Какие растения приспособились к условиям окружающей среды
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
У растений существует ряд приспособлений к факторам внешней среды, а также их периодическим сезонным изменениям.
Рис. 36. Распространение плодов с помощью животных и человека: 1 — двусемянка репишки; 2 — боб цепкой люцерны; 3 — корзинка лопуха с крючочками; 4 — с.
Опыление
Распространение плодов и семян
У растений встречаются и такие приспособления, которые способствуют распространению их плодов и семян. Распространяемые с помощью ветра плоды и семена берёзы, карагача, айланта, клёна имеют крыловидные отростки, семена хлопчатника снабжены волосками. Плоды череды, зверобоя, дикой моркови, лопуха, рогоголовника снабжены крючками, колючками, волосками, с помощью которых они цепляются за шерсть животных, перья птиц, одежду человека и разносятся на большие расстояния (рис. 36, 37). Мясистые, сочные косточковые и бескостные плоды поедаются птицами и другими животными, и их непереваренные семена выделяются с помётом и таким образом распространяются на другие территории. Семена и плоды, распространяемые водой, также имеют некоторые приспособления.
Биом пустыни часто характеризуется высокой температурой, высокой влажностью, малым количеством осадков и резким падения температуры в ночное время. Когда мы думаем о пустыне, то сложно ассоциировать ее с плодородием, но существует множество различных растений, в том числе кактусы, населяющие засушливые регионы планеты. Растения пустыни настолько уникальны, что их нельзя встретить в любой другой среде обитания. Некоторые виды пустынных растений являются главной туристической достопримечательностью, а другие служат важным источником пищи для животных пустыни.
Изучение подробностей жизни растений в пустыне – это увлекательная тема для ученых ботаников. Вся флора пустыни демонстрируют определенные п риспособленности , которые играют решающую роль для выживания в экстремальных климатических условиях.
Всем известна базовая концепция, что растения нуждаются в воде и/или влажной почве на протяжении всего жизненного цикла. Таким образом, когда мы думаем о сухой среде обитания и растениях, то сложно связать эти понятия друг с другом. Учитывая высокую температуру и продолжительные засухи распространенные в пустынных районах, здесь нет стабильных факторов для поддержания бурной растительности. Итак, что же позволяет пустынным растениям процветать в экстремальных условиях? В этой статье мы постараемся узнать о жизни растений пустыни и особенностях их адаптации к засушливому климату.
Биом пустыни
Элементарным примером флоры пустыни является кактус. Мы часто визуализируем несколько тернистых кактусов при одном упоминании о пустынном биоме. Действительно, определенные виды кактуса составляют преобладающее число видов среди растений пустынных районов. К другим растениям пустыни относятся: энцелия мучнистая, прыгающая чолья, дерево Джошуа, юкка, аризонское железное дерево и креозотовый куст. Эти растения являются ксерофитами и имеют адаптивные способности, несущие ответственность за их выживание в засушливых условиях окружающей среды, в которых другие растения не способны выжить.
Приспособленность растений пустыни
Нет никаких четких доказательств эволюции адаптационных особенностей пустынных растений. На самом деле, у нас вообще нет ископаемых останков кактуса, несмотря на их широкое распространение. Следовательно, по-прежнему неизвестно, когда эти растения выработали свою приспособленность к условиям пустыни. Ученые считают, что они приобрели определенные адаптационные функции еще миллионы лет назад, в ответ на изменение окружающих условий. Другими словами, они вынуждены были развить приспособления для роста в наименее благоприятных условий. Как только начинается дождь, растения в сухих регионах планеты начинают быстро прорастать, расти, цвести и приносить плоды, завершив тем самым жизненный цикл за очень короткий временной период. Дальше рассмотрим некоторые приспособленческие особенности, позволяющие растительному миру процветать в пустыне.
Корневая система растений пустыни
Типичное пустынное растение имеет глубокую корневую систему, которая представляет собой специфический физический механизм. По мере роста корней глубоко в почву, они поглощают грунтовые воды, которые впоследствии насыщают влагой верхние части растения. Виды растений, приспособившиеся к экстремальным условиям окружающей среды при помощи очень длинных корней, называются фреатофиты (например, мескитовое дерево с корнями более 20 метров в длину). В противоположность фреатофитам, некоторые растения, включая кактус имеют маленькие корни, которые простираются в радиальном направлении, чтобы поглотить как можно больше влаги, насколько это возможно во время сезонных дождей. Некоторые ксерофиты действительно имеют как радиальные, так и глубокие корневые системы поглощающие влагу.
Стебель растений пустыни
Одной из самых важных характеристик растений в засушливой среде обитания является их способность хранить воду в любой из частей тела – корне, стебле и листьях. Возьмем в качестве примера кактус; они запасают влагу в зеленых, сплюснутых, сочных стеблях под названием филлокладий. Эти стебли, выполняют фотосинтез для производства продуктов питания и функционируют таким же образом, как листья большинства видов растений. Они также имеют толстый слой воскового покрытия, которое помогает дольше сохранять влагу, и защищает растения от зноя. Согласно исследованиям эволюции растений, как полагают, кактус является ксерофитной версией семейства розовые.
Листья растений пустыни
Пустынные растения имеют небольшие листья с восковым покрытием, чтобы свести к минимуму процесс транспирации (потеря воды через поры), что в свою очередь, помогает экономить жизненно необходимую влагу. Листва суккулентов (растения обладающие специальными тканями для удержания воды) служит еще одним примером адаптации для хранения влаги. Кроме того, поры некоторых ксерофитов остаются закрытыми в дневное время и открываются ночью, тем самым снижая скорость транспирации. Кактусы не имеют настоящих листьев. Скорее всего, их функцию выполняют колючие шипы для уменьшения потери влаги и защиты от животных. Помимо кактусов, многие другие виды растений приспособились к жизни в пустыне с помощью колючек.
Даже если растения требуют оптимальных условий для роста в среднем диапазоне, они развивают определенные адаптивные свойства, чтобы выжить в существующей среде. Многолетние растения в сухой среде обитания остаются неактивными в течение жарких сухих периодов и становятся активными с наступлением сезона дождей. В то время как однолетние растения поглощают воду от дождя и завершают свой жизненный цикл очень быстро. Главная проблема, угрожающая пустынной растительности является потеря азота из почвы из-за увеличения засушливости.
Список, описание и фото 10-ти растений пустыни
Растения из таблицы представленной ниже, являются одними из немногих представителей флоры пустыни, нашедшие свой дом в королевстве вечных песков.
Цветение происходит с конца апреля/мая по июнь. Цветки могут быть фиолетовыми, пурпурно-красными, бледно-розовыми или белыми. Пустынное железное дерево очень твердое и тяжелое. Его плотность больше, чем у воды, и, поэтому оно тонет. Его древесина используется для изготовления рукояток ножей, так она идеально твердая, волокнистая и имеет подходящий окрас.
Данный материал познакомит с водными растениями и их приспособлениями к жизни в водной среде.
Водные растения и их приспособления к жизни в водной среде
Растения, постоянно живущие в воде, называют водными растениями.
Классификация водных растений:
1 группа – погруженные растения, весь жизненный цикл которых проходит под водой (не укореняющиеся виды – пузырчатка, роголистники; укореняющиеся в грунте водоема – элодея, рдест, уруть);
2 группа – растения с плавающими листьями или побегами (не укореняющиеся виды – водокрас, сальвиния, ряска, многокоренник; укореняющиеся в грунте водоема – кувшинка, кубышка, рдест плавающий).
3 группа – воздушно – водные растения с побегами, часть которых находится в воде, а часть над поверхностью воды (стрелолист, сусак зонтичный, ирис-касатик, рогозы, камыш озерный, тростник обыкновенный и др.).
Приспособление водных растений к среде обитания выражаются в следующем:
1.Водные растения отличаются большим развитием поверхности тела по отношению к массе (рассеченные на узкие мелкие доли листья, тонкие разветвленные стебли и пр.).
2.Для корней, стеблей и листьев водных растений характерны различные метаморфозы, т.е. видоизменения (например, корни-якори, плавающие стебли, ловчие пузырьки- листья).
3.Внутреннее строение органов высших растений (водных) характеризуется наличием воздухоносной ткани – аэренхимы, недоразвитием проводящих и механических (опорных) тканей.
4.Подавляющее большинство видов водных растений – травянистые многолетники.
5.У водных растений преобладает вегетативное размножение (частями тела или специализированными зимующими почками – турионами).
Описание водных растений:
Погруженные в воду растения
Строение этой группы растений особенно характерно для водной среды. Корни и побеги этих растений полностью погружены в воду, но цветение проходит над водой. К этой группе можно отнести и водоросли (спирогира, кладофора, хара и др.)
Наибольшее распространение в наших водоемах имеют следующие растения:
Элодея канадская, или водяная чума. Побеги ее, достигающие иногда длины 3 метров, погружены в воду. Соприкасаясь с грунтом, они укореняются при помощи придаточных корней. Листорасположение мутовчатое (по 3-4 листа на узле).
Уруть. Это растение похоже на роголистник, но достаточно дотронуться до него рукой, чтобы почувствовать разницу. Роголистник упругий, словно роговой, уруть – мягкая. У вынутого из воды роголистника листья не слипаются, дольки листьев урути слипаются в кисточки. Да и сами листья разные. Уруть имеет корни, но оторванный стебель ее подолгу живет в воде и без корней. Цветет она под водой.
Пузырчатка обыкновенная. Ее можно встретить в стоячих мелких водоемах. У этого растения нет корней, и она плавает. На погруженных в воду побегах этого растения образуются сильно рассеченные листья, часть которых превращена в маленькие пузырьки. Когда мелкие насекомые, обитающие в воде, попадают в эти пузырьки, они погибают там и постепенно перевариваются, обогащая пузырчатку необходимыми для ее жизни веществами. В середине лета пузырчатка цветет. Над водой поднимаются желтые цветки, над водой же созревают семена.
Ряска трехдольная. Это растение распространено в водоемах со стоячей или медленно текущей водой. У ряски маленький плоский стебелек, плавающий на поверхности воды, длиной до 4,5 мм и шириной до 3 мм. Этот стебель очень напоминает листик, за который его принимают. У ряски единственный корень, погруженный в воду. В корне есть пустоты, заполненные воздухом и водой. Осенью воздушные полости сокращаются, а водные увеличиваются – ряска тяжелеет и погружается в воду. Так растение приспособлено к перенесению условий зимы. Стеблевые пластинки узколанцетной формы, полупрозрачные, плавают над поверхностью воды. Отдельные побеги соединены между собой, т.к. у ряски активно идет ветвление и образуются многочисленные группы. Во время цветения побеги всплывают на поверхность воды.
Растения, плавающие на поверхности воды.
Представители этой группы – ряска малая, многокоренник, водокрас.
Ряска малая. Это растение имеет видоизмененные побеги – плоские пластинки шириной до 3мм. и длиной 4 мм. Листья на них не развиваются, от каждой пластинки отходит в воду корень с хорошо заметным кармашком на конце. Сверху и снизу пластинка ряски малой зеленая, на разрезе линзовидная. Цветет растение очень редко, вегетативное размножение происходит отделением дочерних побегов. Обильно размножается летом в стоячих, слегка загрязненных водоемах.
Многокоренник обыкновенный. В виде пластинки плавает на поверхности воды, но с нижней стороны имеет пучок придаточных корней. Пластинка многокоренника плоская с обеих сторон, сверху ярко-зеленая, снизу красновато-бурая, иногда почти фиолетовая, размер ее 0,3-0,5 см. Цветет редко, размножается боковыми побегами-пластинами. С наступлением холодов, как и ряска малая, погружается на дно водоема, где сохраняется до будущей весны.
Водокрас обыкновенный. Водокрас обыкновенный или лягушачий, встречается в стоячих водоемах и медленно текучих водах, зарослях тростников на мелководье. Водокрас – изящное растение с округлыми плавающими в воде листьями. Стебли и отходящие от них многочисленные корни погружены в воду. Растение двудомное, цветки однополые, трехчленные, белые на длинных цветоножках. В течение лета растение быстро размножается при помощи длинных побегов, подобно усам земляники. Во второй половине лета у растения образуются зимующие почки – турионы, опускающиеся на дно с началом холодов.
Растения, укореняющиеся в грунте водоема, с листьями плавающими на поверхности воды.
Это немногочисленная группа, но в нее входят охраняемые водные растения.
Кувшинка белая. Растение имеет мощное корневище, расположенное на дне, от которого отходят толстые придаточные корни. Уровень водоема может изменяться в течение лета, тем не менее, листья и цветки кувшинки остаются на поверхности воды, что достигается либо изгибанием черешков и цветоножки, либо их усиленным ростом. Плавающие на поверхности листья имеют длинные черешки, диаметр листовой пластинки до 20 см, по форме она сердцевидно-овальная. Все кувшинки размножаются семенами, поэтому надо помнить об этом и не срывать цветы. Кроме кувшинки белой встречаются еще два вида: белоснежная и малая.
Кубышка желтая. Многолетнее растение с мощным корневищем, листья подводные (морщинистые, светло-зеленые) и плавающие (глубоко-сердцевидные, плотные с устьицами в верхнем эпидермисе). Желтые лепестки цветка несколько короче чашелистиков. Каждый лепесток имеет в основании нектарник. Цветки опыляются насекомыми. В местах с быстрым течением кубышка образует только подводные листья. На пересыхающих участках водоема может развиться наземная форма – меньших размеров и не цветущая. Таким образом, в зависимости от места обитания кубышка желтая может образовывать ряд экологических форм. Размножается только семенами.
Рдест плавающий. У этого растения есть подводные и плавающие листья. Подводные отмирают до цветения растения, длиной до 50 см. Плавающие листья кожистые, глянцевитые, с бурым оттенком. На разрезе такого листа видны многочисленные крупные воздушные полости. Цветет в июне-июле. Во время цветения цветки выступают над поверхностью воды, опыление происходит при помощи ветра. Семена распространяются водоплавающими птицами. Размножается вегетативно частями побегов.
Земноводные растения.
Растения, относящиеся к данной группе, могут расти как в воде, так и на суше.
Частуха подорожниковая. Она получила такое название, потому что ее внешний вид напоминает растение подорожник. Частуха обыкновенная обладает красивыми ребристыми зелеными листьями, по форме напоминающими яйцо и расположенными на длинных черешках. Соцветия собраны в метелку, в состав которой входят обоеполые цветки с шестью тычинками. Соцветия содержат большое количество маленьких цветочков диаметром 0,5 сантиметра, поэтому выглядят красиво. Плоды у частухи многочисленны. Они немного приплюснуты с боков. Семена расположены в плотных головках подобно кольцу. На стебле отсутствуют листья, он не наклонен к земле, а стоит прямо. Цветки обладают очень светлой окраской, белой либо розоватой. Высота растения варьируется от 30 до 90 сантиметров. Клубни мясистые, имеют шаровидную или коническую форму. Условия окружающей среды могут сильно повилять на его внешний вид. Местом ее произрастания является берег водоема: реки, пруда или озера. Кроме того, частуха может встретиться на мелководье или в болоте. Для того чтобы растение не способствовало образованию болот, нужно регулярно вырубать мертвую траву.
Калужница болотная.
Смена времен года в умеренном поясе влечет значительные изменения в жизни природы, связанные, в первую очередь, с изменением температуры. Приспособления растений и животных, связанные с изменением внешних условий, имеют разную форму и проявления: у млекопитающих отрастает густой подшерсток, перелетные птицы меняют среду обитания, другие птицы покрываются пухом, являющийся плохим проводником тепла и предохраняющий животных зимой от переохлаждения.
Подготовка к зиме
В середине лета рост многих видов растений приостанавливается, уменьшается число цветущих растений, заканчивается размножение птиц. Начинается созревание плодов и семян; становится заметней подготовка к зи ме.
У растений скапливаются запасные питательные вещества в перезимовывающих органах: корнях, корневищах, луковицах, клубнях.
У насекомых в специальных органах — жировых телах — накапливается жир. В подкожной клетчатке многих млекопитающих также откладывается жир. Осенью у птиц и млекопитающих происходит линька. Опадают листья с деревьев и кустарников.
Состояние глубокого покоя
Многие виды организмов приобрели способность переживать неблагоприятные условия (высокую или очень низкую температуру, снижение влажности, отсутствие пищи и др.) в состоянии глубокого покоя. Оно характеризуется снижением физиологических процессов, замедлением газообмена, прекращением питания и неподвижностью у животных.
Температура, вызывающая такое состояние, различна для разных видов. У некоторых насекомых, рыб и земноводных глубокий покой наступает уже при падении температуры до +15°С, у других — при +10°С, у третьих — лишь при температуре, близкой к О°С.
У различных видов растений состояние зимнего покоя переживают различные органы. У луковичных растений — луковицы, у папоротника и ряда других — корневища, у душистого горошка — подземные клубни, у чертополоха — прижатые к земле розетки листьев, у большинства же растений — семена.
Беспозвоночные животные могут перезимовывать на различных стадиях развития. Так, обыкновенный малярийный комар — на стадии взрослого насекомого, родниковый — на стадии личинки, дупляной — на стадии яйца, а бабочка капустница — на стадии куколки.
На протяжении осени и зимы у растений и насекомых увеличивается привыкание к холоду, усиливается стойкость к низким температурам. Это получило название закаливания.
Анабиоз животных и растений
Особой стойкостью к неблагоприятным условиям обладают организмы в состоянии анабиоза. При анабиозе жизненные процессы временно прекращены или настолько снижены, что видимые проявления жизни отсутствуют.
У цветковых растений состояние анабиоза входит в нормальный цикл жизни. Семена в высушенном состоянии сохраняют всхожесть многие годы. У ряда беспозвоночных (простейших, низших ракообразных, коловраток) анабиоз наступает при высыхании луж и болот, в которых они обитают.
Анабиоз лягушки
Другие беспозвоночные впадают в анабиоз при замораживании. Простейшие, некоторые членистоногие (дафнии, циклопы, насекомые) могут вмерзать в лед.
В специально поставленных опытах гусеницы бабочек перенесли замораживание при температуре -7.9°С, а круглые черви -183°С. Споры мхов и папоротников и семена злаков после высушивания были подвергнуты температуре -272°С и сохранили всхожесть.
Установлено, что возвращение к активной жизнедеятельности из состояния анабиоза возможно лишь тогда, когда тканевая жидкость не образует кристаллов, а остается в переохлажденном состоянии. Это связано с тем, что в тканях образуется глицерин, препятствующий промерзанию.
Физиология спячки
Снижение интенсивности обмена веществ, встречающееся у млекопитающих, проявляется в форме спячки. Причинами наступления ее служат понижение температуры, а также отсутствие пищи как зимой, так и летом, когда растительность в степи и пустыне выгорает от зноя.
Хомяки, бурундуки, летучие мыши, ежи, некоторые виды сусликов впадают в зимнюю спячку. У других видов сусликов наблюдается летняя спячка, обычно в засушливую половину лета. Во время спячки снижается активная терморегуляция, температура тела падает почти до температуры окружающей среды, замедляются все функции. Частота сердцебиения у летучих мышей, например, падает с 420 до 16 в минуту.
У некоторых млекопитающих — медведей, барсуков, енотовидных собак, белок — наступает зимний сон, при котором также значительно снижается обмен веществ, но нет падения температуры тела.
Особые приспособления
Для завершения жизненного цикла некоторым растениям, насекомым и ряду других организмов необходимо охлаждение и прохождение зимних стадий покоя. В это время осуществляются определенные физиологические процессы, подготавливающие организм к новой активной жизнедеятельности.
Читайте также: