים.
.
ה ס ת ת ר ו ת במח יל ו ת -התנהגות זאת משותפת לבעלי– חיים מדבריים רבים ,כגון :לטאות ומכרסמים שונים. כשטמפרטורת האוויר היא 50מעלות צלזיוס והאדמה מתחממת מאוד (לפעמים עד 70מעלות) ,הטמפרטורה במחילה אינה עולה על 30מעלות צלזיוס .אמנם במשך היום לטאות יוצאות מהמחילות ,אך הן עושות זאת לפרקי זמן קצרים בלבד .לעומת זאת ,מרבית המכרסמים המדבריים שוהים במחילות ביום ,ויוצאים מהן רק בלילה.
.
ה ת ר ח ק ו ת מ ן ה ק ר ק ע ה ח מ ה -כאשר קרני השמש פוגעות באדמה ,הן מחממות אותה ,והאדמה החמה מחממת את האוויר שמעליה .ככל שמתרחקים מן האדמה החמה ,טמפרטורת האוויר יורדת .חיפושיות וחרדונים החיים במדבר מיישרים את רגליהם ומרחיקים את גופם מן המשטח החם שהם עומדים עליו .כך הם נמצאים באוויר פחות חם ,ומקטינים את קליטת החום אל גופם .גם רגליו הארוכות של הגמל מרחיקות אותו מן הקרקע החמה.
.
ש י נ ו י צ ב ע -בצהריים ,כאשר חם מאוד ,צבע גופו של חרדון הצב משתנה מחום כהה (כמעט שחור) לצהבהב בהיר .ככל שצבע הגוף בהיר יותר ,הוא קולט פחות קרינה, וכך הוא מתחמם פחות.
39
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום
-
מאזן החום בגוף
.
ה ג ב ר ת י י צ ו ר ה ח ו ם ב ג ו ף -כאשר צריך להגביר את ייצור החום בגוף ,מתחילות צמרמורת (רעידת שרירים) ונקישת שיניים .פעולות אלה נובעות מהתכווצות ומהרפיה של שרירים ,שכל מטרתן -ייצור חום.
.
ה פ ח ת ת א י ב ו ד ה ח ו ם ל ס ב י ב ה -כלי הדם הסמוכים לפני השטח בעור מתכווצים ,וקוטרם קטן .כתוצאה מכך פחות דם זורם בהם ,והעור שלנו נראה חיוור .זהו תהליך הפוך לתהליך ההסמקה .תגובה נוספת לקור היא ”עור ברווז" -השערות הקטנטנות ,שמפוזרות על פני כל הגוף סומרות .מנגנון זה אינו יעיל אצל בני האדם כי השערות קטנות מאוד ,ואינן צפופות ,אך אצל בעלי–חיים המכוסים בפרווה או בנוצות ,סימור השיער או הנוצות גורם לכליאת אוויר בין השערות או הנוצות .הדבר יוצר שכבה מבודדת, השומרת שחום הגוף לא ייפלט בקלות אל הסביבה הקרה. התנהגות אופיינית במזג אוויר קר: שפשוף יד ביד ,ריצה או קפיצה במקום -פעולות כאלה מייצרות חום בגוף .אמנם פעולות אלה הן רצוניות ,אך אנו עושים אותן בהיסח דעת. הצטופפות והתכדרות -הצטופפות של אנשים או התכנסות של האדם על–ידי התכופפות והתכדרות הגוף (מלשון כדור) -התנהגויות אלה מצמצמות את שטח הפנים של הגוף ,כלומר :מקטינות את שטח המגע עם הסביבה הקרה ואת איבוד החום .כאשר אנשים מצטופפים זה ליד זה ,רק אלה שנמצאים במעגל החיצוני חשופים לסביבה הקרה .מי שנמצאים במעגלים הפנימיים חשופים פחות לסביבה וגם קולטים חום מגופם של שכניהם .גם ההתכדרות מקטינה את שטח המגע של הגוף עם הסביבה הקרה ,וכך היא מקטינה את איבוד החום.
. .
שאלות -מאזן החום באדם /עמוד 61
38
1
אובדן חום מועט מן העור אל הסביבה
2
אובדן חום רב מן העור אל הסביבה
-
.1היצרות כלי הדם .2התרחבות כלי הדם
37
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום
-
מאזן החום בגוף
.
ה ס מ ק ה -אנו מסמיקים ונראים אדומים גם בפנים וגם בשאר חלקי הגוף .האדמימות נובעת מכך שכלי דם בעור, הסמוכים לפני השטח ,מתרחבים ,ויותר דם זורם בהם. הכמות הגדולה של הדם ,הזורמת קרוב לפני השטח ,היא המעניקה לעורנו את הגוון האדום .הגברה של זרימת הדם בקרבת העור מאפשרת ליותר חום ,שהדם מוביל מן השרירים ומאיברים פנימיים ,להיפלט דרך העור אל הסביבה.
.
ה ז ע ה -כפי שלמדתם בנושא מאזן המים ,ההזעה היא תהליך של איבוד מים ,שמאפשר איבוד חום לצורך קירור הגוף .מקור האנרגיה להתאדות הזיעה הוא חום הגוף .לכן, כאשר הזיעה מתאדה ,הגוף מתקרר.
כדי להימנע מהתחממות יתר של הגוף ,נוסף למנגנונים הגופניים–פיזיולוגיים ,המתרחשים בגוף מעצמם ,אנו יכולים לבצע פעולות רצוניות–התנהגותיות .למשל ,אפשר להפחית את קליטת הח? מ מן הסביבה באמצעים אלה: שהייה במקום קריר ,חבישת כובע וכן מנוחה ,שמקטינה את ייצור החום בגוף.
כיצד התקררות יתר של הגוף נמנעת? כאשר קר בחוץ ,גופנו קולט זאת באמצעות קולטני קור המצויים בעור שלנו .המידע מקולטני הקור מגיע אל המוח באמצעות העצבים .מנגנון ויסות הטמפרטורה במוח מפעיל מנגנונים ,שמטרתם להעלות את הטמפרטורה של הגוף- חלק מהם מנגנונים גופניים ,וחלק מהם התנהגותיים.
36
מהטמפרטורה של גופנו ,אנו קולטים חום מן הסביבה, גם כאשר אנו נמצאים בצל .אנו קולטים חום מן הסביבה גם על–ידי חשיפה ישירה לקרני השמש .הטמפרטורה של העור ,במקומות החשופים לקרינה ישירה ,גבוהות יותר, ולכן מומלץ ללבוש לבוש קל ולחבוש כובע בעת שהייה בשמש( .משקפי שמש נועדו למנוע נזקים ישירים ,שהשמש יכולה לגרום לעיניים). רוח -הרוח מסייעת לפליטת החום ,ובמיוחד בעת הסמקה. היא מרחיקה אוויר חם מקרבת הגוף ,וכך היא מאפשרת לחום נוסף להיפלט אל הסביבה .הרוח גם מסייעת לזיעה להתאדות. לחות האוויר -כאשר לחות האוויר גבוהה ,הזיעה מתאדה לאט יותר ומקררת פחות את הגוף .במצב זה כאשר יש רוח, היא מרחיקה מקרבת העור את אדי המים ,שאנו פולטים אל האוויר ,ובכך היא מסייעת לזיעה להתאדות. עומס חום -עומס החום ,שמפרסמים בתחזית מזג האוויר בימי הקיץ ,הוא מדד ,המחושב על–פי נתוני הטמפרטורה של הסביבה ,הלחות והרוח .מדד זה מבטא את תחושת הנוחות שיש לאדם .כאשר הטמפרטורה ולחות האוויר אינן גבוהות במיוחד ,אין עומס חום ,וההרגשה נעימה .אבל אם אחת משתיהן ,או שתיהן ,עולות ,האדם מרגיש פחות טוב, ומנגנונים בגופו מתחילים לפעול כדי לקרר את גופו.
.
.
כיצד התחממות יתר של הגוף נמנעת? כאשר המוח קולט מידע על עליית הטמפרטורה של הגוף, מנגנונים גופניים פיזיולוגיים מתחילים מיד לפעול ,והם מגבירים את פליטת חום אל הסביבה ומחזירים את הטמפרטורה אל ערכה הקבוע.
35
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום
-
מאזן החום בגוף
גופנו חש בטמפרטורת הסביבה בעזרת קולטני חום המצויים בעור .אך אף על פי שטמפרטורת הסביבה עשויה להשתנות ,טמפרטורת הגוף שלנו נשארת קבועה ,כ37- מעלות צלזיוס ,הודות למנגנונים שונים ,חלקם התנהגותיים וחלקם גופניים.
הגורמים המשפיעים על התחממות הגוף גורמים שונים משפיעים על התחממות הגוף ,חלקם גופניים וחלקם? סביבתיים.
.
ש ח ר ו ר ח ו ם ב ת ו ך ה ג ו ף -בכל פעם שתאי גופנו מנצלים אנרגיה המשתחררת מן המזון באמצעות החמצן (בתהליך הנשימה התאית) ,כמות מסוימת מן האנרגיה שהייתה טמונה במזון ,אינה משתחררת כאנרגיה זמינה אלא משתחררת כחום .תהליך זה מתרחש בגופנו ללא הפסקה ,וכתוצאה מכך חום משתחרר בגופנו כל הזמן .כמו כן ,כשאנו מבצעים פעילות גופנית ,השרירים צורכים יותר אנרגיה ,הנשימה בתאי השריר מתגברת ,וכתוצאה מכך, יותר חום משתחרר בתוך הגוף .במצב כזה טמפרטורת הגוף מתחילה לעלות.
.
ק ל י ט ת ח ו ם מ ן ה ס ב י ב ה -כאשר הטמפרטורה של הסביבה גבוהה מהטמפרטורה של גופנו ,אנו קולטים חום מן הסביבה .שימו לב :כאשר החזאים מודיעים מה תהיה הטמפרטורה של הסביבה ,הכוונה תמיד לטמפרטורה בצל. אם נמצאים תחת קרינה ישירה של השמש ,אנו קולטים חום, גם כאשר הטמפרטורה של הסביבה נמוכה מ 37-מעלות צלזיוס .כיצד תנאי הסביבה משפיעים על התחממות הגוף? קרינה ישירה -כאשר הטמפרטורה של הסביבה גבוהה
. 34
בעלי "דם קר"
33
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום
-
מאזן החום בגוף
מעט מערך זה -מנגנונים להעלאת הטמפרטורה מופעלים; וכשהיא עולה מעט מעל לערך זה -מנגנונים להורדת הטמפרטורה מופעלים.
הידעתם? בעלי-חיים ,שהטמפרטורה של גופם משתנה, נקראו בעבר "בעלי דם קר" .כיום אין משתמשים במונח זה ,כי דמם לא תמיד קר .כאשר בסביבה שלהם הטמפרטורה גבוהה -גם הטמפרטורה של גופם עולה .וכאשר הטמפרטורה של הסביבה נמוכה -גם הטמפרטורה של גופם יורדת .רק במקרה כזה דמם ושאר גופם באמת קרים. מא זן החום באדם כאשר הטמפרטורה של הסביבה משתנה ,גופנו עלול להימצא בסכנה של התחממות יתר או של התקררות יתר .כדי לשמור על טמפרטורה קבועה של הגוף ,יש לשמור על מאזן חום תקין .במילים אחרות :כמות החום ,שמשתחררת בגופנו ושנקלטת מהסביבה ,צריכה להיות שווה לכמות החום שהגוף פולט אל הסביבה.
מא זן חום תקין ,פיר וש ו : כמות החום הנקלטת מן הסביבה והנוצרת בגוף = כמות החום הנפלטת מן הגוף. אם כמות החום ,שנוצרת בגוף ביחד עם כמות החום שנקלטת ,גדולה מכמות החום הנפלטת מן הגוף, או קטנה ממנה -מאזן החום בגוף אינו תקין.
32
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום מאזן החום בגוף
מאזן החום בגוף שמירה על טמפרטורת גוף קבועה
בעלי טמפרטורת גוף קבועה - בעלי–חיים ,שהטמפרטורה של גופם נשמרת קבועה למדי ,גם כאשר הטמפרטורה של הסביבה משתנה .הם נקראים גם בעלי– חיים הומיאותרמיים. בעלי טמפרטורת גוף משתנה- בעלי–חיים ,שהטמפרטורה של גופם משתנה בהשפעת שינויי הטמפרטורה של הסביבה. הם נקראים גם בעלי–חיים פיקילותרמיים.
בעלי–החיים נחלקים לשתי קבוצות על–פי הטמפרטורה של גופם :בעלי טמפרטורת גוף קבועה ובעלי טמפרטורת גוף משתנה. ליונקים ולעופות טמפרטורת גוף קבועה .אצל זוחלים ,דו– חיים ,דגים ושאר בעלי–החיים טמפרטורת הגוף מושפעת מהטמפרטורה של הסביבה ,שהם נמצאים בה. האדם הוא יונק ,והטמפרטורה של גופו קבועה ,כלומר :היא משתנה רק מעט ,בתוך טווח צר מאוד. במנוחה הטמפרטורה של גופנו משתנה בטווח של מעלה אחת -בין 36.5מעלות צלזיוס ל 37.5מעלות צלזיוס .זאת, גם כאשר הטמפרטורה בסביבה משתנה הרבה יותר מכך במהלך היממה ועוד יותר במהלך השנה. כיצד הטמפרטורה הקבועה של הגוף נשמרת? בגזע המוח שלנו יש מנגנון ,שפועל באופן דומה לתרמוסטט (וסת טמפרטורה) ,שמותקן בדוד חשמל לחימום מים .בדוד חשמל אנו מכוונים את התרמוסטט לטמפרטורה מסוימת, למשל 70מעלות צלזיוס ,וכאשר המים מגיעים לטמפרטורה הזאת ,ואף עוברים אותה במעט ,המעגל החשמלי נפתח, וגוף החימום מפסיק לחמם .אך כאשר המים מתקררים שוב אל מתחת לטמפרטורה שנקבעה ,המעגל החשמלי נסגר ,וגוף החימום שב לחמם .כך הטמפרטורה של המים נשמרת קבועה ,כלומר :היא עולה ויורדת מעט סביב 70 מעלות צלזיוס. מרכז ויסות הטמפרטורה במוח האדם ”מכוון" לטמפרטורה 37מעלות צלזיוס .כאשר הטמפרטורה של הגוף יורדת
31
30
התייבשות עלים
טיפול בהתייבשות במצב של התייבשות יש להפסיק כל מאמץ גופני ולנוח ,כדי להפסיק את איבוד הנוזלים בהזעה .מי שסובל מהתייבשות קלה ,צריך לשתות בעצמו .במצב כזה ייתכן שקל יותר לשתות משקאות ממותקים מאשר מים .צריך לשתות כמויות קטנות שוב ושוב .אם ההתייבשות חמורה יותר ,יש להגיע לבית חולים ולקבל עירוי של נוזלים לווריד.
מנגנון הצמא מנגנון הצמא אמור להגן עלינו מפני התייבשות ,אך מסתבר שמנגנון זה אינו יעיל כל כך .לא תמיד אנחנו שותים ,גם כשיש מים בסביבתנו .לפעמים מספיק שמעט מים ירטיבו את הפה ואת הגרון ,כדי שנרגיש שאיננו צמאים ,וזאת על אף שמים רבים חסרים בגופנו.
משמעת מים בעבר חשבו שאפשר להרגיל את גוף האדם לצרוך פחות מים. בצבא הנהיגו משמעת מים :ניסו לאמן חיילים להסתפק במימייה אחת בעת מסע רגלי .עם הזמן הסתבר ,שלא ניתן להרגיל אנשים להסתפק במעט מים ,לאחר שמשמעת המים גרמה לכמה מקרי התייבשות ואפילו למוות של החיילים. גם בחיי היומיום של כולנו ,חשוב לשתות יותר ממה שתחושת הצמא שלנו מורה לנו .המשקה הבריא ביותר הוא מים. בכל משקה אחר יש חומרים נוספים ,כגון :סוכר ,ממתיק מלאכותי או חומרי צבע ,שמומלץ להמעיט בצריכתם. משימה כיתתית -הרגלי שתייה /עמוד 60
29
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום מאזן מים לא תקין -התייבשות
מאזן מים לא תקין -התייבשות חוסר במים בגוף עלול לגרום להתייבשות .התייבשות מתרחשת ,כאשר אנו מאבדים מים בכמות של כ5% - ממשקל גופנו ( 2.5-3ק״ג) ויותר. מדוע זה קורה? בימים חמים ,ובעיקר כאשר אנו גם מבצעים פעילות גופנית, פליטת המים מגופנו מוגברת :אנו פולטים כמות גדולה יותר של מים בהזעה וגם דרך הנשימה ,שהקצב שלה מהיר יותר. אמנם במצב זה פליטת המים דרך השתן פחותה -נפח השתן קטן והוא הופך מרוכז (כהה ובעל ריח חריף) -אך אין זה מספיק .אם לא נחזיר לגוף את כמות המים שאיבד, מאזן המים בגופנו לא יהיה תקין ,ואנו נימצא בסכנה של התייבשות .התייבשות עלולה לסכן את החיים כי היא פוגעת בתהליכים המתרחשים בתאים ובמערכות הגוף השונות .לכן ,חשוב להכיר את סימניה ,כדי לזהותה ,וכדי לטפל בה בהקדם. סימני ההתייבשות: חולשה סומק של העור תחושת צמא בחילה דופק מהיר בהמשך ייתכנו קוצר נשימה וסחרחורת.
. . . . . .
איבוד מים בכמות של 10%ויותר ממשקל הגוף הוא מצב של התייבשות קשה ,וסימניה :הפרעות בהכרה ,בלבול, הפרעות ראייה ושמיעה .מצב כזה ,אם אינו מטופל בזמן, עלול להסתיים במוות.
28
27
26
-
קטה סנגלית גמל
.
ה ק ט נ ת א י ב ו ד מ י ם ע ל -י ד י ר י כ ו ז ה ש ת ן -אצל בעלי–חיים מדבריים וגם אצל אחרים ,החיים בתנאים של יובש ,התפתחו מנגנונים ,שעוזרים להם להפחית את פליטת המים מן הגוף .אחד המנגנונים האלה הוא היכולת לרכז את השתן ,ולהפריש כמות גדולה של פסולת עם כמות מעטה של מים .תכונה זאת קיימת אצל הזוחלים ואצל העופות, המפרישים שתן שהוא כמעט מוצק .גם עכברי המדבר מפרישים שתן ,שהוא מרוכז פי 4יותר משתן של אדם.
.
הפחתת פליטת המים מן הצואה -בעלי–חיים ,החיים באזורים צחיחים ,מפרישים גללים יבשים מאוד ,וכך הם חוסכים מים .גללי הגמל הם בין היבשים ביותר מגללים של בעלי–חיים מדבריים אחרים.
.
ח י ים ב מ ח יל ו ת -בעלי–חיים מדבריים רבים מסתתרים בשעות היום החמות בתוך מחילות ,שהאוויר בתוכן קריר ולח יותר מן הסביבה שבחוץ .כך הם מאבדים פחות מים אל הסביבה (בהזעה או בהלחתה) ,כי בתנאים אלה המים מתאדים פחות .לטאות מדבריות מסתתרות במחילות עד 80%משעות היממה .הן יוצאות החוצה לגיחות קצרות.
שאלות -בעלי חיים מדבריים /עמוד 59
25
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום התאמות של יצורים חיים למצבים של מחסור במים
התאמות של יצורים חיים למצבים של מחסור במים במדבר ובאזורים צחיחים אחרים המים הם מצרך נדיר. לפיכך ,כשבודקים את אורח החיים של יצורים החיים באזורים אלה ,מגלים שהתפתחו בהם התאמות שונות, שמאפשרות להם לשמור על מאזן מים תקין גם בתנאים קשים אלה .חלק מהתאמות אלה הן התנהגותיות ,ואחרות- גופניות (פיזיולוגיות) .ההתאמות מאפשרות להם להגדיל את כמות המים ,שהם קולטים מן הסביבה ,או להפחית את כמות המים ,שהם פולטים מן הגוף.
.
ק ל י ט ת מ י ם מ ן המ ז ו ן -לטאות מדבריות ,למשל ,אינן שותות .הן קולטות את המים הדרושים להן רק מן המזון, שהן אוכלות :חרקים או צמחים .גם צבי יכול לחיות ללא שתייה ,אם הוא אוכל לפחות חצי ק"ג עלים וענפים ליום.
.
ה ב א ת מ י ם מ רח ו ק -ציפורים בוגרות מסוג קטה עפות אל מקורות מים רחוקים וטובלות את נוצות הגחון שלהן במים .המים נספגים בנוצות אלה ,וכך הן נושאות מים אל הצאצאים שלהן ,שנשארו במדבר.
.
שת י י ה בכ מ ו ת ג ד ול ה לע ת י ם רחו קות -הגמל יכול לשתות בבת אחת כמויות גדולות מאוד של מים ,ולהסתפק בשתייה לעתים רחוקות .אפילו אם אכל מזון יבש ,הוא יכול להחזיק מעמד ללא שתייה גם כ 17-יום! אך כדאי לדעת: המים אינם נאגרים בקיבתו של הגמל וגם לא בדבשת שלו .המים מתפזרים בכל הרקמות של גוף הגמל .הדבשת מורכבת מרקמת שומן ואינה משמשת כמאגר של מים.
24
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום מאזן המים בגופם של יצורים חיים
.
פ ל י ט ת מ י ם מ ד ר כ י ה נ ש י מ ה -אם ביום חורף קר ננשוף על זכוכית החלון או סתם באוויר ,נראה טיפות מים זעירות .מאין הגיעו טיפות מים זעירות אלה? טיפות אלה הן תוצאה של התעבות אדי המים ,שהיו באוויר שנשפנו .הריאות שלנו לחות .אדי מים ,שמשתחררים מהרקמות הלחות ,מתערבבים עם האוויר שבנאדיות ויוצאים יחד אתו בנשיפה .בכל יום אנו מאבדים כחצי ליטר מים בנשיפה.
.
פ ל י ט ת מ י ם ב א מ צ ע ו ת ה ל ח ת ה -בעלי–חיים רבים מקררים את גופם באמצעות אידוי של המים ,הנפלטים בנשיפה ,מן הפה ומן הלשון .כשם שהתאדות הזיעה מקררת את הגוף ,כך גם המים המתאדים מן הריאות ,מן הפה ומן הלשון ,מקררים את הגוף. התבוננו בכלב ביום קיץ ,לאחר שהתרוצץ .הוא מתנשף במהירות ומשרבב את הלשון החוצה .התאדות הרוק מסייעת לו לקרר את הגוף ,בתהליך שנקרא הלחתה .בעלי– חיים שאינם מזיעים ,כגון :יונקים מסוימים ,זוחלים ועופות, מקררים את הגוף בהלחתה.
שאלות -מאזן המים /עמוד 58
23
22
כלב מקרר את גופו בהלחתה
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום מאזן המים ביצורים החיים
חום .בפעילות גופנית מאומצת ביום חם כמות המים ,שאנו יכולים לאבד בזיעה ,עשויה להגיע אפילו ל 12-ליטרים! אך ,בדרך כלל ,אנחנו מזיעים הרבה פחות. כיצד הזיעה מקררת את הגוף? הזיעה עצמה אינה מקררת את הגוף אלא התאדות הזיעה היא זאת שמקררת אותו. כאשר חומר עובר ממצב צבירה נוזל למצב צבירה גז ,כמו שקורה בהתאדות ,חום נלקח מן הסביבה ,וכתוצאה מכך הסביבה מתקררת. שיעור ההתאדות של הזיעה תלוי במידת הלחות באוויר וכן בעוצמת הרוח .כשהאוויר יבש ,כמו באילת ,למשל ,וכשיש רוח ,הזיעה מתאדה מהר ומקררת את הגוף ביעילות. כשהאוויר לח ,כמו במישור החוף ,וכשאין רוח ,הזיעה מתאדה לאט ,או כלל אינה מתאדה ,ולכן היא גם אינה מקררת את הגוף .במקרה כזה הזיעה ניגרת על הגוף, והחום מעיק עלינו. לא כל בעלי–החיים מזיעים כמונו .יונקים גדולים ,כגון :הגמל, מזיעים .הגמל יכול להזיע ולאבד מים ,אך גופו מסוגל לעמוד באיבוד כמות גדולה מאוד של מים ולהתאושש לאחר מכן, כאשר הוא שותה כמות גדולה ומשלים את החסר .כלבים וחתולים אינם מזיעים .לזוחלים יש עור מכוסה קשקשים, אטום למים (בהשוואה לעורנו) והם חסרי בלוטות זיעה ,ולכן הם אינם מאבדים מים בהזעה .גם לעופות אין בלוטות זיעה.
21
20
בלוטות זיעה
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום מאזן המים ביצורים החיים
פליטת מים בעלי–חיים פולטים מים מן הגוף בדרכים שונות :בהפרשת שתן ,בהזעה ,בנשימה ובהפרשת צואה.
.
פ לי ט ת מ י ם ב א מצע ו ת ה ש ת ן -בכל יום אנו פולטים כמות מסוימת של שתן ,וכך אנו מוציאים מן הגוף חומרי פסולת ,שהתרכזו בו .הכמות הקטנה ביותר (המינימאלית) של שתן ( 2כוסות) ,שאדם מבוגר פולט ביממה ,היא כ400- מיליליטר .ביום רגיל ,שאנו אוכלים ושותים בו ,אנו פולטים 1עד 2ליטרים שתן. לפעמים השתן שלנו בהיר ,ולפעמים הוא כהה .לפעמים יש לו ריח חריף ,ולפעמים כמעט אין לו ריח .הדבר תלוי בכמות המים ,ששתינו או שקלטנו ממשקאות שונים או מן המזון שאכלנו .כשאנו קולטים כמות גדולה של מים ,עודף המים מופרש לשתן על–ידי הכליות ,וכתוצאה מכך השתן נמהל. אם לא נקלוט כמות מספקת של מים ,השתן יהיה מרוכז יותר ,ולכן צבעו יהיה כהה ,וריחו חריף.
.
פ ל י ט ת מ י ם ב א מ צ ע ו ת ה ז ע ה -תפקיד הזיעה הוא לקרר את הגוף .הזיעה נוצרת בבלוטות זיעה שנמצאות בעור שלנו ,והיא יוצאת מן הגוף דרך פתחים מיקרוסקופיים בעור ,שצינורות קטנטנים מבלוטות הזיעה מגיעים אליהם. הרכב הזיעה הוא בעיקר מים ומעט מלחים ,שמומסים במים ,ואין לה ריח .בקפלי הגוף (כגון :בתי השחי) יש חיידקים ,שחיים ליד פתחי הזיעה ,והם האחראים לריח, שנהוג לקרוא לו ”ריח של זיעה״. מתי אנו ,בני האדם ,מזיעים? אנו מזיעים כמעט תמיד ,אבל הזיעה מתגברת כאשר טמפרטורת הגוף שלנו מתחילה לעלות .טמפרטורת הגוף עולה כאשר חם בסביבה ,וגם כאשר אנו עושים פעילות גופנית ,והשרירים שלנו מייצרים
19
18
קרפדה קולטת מים דרך שטח העור שלה וגם עם המזון שהיא אוכלת
זברות ,כמו בעלי-חיים אחרים ,שותות מים
17
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום מאזן המים ביצורים החיים
מאזן המים ביצורים החיים כל היצורים החיים זקוקים למים בכמות מסוימת ,וקבועה, בגופם .חוסר וגם עודף של מים בגוף עלולים לפגוע בתהליכי החיים בגוף ,עד כדי סכנת מוות. כדי לשמור על הכמות הנחוצה של מים בגוף ,יש צורך שכמות המים שהגוף קולט מן הסביבה ,תהיה שווה לכמות המים, שהוא פולט אל הסביבה .במילים אחרות :יש צורך לשמור על מאזן מים תקין בגוף .מאזן מים תקין ,פירושו :קליטת מים = פליטת מים. אם כמות המים שהגוף קולט ,גדולה מכמות המים שהגוף פולט -מאזן המים בגוף אינו תקין .וכך גם אם כמות המים שהגוף קולט ,קטנה מכמות המים שהגוף פולט .התרשים שלפניכם מתאר את הדרכים השונות של קליטת מים ופליטתם ,המשפיעות על מאזן המים בגוף אדם.
קל יטת מים רוב בעלי–החיים קולטים מים דרך הפה בשתייה ובאכילה, ובמקרים מסוימים גם דרך העור .אך יצורים קטנים מאוד, כגון :חיידקים ,סנדלית או מדוזה ,קולטים מים מהסביבה דרך השטח החיצוני של הגוף שלהם .חלקיקי המים מפעפעים פנימה דרך קרומי התאים שלהם .בדרך זאת הם גם פולטים מים מן הגוף. בעלי–חיים ממחלקת הדו–חיים ,כגון :צפרדעים וקרפדות, אינם שותים מים אלא קולטים את המים בפעפוע דרך העור שלהם .בדרך זאת הם גם פולטים מים .המים מתאדים ישירות מן העור שלהם אל הסביבה .לכן הדו–חיים פגיעים במיוחד במצבים של זיהום מים ובמצבי יובש בסביבה.
16
קליטת מים
פליטת מים
שתייה
נשיפה
מזון
הזעה
תהליכים
שתן
צואה
מאזן מים תקין באדם
15
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום תכונות המים
המ ים מתחממים לאט ומתקררים לאט
חום סגולי -כמות האנרגיה הנחוצה ,כדי להעלות את הטמפרטורה של 1גרם חומר במעלת צלזיוס אחת.
אם נכנסתם לשחות בים בבוקר או בצהריים ,בוודאי שמתם לב שגם אם בחוץ כבר חם ,מי הים עדיין קרים יותר מן האוויר. ומה קורה בערב? אז נעים יותר לשהות במי הים החמימים מאשר באוויר המתקרר .תופעה זאת נובעת מאחת מתכונות המים -למים יש חום סגולי גבוה ,ולכן הם מתחממים לאט ומתקררים לאט. מדוע תכונה זאת חיונית לקיומם של יצורים חיים? הודות לחום הסגולי הגבוה של המים ,היצורים החיים ,שכאמור רוב גופם עשוי מים ,יכולים לשמור על טמפרטורת גוף קבועה יחסית -לא להתחמם מהר מדי ,כאשר הסביבה חמה ,ולא להתקרר מהר מדי ,כאשר הסביבה קרה .תכונה זאת של המים חשובה לשמירה על חום גופם של היצורים החיים ,במיוחד בטמפרטורות סביבה קיצוניות.
ניסוי ושאלות -מים ושמן /עמוד 56
14
כך ,למשל ,זרם הדם מעורב בפיזור החום בתוך הגוף, בפליטת חום מן הגוף אל הסביבה ובשמירה על טמפרטורת הגוף .כאשר הגוף מתחמם ,זרם הדם מסיע את החום אל העור ,והחום העודף משתחרר אל הסביבה דרך פני השטח של הגוף.
המים מתאדים מים (וגם נוזלים אחרים) ,שנמצאים במגע עם האוויר ,מתאדים, כלומר :עוברים ממצב צבירה נוזל למצב צבירה גז .כך, למשל ,מים מתאדים מגיגית שנשארה בחוץ ,מכביסה לחה או מרצפה שנשטפה .מים מתאדים גם מהגוף שלנו :מן העור ,מן הפה ומן הריאות .תהליך ההתאדות -המעבר של מים ממצב נוזל למצב גז -צורך אנרגיה ,אשר נלקחת מן הסביבה .לכן ,כאשר המים מתאדים ,הסביבה שלהם (האוויר ,הכביסה הלחה ,הרצפה וכדומה) מתקררת. מדוע תכונת ההתאדות של המים חשובה כל כך ליצורים חיים? התאדות המים מסייעת לקרר את גופם של יצורים חיים .תכונת ההתאדות של המים חשובה מאוד לוויסות הטמפרטורה של הגוף. תצפית -התאדות אצטון /עמוד 55
13
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום תכונות המים
מדוע יכולת ההמסה של המים היא תכונה חשובה כל כך ליצורים חיים? .1תהליכי חיים רבים מתרחשים בסביבה מימית ,כי החומרים השונים ,המומסים במים ,מתפזרים בתמיסה בצורה אחידה ובאים בקלות במגע זה עם זה .כך ,למשל ,החמצן המגיע אל התאים בא במגע עם המזון ,משתתף בפירוקו ומשחרר אנרגיה בתאים. .2ההמסה מפרידה את החומר המומס לחלקיקיו (למולקולות או לאטומים) ,וכך היא מאפשרת לחלקיקים לעבור מחסומים (כגון :קרום התא) .כך החומר יכול לפעפע אל תוך תאי הגוף או מן התאים החוצה .היזכרו בניסוי בפרק התא :פעפוע (דיפוזיה) דרך קרום בררני (עמודים 79- )81שם נוכחתם שהיוד ,המומס במים ,יכול לפעפע דרך הקרום .האם גם גרגרי יוד יבשים ,שלא התמוססו במים, יכולים לפעפע דרך הקרום? -מובן שלא! תצפית -אילו חומרים נמסים במים? /עמוד 54
המים זורמים המים יכולים לזרום בקלות ממקום למקום ביחד עם החומרים המומסים בתוכם .מדוע תכונת הזרימה של המים היא תכונה חיונית ליצורים חיים? .1המים שנמצאים בגוף ,מובילים את החומרים המומסים בהם ממקום למקום בתוך הגוף .הודות לתכונת הזרימה מערכת ההובלה -מערכת הדם -פועלת בגוף .מערכת ההובלה מביאה לכל תא בגוף את החומרים שהוא זקוק להם .כך הקשר מתקיים בין מערכות הגוף השונות. .2המים הזורמים נושאים לא רק את החומרים המומסים בהם אלא גם אנרגיה של חום .תופעה זאת נקראת הסעת חום. הודות לתכונת הזרימה החום מוסע ממקום למקום בגוף.
12
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום תכונות המים
תכונות המים המים הם חומר בעל תכונות מיוחדות ,והודות לתכונות אלה, הם חשובים לקיומם של היצורים החיים .מה הן תכונות המים החיוניות לקיום החיים? המים הם חומר נוזל בטווח שבין 0ל 100-מעלות צלזיוסף ולכן הם נוזליים בטמפרטורת הגוף (כ 37-מעלות צלזיוס). המים הנוזליים ממסים חומרים רבים. המים ,כמו כל הנוזלים ,זורמים ממקום למקום. המים מתאדים אל האוויר. המים מתחממים לאט ומתקררים לאט.
. . . . .
המים ממסים חומרים באופן בררני המים הם ממס מצוין של חומרים רבים ,אך הם אינם ממסים את כל החומרים .למשל ,חומרים שונים ,כגון :סוכר ומלחים, שמומסים במים ,זורמים בגוף עם המים ממקום למקום .עם זאת ,המים אינם ממסים שומנים וחומרים אחרים ,שבונים את קרומי התאים ,ולכן קרומי התאים נשארים יציבים, ואינם מתפרקים. תערובת של מים עם חומרים המומסים בהם ,נקראת תמיסה מימית .דוגמה לתמיסה מימית היא הפלזמה של הדם .גם במקומות אחרים בגופם של יצורים חיים ,כגון :בתוך תאי הגוף ובמרווחים שבין התאים ,יש תמיסה מימית של מים עם חומרים שונים המומסים בהם. מה קורה ,כשחומר מתמוסס במים? חלקיקי המים (הממס) וחלקיקי החומר (המומס) מתערבבים זה בזה .התמיסה המימית שנוצרת ,היא תערובת אחידה ונוזלית של חלקיקי החומר המומס ושל חלקיקי המים.
11
10
97%
67%
74%
70%
48%
65%
78%
80%
98%
תכולת המים בגופם של יצורים חיים
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום תכולת המים בגופם של יצורים חיים
תכולת המים בגופם של יצורים חיים המים הם החומר העיקרי בגוף האדם :כ 66% -ממשקל גופנו הם מים .היכן המים נמצאים בגוף האדם? הם נמצאים ב” 3-מדורים״ :בתוך התאים ,בין התאים ובדם. מרבית המים ,כ 70% -מכל המים בגוף האדם ,נמצאים בתוך תאי הגוף .הציטופלזמה בתאי הגוף מורכבת בעיקר ממים ,שחומרים שונים מומסים בהם .כ 22% -מכלל המים בגוף האדם נמצאים במרווחים שבין תאי הגוף. גם הפלזמה של הדם מורכבת בעיקר ממים ,שחומרים שונים מומסים בהם .כ 8% -מכלל המים בגוף האדם נמצאים בפלזמה של הדם( .התפלגות עמ )163 גם בגופם של יצורים חיים אחרים יש כמות גדולה של מים. לפניכם דוגמאות לכמות המים בגופם של בעלי–חיים שונים (שיעור המים באחוזים ממשקל הגוף כולו): אם כך ,הסביבה הפנימית בגופם של היצורים החיים ,בתוך התאים ובין התאים ,היא סביבה מימית. ייצוג מידע בגרף /עמוד 53
9
22%בין התאים
8%בפזלמה של הדם
70%בתוך התאים
66%
8
התפלגות המים בגוף האדם
אך ,כידוע ,יצורים חיים מתקיימים גם בתנאים קיצוניים של חום ושל יובש או של קור עז ,למשל ,לטאות כוח ושיחי רותם חיים במדבר היבש והחם ודוב הקוטב חי על הקרח הקפוא. כיצד מאזן מים תקין נשמר בגופם של יצורים חיים? וכיצד מאזן חום תקין נשמר בגופם? בגופם של יצורים חיים יש מנגנונים שונים ,ובאמצעותם הם קולטים מים וחום מן הסביבה ,ופולטים מים וחום אל הסביבה .בעזרת מנגנונים אלה מאזן מים תקין ומאזן חום תקין נשמרים בגופם של אותם יצורים חיים ,ומסייעים להם לשרוד גם בתנאי סביבה קיצוניים. בפרק זה נדון בתכונות המים ,בחשיבות המים בגופם של היצורים החיים ובחשיבות השמירה על מאזן המים ועל מאזן החום בגוף .נכיר מנגנונים שונים של שמירה על מאזן המים ועל מאזן החום בגוף וכן התאמות מיוחדות, שהתפתחו אצל יצורים ,החיים בתנאים קיצוניים של חום ,של יובש או של קור .נכיר בסכנות של התייבשות ושל מכת חום ובהתנהגויות הנדרשות למניעתן.
7
-
חוברת :3תפקידם של המים //פרק :6מאזן המים והחום מבוא
מבוא כדור-הארץ שלנו נקרא גם ”כוכב הלכת הכחול״ ,כי מים מכסים כשלושה רבעים משטחו .אמנם חוקרי חלל מצאו עדויות לקיומם של מים גם בכוכבי לכת ובמקומות נוספים ,אך האם גם שם יצורים חיים מתקיימים? התשובה לכך אינה ידועה. כדור-הארץ הוא כוכב הלכת היחיד ביקום ,הידוע לנו כמקום שחיים מתקיימים בו .יצורים החיים על כדור- הארץ נמצאים בכל סביבה ,שיש בה מים. כל היצורים החיים על-פני כדור-הארץ ,ובכללם האדם, זקוקים למים כדי לחיות .את החשיבות של המים לקיומם של בני האדם ניתן להמחיש בבדיקה פשוטה של מיקום הערים הגדולות בעולם -כולן התפתחו בקרבת נהרות: קהיר יושבת על הנילוס ,בגדד על החידקל ,פריז על הסין ,לונדון על התמזה ,ורומא על הטיבר .יישובים קדומים התפתחו תמיד ליד מקורות מים? מעיינות, אגמים או נחלים -שסיפקו מי שתייה ,מי השקיה ואת צורכי הרחצה של האדם .ללא מים -אין חיים. 6
פרק 6
מאזן המים והחום
5
4
תוכן עניינים 4
פרק :6מאזן המים והחום 6 9 11 16 24 28 31 39 42 46
4 8
מבוא תכולת המים בגופם של יצורים חיים תכונות המים מאזן המים ביצורים החיים התאמות של יצורים למחסור במים מאזן מים לא תקין -התייבשות מאזן החום בגוף מנגנונים לשמירה על מאזן חום תקין הקשר בין מאזן המים למאזן החום סיכום
פרק :7מאזן המים בצמח 50 53 59 61 66
מבוא מערכת ההובלה בצמחים מאזן המים בצמח קליטה לעומת איבוד סיכום
מקרא אייקונים
אייקון הפניה לפעילות ,ניסוי או שאלות ,בחוברת העבודה הנמצאת בקלסר המארז.
אייקון מלווה להסברים הקשורים בצילומים ,איורים ותרשימים לאורך חוברות התוכן.
מהות ותפקיד המים 7