Какие растения относятся к гигрофитам

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

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:

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.) ;

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

По отношению к воде (влажности) выделяют ряд экологических групп.

Гидатофиты - водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду (элодея, водяные лютики, валлиснерия и др.).
Гидрофиты - наземно-водные растения, частично погруженные в воду. Растут по берегам водоемов, на болотах (тростник, калужница, частуха и др.).
Гигрофиты - наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха, часто на влажных почвах (бодяк, недотрога, рис, росянка и др.).
Мезофиты - растения, живущие в условиях среднего увлажнения (различные древесные виды, кустарники, травянистые\ растения).
Ксерофиты - растения, произрастающие в местах с недостаточным увлажнением (растения пустынь, степей, кустарниковых зарослей).

Гигрофиты — растения влажных мест, к которым относятся рис, стрелолист, мхи, камыш, рогоз, папирус, бегония, монстера.

Для гигрофитов характерно наличие тонких листовых пластинок большой площади с плохо развитым поверхностным слоем (кутикулой). Благодаря этому, транспирация (испарение) через кутикулу осуществляется на высоком уровне. На листьях имеются редкие крупные устьица. Листья многих растений-гигрофитов снабжены волосками, представляющими собой выросты эпидермиса, увеличивающие площадь поверхности листьев для повышения интенсивности испарения. Устьица у таких растений служат для регулирования процессов транспирации. Структурной особенностью листьев гигрофитов является наличие особых устьиц-гидатод, через которые происходит выделение воды из листьев в виде капель. Этот процесс носит название гуттация. Такое приспособление жизненно необходимо для выживания растений в условиях чрезмерно насыщенных влагой амосферы и почвы.

Корневая система гигрофитов развита слабо. Также характерно наличие длинных стеблей с неразвитыми опорными тканями. Это обусловливает быстрое увядание растений-гигрофитов даже при небольшом снижении влажности почвы и воздуха. Типичные примеры гигрофитов – травянистые растения джунглей – влажных тропических лесов. Многие растения, произрастающие на болотах, также относятся к этой группе. Но они отличаются по ряду признаков от типичных гигрофитов. Из-за высокой освещенности и более сухого воздуха кутикула их листьев утолщенная, поэтому листья более толстые и меньшей площади.

Наиболее интересны тропические, образующие мангровые леса растения-гигрофиты. Они произрастают в прибрежных районах Индонезии, Индии, Нигерии, Филиппин и Таиланда, периодически затопляемых морскими приливами.

Растения таких лесов приспособлены к существованию в зонах постоянных приливов и отливов. Они имеют ходульные корни, позволяющие им закрепляться на зыбких, илистых почвах, а также дыхательные корни, благодаря которым получают влагу из атмосферного воздуха во время отлива.

§ 7. Влажность как экологический фактор. Экологические группы растений по отношению к влаге

Влажность как экологический фактор среды

В наземных условиях влажность чаще других экологических факторов лимитирует рост и развитие организмов. Объясняется это тем, что вода играет огромную роль в их жизни. Она является универсальным растворителем, средой для биохимических реакций в клетке. Молекулы воды могут непосредственно участвовать в обмене веществ. Являясь основным структурным компонентом клеток, вода обусловливает поддержание их формы при отсутствии клеточной стенки. У некоторых животных (круглые и кольчатые черви) она служит гидростатическим скелетом. Обладая высоким поверхностным натяжением, вода выполняет транспортную функцию (передвижение веществ) в организме. Благодаря высокой удельной теплоемкости, теплопроводности и теплоте парообразования вода обеспечивает поддержание теплового баланса в организме и предотвращает его перегрев.

Недостаточная или избыточная увлажненность среды — главная экологическая проблема наземных обитателей. Степень увлажненности среды влияет на внешний облик и внутреннее строение организмов. В связи с этим выделяют различные экологические группы растений.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

1. Водные растения, либо гидатофиты — большей частью погружены в воду. Примеры — валлиснерия, роголистник, пузырчатка. В эпидермисе устьиц не имеется, кутикула отсутствует, у определённых растений (ряска) нет и корневой системы. Хорошо развита аэренхима — воздухоносная ткань для обеспечения плавучести и доставки кислорода.

2. Наземно-водные растения, или гидрофиты. Погружены нижней частью в воду, растут на мелководьях, болотах. Тростник, кувшинка, вахта, рогоз, осока, калужница. У них лучше, чем у водных растений развита проводящая и механическая ткань, есть устьица, аэренхима.

3. Растения влажных мест суши, или гигрофиты растут в условиях высокой влажности. Это растения нижних ярусов сырых лесов, примеры — недотрога, папоротники, на открытых влажных местах — бодяк огородный, рис, папирус, росянка. Обводненность тканей достигает 80 процентов. На листьях имеются водяные устьица — гидатоды, выделяющие капельножидкую влагу. Во влажных тропиках к гигрофитам относят папоротников, в умеренных широтах — ряд тенелюбивых растений, таких, как кислица, зведчатка.

4. Растения умеренно-влажных мест суши, или мезофиты обитают в условиях нормального увлажнения. Вечнозелёные деревья верхних ярусов тропических, субтропических лесов, лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники, травы дубрав, лугов. Сюда относят и большинство сельскохозяйственных культур (горох, пшеница, кукуруза), многие сорные растения (пырей, сныть). Очень большая группа.

5. Растения сухих мест суши, или ксерофиты растут в степях, пустынях, высокогорьях. Покрыты кутикулой, восковым налётом или опушены, корни добывают влагу из глубоких слоёв почвы. Выделяют суккуленты (имеют сильно развитую запасающую ткань — алоэ, кактусы, агавы) и склерофиты (сухие растения с узкими и мелкими листьями — полынь, типчак, ковыль, эдельвейс).

Приспособления животных к изменению водного баланса. Как животные возмещают потери воды?

2. Всасывание воды посредством покровов тела в жидком состоянии или в виде пара (земноводные, некоторые насекомые, клещи).

3. Никогда не пьют, используют воду пищи (животные пустынь). Например, насекомые не выделяют влагу в окружающую среду, а продукты обмена выводят в виде кристаллов.

4. Использование метаболической (эндогенной) воды в процессе окисления жиров (верблюд, мучной хрущак, платяная моль).

Способы экономии воды

1. Ночной образ существования.

2. Плотные покровы тела.

3. Обезвоженные продукты выделения (мочевая кислота, гуанин).

4. Понижение выделения пота.

5. Летняя спячка (пустынные и степные грызуны, насекомые, черепахи).

Читайте также: