Суккуленты: сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных

Читать

Суккуленты:  сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных
sh: 1: —format=html: not found

Нина Михайловна Чернова, Александра Михайловна Былова

Общая экология

Предисловие

Данному учебнику предшествовало два издания учебного пособия по экологии, написанного авторами для студентов биологических факультетов педвузов и широко апробированного в учебных заведениях страны начиная с 1980 г.

В основу положены курсы лекций, читаемых в разных вариантах в Московском педагогическом государственном университете. Программы, отвечающие проблематике общей экологии, были введены в вузы с конца 60-х годов XX в., и тогда остро ощущался недостаток учебной литературы по этой дисциплине.

Прикладные вопросы экологии излагались студентам в курсе «Охрана природы», который был введен значительно раньше и был уже достаточно обеспечен учебниками.

Поэтому перед авторами стояло несколько задач: 1) отобрать материалы, необходимые и достаточные для ознакомления студентов с наиболее фундаментальными основами данной научной области; 2) связать их с тем кругом знаний о живой и неживой природе, которые обеспечиваются программами смежных курсов (ботаники, зоологии, физиологии и др., в том числе и курсом «Охрана природы»); 3) сделать изложение достаточно популярным и доступным широкому кругу читателей, имея в виду именно ориентацию на профессию учителя.

Общая концепция предмета и отдельные вопросы широко обсуждались с коллегами – преподавателями многих других педвузов страны на ежегодных четырехмесячных курсах по повышению квалификации в области экологии, введенных при МПГУ (тогда МГПИ) с 1975 г.

Авторы надеются, что частично выполнили поставленные задачи, так как два последовательных издания «Экологии» (М.: Просвещение, 1980, 1988), выпущенные достаточно большим тиражом (в сумме около 100 тыс.

экземпляров), разошлись по стране и во многих педвузах в течение более двух десятилетий служили одним из основных учебных пособий по данной дисциплине. Книга оказалась полезной также школьным учителям и ряду других специалистов.

За прошедшие десятилетия положение с учебной литературой по экологии сильно изменилось. Появился ряд фундаментальных переводных сводок, а также широкий спектр отечественных изданий, предназначенных для разных категорий учебных заведений.

В большинстве из них экология принимается в ее расширительном современном значении – не только как наука об основных законах связей и устойчивости живой природы в окружающей среде, но и как вся сфера экологических проблем человечества во всех без исключения областях жизни, включая социальные.

При таком широком подходе и при обилии учебных изданий, большая часть которых имеет компилятивный или специальный характер, вновь возникают затруднения с отбором необходимой и достаточной информации для систематизированной и экологически грамотной подготовки учителя. Изменились и учебные планы педвузов.

В соответствии с вновь принятыми государственными стандартами для биологических факультетов они включают теперь, кроме общей экологии, отдельные курсы по социальной экологии и рациональному природопользованию.

Таким образом, появилась возможность более глубоко и систематизированно обсуждать и научные, и прикладные вопросы в этой области знаний, включая методические проблемы экологического образования. Этому служат также различные факультативы и спецкурсы, разработанные во многих педвузах.

Однако проблема учебника по основополагающему курсу общей экологии по-прежнему остается актуальной, так как он должен соответствовать действующим программам и быть ориентированным на специфику естественнонаучной и профессиональной подготовки учителей биологии. Переводные сводки служат превосходными справочниками, но не подходят для сжатого освоения курса.

Среди отечественных изданий наиболее близкими по объему информации являются недавно появившиеся учебники по экологии академика И. А. Шилова (М.: Высшая школа, 1997) и профессора Н. К. Христофоровой (Владивосток: Дальнаука, 1999). Оба эти хорошие пособия ориентированы, однако, на классические университеты, готовящие биологов-исследователей, в связи с чем имеют соответствующую структуру и стиль научных обзоров. Необходимость специального и популярного издания для экологической подготовки учителей-биологов остается.

Подготавливая издание настоящей книги как учебника по общей экологии, авторы не ставили перед собой задачу полной переработки содержания. Фундаментальные положения любой естественной науки не устаревают, однако новые знания меняют аспекты рассмотрения отдельных проблем, расширяют и углубляют систему взглядов.

Поэтому в текст внесен ряд дополнений, а некоторые разделы написаны заново. Значительно перестроена структура книги, и почти вдвое увеличен иллюстративный материал. Авторы постарались учесть все отклики и пожелания на предшествующие издания и искренне благодарны всем, кто принял участие в их обсуждении.

Надеемся также на ответную реакцию читателей и на настоящий учебник. Выражаем признательность своим коллегам, с которыми обсуждались многие вопросы данного и смежных курсов: профессорам Н. И. Шориной, В. М. Константинову, В. М. Галушину, И. Х. Шаровой, Н. А. Кузнецовой, доцентам И. А. Жигареву, В. Т. Бутьеву, М. Е.

Черняховскому.

Авторы надеются, что учебник будет полезен не только студентам биологических факультетов педвузов, но и широкому кругу учителей, а также представителям других специальностей, интересующимся научными основами экологии и занимающимся популяризацией знаний.

Глава 1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЭКОЛОГИИ

Экология – это наука о связях, поддерживающих устойчивость жизни в окружающей среде. Жизнь – самое сложное явление в окружающем нас мире. Ее изучает множество наук, складывающихся в совокупности в дифференцированную и многоплановую систему биологии.

Однако и достижения многих других, не биологических наук (например, механики, оптики, коллоидной химии, физической географии и т. д.) вносят свой вклад в понимание жизни. Экология в этой многоликой системе знания о природе занимает свое, особое место.

В центре ее внимания не только биологические объекты, но и те условия, которые необходимы для их существования. Поэтому экология, имея корни в биологии, вторгается и в другие области знания, пытаясь постичь законы взаимодействия живых и неживых систем.

Как отдельная наука экология начала оформляться всего около полутора столетий назад и прошла бурный путь развития, в течение которого способствовала формированию представлений о сложности и вместе с тем упорядоченности организации жизни на Земле.

Представления о том, что живые существа не только реагируют на изменения окружающей среды, но и материально взаимодействуют с ней, сформировались еще в глубокой древности. Естественно, что в разные времена суть этих взглядов была различной.

«Текут наши тела, как ручьи, и материя вечно обновляется в них, как вода в потоке», – писал древнегреческий философ Гераклит. «Жизнь – это вихрь, – утверждал известный зоолог начала XIX столетия Ж.

Кювье, – направление которого постоянно и который увлекает всегда молекулы того же сорта, но где индивидуальные молекулы входят и постоянно выходят таким образом, что форма живого тела для него более существенна, чем материя».

В науке прочно утвердилось представление, что обмен веществ является одной из самых фундаментальных характеристик жизни. С философской точки зрения живые организмы относятся к так называемым открытым системам, которые поддерживают себя за счет потоков вещества и энергии из окружающей среды.

На вопрос о значимости обмена веществ для живой природы впервые попытался ответить в середине прошлого столетия известный физик Э. Шредингер. Он показал, что таким образом организмы компенсируют увеличение энтропии (т. е.

перехода молекул тела в хаотическое состояние за счет теплового движения), поддерживая упорядоченность своей организации, и тем самым противостоят смерти.

Другие фундаментальные свойства жизни, относящиеся к связям с окружающей средой, – это способность к отражению и адаптациям, т. е. реакции на изменение условий и возможность подстраивания к ним в определенных рамках.

В этих реакциях большое значение имеют не только материально-энергетические, но и информационные потоки.

Таким образом, связи, поддерживающие жизнь на Земле, не случайно оказались объектом внимания отдельной науки – экологии.

Источник: https://www.litmir.me/br/?b=112408&p=20

Хранители дождя

Суккуленты:  сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных

Название «суккулент» происходит от латинского слова succulentus, что означает «сочный», и действительно, наличие объемных, сочных стеблей или листьев является самой характерной чертой внешнего облика этих представителей флоры.

Суккуленты — это многолетние растения засушливых мест (ксерофиты), способные не только создавать резервные запасы влаги в тканях вегетативных органов, но, главное, экономно расходовать эти запасы в период засухи, не теряя жизнеспособности даже тогда, когда почва высыхает настолько, что корневая система растения не в силах извлечь из нее ни капли воды.

Жизнеспособность суккулентов просто удивительна! До наших дней у некоторых народов Ближнего Востока сохранился восходящий к временам Древней Ассирии обычай украшать вход в дом, подвешивая над ним розетку алоэ настоящего (Aloe vera).

Это суккулентное растение, ставшее символом терпения и выносливости, без почвы и воды живет годами и даже умудряется цвести! А о другом суккуленте — кактусе опунции — известный ботаник Лютер Бербанк писал: «Я видел, как они (кактусы) растут на полу, за кухонной плитой, в карманах зимнего пальто, положенные на письменном столе и в других неподходящих местах».

Характерный, легко узнаваемый облик суккулентов — кактусов, алоэ («столетников»), агав, молочаев и разнообразных толстянок — способен ввести в заблуждение неспециалистов, которые зачастую всех их считают кактусами, поскольку именно они давно и прочно обосновались на наших подоконниках.

Однако определенная общность черт — не более чем печать, наложенная сходным образом жизни на растения, совершенно не родственные друг другу и произрастающие в природе в разных частях света. Конечно, сейчас живые изгороди из кактусов можно встретить и в Африке, и в Австралии, но туда эти растения были завезены человеком.

Родиной кактусов, составляющих отдельное семейство, а также семейства агавовых, к которому относятся агавы и юкки, являются пустыни Центральной и Южной Америки.

Южная Африка — родина разнообразных, иногда удивительно похожих на кактусы эуфорбий, относящихся к семейству молочайных, и алоэ — растений, похожих на агавы, но принадлежащих к семейству лилейных.

А представители обширного семейства толстянковых — настоящие космополиты, произрастающие в природе и в Африке, и в Южной Америке, и в Евразии. Это лишь самые широко известные суккуленты, а вообще в настоящее время ботаники относят к этой экологической группе около 10 тысяч видов растений, принадлежащих к не менее чем 40 различным семействам.

Все суккуленты — обитатели засушливых мест, но далеко не каждая пустыня или полупустыня Земли может похвастаться их богатой коллекцией. Дело в том, что стратегия выживания, избранная этими растениями, несомненно, чрезвычайно эффективна, но лишь в определенных условиях.

Суккуленты отсутствуют в так называемых холодных пустынях умеренного пояса, поскольку их сочные ткани не переносят продолжительных зимних холодов, свойственных климату этих пустынь.

Пасуют суккуленты и перед исключительно суровыми условиями жизни в тех жарких пустынях, где выпадение дождя равносильно чуду, ждать которого можно годами и даже десятилетиями. Настоящие царства суккулентов — калифорнийская пустыня Сонора и южноафриканская пустыня Карру.

В этих субтропических пустынях никогда не бывает морозов, и засушливые сезоны года регулярно сменяются относительно влажными, когда на землю обрушиваются короткие, но бурные ливни.

Основная задача растений, обитающих в таких местах, — как можно быстрее и эффективнее собрать воду, пока она не успела испариться под жаркими лучами солнца. Поэтому суккуленты обладают сильно разветвленной корневой системой, образующей густую сеть в нескольких сантиметрах от поверхности почвы, что позволяет корням впитывать влагу буквально в момент выпадения осадков.

Принципиально иной способ получения влаги используют тилландсии, произрастающие в туманной пустыне Атакама, протянувшейся вдоль западного побережья Южной Америки.

Несмотря на близость океана, эта пустыня по праву считается одним из самых засушливых мест на Земле: в некоторых ее районах годовая сумма осадков составляет всего 1—3 мм, что фактически означает полное отсутствие дождей.

Зато каждую ночь прибрежные районы этой странной пустыни окутывают наползающие с моря густые, как молоко, промозглые туманы, которые являются единственным источником влаги для обитающих там растений и животных.

Тилландсии лишены бесполезных в таких условиях корней, но поверхность их листьев густо покрыта серебристыми адсорбирующими чешуйками, впитывающими атмосферную влагу, за что они и получили название суккулентных атмосфериков.

Собранную воду суккуленты запасают впрок в особой ткани — водоносной паренхиме, состоящей из тонкостенных клеток, содержащих очень крупные заполненные клеточным соком вакуоли. У листовых суккулентов эта ткань наиболее развита в листьях, а у стеблевых — в стеблях. После нескольких хороших ливней суккуленты вбирают столько воды, что вес их увеличивается в десятки раз.

Крупные, похожие на бочонки кактусы рода феррерос могут запасти 1—3 т воды, которой им хватает для безбедного существования в течение целого года. Поверхность кактусов, как и прочих суккулентов, обычно изборождена глубокими складками: под напором влаги они разглаживаются, что позволяет растению стремительно увеличить объем и избежать при этом повреждения внешних покровов.

Как ни трудно добыть воду в пустыне, все-таки эта задача кажется смехотворно простой по сравнению с необходимостью длительного ее сохранения в условиях жары и сухости воздуха. Но суккуленты блестяще справились и с этой проблемой.

Клеточный сок, содержащийся в вакуолях водоносной паренхимы суккулентов, — не просто водный раствор необходимых для жизни растения минеральных солей и органических веществ. По своей физико-химической природе он представляет собой коллоидный раствор, в котором вода связана слизистыми веществами (пектинами), препятствующими ее испарению.

Убедиться в этом очень просто, капнув на стекло каплю сока алоэ и, для сравнения, например, каплю капустного сока: к тому моменту, как капустный сок полностью испарится, капелька сока алоэ лишь слегка уменьшится в объеме.

Огромное значение имеет и форма водозапасающих частей растения: у большинства суккулентов она стремится к форме шара, что, как известно, позволяет заключить наибольший объем в поверхность минимальной площади. Плоские листья, обладающие огромной испаряющей поверхностью, в такой ситуации выглядели бы крайним расточительством.

Поэтому у листовых суккулентов они округлые, а у стеблевых зачастую отсутствуют полностью или появляются только в условиях хорошего увлажнения. У кактусов листья преобразованы в колючки, морфологически представляющие собой черешки листьев, утративших в процессе эволюции листовую пластину.

При отсутствии листьев функция фотосинтеза полностью переходит к зеленому стеблю растения.

Еще одним универсальным способом предохранить ткани от высыхания служит плотная кожица, водонепроницаемость которой усилена восковым налетом, весьма характерным для многих видов суккулентных растений.

Впрочем, как бы ни была надежна защита от испарения, она не может быть абсолютной по той простой причине, что каждое живое растение нуждается в газообмене с окружающей средой.

Как известно, в основе жизнедеятельности растений лежит процесс фотосинтеза, в результате которого в хлоропластах из углекислого газа и воды под воздействием энергии солнечного света образуются органические соединения и кислород. К тому же каждое растение дышит, потребляя кислород и выделяя углекислый газ.

И оба эти процесса неизбежно сопровождаются потерей паров воды через открытые устьица, наиболее интенсивно происходящей в жаркие дневные часы.

На первый взгляд может показаться, что сократить эти потери невозможно, но суккулентам удалось и это! Как выяснилось, этим растениям свойствен особый тип метаболизма, впервые открытый у представителей семейства толстянковых (Crassulaceae).

Суть его заключается в том, что суккуленты открывают устьица и поглощают углекислый газ в ночные часы, запасая его в вакуолях клеток в виде органических кислот. А днем устьица закрыты, и фотосинтез идет с участием углекислого газа, образующегося при распаде этих кислот. Углекислый газ, выделяющийся при дыхании растения, тоже не пропадает даром, а запасается в тканях, чтобы потом тоже включиться в процесс фотосинтеза. Только за счет такого усовершенствованного типа метаболизма суккуленты расходуют в среднем в 30 раз меньше воды, чем другие растения.

Подобный обмен веществ имеет и свои минусы. Из-за него суккуленты отличаются очень низкой скоростью роста, а, кроме того, сокращение объема испарения воды через устьица чревато опасностью перегрева, тем более что большинство суккулентов произрастают на открытых местах под прямыми палящими лучами солнца.

Поэтому неудивительно, что именно среди суккулентов есть растения, ткани которых способны выдерживать нагрев свыше 50°C, а у одного из видов опунций была зафиксирована температура наружных тканей в 65°C — это высший предел, после которого начинается процесс разрушения белков.

Но все-таки таких «экстремалов» даже среди этой группы растений немного, и большинство их стремятся обезопасить себя от перегрева и солнечных ожогов.

Именно поэтому восковой налет суккулентов обычно имеет сероватый или голубоватый цвет, хорошо отражающий солнечные лучи, а покровы некоторых из них «загорают» на солнце, приобретая красный или пурпурный оттенок.

Густые колючки и волоски кактусов не только надежно защищают своих владельцев от посягательств многочисленных животных, охочих до сочной мякоти стеблей, но и затеняют живые ткани растения. Ребристая форма стеблей также способствует тому, что часть их поверхности всегда находится в тени.

Весьма своеобразным способом решают задачу защиты от солнечных ожогов представители семейства аизооновых.

К этому семейству принадлежат, например, литопсы, мясистые листочки которых по форме и цвету так похожи на камешки, что заметить их среди россыпи щебня можно лишь тогда, когда на них распускаются цветы с крупным изящным венчиком, состоящим из множества узких ярких лепестков.

Из-за своего совершенного камуфляжа литопсы широко известны под образным названием «живые камни», но существует у них и еще одно, не менее меткое название — «окошечные растения».

Дело в том, что в природных условиях литопсы, дабы избежать лишних потерь влаги, почти полностью погружены в почву, над которой едва возвышаются уплощенные верхние части их листьев.

Содержащая хлорофилл ткань расположена в глубине листа и прикрыта сверху не только плотной кутикулой, но и слоем прозрачных клеток, содержащих запас влаги. Солнечные лучи, почти отвесно падающие на растение, рассеиваются, проходят через это «окошко» и не повреждают фотосинтезирующих тканей. Интересно, что у литопсов существует чрезвычайно простая, но эффективная автоматическая система регуляции пропускной способности «окошек». Когда растение испытывает дефицит влаги, соли, содержащиеся в клеточном соке, кристаллизуются и «окошко» мутнеет.

Благодаря оригинальному внешнему виду и неприхотливости суккуленты давно стали излюбленным объектом разведения и коллекционирования. А ученые, изучающие морфологию и физиологию растений, находят в них неисчерпаемый источник знаний о возможностях живой природы к адаптациям в самых, казалось бы, неподходящих условиях существования.

Источник: http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/594/

Классификация растений по способу регулирования водного режима. Примеры

Суккуленты:  сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных

По способу регулирования водного режима, растения делятся на:

пойкилогидрические (не способны регулировать свой водный режим — лишайники),

гомойогидрические (способны регулировать водный режим — большая часть растений).

Строение и функции растений зависят от наличия влаги в среде обитания. По отношению к влажности выделяют несколько групп растений:

  • 1. Гидатофиты — это водные растения, полностью или почти полностью погруженные в воду. Например, элодея, рдест, водяной лютик, кувшинка белая, кубышка желтая, стрелолист. Если такое растение вынуть из воды, оно быстро высыхает и погибает. У них редуцированы устьица и нет кутикулы.
  • 2. Гидрофиты — наземно-водные растения, частично погруженные в воду. Они растут по берегам водоемов, на мелководьях и болотах. Например, тростник обыкновенный, калужница болотная. Растут только при постоянном поглощении воды. Следовательно, для них характерна высокая интенсивность транспирации.
  • 3. Гигрофиты — наземные растения, растущие в условиях повышенной влажности воздуха и почвы. Это растения нижних ярусов сырых лесов — недотрога, бодяк огородный, многие тропические травы, растения влажных почв умеренных зон — папирус, рис, росянка. У растений, относящихся к этой группе, нет приспособлений, ограничивающих расход воды. Для гигрофитов характерны сравнительно большие размеры клеток, тонкостенная оболочка, слабоодревесневшие стенки сосудов, древесных и лубяных волокон, тонкая кутикула и малоутолщенные внешние стенки эпидермиса, большие устьица и незначительное количество их на единицу поверхности, большая листовая пластинка, плохо развитые механические ткани, редкая сеть жилок в листе, большая кутикулярная транспирация, длинный стебель, недостаточно развитая корневая система. По строению гигрофиты приближаются к теневыносливым растениям, но имеют своеобразную гигроморфную структуру. Незначительный недостаток воды в почве вызывает быстрое завядание гигрофитов. Осмотическое давление клеточного сока в них невысокое. К ним относятся манник, багульник, брусника, лох.

По условиям произрастания и особенностям строения к гигрофитам очень близки растения с частично или полностью погруженными в воду или плавающими на ее поверхности листьями, которые называются гидрофитами.

  • 4. Мезофиты способны переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Растут при среднем увлажнении, умеренно теплом климате. Это вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, травянистые растения дубрав и заливных лугов, большинство культурных растений. Растения этой экологической группы произрастают в условиях достаточного увлажнения. Осмотическое давление клеточного сока у мезофитов 1-1,5 тыс. кПа. Они легко завядают. К мезофитам относятся большинство луговых злаков и бобовых — пырей ползучий, лисохвост луговой, тимофеевка луговая, люцерна синяя и др. Из полевых культур твердые и мягкие пшеницы, кукуруза, овес, горох, соя, сахарная свекла, конопля, почти все плодовые (за исключением миндаля, винограда), многие овощные культуры (морковь, помидоры, капуста и др.).
  • 5. Ксерофиты — растения мест с недостаточным увлажнением. Имеют приспособления, которые позволяют добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды и запасать ее на время засухи.Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарников, песчаных дюн и сухих, сильно нагреваемых склонов. Они подразделяются на два типа:
    • а) суккуленты — сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах (например, кактусы, алоэ, агавы, кислица);
    • б) склерофиты — растения сухие на вид, с узкими или мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку, с хорошо развитой склеренхимой. Они могут терять до 25% влаги, не завядая.

Растения засушливых областей называются ксерофитами. Они способны в процессе индивидуального развития приспосабливаться к атмосферной и почвенной засухе.

Характерные признаки ксерофитов — незначительные размеры их испаряющей поверхности, а также небольшие размеры надземной части по сравнению с подземной. Ксерофиты — это обычно травы или низкорослые кустарники.

Их делят на несколько типов. Приводим классификацию ксерофитов по П. А. Генкелю.

Суккуленты — очень стойкие к перегреву и устойчивые к обезвоживанию, во время засухи они не испытывают недостатка воды, потому что содержат большое количество ее и медленно расходуют. Корневая система у них разветвлена во все стороны в верхних слоях почвы, благодаря чему в дождливые периоды растения быстро всасывают воду. Это кактусы, алоэ, очиток, молодило.

Эвксерофиты — жаростойкие растения, которые хорошо переносят засуху. К этой группе относятся такие степные растения, как вероника сизая, астра мохнатая, полынь голубая, арбуз колоцинт, верблюжья колючка и др.

У них незначительная трансперация, высокое осмотическое давление, цитоплазма отличается высокой эластичностью и вязкостью, корневая система очень разветвлена, и основная ее масса размещена в верхнем слое почвы (50-60 см).

Эти ксерофиты способны сбрасывать листья, и даже целые ветви.

Гемиксерофиты, или полуксерофиты, — это растения, которые неспособны переносить обезвоживание и перегрев. Вязкость и эластичность протопласта у них незначительная, отличается высокой транспирацией, глубокой корневой системой, которая может достигать подпочвенной воды, что обеспечивает бесперебойное снабжение растения водой. К этой группе относятся шалфей, резак обычный и др.

Стипаксерофиты — это ковыль, тырса и другие узколистные степные злаки. Они устойчивы к перегреву, хорошо используют влагу кратковременных дождей. Выдерживают лишь кратковременную нехватку воды в почве.

Пойкилоксерофиты — растения, не регулирующие своего водного режима. Это в основном лишайники, которые могут высыхать до воздушно-сухого состояния и снова проявлять жизнедеятельность после дождей.

Источник: https://vuzlit.ru/2205925/klassifikatsiya_rasteniy_sposobu_regulirovaniya_vodnogo_rezhima_primery

Приспособляемость суккулентов к природным условиям

Суккуленты:  сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных

            0

Статья добавлена: Декабрь 2016

Куда на выдумки природа торовата…

И. Крылов

Корни у большинства видов суккулентов распростертые, они располагаются чуть ли ни у самой поверхности земли — таким образом они способны поглощать малейшую влагу, не только дождевую, но даже капли росы, которая выпадает в результате резких колебаний дневной и ночной температур. Запасают воду различные растения по-разному: одни — в сочных толстых листьях (алоэ, агавы, каланхое), другие — в расширившихся, утолщенных стеблях (кактусы, молочаи, стапелии), наконец, некоторые — даже в толстых корнях (хавортии и др.). В последнее время внимание любителей привлекла особая группа суккулентов, которые запасают воду только в расширившейся, подчас очень толстой, нижней части стебля и прилегающей к ней зоне корней.
 
Молочай ощетиненный Основной орган транспирации, т. е. испарения растений — это лист. И чем больше листовая пластинка, чем больше листьев, тем испарение значительнее. У некоторых пустынных растений листья превратились в крошечные чешуйки, у других — стали совсем узкими, шиловидными. А у некоторых наших суккулентных растений мы вообще не находим листьев — только сочные толстые стебли. Они взяли на себя основную функцию листьев — фотосинтез, в них имеется много хлорофилла. Конечно, испарение тоже происходит через стебли, но значительно меньше — ведь общая поверхность растения сильно сократилась. Как бы все стадии превращения, перехода от лиственных растений к стеблевым суккулентам можно проследить на примере различных представителей семейства кактусовых. Итак, с одной стороны, суккуленты должны увеличивать свой объем, запасая воду, а с другой — уменьшать поверхность, чтобы уменьшить испарение, и многие растения блестяще справились с этой нелегкой задачей, недаром кто-то из ботаников назвал растения «гениальными инженерами природы». Из математики известно, что геометрическим телом, которое имеет наибольший объем при наименьшей поверхности, является шар. Вот почему шарообразная форма стебля так часто встречается у кактусов, да и не только у них — у молочаев, ластовневых, а у некоторых толстыми и круглыми становятся листья (некоторые очитки, пахифитумы). Но, с другой стороны, слишком значительное уменьшение поверхности стеблей повлечет за собой чересчур сильное уменьшение интенсивности фотосинтеза, и, очевидно, этим объясняется появление на поверхности различных выростов — сосочков, ребер — прямых или причудливо изогнутых. Кроме того, эти выросты могут выполнять и еще одну функцию — при очень ярком освещении они создают как бы естественное притенение, «скользящую тень», предохраняя растения от излишнего перегрева. Ну, а как же обстоит дело с листовыми суккулентами? Растениями, у которых листьев много? Как они уменьшают расход воды?
 
Котиледон округлый У одних листья приобрели округлую — шаровидную или цилиндрическую форму, у других они оказываются собранными в густую розетку (эчеверия). Листья, собранные в розетки, как бы притеняют друг друга от солнечных лучей, а также, особенно если листья направлены вверх, способствуют поглощению влаги растением. А у некоторых листовых суккулентов, растущих в областях, где дожди выпадают только три месяца в году, на время засушливого периода все листья в розетке сворачиваются к центру, как бы «впадая в спячку» — так происходит с некоторыми алоэ в Юго-Западной Африке. Но не только внешность — изменяется и внутреннее строение суккулентов. Много влаги в своих тканях они запасают благодаря тому, что у них очень развита рыхлая водоносная ткань. Она отличается очень крупными клетками, в которых находятся вещества, способствующие удержанию воды, например слизи. От чрезмерного испарения растения защищают покровные ткани — и прежде всего, эпидермис, или попросту кожица. У суккулентов он очень плотный, с утолщенными стенками клеток. Поверхность эпидермиса обычно бывает защищена тонкой пленкой — кутикулой, или надкожицей. У суккулентов она развита особенно сильно. Иногда она бывает пропитана воском, а иногда воск покрывает кутикулу сверху. Это не только снижает транспирацию с поверхности листьев или стеблей, но и делает эту поверхность несмачивающейся. Именно этот восковой налет обуславливает своеобразную сизую или голубую окраску листьев или стеблей — у агав, пахифитума, эчеверии, крестовника.
 
«Листовые окна» просвечивают на листьях хавортии ладьевидной У других суккулентов надежной зашитой от испарения и перегрева бывают различные волоски — выросты клеток эпидермиса. Их строение может быть очень разнообразным по длине, окраске, густоте. Эта особенность нашла свое отражение даже в названиях некоторых суккулентов (каланхоэ войлочное, эчеверия опушенная). Очень интересным опушением отличаются некоторые кактусы. У одного из них весь стебель густо покрыт длинными белыми перепутанными волосками, поэтому его и назвали «голова старика» (цефалоцере-ус старческий). У некоторых растений волоски служат не только для уменьшения испарения и защиты от резких перепадов температур, но и для запаса влаги. Мы уже отмечали, что испарение зависит от фотосинтеза — самого важного процесса, проходящего в зеленых растениях. Чем интенсивнее фотосинтез, тем больше влаги испаряет растение. (И, кстати, тем интенсивнее оно растет). Большинство суккулентных растений растет очень медленно — у них гораздо медленнее происходит фотосинтез. За счет чего же это достигается? Как известно, для газообмена и транспирации растению служат устьица — особые клетки, расположенные в эпидермисе, их иногда образно называют «форточками» растений. Так вот количество устьиц у суккулентов обычно уменьшено, кроме того, устьица иногда располагаются не на поверхности, а в глубине ткани листа. Некоторые суккуленты имеют еще одну очень интересную особенность — их листья на концах имеют светлые, прозрачные на просвет участки, иногда они располагаются как бы полосами. Такие участки называются «листовыми окнами». Их можно наблюдать у некоторых хавортий, у фаукарий, очень многих литопсов (этих обитателей самых сухих мест Юго-Западной Африки нередко называют «суперсуккулентами»). В этих прозрачных участках ткани, расположенной под эпидермисом, нет хлорофилла, клетки служат лишь для запаса воды. Клетки, содержащие хлорофилл, лежат глубже. И лучи солнца, как через окна проходящие сквозь прозрачные клетки, доходят до хлорофиллоносных участков уже ослабленными. Это тоже замедляет процесс фотосинтеза, а следовательно, и транспирации. Кроме того, интенсивность освещенности ослабляют кристаллы, содержащиеся в клеточном соке, получается нечто вроде матового стекла.
 
«Суперсуккуленты», «растения камни» — литопсы (литопс Фуллера) Некоторые литопсы, хавортии, растущие в областях с очень высокой летней температурой (только лето там приходится на наши зимние месяцы), чтобы избежать перегрева, как бы зарываются в песок, и только эти «окошки» смотрят наружу. Такой особенностью обладает, например, очень своеобразная хавортия усеченная — пока еще редкость в наших коллекциях. Ее листья расположены двурядно, плотно прижимаются друг к другу, а наверху как бы обрезаны. Оказывается, на родине она растет, почти полностью погруженная в песок, из которого выглядывают лишь плоские «площадочки» усеченных или обрубленных листьев, также снабженных «окнами». В наших же условиях перегрева бояться нечего, и листья свободно возвышаются над землей. И, наконец, у многих суккулентов изменился даже сам процесс фотосинтеза. Как известно, обычно у растений фотосинтез происходит днем, на свету. В растение поступает углекислый газ, и под действием солнечных лучей в зеленых листьях растения из углекислого газа и воды образуются сложные органические вещества, в первую очередь, сахара и крахмал, а также кислород, который обогащает нашу атмосферу. Но у суккулентов «все наоборот». Дело в том, что днем у них закрыты устьица и газообмен проходить не может. Открываются они ночью, но в это время нет солнечного света, и, следовательно, фотосинтез невозможен. Казалось бы, положение безвыходное. Но нет. Оказывается, углекислый газ, поступая в растения ночью, используется в фотосинтезе на следующий день. То есть растение как бы заранее запасает углекислый газ, чтобы использовать его потом. Такой тип фотосинтеза получил у физиологов специальное название «Крассула-тип» (крассула — это латинское название толстянки).

ОЦЕНИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ЗА ЭТУ СТАТЬЮ

ССЫЛКА НА СТАТЬЮ В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТАХ

ТекстHTMLBB Code

Статья на сайте Nopal.ru «Приспособляемость суккулентов к природным условиям»: http://www.nopal.ru/succulent/general/prisposoblyaemost-sukkulentov-k-prirodnym-usloviyam из раздела «Суккуленты: Общая информация» Статья на сайте Nopal.ru: Приспособляемость суккулентов к природным условиям из раздела «Суккуленты: Общая информация» Статья на сайте Nopal.ru: [url=http://www.nopal.ru/succulent/general/prisposoblyaemost-sukkulentov-k-prirodnym-usloviyam]Приспособляемость суккулентов к природным условиям[/url] из раздела «Суккуленты: Общая информация»

Источник: http://www.nopal.ru/succulent/general/prisposoblyaemost-sukkulentov-k-prirodnym-usloviyam

Scicenter1
Добавить комментарий