Водное растение — Aquatic plant
Водные растения находятся растения которые приспособились к жизни в водной среде (соленая вода или пресная вода ). Их также называют гидрофиты или макрофиты отличить их от водоросли и другие микрофиты. Макрофит — это растение, которое растет в воде или рядом с водой и может вырастать, погружаться в воду или плавать. В озерах и реках макрофиты служат укрытием для рыбы, субстрат для водный беспозвоночные, производить кислород, и служат пищей для некоторых рыб и диких животных. [1]
Макрофиты являются основными продуцентами и составляют основу пищевой сети для многих организмов. [2] Они оказывают значительное влияние на химический состав почвы и уровень освещенности. [3] поскольку они замедляют поток воды и захватывают загрязняющие вещества и улавливают отложения. Избыточный осадок оседает в бентосе, чему способствует снижение скорости потока, вызванное наличием стеблей, листьев и корней растений. Некоторые растения обладают способностью поглощать загрязняющие вещества своими тканями. [4] [5] Водоросли многоклеточные морской водоросли и, хотя их воздействие на окружающую среду аналогично воздействию других более крупных водных растений, их обычно не называют макрофитами. [5]
Водным растениям требуются особые приспособления для жизни под водой. воды, или у поверхности воды. Наиболее распространенная адаптация — наличие облегченных внутренних ячеек упаковки, аэренхима, но также обычны плавающие и мелко рассеченные листья. [6] [7] [8] Водные растения могут расти только в воде или в почва который часто насыщен водой. Поэтому они являются обычным компонентом водно-болотных угодий. [9] Одно из крупнейших водных растений в мире — это Водяная лилия амазонки; одна из самых маленьких — это минута ряска. Многие мелкие водные животные используют растения, такие как ряска, для дома или для защиты от хищников. Некоторые другие знакомые примеры водных растений могут включать плавающее сердце, водяная лилия, лотос, и водяной гиацинт.
- 1 Распределение
- 2 Эволюция
- 2.1 Фотосинтез водных растений
- 2.2 Адаптация плавучести
- 2.3 Наземные растения в водной среде
- 3.1 Emergent
- 3.2 Погруженный
- 3.3 Плавающий
- 3.4 Свободно плавающий
- 6.1 Продовольственные культуры
- 6.2 Биологическая оценка
- 6.3 Возможные источники терапевтических средств
Распределение
Основным фактором, контролирующим распространение водных растений, является глубина и продолжительность наводнения. Однако другие факторы также могут контролировать их распределение, численность и форму роста, включая питательные вещества, волнение, выпас и засоленность. [9] Некоторые водные растения способны выжить в солоноватая, соленая и соленая вода. [6]
Эволюция
Водные растения приспособились жить как в пресной, так и в соленой воде. Водный сосудистые растения неоднократно происходили из разных семейств растений; [6] [10] они могут быть папоротники или покрытосеменные (включая оба однодольные и двудольные ). Единственный покрытосеменные способны расти полностью погруженные в морскую воду. морские травы. [11] Примеры встречаются в таких родах, как Талассия и Зостера. Водное происхождение покрытосеменных подтверждается данными о том, что некоторые из самых ранних известных ископаемых покрытосеменных были водными. Водные растения филогенетически хорошо рассредоточены по покрытосеменным растениям и имеют по меньшей мере 50 независимых источников происхождения, хотя они составляют менее 2% видов покрытосеменных. [12] Archefructus представляет собой одну из самых старых и наиболее полных окаменелостей покрытосеменных, возраст которой составляет около 125 миллионов лет. [13] Эти растения требуют специальных приспособлений для жизни в воде или на поверхности. [13]
Хотя большинство водных растений могут воспроизводиться путем цветения и завязывания семян, многие из них также эволюционировали и получили широкое бесполое размножение с помощью корневища, Турионы, и фрагменты в целом. [7]
Фотосинтез водных растений
Из-за подводной среды водные растения имеют ограниченный доступ к углероду и испытывают пониженный уровень освещенности. [14] У водных растений есть DBL (диффузные пограничные слои ), которые различаются в зависимости от толщины и плотности листьев. DBL являются основным фактором, ответственным за отсутствие фиксации углерода в водных растениях. [14] Из-за этой пониженной способности собирать питательные вещества водные растения адаптировали различные механизмы для максимального поглощения.
У плавающих водных растений листья эволюционировали, чтобы иметь только устьица на верхней поверхности из-за их непогруженного состояния. [15] Газообмен в основном происходит через верхнюю поверхность листа из-за положения устьиц, и они находятся в постоянно открытом состоянии. Благодаря водной среде растения не подвержены риску потери воды через устьица и, следовательно, не подвержены риску обезвоживания. [15] Для фиксации углерода некоторые водные покрытосеменные могут поглощать CO.2 от бикарбонат в воде — черта, которой нет у наземных растений. [14] Покрытосеменные, использующие HCO3-, могут поддерживать pH и удовлетворительный уровень CO2 даже в основных средах с низким уровнем углерода. [14]
Адаптация плавучести
Из-за окружающей среды водные растения обладают плавучестью, которая противодействует их весу. [16] Из-за этого их клеточное покрытие намного более гибкое и мягкое из-за отсутствия давления, которое испытывают земные растения. [16] Также известно, что зеленые водоросли имеют чрезвычайно тонкие клеточные стенки из-за их водного окружения, и исследования показали, что зеленые водоросли являются ближайшими предками живых наземных и водных растений. [17] У наземных растений жесткие клеточные стенки предназначены для того, чтобы выдерживать суровые погодные условия, а также удерживать растение в вертикальном положении, поскольку растение сопротивляется гравитации. Считается, что гравитропизм, наряду с фототропизмом и гидротропизмом, развился в процессе перехода от водной среды обитания к наземной. [18] [19] У наземных растений больше не было неограниченного доступа к воде, и они должны были эволюционировать, чтобы искать питательные вещества в своем новом окружении, а также развивать клетки с новыми сенсорными функциями, такими как статоциты.
Наземные растения в водной среде
Было проведено множество исследований, касающихся физиологических изменений, которые наземные растения претерпевают при затоплении из-за наводнения. Было обнаружено, что при погружении в водную среду новый рост листьев наземных растений имеет более тонкие листья и более тонкие стенки клеток, чем листья на растении, которое росло над водой, а также уровень кислорода выше в той части растения, которое растет под водой. по сравнению с участками, которые росли в их земной среде. [20] Это считается формой фенотипическая пластичность поскольку растение, будучи погруженным в воду, испытывает изменения в морфологии, лучше приспособленные к новой водной среде. [20] Однако, хотя некоторые наземные растения могут быть способны к краткосрочной адаптации к водной среде обитания, нет гарантии, что растение сможет воспроизводиться под водой, особенно если растение обычно полагается на наземные растения. опылители.
Классификация макрофитов
Эта секция нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью от добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. ( Июль 2019 ) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)
По форме роста макрофиты можно охарактеризовать как:
- Emergent
- Погруженный
- Укорененный: укорененный в субстрате
- Без корней: свободно плавает в толще воды
- Прикрепленный: прикрепляется к субстрату, но не корнями
Emergent
An надводное растение это тот, который растет в воде, но проникает через поверхность так, что частично находится в воздухе. В совокупности такие растения зарождающаяся растительность.
Эта привычка могла возникнуть из-за того, что листья могут фотосинтез более эффективно в воздухе и конкурирует с погруженными в воду растениями, но часто основной воздушный объект — это цветок и связанный с ним репродуктивный процесс. Эмерджентная привычка позволяет опылять ветром или летать. насекомые. [22]
Есть много видов надводных растений, среди них тростник (Фрагмиты ), Cyperus папирус, Typha виды цветение и дикий рис виды. Некоторые виды, такие как вербейник фиолетовый, могут расти в воде как надводные растения, но они способны цвести в болотах или просто во влажной земле. [23]
Погруженный
Погруженные макрофиты полностью растут под водой с корнями, прикрепленными к субстрату (например, Myriophyllum spicatum ) или без какой-либо корневой системы (например, Ceratophyllum demersum ). Гелофиты растения, которые растут в болото, частично погруженный в воду, так что он отрастает от бутоны ниже поверхности воды. [24] Окантовка высокорослой растительности у водоемов и рек может включать гелофиты. Примеры включают стенды Equisetum fluviatile, Glyceria maxima, Hippuris vulgaris, Sagittaria, Осока, Schoenoplectus, Спарганий, Acorus, желтый флаг (Ирис псевдакорус ), Typha и Phragmites australis. [24]
Плавающий
Макрофиты с плавающими листьями имеют корневую систему, прикрепленную к субстрату или дну водоема, и листья, плавающие на поверхности воды. Обычные плавающие листовые макрофиты — это кувшинки (семейство Nymphaeaceae ), водоросли (семейство Potamogetonaceae ). [25]
Свободно плавающий
Свободно плавающие макрофиты — это водные растения, которые находятся в подвешенном состоянии на поверхности воды, причем их корень не прикреплен к субстрату, отложениям или дну водоема. Они легко обдуваются воздухом и являются питательной средой для комаров. Пример включают Пистия spp обычно называют водяным салатом, водяной капустой или нильской капустой. [25]
Морфологическая классификация
Многие возможные классификации водных растений основаны на морфологии. [6] В одном примере шесть групп: [26]
- Амфифиты: растения, приспособленные к жизни под водой или на суше.
- Элодеиды: стебли растений, которые завершают весь свой жизненный цикл под водой, или только их цветы находятся над ватерлинией
- Изоэтиды: растения с розеткой, которые завершают весь свой жизненный цикл под водой
- Гелофиты: растения укоренены внизу, но с листьями выше ватерлинии
- Нимфеиды: растения укоренены в дне, но листья плавают на поверхности воды.
- Pleuston: сосудистые растения, свободно плавающие в воде
Источник