У покрытосеменных растений произрастающих в засушливых условиях

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

Ксерофиты — растения засушливых местообитаний, которые в высокой степени обладают способностью к приспособлению процессе онтогенеза к перерывам в водоснабжении. Ксерофиты не представляют собой физиологически однородной группы. Некоторые ксерофиты обладают малой интенсивностью транспирации, вместе с тем ряд ксерофитов характеризуется интенсивной транспирацией (Н.А. Максимов). Возможность переносить резко засушливые условия достигается разными физиологическими средствами. Классификация этих растений наиболее полно разработана П.Л. Генкелем. С некоторыми упрощениями ксерофиты можно разделить на следующие группы:

1. Растения, запасающие влагу (ложные ксерофиты, по Н.А. Максимову). К этой группе растений относятся суккуленты, прежде все кактусы, а также растения, принадлежащие к семейству толстянковых (Crassulaceae — Sedum, Sempervivum). Эти растения накапливают влагу в толстых, мясистых стеблях или в утолщенных листьях. Листовыми суккулентами являются агавы, алоэ, очиток, молодило. К стеблевым суккулентам относятся кактусы, молочаи. Испаряющая поверхность сильно сокращена. Листья часто редуцированы, вся поверхность покрыта толстым слоем кутикулы, благодаря этому они являются ограничено транспирирующими растениями. Суккуленты обладают неглубокой, но широко распространяющейся корневой системой. Клетки корня характеризуются сравнительно низкой концентрацией клеточного сока. Эта группа растений произрастает в районах, где резко засушливые периоды сменяются периодами дождей, их корневая система приспособлена к поглощению этой дождевой воды. В остальное время они живут за счет воды, запасаемой в мясистых органах, причем эта вода тратится чрезвычайно медленно. По мере уменьшения содержания воды в клетках интенсивность транспирации падает. Суккуленты обладают своеобразным обменом веществ, получившим название САМ — метаболизм. У растений с этим типом обмена днем устьица закрыты, а ночью они открываются, что обеспечивает резкое уменьшение расходования воды в процессе транспирации. Углекислый газ накапливается в ночнойщрщгуэ1виде органических кислот. В дневные часы акцептированный С0₂ высвобождается и используется в процессе фотосинтеза. Указанная особенность позволяет этим растениям осуществлять фотосинтез при закрытых днем устьицах. Все же фотосинтез у таких растений идет чрезвычайно медленно. Поэтому для них характерно крайне медленное накопление сухого вещества и низкие темпы роста. Следствием специфического обмена веществ является большое содержание связанной воды и высокая вязкость цитоплазмы. Растения этой группы не являются устойчивыми к засухе, к водному стрессу. Так, кактусы обезвоживание переносят сравнительно плохо (следствие невысокой эластичности цитоплазмы), начинают страдать и погибают. Вместе с тем они устойчивы к высоким температурам. Таким образом, это растения, запасающие воду и экономно ее расходующие в процессе медленного роста.

2. Эвксерофиты (настоящие ксерофиты) — растения, обладающие способностью резко сокращать транспирацию в условиях недостатка воды. Для этой группы растений характерен ряд приспособлений к сокращению потери воды: высокая эластичность цитоплазмы, низкая оводненность, высокая водоудерживающая способность и вязкость. Низкий осмотический потенциал клеточного сока позволяет поглощать воду из почвы, обделенной водой. В ряде случаев подземные органы этих растений, особенно в верхних частях, покрыты толстым слоем пробки. Иногда пробкой покрываются и стебли. Листья покрыты толстым слоем кутикулы, многие имеют волоски. Некоторые представители этой группы растений имеют различные типы дополнительной защиты устьиц. К ним можно отнести расположение устьиц в ямках, закупоривание устьичных щелей восковыми и смолистыми пробочками. Соприкосновение устьичных щелей с окружающей средой уменьшается также у некоторых растений путем свертывания листьев в трубку. Вместе с тем для этой группы растений характерна в высокой степени способность переносить обезвоживание, состояние длительного завядания. Особенно хорошо переносят потерю воды растения с жесткими листьями (склерофиты), которые и в состоянии тургора имеют сравнительно мало воды. Эти растения характеризуются большим развитием механических тканей. Листья у них жесткие, что позволяет при потере тургора избежать механических повреждений. К этой группе растений относится саксаул, песчаная акация, аристида, некоторые полыни и др.

3. Гемиксерофиты (полуксерофиты) —это растения, у которых сильно развиты приспособления к добыванию воды. У них глубоко идущая, сильно разветвленная корневая система. Клетки корня обладают, как правило, высокой концентрацией клеточного сока, низким (очень отрицательным) водным потенциалом. Благодаря указанным особенностям эти растения могут использовать для сбора воды очень большие объемы почвы. Их корневые системы достигают даже грунтовых вод, если последние лежат не слишком глубоко. Растения данного типа обладают хорошо развитой проводящей системой. Листья у них тонкие, с очень густой сетью жилок, что сокращает путь передвижения воды к живым клеткам листа до минимума. Это растения с очень высокой интенсивностью транспирации. Даже в очень жаркие, сухие дни они держат устьица открытыми. Благодаря высокой интенсивности транспирации температура листьев значительно понижается, что позволяет осуществлять процесс фотосинтеза при высоких дневных температурах. К таким тонколистным, высокотранспирирующим ксерофитам принадлежат степная люцерна, дикий арбуз, шалфей, резак. Листья некоторых из них покрыты волосками. Волоски создают как бы экран, который дополнительно защищает листья от перегрева.

4. Растения, избегающие засуху (псевдоксерофиты). Эти растения не обладают признаками засухоустойчивости, но имеют короткий вегетационный период, приурочивая весь жизненный цикл к периоду дождей. Эфемеры переносят засуху в виде семян (маки), а эфемероиды — в виде луковиц, корневищ, клубней (нарцисс, ревень и др.).

5. Пойкилоксерофиты — растения, не регулирующие своего водного режима. В период засухи эти растения впадают в состояние анабиоза (согласно П.А. Генкелю — криптобиоза). Криптобиоз — это состояние, при котором обмен веществ либо прекращается, либо резко тормозится, однако вся организация жизни сохраняется. К этой группе растений относится большинство лишайников, некоторые водоросли, папоротники и небольшое число покрытосеменных. Отличительной особенностью пойкилоксерофитов является способность протопласта при сильном обезвоживании переходить в гель. Эта группа растений может, не теряя жизнеспособности, доходить до воздушно-сухого состояния и в таком виде переносить периоды засух. После дождей растения этого типа быстро переходят к нормальной жизнедеятельности. Таким образом, обезвоживание для них является не патологией, а нормальным физиологическим состоянием.

Естественно, что в природе нет строгого разграничения и существует много переходных типов. В узком смысле слова устойчивыми к засухе являются лишь эвксерофиты и пойкилоксерофиты, которые действительно способны переносить обезвоживание.

С практической точки зрения чрезвычайно важным является вопрос, чем определяется степень устойчивости к засухе растений среднего типа — мезофитов, к которым относятся и все наши культурные растения. Известно, что культурные растения сильно различаются по признаку засухоустойчивости. Такие сельскохозяйственные культуры, как сорго, просо, кукуруза, морковь, отличаются значительной устойчивостью к засухе. В выяснении этого вопроса большую роль сыграли работы выдающихся русских физиологов В.Р. Заленского, Н.А. Максимова, П.А. Генкеля и др. Благодаря их исследованиям выяснилось, что засухоустойчивость — это комплексный признак, связанный с целым рядом физиологических особенностей. Основным, определяющим признаком для отдельных видов и сортов культурных растений является их способность переносить недостаток воды без резкого снижения ростовых процессов и урожайности. В свою очередь это свойство определяется, по-видимому, прежде всего устойчивостью цитоплазмы, особенно мембран митохондрий и хлоропластов, или их способностью сохранять особенности структуры при уменьшении гидратных оболочек, окружающих молекулы белка, а также устойчивостью ферментных систем. Иначе говоря, засухоустойчивость определяется способностью растительного организма как можно меньше изменять процессы обмена веществ в условиях недостаточного водоснабжения. Так, засухоустойчивые сорта обладают способностью поддерживать синтетическую деятельность ферментов на высоком уровне даже при сильном завядании (Н.М. Сисакян), а также способностью сохранять сопряженность окисления и фосфорилирования.

Большое значение имеют также анатомо-морфологические признаки. В 1904 г. известным русским физиологом В.Р. Заленским было показано, что анатомическая структура листьев правильно изменяется в зависимости от их ярусности. Оказалось, что чем выше расположен лист, тем более в нем выражены определенные признаки: меньше клетки и величина устьиц, большее число устьиц и жилок на единицу поверхности листа, сильнее развита палисадная паренхима. Одновременно чем выше расположен лист, тем более высокой транспирацией и большей интенсивностью фотосинтеза он обладает. Указанные закономерности получили название закона Заленского. При изучении причин данного явления выяснилось, что оно является следствием худшего водоснабжения верхних листьев. Одновременно было показано, что у листьев растений, выращенных в более засушливых условиях, проявляются те же изменения, как и у листьев более верхнего яруса. В связи с этим совокупность названных анатомо-физиологических признаков получила название ксероморфной структуры. Растения, листья которых обладают ксероморфной структурой, более устойчивы к засухе. Для характеристики устойчивости того или иного растения к засухе имеет значение величина транспирационного коэффициента. Этот показатель может служить характеристикой, указывающей на более экономное расходование воды. Сравнение расходования воды с накоплением сухого вещества растением правомерно потому, что интенсивность того и другого процесса связана в определенной мере со степенью открытости устьиц. При оценке и выведении засухоустойчивых сортов важно учитывать совокупность всех рассмотренных признаков. В настоящее время делаются попытки получения трансгенных растений, у которых в геном вводятся гены, кодирующие ферменты синтеза протекторных соединений, например, пролина. Наряду с селекционной работой предложены методы так называемого предпосевного закаливания растений к засухе. Было подмечено, что растения, перенесшие засуху, становятся более устойчивыми к обезвоживанию. Однако если завяданию подвергается взрослое растение, темпы роста и продуктивность его снижаются. В этой связи П.А. Генкелем предложено проводить подсушивание намоченных семян перед посевом. Из таких семян вырастают растения, более устойчивые к засухе. По-видимому, при подсушивании перестраивается конформация белков-ферментов, и они становятся менее чувствительными к потере воды. Вместе с тем новые клетки и органы, возникающие из меристем, перенесших обезвоживание, характеризуются сравнительной мелкоклеточностью и другими ксероморфными признаками и, как следствие, большей устойчивостью. В ряде исследований показано увеличение устойчивости растений к засухе при намачивании семян в растворах микроэлементов, например, бора, меди (М.Я. Школьник). Имеются также данные, что улучшение условий питания путем внесения удобрений (например, калийных) способствует более экономному расходованию воды, снижает транспирационный коэффициент. Повышению засухоустойчивости растений способствует обработка растений гормональными веществами, в частности абсцизовой кислотой. С этой целью также используют аналоги цитокининов (картолин) и ретарданты (хлорхолинхлорид). Важными мерами борьбы с засухой являются агротехнические меры, направленные на сбережение влаги (черные пары, весеннее боронование, прикатывание почвы и др.). Большое значение для создания благоприятных климатических условий имеет культивирование лесных полос. Показано, что лесные полосы повышают влажность воздуха на прилегающих плантациях, уменьшают силу ветра, что, в свою очередь, снижает потерю воды растениями в процессе транспирации.

Биология с Семочкиной | Подготовка к ЕГЭ 2022 запись закреплена

Приспособлением растений к жизни в засушливых условиях служит
1) наличие воскового налёта на листьях
2) цветение до распускания листьев
3) образование многочисленных устьиц на листьях
4) способность накапливать воду в тканях
5) ярусное расположение организмов
6) глубоко уходящая в почву корневая система

Мария Семочкина

Правильный ответ
.
.
.
.
Показать полностью.
.
.
.
.
.
.
Приспособлением растений к жизни в засушливых условиях служит: глубоко уходящая в почву корневая система, способность накапливать воду в тканях, наличие воскового налёта на листьях
Ответ: 146

Почему у растений растущих в засушливых местах, листья могут превращаться в колючки?

Листья многих растений сухих мест имеют приспособления, уменьшающие испарение влаги.

Это может быть густое опушение, восковой налет, небольшое количество устьиц, сильное рассечение листовых пластинок и другие признаки.

На юге нашей степной полосы растет ясенец — травянистое растение с крупными перистыми листьями.

Если в жаркий безветренный день поднести к этому растению зажженную спичку, то вокруг него появится вспышка яркого пламени.

Оказывается, листья ясенца выделяют эфирное масло.

Пары эфирного масла окружают растение такой густой прозрачной пеленой, что движение воздуха вокруг него прекращается и тем самым затрудняется испарение.

Вспышку дают загорающиеся пары эфирного масла.

Растения увлажненных местностей по своему строению и внешнему виду резко отличаются от растений засушливых мест.

Обилие влаги способствует разрастанию листьев.

Крупные листья с широкой и длинной листовой пластинкой — верный признак растений влажных мест.

Это и понятно : чем крупнее листья, тем больше влаги испаряется с их поверхности.

Недостаток влаги в почве, как и чрезмерная увлажненность ее, влияют на растения ^ постепенно изменяя их внешний вид и строение.

Растения сталкиваются с проблемой нехватки воды, поэтому все их приспособления направлены на добывание, запасание и экономное расходование жидкости. Это растения степей, полупустынь и пустынь (ежовник безлистный, кактусы, олеандр). Растения сталкиваются с проблемой нехватки воды, поэтому все их приспособления направлены на добывание, запасание и экономное расходование жидкости. Это растения степей, полупустынь и пустынь (ежовник безлистный, кактусы, олеандр).

Растения засушливых районов имеют различные приспособления, чтобы добывать необходимую влагу. Это либо мощная система корней, проникающих иногда на глубину десятков метров, либо развитие волосков, уменьшение числа устьиц на листьях, сокращение площади листьев, позволяющие резко снизить испарение влаги, либо, наконец, способность запасать влагу в сочных частях, как, например, у кактусов и молочаев. Растения засушливых районов имеют различные приспособления, чтобы добывать необходимую влагу. Это либо мощная система корней, проникающих иногда на глубину десятков метров, либо развитие волосков, уменьшение числа устьиц на листьях, сокращение площади листьев, позволяющие резко снизить испарение влаги, либо, наконец, способность запасать влагу в сочных частях, как, например, у кактусов и молочаев.

Главное отличие пустынь от других мест - это практически полное отсутствие воды - рек, ручьев, пресных озер. Дожди выпадают очень редко - раз в месяц или раз в несколько лет, в основном в виде сильных ливней. Небольшой дождь из-за высокой температуры не доходит до поверхности земли - вода испаряется по пути к ней. В пустынях растения, каждое по-своему, приспосабливались к жаркому и сухому климату, научились долго хранить в своем организме запасы воды.

У дерева малга вместо листьев - увеличенные черенки, благодаря которым его крона испаряет меньше влаги.

Баобаб крайне живуч и способен запасать просто огромное количество воды. У него баобаб толстый, защищённый от огня ствол, способный, словно губка, хранить в себе запасы воды. Его длинные корни всасывают влагу глубоко под землёй. Баобаб крайне живуч и способен запасать просто огромное количество воды. У него баобаб толстый, защищённый от огня ствол, способный, словно губка, хранить в себе запасы воды. Его длинные корни всасывают влагу глубоко под землёй.

Акация имеет широкую плоскую крону, которая создаёт тень для растущих ниже листьев, предохраняя тем самым их от высыхания. Акация имеет широкую плоскую крону, которая создаёт тень для растущих ниже листьев, предохраняя тем самым их от высыхания. С началом дождей саванны оживают, покрываясь свежей зеленью и испещряясь многочисленными различными цветками.

Для всех суккулентов характерна способность переживать длительные засушливые периоды, к тому же при интенсивном солнечном освещении. В экстремальных условиях обитания на своей родине эти растения выработали удивительнейший механизм приспособления, так изменив свой облик и функции, таким образом чтобы максимально воспринимать влагу, необходимую для жизни, запасать ее в особых органах и сводить до минимума ее испарение.

Способность суккулентов при благоприятных условиях накапливать значительные водные резервы дает им возможность переживать засушливые месяцы, а порой и годы. Во время сильнейших засух эти растения сильно сокращаются в объеме, но при первом же дожде восстанавливают его.

Некоторые виды кактусов безболезненно переносят потерю воды на 60-70%. Водозапасаюшая ткань может составлять иногда, в зависимости от вида, до 95% общего объема растения. Способность запасать воду неодинакова у разных видов кактусов.

Ведь кактусы различаются по форме и размерам: от карликовых, достигающих и во взрослом состоянии лишь нескольких сантиметров в диаметре до крупных, тяжелых, более центнера весом, шаровидных мексиканских кактусов или древовидных колоннообразных гигантских в Аризоне, Южной Калифорнии (США) и Соноре (Мексика).Вышеназванные виды способны запасать в своих удивительных, иногда причудливо разветвленных стеблях до 3000 литров воды.

Этим же цепям служат разнообразные колючки и различное опушение многих кактусов и других водозапасающих растений. Все это в сочетании с яркой окраской большинства видов придает особую ценность кактусам, делая их исключительно декоративными. В свою очередь их необычный внешний облик зачастую определяет ландшафт, придавая особое своеобразие тем местам, где произрастают кактусы.

Растения, которые вынуждены существовать в неблагоприятных для жизни климатических условиях аридных областей, выработали разнообразные приспособительные механизмы. Так, для зашиты от засухи суккуленты нередко имеют сильно утолщенный, часто многослойный эпидермис (внешний слой клеток), который снабжен крепкой кутикулой (прилегающей к эпидермису надкожицей).

У многих видов кутикула покрыта восковым слоем, который под действием сильного солнечного освещения может принимать разнообразные оттенки. Многочисленные ребра, бугорки, сосочки - все эти выросты стеблей у большинства видов, очевидно, выполняют важную задачу: ослабляют интенсивность освещения, препятствуют возникновению ожогов на поверхности растений.

Колючки - это видоизменённые в процессе эволюции листья, которые получились из-за постоянного их пребывания в засохшем виде в засушливом климате. Они могут быть длинными и толстыми, а могут быть тонкими в виде пушка. Такие иголки выполняют ещё и защитную функцию, предохраняя от животных, вредителей, защищая тем самым свой богатый влагой мясистый стебель.

Читайте также: