Головна
Реферати » Реферати по біології » Пристосування рослин до водного режиму

Пристосування рослин до водного режиму

нерідко перевищують надземні частини, іноді вельми значно. Так, у багатьох трав'янистих і чагарникових видів середньоазіатських пустель підземна маса більше надземної в 9-10 разів, а у кесрофітов памірських високогірних холодних пустель - в300-400 раз. Кореневі системи ксерофітів часто бувають екстенсивного типу, тобто рослини мають довге коріння, що поширюються у великому обсязі грунту, але порівняно мало розгалужені. Проникнення таких коренів на велику глибину дозволяє ксерофітам використовувати вологу глибоких грунтових горизонтів, а в окремих випадках - і грунтових вод.

В інших видів кореневі системи інтенсивного типу: вони охоплюють відносно невеликий об'єм грунту, але завдяки дуже густому галуженню максимально використовують грунтову вологу. Коріння ряду ксерофільних видів мають спеціальні пристосування для запасання вологи. Надземні органи ксерофитов також відрізняються своєрідними (так званими ксероморфнимі рисами), які носять відбиток важких умов водопостачання. У них сильно розвинена водопроводящая система, що добре помітно по густоті мережі жилок в листі, що підводять воду до тканин. Ця риса полегшує ксерофітам поповнення запасів вологи, що витрачається на транспірацію.

Різноманітні структурні пристосування захисного характеру, спрямовані на зменшення витрат води, в основному зводяться до наступного:

Загальне скорочення транспірірующей поверхні. Багато ксерофіти мають дрібні, вузькі, сильно редуковані листові пластинки. В особливо посушливих пустельних місцепроживання листя деяких деревних і чагарникових порід зредуковані до ледь помітних лусок. У таких видів фотосинтез здійснюють зелені гілки.

Зменшення листової поверхні в найбільш жаркі і сухі періоди вегетаційного сезону. Для багатьох чагарників середньоазіатських, північноафриканських та інших пустель, а так само для деяких видів сухих субтропіків середземномор'я характерний сезонний деформізм листя: ранньою весною при ще сприятливому водному режимі утворюються відносно великі листи, які влітку, при настанні спеки і сухості, змінюються дрібним листям більш ксероморфного будови з меншою інтенсивністю транспірації.

Захист листя від великих втрат вологи на транспірацію. Вона досягається завдяки розвитку потужних покривних тканин - товстостінного, іноді багатошарового епідермісу, часто несучого різні вирости і волоски, які утворюють густе "повстяне" опушення поверхні листа. В інших видів поверхня покрита водонепроникним шаром товстої кутикули або воскового нальоту. Розвиток захисних покривів на листках причина того, що степової травостій має тьмяні, сивуватий відтінки, що різко відрізняються від яскравої зелені лугів.

Устячка у Ксерофіти зазвичай захищені від надмірної втрати вологи, наприклад, розташовані в спеціальних поглибленнях в тканині листа, іноді забезпечених волосками і іншими додатковими захисними пристроями. У ковилей та інших степових злаків існує цікавий механізм захисту продихів в найспекотніші і сухі годинник дня: при великих втратах води великі тонкостінні водоносні клітини епідермісу втрачають тургор, і лист згортається в трубку; так продихи опиняються ізольованими від навколишнього сухого повітря всередині замкнутої порожнини, де завдяки транспірації створюється підвищена вологість. У вологу погоду клітини епідермісу відновлюють тургор, і листова пластинка знову розгортається.

Посилене розвиток механічної тканини.

Клітини тканин листя у Ксерофіти відрізняються дрібними розмірами і вельми щільною упаковкою, тобто малим розвитком межклетников, завдяки чому сильно скорочується внутрішня випаровуються поверхню листа. Оскільки ксерофіти зазвичай мешкають на відкритих, добре освітлених місцепроживання, багато рис ксероморфность структури листа - це одночасно і риси світлової структури. Так у багатьох видів листя має потужну іноді багаторядну палісадні паренхіму, часто розташовану з обох сторін.

Основні морфолого-анотомічний риси мезофітов - середні між рисами гигрофитов і ксерофитов. Мезофіти мають помірно розвинуті кореневі системи як екстенсивного, так і інтенсивного типу, з усіма переходами між ними. Для листа характерна диференціювання тканин на більш-менш щільну палісадні паренхіму і рихлу губчасту паренхіму з системою межклетников. Мережа жилок порівняно негуста. Покривні тканини можуть мати окремі ксероморфні риси, але не настільки яскраво виражені, як у Ксерофіти.

Псіхрофіти мають яскраво виражену ксероморфную структуру аркуша. Так, психрофільні злаки вузьколистий, мають добре розвинену провідну і механічну тканини; деякі з них здатні до згортання листової пластинки в трубку, нагадуючи степові ксерофіти. Вічнозелені чагарнички мають щільні шкірясті листя, іноді з вельми потужною кутикулою, щільною палісадні паренхімою. Нижня сторона, несуча устьица, часто опушена або покрита восковим нальотом. Разом з тим в структурі листа ясно помітні і деякі гігроморфние риси, головним чином, великі розміри клітин і розвиток великих межклетников в губчастої тканини.

Анатомо-морфологічні риси гидрофитов істотно відрізняють їх від наземних рослин. Помітна редукція механічних тканин. Настільки ж сильно редукування і проводить система. Якщо у сухопутних мезофітов довжина жилок на 1 кв.см. аркуша становить близько100 мм і більше, а у Ксерофіти доходить до300, то у водних і прибережних рослин вона в кілька разів менше. Ось кілька прикладів (по Гесснеру Ф., 1959):

Вид

Плаваючі листя, мм

Підводні листя, мм

Nelumbium nuciferum

71

-

Victoria cruciana

41

-

Victoria regia

20

-

Potamogeton praelongus

-

14

У деяких занурених рослин, що не прикріплених до грунту , коріння повністю редукування, інші корені зберегли, але окремо плаваючі частини рослин можуть обходитися і без них. Коріння зміцнюються гидрофитов слабоветвістие, без кореневих волосків. Разом з тим ряд видів має товсті і міцні кореневища, які грають роль якоря, сховища запасних речовин і органу вегетативного розмноження.

Листя занурених гидрофитов дуже тонкі й ніжні, мають спрощене будова мезофилла без помітної диференціації на палісадні і губчасту паренхіму. Підводні листя без продихів. В окремих місцях знаходяться групи клітин епідермісу з витонченими стінками. Вважається, що вони відіграють велику роль в поглинанні води і розчинених мінеральних солей.

У рослин лише частково занурених у воду, добре виражена гетерофіллія - ??відмінність будови надводних і підводних листя на одній і тій же особини. Перші мають риси, звичайні для листя наземних рослин, другі - дуже тонкі або розсічені листові пластинки. Гетерофіллія відзначена у водного жовтцю - Ranunculus diversifolius, латаття і криївок, стрілолист та інших видів. Цікавий приклад - поручайник, на стеблі якого можна бачити кілька форм листя, що представляють всі переходи від типово наземних до водних.

Глава III .Фізіологіческіе адаптації рослин, приурочених до местообитаниям різної зволоженості.

Поряд з морфологічними особливостями у рослин, приурочених до місць з різними умовами зволоженості, виробилися і фізіологічні.

Здатність гигрофитов до регуляції водного режиму обмежена: продихи більшою частиною широко відкриті, так що транспірація мало відрізняється від фізичного випаровування. Завдяки безперешкодному потоку води і відсутності захисних пристосувань інтенсивність транспірації дуже висока: у світлових гигрофитов в денний час листя може втрачати за годину кількість води, в 4-5 разів перевищує масу листа. Висока оводненность тканин гигрофитов підтримується в основному за рахунок постійного припливу вологи з навколишнього середовища.

Інші характерні фізіологічні риси гигрофитов, обумовлені легкої доступністю вологи, - низьке осмотичний тиск клітинного соку, незначна водоутримуюча здатність, яка веде до швидкої втрати запасів води.особенно показові для гигрофитов невеликі величини сублетального водного дефіциту: так, для кислиці і майника втрата 15%-20% запасу води вже необоротна і веде до загибелі. В деяких випадках у рослин сильно зволожених місць існування виникає необхідність видалення надлишку вологи. Зазвичай, це буває, коли грунт добре прогріта і коріння активно всмоктують воду, а транспірація відсутній (наприклад, вранці або при тумані, коли вологість повітря 100%). Надлишкова волога видаляється шляхом гуттаціі - виділення води через спеціальні видільні клітини, розташовані по краю або на вістрі листа.

Ксерофіти мають ряд різноманітних фізіологічних адаптацій, що дозволяють їм успішно витримувати недолік вологи.

У ксерофитов зазвичай підвищений осмотичний тиск клітинного соку, що дозволяє всмоктувати воду навіть при великих водоотнимающих силах грунту, тобто використовувати не тільки легкодоступну, а й важкодоступну грунтову вологу. Воно вимірюється тисячами кПа, а у деяких пустельних чагарників зареєстровані цифри, що досягають 10000-30000 кПа.

Віддавна пильну увагу привертала проблема витрати води ксерофітами на транспірацію. Здавалося б, численні анатомічні пристосування, досить надійно захищають наземні частини ксерофитов від сильного випаровування, повинні сприяти значному зниженню транспірації. Однак з'ясувалося, що насправді це не так. При достатньому водопостачанні більшість ксерофитов мають досить високу

Сторінки: 1 2 3 4