— Образуют корневища с многочисленными придаточными корнями, а над поверхностью воды поднимаются побеги. Во всех органах имеется система хорошо развитой аэренхимы, через которые снабжаются кислородом органы, погруженные в воду и в грунт водоема.
— Многие гидрофиты имеют способность образовывать листья различной структуры в зависимости от условий, в которых протекает их развитие. Листья, погруженные в воду, имеют вид длинных лент без дифференциации на пластинку и черешок. Их внутреннее строение сходно со строением листьев типичных гидатофитов. У одного и того же растения (например, стрелолиста) (рис. 10) можно найти листья промежуточного характера с дифференцированной овальной пластинкой, плавающей на поверхности воды.
К гидрофитам относятся следующие растения: аир болотный (Acorus calamus), стрелолист (Sagittaria), частуха (Alisma), камыш (Scirpus), рогоз (Typha), тростник обыкновенный (Phragmites australis), хвощ приречный (Equisetum fluviatile), многие осоки (Carex) и др. (рис. 10 — 15).
Рис. 10. Гетерофиллия у стрелолиста (Sagittaria sagittifolia): Подв — подводные; Плав – плавающие; Возд – воздушные листья
Рис. 11. Аир болотный (Acorus cálamus)
Рис. 12. Частуха подорожниковая (Alisma plantago – aquatica L)
Рис. 13. Камыш озерный (Scirpus lacustris L)
Рис. 14. Тростник обыкновенный (Phragmites communis)
Рис. 15. Рогоз широколистный (Typha latifolia L.)
Особенности анатомического строения водных растений
Строение листа. При небольшой массе необходимо иметь как можно большую поверхность, получающую солнечный свет и извлекающую из воды необходимые вещества. У одних видов листовая пластинка очень тонкая, у других листья сильно рассечены – листья-жабры (рдесты). Листья у погруженных гидрофитов лишены кутикулы, что облегчает процесс всасывания. Эпидермис водных растений обладает способностью ослизняется. Слизь способствует уменьшению трения при движении листьев и стеблей в текучей воде. Механические ткани не развиты, проводящая система слабая. Устьица (по́ры в эпидермиса листа, через которые происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой) в воде теряют смысл, поэтому они отсутствуют либо недоразвиты.
Процесс фотосинтеза идет по всей освещенной поверхности тела. Все ткани тонких рассеченных листьев содержат хлоропласты. Продукт ассимиляции у водных растений чаще всего крахмал. В хлоропластах большое содержание хлорофилла. В листе хорошо развита система воздушных полостей.
Листья гидрофитов, плавающих на поверхности, контактируют с водной и с воздушной средой. В одном листе совмещаются черты, свойственные листьям наземных растений и погруженных гидрофитов. Верхняя поверхность листа покрыта слоем кутикулы. Устьица расположены только на верхней поверхности листа. Нижняя поверхность листа лишена кутикулы, устьица отсутствуют либо сильно редуцированы (кубышка желтая, кувшинка).
Рдест злаковый имеет листья двух типов – подводные и надводные. Они различаются по облику и строению. Подводные листья рассечены на узкие доли. В средней части стебля, где затопление непостоянно, можно видеть листья переходной формы – рассеченные, но с довольно широкими долями (герофиллия).
Механические ткани в стеблях и листьев представлены немногочисленными толстостенными волокнами с неодревесневающей оболочкой. Это придает гибкость стеблям и листьям при движении и волнении воды. У водных растений, укореняющихся на дне водоема, большое значение имеет аэренхима.
Аэренхимой называют паренхиму со значительно развитыми межклетниками. Она хорошо развита в разных органах водных растений. Назначение аэренхимы — снабжение тканей кислородом или углекислым газом. У водных растений она служит также для обеспечения плавучести побегов и листьев. В стеблях и листьях гидрофитов существуют клетки-идиобласты, поддерживающие воздушные полости и не дающие им сжиматься.
Стебель служит опорой для листьев и одновременно транспортирует питательные вещества от корня к листьям. Стебель также выносит листья растений и цветки к свету: так называемая компенсаторная реакция растений — удлинение стебля или черенков листьев.
Читайте также: Жирорастворимый витамин синтезирующий в тканях под действием ультрафиолетовых лучей
По направлению роста стебли подразделяются на прямостоячие, ползучие и восходящие. По форме поперечного разреза: округлые, двух-, трех-, четырехранные или сплюснутые. Стебли также бывают заполненными тканью или полыми.
Места прикрепления листьев к стеблю называются узлами, а промежутки между ними — междоузлия. На стебле растут почки (ростовые или вегетативные, несущие зачаток нового побега, или цветочные, несущие зачаток цветка), листья, цветки и плоды. Если повредить стебель выше почек, то они образуют новые побеги.
Видоизменение стебля — клубни, корневища и луковицы отличаются от корней наличием побегов и листовых следов. Кроме того, они накапливают и хранят питательные вещества и способны к размножению. Растут они за счет обновления листьев. Листья на данных видоизменениях стебля недоразвиты и имеют вид маленьких чешуек.
Корень — орган прикрепления растения в грунте и орган питания.
Корневая система растения бывает стержневой или мочковатой. Если у растения сильно развит главный корень, значительно превосходящий по длине и толщине все остальные корневые отростки, такая корневая система называется стержневой. Однако большинство растений имеет мочковатую корневую систему: главный корень или совсем не развит или развит крайне слабо и не превосходит остальные корни по длине и толщине. Корень водного растения имеет в подавляющем большинстве случаев нитевидную или цилиндрическую форму.
Корень растения поглощает из грунта необходимые минеральные и органические вещества. Корень всасывает их в виде растворов очень низкой концентрации. Корень, как и другие органы растения, постоянно дышит — поглощает из воды кислород и выделяет углекислый газ. Кислород, растворенный в воде, поступает в корневую систему через грунт, поэтому грунт должен быть достаточно рыхлым.
Корни некоторых растений доходят до самой глубины грунта, других — располагаются в основном в поверхностной части грунта. Некоторые аквариумные растения совсем не имеют корней.
Черты приспособления к жизни растений в условиях достаточного или малого водоснабжения (гидрофиты, ксерофиты, мезофиты)
Гигрофиты(от греч. «гигрос» — влажный и «фитон» — растение) — растения, обитающие во влажных местах, не переносящие водного дефицита и обладающие невысокой засухоустойчивостью.
Растения этой группы имеют, как правило, крупные, тонкие, нежные листовые пластинки с небольшим числом устьиц, нередко расположенных с обеих сторон.
Устьица большей частью широко открыты, в связи с этим транспирация мало отличается от физического испарения. Корни обычно толстые, слабо разветвленные. Корневые волоски представлены слабо и отсутствуют. Все органы покрыты тонким однослойным эпидермисом, кутикулы практически нет. Широко развита аэренхима (воздухоносная ткань), обеспечивающая аэрацию тела растения.
К гигрофитам в первую очередь относят тропические растения, которые живут при высокой температуре и влажности воздуха. Нередко гигрофиты обитают в тени под пологом леса (например, папоротники) или на открытых пространствах, но обязательно на почвах переувлажненных или покрытых водой. В умеренном и холодном климате типичными гигрофитами являются теневые травянистые растения лесов. На открытых местах и влажных почвах растут световые гигрофиты. Это такие, как калужница, плакун-трава, росянка, многие злаки и осоки сырых местообитаний, из культурных растений к световым гигрофитам относят рис, культивируемый на полях, залитых водой.
В целом же при довольно большом разнообразии местообитаний, особенностей водного режима и анатомо-морфологических черт всех гигрофитов объединяет отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды и неспособность выносить даже незначительную ее потерю.
Например, у световых гигрофитов листья в дневное время могут терять за час количество воды, которое в 4—5 раз превышает массу листа. Хорошо известно, как быстро вянут в руках цветы, собранные по берегам водоемов. Показательны для гигрофитов и небольшие величины сублетального водного дефицита. Для кислицы и майника потеря 15—20% запаса воды уже необратима и ведет к гибели.
Читайте также: Как работать с кевларовой тканью
Мезофиты— это растения умеренно увлажненных местообитаний. Они имеют хорошо развитую корневую систему. На корнях имеются многочисленные корневые волоски. Листья разные по размеру, но, как правило, большие, мягкие, нетолстые, плоские, с умеренно развитыми покровной, проводящей, механической, столбчатой и губчатой тканями. Устьица располагаются на нижней стороне листовых пластинок. Хорошо выражена регуляция устьичной транспирации.
К мезофитам относятся многие луговые травы (клевер луговой, тимофеевка, ежа сборная), большинство лесных растений (ландыш, зеленчук и др.), значительная часть лиственных деревьев (береза, осина, клен, липа), многие полевые (рожь, картофель, капуста) и плодово-ягодные культуры (яблоня, смородина, вишня, малина) и сорняки.
Один и тот же мезофильный вид, попадая в разные по водоснабжению условия, обнаруживает известную пластичность, приобретая во влажных условиях более гигроморфные, а в сухих — более ксероморфные черты.
Мезофиты связаны переходами с другими экологическими типами растений по отношению к воде, поэтому четкую границу между ними провести зачастую очень трудно. Например, среди луговых мезофитов выделяются виды с повышеннымвлаголюбием, предпочитающие постоянно сырые или временно заливаемые участки (лисохвост луговой, бекмания обыкновенная, канареечник тростниковый и др.). Их объединяют в переходную группу гигромезофитов наряду с некоторыми влаголюбивыми лесными травами, предпочитающими лесные овраги, переувлажненные или наиболее сырые леса, такие, как селезеночник, недотрога, папоротник, некоторые лесные мхи и др.
В местообитаниях с периодическим или постоянным (но невысоким) недостатком влаги встречаются мезофиты с повышенной физиологической устойчивостью к засухе, с теми или иными ксероморфными признаками. Эта группа переходная между мезофитами и ксерофитами носит название ксеромезофиты.
Сюда относят многие виды растений северных степей, сухих сосновых боров, песчаных местообитаний — клевер-белоголовка, подмаренник желтый и др., из культурных растений — люцерну, засухоустойчивые сорта пшеницы и некоторые другие.
Ксерофиты(от греч. «ксерос» — сухой и «фитон» — растение) — это растения сухих местообитаний, способные переносить значительный недостаток влаги — почвенную и атмосферную засуху. Наиболее обильны и разнообразны ксерофиты в областях с жарким и сухим климатом. К ним принадлежат виды растений пустынь, сухих степей, саванн, колючих редколесий, сухих субтропиков и т. д. Неблагоприятный водный режим растений в сухих местообитаниях обусловлен ограниченным поступлением воды при ее недостатке в почве и увеличением расхода влаги на транспирацию при большой сухости воздуха и высокой температуре. Таким образом, для преодоления недостатка влаги могут быть разные пути: увеличение ее поглощения и сокращение расхода, а также способность переносить большие потери воды.
При этом различают два основных способа преодоления засухи: возможность противостоять иссушению тканей, или активное регулирование водного баланса, и способность выносить сильное иссушение.
Важное значение для ксерофитов имеют разнообразные структурные приспособления к условиям недостатка влаги. Например, сильное развитие корневой системы помогает растениям увеличить поглощение почвенной влаги. Нередко у травянистых и кустарниковых видов средне — азиатских пустынь подземная масса больше надземной в 9—10 раз. Корневые системы ксерофитов часто экстенсивного типа, т. е. растения, имеют длинные корни, распространяющиеся в большом объеме почвы, но малоразветвленные. Проникая на большую глубину, такие корни позволяют, например, пустынным кустарникам использовать влагу глубоких почвенных горизонтов, а в отдельных случаях и грунтовых вод. У других видов, таких, как степные злаки, корневые системы интенсивного типа. Они охватывают хотя и небольшой объем почвы, но, благодаря густому ветвлению, максимально используют влагу.
Читайте также: Как сделать мышку из ткани выкройки
Наземные органы ксерофитов отличаются своеобразными чертами, носящими отпечаток трудных условий водоснабжения. У них сильно развита водопроводящая система, хорошо заметная по густоте сети жилок в листьях, подводящих воду к тканям (рис. 2.34).
Эта особенность облегчает ксерофитам осуществлять пополнение запасов влаги, расходуемой на транспирацию. Структурные приспособления защитного характера у ксерофитов, направленные на уменьшение расхода воды, можно свести к следующим:
1. Общее сокращение транспирирующей поверхности за счет мелких узких, сильно редуцированных листовых пластинок.
2. Уменьшение листовой поверхности в наиболее жаркие и сухие периоды вегетационного сезона.
3. Защита листьев от больших потерь влаги на транспирацию благодаря развитию мощных покровных тканей – толстостенного или многослойного эпидермиса, нередко несущего различные выросты и волоски, которые образуют густое «войлочное» опушение поверхности листа.
4. Усиленное развитие механической ткани, предупреждающее обвисание листовых пластинок при больших потерях воды.
Ксерофиты с наиболее ярко выраженными ксероморфными чертами строения листьев, перечисленными выше, имеют своеобразный внешний облик (чертополох, степные и пустынные полыни, ковыли, саксаул и др.), за что получили название склерофитов.
Склерофиты(от греч. «склерос» — твердый, жесткий) не накапливают в себе влагу, а испаряют ее в большом количестве, постоянно доставая из глубоких слоев почвы. Тело этих растений жестковатое, сухое, иногда одревесневшее, с большим количеством механической ткани. При продолжительном прекращении подачи воды может наблюдаться сбрасывание листьев или части побегов, что приводит к сокращению испарения. Многие из склерофитов переносят засушливое время года в состоянии вынужденного покоя.
Другая группа ксерофитов обладает способностью накапливать в своих тканях большое количество воды и получила название «суккуленты»(от лат. «суккулентус» — сочный, жирный).
21. Совместное действие температуры и влажности на организмы.
Рассмотрение отдельных факторов среды — это не конечная цель экологического исследования, а способ подойти к сложным экологическим проблемам, дать сравнительную оценку важности различных факторов, действующих совместно в реальных экосистемах.
Температура и влажность являются ведущими климатическими факторами и тесно взаимосвязаны между собой.
При неизменном количестве воды в воздухе относительная влажность увеличивается, когда температура падает. Если воздух охлаждается до температуры ниже точки водонасыщения (100%), происходит конденсация и выпадают осадки. При нагревании его относительная влажность падает. Сочетание температуры и влажности часто играет решающую роль в распределении растительности и животных. Взаимодействие температуры и влажности зависит не только от относительной, но и от абсолютной их величины. Например, температура оказывает более выраженное влияние на организмы в условиях влажности, близкой к критической, т. е. если влажность очень велика или очень мала. Влажность также играет более критическую роль при температуре, близкой к предельным значениям. Отсюда одни и те же виды организмов в paзличных географических зонах предпочитают разные местообитания. Так, по правилу предварения, установленному В. В. Алехиным (1951) для растительности, широко распространеннывиды на юге произрастающие на северных склонах, а на севере встречаются только на южных (рис. 2.36).
Для животных выявлены принципы смены местообитания(Г. Я. Бей-Биенко, 1961) и принцип смены ярусов(М. С. Гиляров, 1970), согласно которым мезофильные виды в центре ареала, на севере его выбирают более сухие, а на юге — более влажные места или переходят отназемного образа жизни к подземному, как многие насекомые-фитофаги. Чем слабее проявляется влияние климата в тех конкретных местообитаниях, которые выбирает вид, тем больше их способность обитать в разных климатических условиях.
Вид выбирает сочетание факторов, наиболее соответствующих его экологической валентности, путем смены местообитания, и таким образом преодолевает климатические рубежи.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом