как приспособились растения к недастатку влаги в почве?
Растения, приспособившиеся к жизни в засушливых местообитаниях, называются ксерофитами. Это очень разнородная группа растений.
Типичными представителями ксерофитов являются растения степей, полупустынь и пустынь, где они длительный промежуток времени растут при явном недостатке влаги. Поэтому ксерофиты обладают многими морфологическими, анатомическими и физиологическими приспособлениями, которые способствуют их жизнедеятельности в период недостатка влаги.
Многие ксерофиты обладают хорошо развитой, глубоко проникающей в почву корневой системой, при помощи которой способны поглощать воду из глубоких слоев почвы. У люцерны (Ме-dicago), например, корни проникают на глубину до 10—15 м, а у верблюжьей колючки (Alhagi camelorum) — до 20 м.
Другая часть ксерофитов имеет, наоборот, поверхностную, но сильно разветвленную корневую систему, способную поглощать воду из верхних слоев почвы. К этой группе ксерофитов относятся растения с очень коротким вегетационным периодом. Они легко поглощают влагу из верхних слоев почвы во время выпадения весной или осенью осадков. До наступления засухи такие ксерофиты успевают закончить свое развитие, т. е. образовать плоды и семена.
У многих ксерофитов наблюдается сильное уменьшение листовой пластинки, она превращается в заостренные чешуйки (саксаул — Haloxylon), или в колючки (верблюжья колючка — Alhagi camelorum и др.) , или узкие листовые пластинки складываются вдоль или свертываются (ковыль — Stipa, типчак — Festuca sulcata и др.) .
Обычно у растений этой формы на листьях появляется сильно выраженный восковой налет, хорошо развита кутикула и имеется покров из густо расположенных волосков (полынь — Artemisia, астрагал — Astragalus, ковыль — Stipa и др. ) как защитное средство от излишнего испарения.
Своеобразно и анатомическое строение ксерофитов: они имеют более мелкие, но плотно расположенные клетки, в результате чего у них слабо развиты межклетники. У ксерофитов обычно сильно развиты механические ткани, благодаря чему стебли травянистых ксерофитов (полынь — Artemisia, астрагал — Astragalus) кая? утся часто сухими, деревянистыми.
Устьица у ксерофитов образуются в большом количестве, но они отличаются меньшими размерами и способностью быстро закрываться при недостатке воды, и кроме того, они расположены глубоко в мякоти листа, что также способствует меньшему испарению.
Типичный степной ксерофитный злак ковыль (Stipa), например, имеет очень узкие и жесткие листья, поверхность которых покрыта волосками. Листья эти способны свертываться в трубку; внутренняя стенка трубки образуется той частью поверхности, на которой находятся устьица, расположенные внутри свернутого листа. Таким образом, вода, испаряемая через устьица, задерживается внутри свернутого листа. Свертыванию листа ковыля в трубку способствуют специальные тонкостенные клетки, расположенные в углублениях листа.
Все эти и другие приспособления у ксерофитов способствуют экономному расходованию воды при ее недостатке.
Не следует думать, что ксерофиты потребляют воды меньше мезофитов. Многие ксерофиты за счет глубоко проникающей корневой системы часто поглощают воды даже больше, чем мезофиты, и испаряют ее часто также больше.
Ксерофиты имеют очень разнообразные приспособления для перенесения засухи. По особенностям этих приспособлений ксерофиты подразделяются на суккуленты и склерофиты, которые резко отличаются между собой по внешнему виду, совокупности морфологических, анатомических признаков, но обладают одной общей особенностью — способностью хорошо переносить недостаток влаги, при наступлении засухи впадать как бы в период покоя.
Источник
Приспособление р-ий к недостатку и избытку влаги.
— особая форма листьев (саблевидные листья, свисающие вниз).
— образование желобков по краю листа (деревья капельницы).
— продольно-складчатая поверхность листа.
— удаление внутренней влаги при помощи гидатодов.
Приспособление р-ий к недостатку влаги:
— мясистость и сочность стеблей и листьев (н-р Кактусы).
— листья колючки (Кактусы), либо листья утолщаются, как н-р у алоэ и агавы.
— хорошо развитая корневая с-ма. Корни м.б. либо поверхностные, широко разветвлённые и хорошо улавливающие атм-ые осадки, либо стержневые, проникающие на большую глубину до грунтовой воды.
— листья мелкие, сухие, часто в виде игл, колючек, чешуй и на них много устьиц, к-ые при недостатке воды закрываются. Большие листья (н-р у ковыля, типчака) могут свёртываться устьичной стороной внутрь.
39. Свет как эк-ий фактор. Эк-ие группы р-ий по отношению к свету. Приспособления р-ий к различным условиям освещения. Хроматическая адаптация, листовая мозаика, фотопереодизм.
Одним из важнейших эк-их ф-ров, особенно для фотосинтезирующих зелёных р-ий, явл-ся свет. Солнце излучает огромное к-во Е. При этом на видимые лучи (видимый свет) приходится примерно половина всей поступающей на Землю лучистой энергии. Остальные 50% составляют невидимые инфракрасные лучи, около 1% — ультрафиолетовые. Особое зн-ие в жизни всех орг-ов имеет видимый свет. На свету происходит образование хлорофилла и осуществляется важнейший в биосфере процесс фотосинтеза.
С точки зрения оптики р-ия – это непрозрачное тело, к-ое частично поглащает, частично отражает и пропускает солнечную Е. Осн-ым органом воспринимающим радиацию является лист. Спектральная область поглащения радиации листом включает УФ, видимые, ИФК лучи.
УФ лучи поглощаются стр-ми клетки (оболочкой, цитоплазмой, ферментами и различными пигментами).
ИФК поглощаются цитоплазмой и водой сод-ся в тканях листа.
В диапазоне видимого света имеется 2 максимальных поглощения:
— в области оранжево-красных (660-680 нм)
— в области сине-феолетовых (460-490 нм.
Видимый свет оказывает смешанное действие на орг-мы: красные лучи – преимущественно тепловое, синие и фиолетовые изменяют скорость и направление биохим-их реакций.
В листе преобладают зелёные пигменты, поглощающие лучи в области 660-680 нм.
Установлено, что многие р-ия хорошо развиваются под прозрачными бесцветными стёклами, а под красными и особенно зелёными растут плохо и часто вообще не образуют генерат-ых органов.
В целом свет влияет на скорость роста и развития р-ий, на интенсивность фотосинтеза.
По отношению к свету различают следующие эк-ие группы р-ий: световые (светолюбы), теневые (тенелюбы) и теневыносливые.
Световые виды (гелеофиты) обитают на открытых местах с хорошей освещённостью и в лесной зоне встречаются редко. Они образуют обычно разреженный и невысокий раст-ый покров, чтобы не затенять друг друга.
Теневые р-ия (сциофиты) невыносят сильного освещения и живут под пологом леса в постоянной тени. Это в основном лесные травы. На вырубках при резком осветлении они проявляют явные признаки угнетения и часто гибнут.
Теневыносливые р-ия (факультативные гелиофиты) могут жить при хорошем освещении, но легко переносят и некоторое затенение. К ним относятся большинство р-ий лесов.
Для световых р-ий хар-на приземистость, розеточное расположение листьев, укороченные побеги. На недостаточное освещение они реагируют развитием обесцвеченных побегов, удлинением междоузлий, изгибанием побегов в сторону света.
Теневыносливые древесные породы и теневые травянистые р-ия отличаются мозаичным расположением листьев. У эвкалиптов листья обращены к свету ребром. У деревьев световые и теневые листья (располагаются соответственно на поверхности и внутри кроны) – хорошо освещаемые и затенённые – имеют анат-ие различия. Световые листья толще и грубее, иногда блестящие, что способствует отражению света. Теневые листья обычно матовые, неопушённые, тонкик с очень нежной кутикулой или вовсе без неё.
Также определённая форма кроны – куполообразная, сферическая, конусообразная обеспечивает приток солнечной радиации к листовым пластинкам различных ярусов.
Расположение листьев в ценозе подчиняется правилу «листовой мозаики»: листья верхних ярусов расп-ся почти вертикально, нижележащих ярусов – более наклонно, а нижние листья – горизонтально.
Фотопериод–это соотношение светлой и тёмной частей суток. Был открыт в 1920 г. Гардером и Аллардом при изучении оранжерейных р-ий.
Реакции орг-ов на чередование и продолжительность светлых и тёмных периодов суток называются фотопериодизмом.
По типу фотопериодической реакции р-ия делятся на 4 группы:
Этим р-ям для перехода к цветению требуется 12 и меньше часов света в сутки (конопля, табак и т.д.).
Необходимо более 12 часов света в сутки (картофель, пшеница и многие растения северных областей).
Цветут и плодоносят при продолжительности дня 10-16 часов.
— Нейтральные фотопериодические р-ия.
Не обладают фотопериодической чуствительностью и зацветают при любой длине дня, кроме короткой (гречиха, томат, одуванчик, многие сорняки).
Свойство орг-ов изменять сост-ие пигментного комплекса в зависимости от условий обитания наз-ся–«хроматической адаптацией»
40. t-ра как эк-ий ф-р. Эк-ие группы р-ий по отношению к. t-ре. Приспособления р-ий к различным. t-ным режимам. Концепция о . t-ных градиентах среды и р-ия. Эффективные . t-ры развития р-ых орг-ов.
Т-ра определяет развитие, существование и распределение живых орг-ов по земному шару. Эк-ми значениями явл-ся – доза воздействия ф-ра и тепловой режим. Тепловой режим влияет на продолжительность жизни орг-ов в течение суток, сезонов и т.д.
Значение т-ур как ф-ра, состоит в том, что т-ра оказывает влияние на жизненные процессы (правило Вант-Гоффа). Согласно этому правилу, скорость хим-их реакций возрастает в 2-3 раза при повышении т-ры на каждые 10 градусов. При т-ах выше или ниже опт-ых скорость биохим-их реакций в орг-ме снижается или они вообще нарушаются, что приводти к замедлению темпов роста и даже гибели орг-ма.
По отношению к т-ре р-ия делятся:
— криофильные (холодолюбивые р-ия).
— мезотермные (умеренные широты).
— термофильные (тропические,субтропические пояса).
Криофилы — относятся холодостойкие р-ия, переносящие низкие т-ры в сост-ии покоя. Встречаются в умеренной зоне. Их ареалы не выходят за границы бореальной лесной области (бактерии, грибы, лишайники, мхи).
Мезотермофиты – относятся теплолюбивые, но не жароустойчивые р-ия (р-ия влажного тропического пояса, обитающие при т-ре 20-30 градусов). Не имеют приспособлений к т-му режиму. К ним относят вечнозелёные р-ия субтропического пояса (земляничное дерево, пальмы). К мезотермофитам умеренных широт относят широколиственные породы (липа, бук, граб, каштан), а также р-ия травянистого яруса широколиственных лесов.
Термофилы – р-ия способные выносить т-ру выше 45 градусов без видимых повреждений. Хаар-ны для троп-их и субтропических поясов земли и на открытых местообитаниях. Р-ия пустынь, полупустынь, степей, саванн, наскальные мхи и лишайники, термофильные бактерии и водоросли.
Разные р-ия по разному приспосабливаются к различным т-ым режимам. Так, н-р, в зоне высоких т-ур при пониженной влажности (в тропических и субтропических пустынях) исторически сформировался своеобразный морф-ий тип р-ий:
— сокращение листовой пов-сти, вплоть до её редукции;
— свёртывание листьев в трубку;
— гладкая восковая поверхность, наличие кутикулы;
— ориентация листьев ребром к солнцу;
— сильное развитие покровных тканей;
— толстостенный многослойный эпидермис, развитие перидермы и корки.
В зоне низких т-ур отмечаются следующие адаптации:
— уменьшение листовой поверхности, свёртывание листьев, опушение сего р-ия, так и почечных чешуй, развитие кутикулы, зимние осмоление почек, неглубокие корневые с-мы.
К физиол-им приспособлениям р-ий, сглаживающим вредное влияние высоких и низких т-ур м.б. отнесены интенсивность транспирации, накопление в клетках солей, изменяющих т-ру свёртывания плазмы, св-во хлорофилла препятствовать проникновению наиболее горячих солнечных лучей. Наибольшее значение для терморегуляции морозоустойчивых р-ий имеет накопление в клетках сахара и других в-в, увеличивающих концентрацию клеточного сока и снижающих обводнённость клеток. Это делает р-ие более выносливым.
В 1966 г Радченко разработал концепцию о температурных градиентах среды и р-ий. Её суть состоит в том, что выделяют отриц-ый и полож-ый т-ый градиент. Отриц-ый градиент – это когда т-ра почвы ниже, чем т-ра воздуха.
Полож-ый градиент – это когда т-ра воздуха ниже т-ры п-вы. Большинство р-ий приспособлены к отриц-му т-му градиенту, а меньшая часть р-ий приспособлены к полож-му градиенту т-ур.
Под эффективной т-ой понимают разницу между т-ой среды и т-ым порогом развития орг-ов. Для каждого вида она имеет верхние пределы, так как слишком высокие т-ры уже не стимулируют, а тормозят развитие. И порог развития и сумма эффективных т-ур для каждого вида свои. Они зависят от ист-ой приспособленности вида к условиям жизни. Для семян р-ий умеренного климата, н-р гороха, клевера, порог развития низкий: их проростание начинается при т-ре п-вы от 0 до +1 градуса; более южные культуры – кукуруза и просо – начинают прорастать только при + 8 + 10 градусов, а семенам финиковой пальмы для начала развития нужно прогревание почвы до + 30 градусов. Сумму эффективных т-ур рассчитывают по формуле: С =(t –t1)n, где C- искомая величина; t – наблюдаемая (реальная т-ра); t1 – нижний порог развития; n – продолжительность развития в днях.
Источник