Меню

Экотип растений по отношению к влаге

Основные экологические группы растений по отношение к влаге

Вода

Жизнь зародилась в воде, даже сухие семена содержат воду

Вода является существенным фактором, определяющим жизнедея­тельность растений. Воду, поступающую в растительный организм, К- А. Тимирязев подразделял, на организованную (которая связывает­ся организмом) и расхожую (испаряемую листовой поверхностью). Из 1000 г воды, поглощенной растением, около 990 г испаряется, а 10 г задерживается в растении. Тело растений на 50—98% состоит из воды. Все физиологические процессы протекают при участии воды, поэтому она является одним из наиболее существенных экологических факторов, влияющих на рост и развитие растительного организма, на распространение растений на земле.

Воду растения получают из почвы и из воздуха. Но количество воды в различных участках суши не одинаково (болота и пустыни).

В связи с этим у растений можно видеть различные приспособления.

1) Сухопутные растения в большинстве случаев получают воду из почвы. Этому способствует хорошо развитая корневая система. Углуб­ляясь в почву до водоносного горизонта, корни могут достигать зна­чительной длины(у верблюжьей колючки корень достигает 18— 20 м глубины). В песчаных пустынях, большое значение имеет во­да, выпадающая в виде росы, и у растений можно наблюдать развитие тонких корней в поверхностном слое песка.

2) Развитие водоносной ткани в Некоторые растения очень сухих мест приспособились удержи­вать влагу в своем организме в сочных стеблях (кактусы, некоторые молочаи) или листьях (алоэ, агавы, очитки, молодила и др.). Внешний вид этих растений очень своеобразен.

3) Короткий период вегетации. Атмосферные осадки могут играть и положительную и отрицатель­ную роль. Снежный покров предохраняет зимующие растения от вы­мерзания. В высокогорных районах и на Крайнем Севере, где снег лежит большую часть года, растения приспособились к короткому периоду вегетации. Механическое воздействие на растения оказывают снег и град, вызывая порой значительные повреждения растений.

Большое значение для растений имеет распределение осадков в течение вегетационного периода. В районах с засушливым летом и влажной весной развились растения, успевающие завершить свой цикл развития до наступления засушливого периода. В засушливое время года они прячутся под землей в виде луковиц или корневищ (эфеме­роиды) или сохраняются в виде семян (эфемеры). Для получения хорошего урожая для хлебных злаков имеют большое значение майские и июньские дожди.Условия водоснабжения оказывают влияние на внешний облик и внутреннее строение растений. По внешнему виду нетрудно определить, в каких условиях увлажнения росло растение.

1) Гигрофиты — растения обильно увлажненных мест обита­ния с высокой влажностью атмосферы ( мокрицы, чистяк весенний, лютики). У этих растений кутикула тон­кая, сильно развиты внутренние полости в листьях и стеблях, листовые пластинки тонкие. А у таких расте­ний: недотрога, болотный подмаренник, цирцея на листьях имеются особые железки — гидатоды (водяные устьица), через которые выделяется вода.

2) Мезофиты — растения местообитаний со средним увлажнением. Это большинство луговых и лесных растений.

3) Ксерофиты — растения местообитаний с недостаточным увлажнением. Эти растения имеют разнообразные приспособления, повышающие их засухоустойчивость. Сокращение транспирации достигается разными способами: сокращением поверхности листьев, развитием слоя кути­кулы или воскового налета, густым опушением листьев, углублением устьиц в мезофилл, плотным соединением клеток паренхимной ткани листа. По разным способам приспособления растений к недостат­ку влаги различают склерофиты и суккуленты. У склерофитов жест­кие листья и стебли, часто все растение сильно опушено или покрыто толстым слоем кутикулы. Суккуленты — сочные мясистые растения.

Растение может испытывать недостаток влаги не только в тех случаях, когда ее мало в почве. Сильная кислотность почвы и высо­кая концентрация легкорастворимых солей в почве могут ограничи­вать всасывающую силу корней при достаточном содержании воды. Такое состояние почвы в отличие от физической сухости называют физиологической сухостью.

4) Гидрофиты — водные растения. Среди них различают растения, погруженные в воду неполностью (наполовину или на одну треть) — тростник, камыш, стрелолист, некоторые осоки и др., и растения, погруженные в воду полностью (над водой у них возвышаются только соцветия или листья находятся на поверхности воды) — рдест, кувшинка, кубышка, кабомба. Среди этой группы растений можно найти яркие примеры влияния водного образа жизни на их внешний вид. Так, у стрелолиста и кабомбы листья, погруженные в воду, резко отличаются от листьев, плавающих над водой. У погруженных в воду растений имеются характерные особенности: очень тонкие листовые пластинки, состоящие всего из 2—3 слоев клеток, иногда сильно рассеченные; стебель травянистый с воздухоносными полостями, проводящие со­суды занимают центральное положение в стебле; механические ткани отсутствуют. Это позволяет растению свободно изгибаться в толще воды. Клетки имеют низкое осмотическое давление. Обитающие на заболоченных почвах или по берегам рек растения имеют иные при­способления к условиям обитания: листья крупные, нежные, но более толстые и устьица расположены на обеих сторонах листа; корневая система проникает в грунт неглубоко; стебли с крупными воздухонос­ными полостями, проводящими сосудами и слаборазвитой механиче­ской тканью.

Читайте также:  Растения против растений мультики смотреть на русском

Дата добавления: 2014-01-13 ; Просмотров: 510 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Биология в лицее

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Характеристика основных экологических групп растений

Растения делятся на экологические группы по отношению к различным факторам окружающей среды. Важнейшие из них это влажность и свет.

По отношению к влаге различают пять экологических групп растений:

1) гидатофиты — водные травы, которые полностью погружены в воду, их листья очень тонкие, а питательные вещества поглощаются всей поверхностью тела. Среди них – цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни ( элодея, рдесты, водяные лютики, валлиснерия, уруть и др.). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них отсутствуют устьица и нет кутикулы. Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки – гидатоды . Поддерживаемые водой побеги часто не имеют механических тканей, в них хорошо развита аэренхима (воздухоносная ткань);

2) гидрофиты — растения, частично погруженные в воду, обычно обитают по берегам водоемов на сырых лугах, по болотам. К ним можно отнести тростник обыкновенный, частуху подорожниковую, вахту трехлистную, калужницу болотную и другие виды. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. Хорошо выражена аэренхима. У гидрофитов есть эпидерма с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды ;

3) гигрофиты — растения влажных мест с высокой влажностью воздуха. Среди них различают теневые и световые. Теневые гигрофиты – это растения нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах ( недотрога, цирцея альпийская, бодяк огородный , многие тропические травы и т. п.). К световым гигрофитам относятся виды открытых местообитаний, растущие на постоянно влажных почвах и во влажном воздухе ( папирус, рис, сердечники, подмаренник болотный, росянка и др.) ;

4) мезофиты — растения, живущие в условиях умеренного увлажнения, умеренных температур и хорошего минерального питания. К мезофитам можно отнести вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, древесные породы влажных вечнозеленых субтропических лесов, летнезеленые лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники подлеска, травянистые растения дубравы, растения заливных и не слишком сухих суходольных лугов, пустынные эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений ( сельскохозяйственных растений — тоже мезофиты) . Из приведенного перечня видно, что группа мезофитов очень обширна и неоднородна. К этой экологической группе относятся, например, такие распространённые растения как сурепка, ландыш, земляника, яблоня, ель, дуб .

5) ксерофиты — растения не достаточно увлажненных мест обитаний, где воды в почве мало, а воздух горячий и сухой. Среди них встречаются травы и древесные растения. Они имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны регулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн. Среди ксерофитов различают сухие ( склерофиты — приспособлены к жесткой экономии воды) и сочные ( суккуленты — имеют мясистые стебли и/или листья). Например, ковыль, саксаул, верблюжья колючка — склерофиты, алое, толстянка, опунция, цереус — суккуленты.

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы:

1) светолюбивые (световые), или гелиофиты, – растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний. Гелиофиты часто имеют побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями ;

2) тенелюбивые (теневые), или сциофиты, – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами. Листья у сциофитов располагаются горизонтально, нередко хорошо выражена листовая мозаика. Листья темно ‑ зеленые, более крупные и тонкие . Клетки эпидермы крупнее, но с более тонкими наружными стенками и тонкой кутикулой, часто содержат хлоропласты. Клетки мякоти листа крупнее, столбчитая ткань однослойная или имеет нетипичное строение и состоит не из цилиндрических, а из трапециевидных клеток. Площадь жилок вдвое меньше, чем у листьев гелиофитов, число устьиц на единицу площади меньше. Хлоропласты крупные, но число их в клетках невелико ;

Читайте также:  Плоды какого растения часто называют аллигаторова груша

3) теневыносливые, или факультативные гелиофиты, – могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения. У лиственных теневыносливых древесных пород и кустарников ( дуба черешчатого, липы сердцевидной, сирени обыкновенной и др.) листья, расположенные по периферии кроны, имеют структуру, сходную со структурой листьев гелиофитов, и называются световыми, а в глубине кроны – теневые листья с теневой структурой, сходной со структурой листьев сциофитов. К этой группе можно отнести и некоторые луговые растения, лесные травы и кустарники, растущие и в затененных участках леса, и на лесных полянах, опушках, вырубках.

Источник

Глава 3. Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов

Глава 3. Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов

3.3. Влажность

3.3.2. Экологические группы растений по отношению к воде

Гидатофиты – это водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду. Среди них – цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (элодея, рдесты, водяные лютики, валлиснерия, уруть и др.). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них редуцированы устьица и нет кутикулы. Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки – гидатоды.

Рис. 32. Поперечный срез стебля урути Myriophyllum verticillatum (по Т. К. Горышиной, 1979)

Листовые пластинки у гидатофитов, как правило, тонкие, без дифференцировки мезофилла, часто рассеченные, что способствует более полному использованию ослабленного в воде солнечного света и усвоению СО2. Нередко выражена разнолистность – гетерофиллия; у многих видов есть плавающие листья, имеющие световую структуру. Поддерживаемые водой побеги часто не имеют механических тканей, в них хорошо развита аэренхима (рис. 32).

Корневая система цветковых гидатофитов сильно редуцирована, иногда отсутствует совсем или утратила свои основные функции (у рясок). Поглощение воды и минеральных солей происходит всей поверхностью тела. Цветоносные побеги, как правило, выносят цветки над водой (реже опыление совершается в воде), а после опыления побеги снова могут погружаться, и созревание плодов происходит под водой (валлиснерия, элодея, рдесты и др.).

Гидрофиты – это растения наземно-водные, частично погруженные в воду, растущие по берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. Встречаются в районах с самыми разными климатическими условиями. К ним можно отнести тростник обыкновенный, частуху подорожниковую, вахту трехлистную, калужницу болотную и другие виды. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. Хорошо выражена аэренхима. В аридных районах при сильной инсоляции их листья имеют световую структуру. У гидрофитов есть эпидерма с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды.

Гигрофиты – наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Среди них различают теневые и световые. Теневые гигрофиты – это растения нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (недотрога, цирцея альпийская, бодяк огородный, многие тропические травы и т. п.). Из-за высокой влажности воздуха у них может быть затруднена транспирация, поэтому для улучшения водного обмена на листьях развиваются гидатоды, или водяные устьица, выделяющие капельно-жидкую воду. Листья часто тонкие, с теневой структурой, со слабо развитой кутикулой, содержат много свободной и малосвязанной воды. Обводненность тканей достигает 80 % и более. При наступлении даже непродолжительной и несильной засухи в тканях создается отрицательный водный баланс, растения завядают и могут погибнуть.

К световым гигрофитам относятся виды открытых местообитаний, растущие на постоянно влажных почвах и во влажном воздухе (папирус, рис, сердечники, подмаренник болотный, росянка и др.). Переходные группы – мезогигрофиты и гигромезофиты.

Мезофиты могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием. К мезофитам можно отнести вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, древесные породы влажных вечнозеленых субтропических лесов, летнезеленые лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники подлеска, травянистые растения дубравного широкотравья, растения заливных и не слишком сухих суходольных лугов, пустынные эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений. Из приведенного перечня видно, что группа мезофитов очень обширна и неоднородна. По способности регулировать свой водный обмен одни приближаются к гигрофитам (мезогигрофиты), другие – к засухоустойчивым формам (мезоксерофиты).

Читайте также:  Композиции из растений для дачи

Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны регулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн.

Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты.

Суккуленты– сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах. Стеблевые суккуленты – кактусы, стапелии, кактусовидные молочаи; листовые суккуленты – алоэ, агавы, мезембриантемумы, молодило, очитки; корневые суккуленты – аспарагус. В пустынях Центральной Америки и Южной Африки суккуленты могут определять облик ландшафта (рис. 33).

Рис. 33. Суккулентное растение – древовидный кактус из пустыни Аризона

Листья, а в случае их редукции стебли суккулентов имеют толстую кутикулу, часто мощный восковой налет или густое опушение. Устьица погруженные, открываются в щель, где задерживаются водяные пары.

Днем они закрыты. Это помогает суккулентам сберегать накопленную влагу, но зато ухудшает газообмен, затрудняет поступление СО2 внутрь растения. Поэтому многие суккуленты из семейств лилейных, бромелиевых, кактусовых, толстянковых ночью при открытых устьицах поглощают СО2, который только на следующий день перерабатывают в процессе фотосинтеза. Поглощенный СО2 переводится в малат. Кроме того, при дыхании ночью углеводы разлагаются не до углекислого газа, а до органических кислот, которые отводятся в клеточный сок. Днем на свету малат и другие органические кислоты расщепляются с выделением СО2, который используется в процессе фотосинтеза. Таким образом, крупные вакуоли с клеточным соком запасают не только воду, но и СО2. Так как у суккулентов ночная фиксация углекислоты и переработка ее днем в ходе фотосинтеза разделены во времени, они обеспечивают себя углеродом, не подвергаясь риску чрезмерной потери воды, но масштабы поступления углекислого газа при таком способе невелики, и растут суккуленты медленно.

Осмотическое давление клеточного сока суккулентов мало – всего 3 · 10 5 – 8 · 10 5 Па (3–8 атм), они развивают небольшую сосущую силу и способны всасывать воду лишь атмосферных осадков, просочившихся в верхний слой почвы. Корневая система их неглубокая, но сильно распростертая, что особенно характерно для кактусов.

Склерофиты– это растения, наоборот, сухие на вид, часто с узкими и мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку. Листья могут быть также рассеченными, покрытыми волосками или восковым налетом. Хорошо развита склеренхима, поэтому растения без вредных последствий могут терять до 25 % влаги не завядая. В клетках преобладает связанная вода. Сосущая сила корней до нескольких десятков атмосфер, что позволяет успешно добывать воду из почвы. При недостатке воды резко снижают транспирацию. Склерофиты можно подразделить на две группы: эуксерофитов и стипаксерофитов.

К эуксерофитам относятся многие степные растения с розеточными и полурозеточными, сильно опушенными побегами, полукустарнички, некоторые злаки, полынь холодная, эдельвейс эдельвейсовидный и др. Наибольшую биомассу эти растения создают в период, благоприятный для вегетации, а в жару уровень обменных процессов у них очень низок.

Стипаксерофиты– это группа узколистных дерновинных злаков (ковыли, тонконоги, типчак и др.). Характеризуются низкой транспирацией в засушливый период и могут переносить особенно сильное обезвоживание тканей. Свернутые в трубочку листья имеют внутри влажную камеру. Транспирация идет через погруженные в бороздки устьица внутрь этой камеры, что снижает потери влаги (рис. 34).

Рис. 34. Поперечный срез листа ковыля Stipa capillata (по A. Кернеру, 1896): A – при засухе (лист свернут); Б – во влажную погоду (пластинка листа развернута)

Кроме названных экологических групп растений, выделяют еще целый ряд смешанных или промежуточных типов.

Различные пути регуляции водообмена позволили растениям заселить самые различные по экологическим условиям участки суши. Многообразие приспособлений лежит, таким образом, в основе распространения растений по поверхности земли, где дефицит влаги является одной из главных проблем экологических адаптаций.

Источник