Обложка урока взята с источника .

Занятия с репетитором ОНЛАЙН от 200 руб / час

Бесплатный подбор репетитора на нашем сайте

Перейти

План урока:

Ткани — совокупность клеток с единым происхождением, функциями и строением. Ткани появились из-за потребностей вышедших на сушу растений.

Виды тканей растений

Ткани растений бывают простыми и сложными. Клетки в простых тканях выполняют одну основную функцию, а в сложных берут на себя дополнительные задачи. Примером простых тканей служит меристема, сложных — ксилема и флоэма.

Классификация по функциям и строению тканей растений:

Но это ещё не всё. Даже в рамках одного вида тканей клетки различаются, поэтому классификацию дополняют подвиды.


Классификация тканей Источник

Образовательная ткань

Образовательная ткань растений— родители: из них развиваются остальные ткани. Клетки недифференцированной ткани делятся множество раз и тем самым обеспечивают рост растения в длину и толщину.

Узнать клетки образовательной ткани не составляет труда: это скопления близко расположенных клеток с мелкими стенками и вакуолями и без запаса дополнительных веществ. Лишний груз этим клеткам не нужен, ведь их единственная функция — деление.

По топографической классификациимеристемы делят на:

  1. Верхушечные;
  2. Боковые;
  3. Вставочные;
  4. Раневые.

Благодаря апикальным тканям растение растёт в длину, а благодаря латеральным — в толщину. Благодаря интеркалярным меристемам происходит рост у оснований междоузлий. Раневые тканиприходят на помощь там, где растение повреждено.


Схема распределения меристем Источник 1. Апикальная, 2. Латеральная, 3. Интеркалярная, 4. Раневая.

Основная ткань

Основная ткань растений — дом: между её клетками расположены другие ткани. Судя по названию, основная ткань составляет основу растений. Как части одного строения, клетки основной ткани выполняют разнообразные задачи, поэтому их делят на подвиды:

  1. Ассимиляционная (хлоренхима);
  2. Основная (типичная);
  3. Запасающая;
  4. Воздухоносная (аэренхима);
  5. Поглощающая.

В общем виде клетки этого вида ткани состоят из живых клеток с тонкими стенками. Далее строение зависит от выполняемой задачи.

Ассимиляционная паренхима отвечает за фотосинтез и газообмен: клетки по размеру средние, имеют много хлоропластов. Типичная ткань заполняет пустые места: в клетках нет хлорофилла. Запасающая паренхима хранит вещества: в клетках этой ткани откладываются крахмальные зёрна, белковые гранулы и липидные капли.Воздухоносная ткань есть у растений, которые живут в водных пространствах: клетки аэренхимы находятся на расстоянии друг от друга, имеют межклетники, которые заполнены воздухом. Поглощающая паренхима отвечает за всасывание воды через корневые волоски: клетки крупные, содержат в вакуолях специальное слизистое вещество.


Паренхима клубня картофеля Источник

Проводящая ткань

Проводящая ткань растений— лифт: по этим клеткам перемещается вода и разнообразные вещества. Если лифт движется вверх, его называют ксилемой, если вниз — флоэмой.

Дополнительная функция древесины заключается в опоре растения. Древесина образуется из клеток камбия и находится ближе к центральной части растения.

К составным частям ксилемы относят трахеиды, трахеи (сосуды), древесинные волокна и паренхима. Трахеиды и трахеи выполняют проводящую функцию, а волокна и паренхима — механическую.

Трахеиды — мёртвые клетки скошенной формы. У этих клеток есть одревесневшая оболочка, нет цитоплазмы. В стенках трахеид расположены поровые мембраны, через которые перемещается вода с растворёнными минеральными веществами. По трахеидам жидкость протекает медленно.

Трахеи —пустые трубки, которые разделены на членики. Эти клетки узкие и вытянутые с частично сохранёнными участками цитоплазмы. Боковые стенки члеников одревесневают,

а поперечные разрушаются и образуют сквозные проёмы — перфорации. Трахеи высокопроницаемы, поэтому по таким отверстиям вода перемещается быстрее, чем по поровым мембранам.

Второй тип проводящей ткани — флоэма.

Луб находится под корой.

Ситовидные трубки — скопление клеток, которые срастаются с помощью пластинок. Клетки ситовидных трубок живые, продолговатые, неодревесневшие. Ядро разрушается в начале формирования трубок. Клетки имеют стенки, в которых расположены мельчайшие отверстия, напоминающие сито. Дыры соседних клеток соединяют длинные жгуты цитоплазмы, через которые проходят вещества. Беспорядочный поток веществ регулируют клетки-спутницы, которые размещаются возле трубок. Также клетки-спутницы берут на себя другие функции: продукцию необходимых ферментов и энергии.

Ситовидные клетки есть у папоротникообразных и голосеменных. У этих клеток нет специальных клеток-спутниц.


Внутреннее строение стебля Источник

Покровная ткань

Покровная ткань растений— крыша и стены: эти клетки размещаются на протяжении поверхности растения.

Первичная ткань — эпидерма, которая покрывает листья и плоды. Клетки эпидермиса живые. Оболочка изгибистая, что обеспечивает прилегание клеток. Снаружи все клетки покрыты толстой кутикулой. Задачи эпидермиса сводятся к защите, регуляции газообмена через устьица и транспирации.

Вторичная ткань — перидерма, которая приходит на смену эпидерме. Клетки перидермы мёртвые, насыщенные жироподобным веществом — суберином. Перидерма состоит из феллогена (пробкового камбия), феллемы (пробки) и феллодермы (подпитывающей ткани). Феллоген, разрастаясь, синтезирует к поверхности феллему, а внутрь — феллодерму. Перидерма придаёт дополнительную защиту растению. Газообмен происходит через чечевички.

Третичная ткань — ритидом, который создаётся в результате отложения слоёв перидермы. Ритидом — группа мёртвых клеток, которая состоит из деформированных мёртвых участков коры и слоёв феллемы. Корка обеспечивает максимальную защиту.


Развитие перидермы Источник

Механическая ткань

Механическая ткань растений— каркас: эти клетки поддерживают форму растения. Благодаря прочным механическим тканям растения дают отпор разрыву. Такая ткань развивается из верхушечной меристемы, а также в результате работы камбия. Различают два вида механической ткани: колленхима и склеренхима.

Колленхима укрепляет молодые органы, располагаясь под кожицей. Клетки колленхимы живые, эластичные. Неровно утолщённая неодревеневшая клеточная стенка содержит пектин и гемицеллюлозу, что помогает клеткам растягиваться.

Склеренхима обладает большей прочностью, поэтому обеспечивает осевую опору растения.

Волокна — длинные клетки с крупными оболочками, собранные в пучки. В ксилеме располагаются древесинные волокна, а во флоэме — лубяные.

Склереиды — различные по морфологии клетки с одревесневшими стенками. Склереиды бывают палочковидные, удлинённые и звёздчатые. Такие клетки образуют скорлупу и косточки.


Механическая ткань: А – каменистые клетки, Б – клетки колленхимы, В – волокна склеренхимы Источник

Выделительная ткань растений

Выделительная ткань — сточная труба: через эти клетки уходят продукты метаболизма. Различают ткани секреторные и экскреторные.

К экскреторным тканям относят железистые волоски, нектарники и гидатоды. Железистые волоски выделяют на поверхность минеральные соли, нектарники — нектар, а гидатоды — воду и соли. Процесс выделения гидатодами воды при низкой транспирации называется гуттацией.

В секреторных тканях продукты метаболизма накапливаются в отдельных вместилищах. Такие ткани бывают схизогенными и лизогенными. Схизогенные вместилища — межклетники, которые заполнены выделительными веществами. Лизогенные вместилища — скопления клеток, которые разрушаются после накопления веществ.

К выделительным тканям внутренней секреции относят смоляные каналы, идиобласты и млечники. Смоляные каналы накапливают смолу, идиобласты — танины, эфирные масла, а млечники — млечный сок.


Выделительные ткани Источник

Появление тканей у растений

В водной среде мягкие условия, поэтому водоросли имеют только клетки, а не развитые ткани. Потребность в организованных скоплениях клеток возникла, когда растительные организмы вышли в наземную среду. Первыми водные пространства покинули древние растения — псилофиты, у которых появилась важная проводящая ткань.

У мхов появляется единственная ткань — основная, основной задачей которой становится фотосинтез. Папоротники к паренхиме добавляют хорошо развитую проводящую ткань. У голосеменных развиваются все виды тканей: основная, проводящая, образовательная, покровная, механическая и выделительная. Ткани покрытосеменных растений достигают наивысшего развития.

Глава 3. Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов

Н.М. Чернова, А.М. Былова
Общая экология. Учебник
М.: Дрофа, 2004

3.3. Влажность

3.3.2. Экологические группы растений по отношению к воде

Гидатофиты – это водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду. Среди них – цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (элодея, рдесты, водяные лютики, валлиснерия, уруть и др.). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них редуцированы устьица и нет кутикулы. Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки – гидатоды.

Рис. 32. Поперечный срез стебля урути Myriophyllum verticillatum (по Т. К. Горышиной, 1979)

Листовые пластинки у гидатофитов, как правило, тонкие, без дифференцировки мезофилла, часто рассеченные, что способствует более полному использованию ослабленного в воде солнечного света и усвоению СО2. Нередко выражена разнолистность – гетерофиллия; у многих видов есть плавающие листья, имеющие световую структуру. Поддерживаемые водой побеги часто не имеют механических тканей, в них хорошо развита аэренхима (рис. 32).

Корневая система цветковых гидатофитов сильно редуцирована, иногда отсутствует совсем или утратила свои основные функции (у рясок). Поглощение воды и минеральных солей происходит всей поверхностью тела. Цветоносные побеги, как правило, выносят цветки над водой (реже опыление совершается в воде), а после опыления побеги снова могут погружаться, и созревание плодов происходит под водой (валлиснерия, элодея, рдесты и др.).

Гидрофиты – это растения наземно-водные, частично погруженные в воду, растущие по берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. Встречаются в районах с самыми разными климатическими условиями. К ним можно отнести тростник обыкновенный, частуху подорожниковую, вахту трехлистную, калужницу болотную и другие виды. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. Хорошо выражена аэренхима. В аридных районах при сильной инсоляции их листья имеют световую структуру. У гидрофитов есть эпидерма с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды.

Гигрофиты – наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. 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.). Из-за высокой влажности воздуха у них может быть затруднена транспирация, поэтому для улучшения водного обмена на листьях развиваются гидатоды, или водяные устьица, выделяющие капельно-жидкую воду. Листья часто тонкие, с теневой структурой, со слабо развитой кутикулой, содержат много свободной и малосвязанной воды. Обводненность тканей достигает 80 % и более. При наступлении даже непродолжительной и несильной засухи в тканях создается отрицательный водный баланс, растения завядают и могут погибнуть.

К световым гигрофитам относятся виды открытых местообитаний, растущие на постоянно влажных почвах и во влажном воздухе (папирус, рис, сердечники, подмаренник болотный, росянка и др.). Переходные группы – мезогигрофиты и гигромезофиты.

Мезофиты могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием. К мезофитам можно отнести вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, древесные породы влажных вечнозеленых субтропических лесов, летнезеленые лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники подлеска, травянистые растения дубравного широкотравья, растения заливных и не слишком сухих суходольных лугов, пустынные эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений. Из приведенного перечня видно, что группа мезофитов очень обширна и неоднородна. По способности регулировать свой водный обмен одни приближаются к гигрофитам (мезогигрофиты), другие – к засухоустойчивым формам (мезоксерофиты).

Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны регулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн.

Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты.

Суккуленты– сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах. Стеблевые суккуленты – кактусы, стапелии, кактусовидные молочаи; листовые суккуленты – алоэ, агавы, мезембриантемумы, молодило, очитки; корневые суккуленты – аспарагус. В пустынях Центральной Америки и Южной Африки суккуленты могут определять облик ландшафта (рис. 33).

Рис. 33. Суккулентное растение – древовидный кактус из пустыни Аризона

Листья, а в случае их редукции стебли суккулентов имеют толстую кутикулу, часто мощный восковой налет или густое опушение. Устьица погруженные, открываются в щель, где задерживаются водяные пары.

Днем они закрыты. Это помогает суккулентам сберегать накопленную влагу, но зато ухудшает газообмен, затрудняет поступление СО2 внутрь растения. Поэтому многие суккуленты из семейств лилейных, бромелиевых, кактусовых, толстянковых ночью при открытых устьицах поглощают СО2, который только на следующий день перерабатывают в процессе фотосинтеза. Поглощенный СО2 переводится в малат. Кроме того, при дыхании ночью углеводы разлагаются не до углекислого газа, а до органических кислот, которые отводятся в клеточный сок. Днем на свету малат и другие органические кислоты расщепляются с выделением СО2, который используется в процессе фотосинтеза. Таким образом, крупные вакуоли с клеточным соком запасают не только воду, но и СО2. Так как у суккулентов ночная фиксация углекислоты и переработка ее днем в ходе фотосинтеза разделены во времени, они обеспечивают себя углеродом, не подвергаясь риску чрезмерной потери воды, но масштабы поступления углекислого газа при таком способе невелики, и растут суккуленты медленно.

Осмотическое давление клеточного сока суккулентов мало – всего 3 · 10 5 – 8 · 10 5 Па (3–8 атм), они развивают небольшую сосущую силу и способны всасывать воду лишь атмосферных осадков, просочившихся в верхний слой почвы. Корневая система их неглубокая, но сильно распростертая, что особенно характерно для кактусов.

Склерофиты– это растения, наоборот, сухие на вид, часто с узкими и мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку. Листья могут быть также рассеченными, покрытыми волосками или восковым налетом. Хорошо развита склеренхима, поэтому растения без вредных последствий могут терять до 25 % влаги не завядая. В клетках преобладает связанная вода. Сосущая сила корней до нескольких десятков атмосфер, что позволяет успешно добывать воду из почвы. При недостатке воды резко снижают транспирацию. Склерофиты можно подразделить на две группы: эуксерофитов и стипаксерофитов.

К эуксерофитам относятся многие степные растения с розеточными и полурозеточными, сильно опушенными побегами, полукустарнички, некоторые злаки, полынь холодная, эдельвейс эдельвейсовидный и др. Наибольшую биомассу эти растения создают в период, благоприятный для вегетации, а в жару уровень обменных процессов у них очень низок.

Стипаксерофиты– это группа узколистных дерновинных злаков (ковыли, тонконоги, типчак и др.). Характеризуются низкой транспирацией в засушливый период и могут переносить особенно сильное обезвоживание тканей. Свернутые в трубочку листья имеют внутри влажную камеру. Транспирация идет через погруженные в бороздки устьица внутрь этой камеры, что снижает потери влаги (рис. 34).

Рис. 34. Поперечный срез листа ковыля Stipa capillata (по A. Кернеру, 1896): A – при засухе (лист свернут); Б – во влажную погоду (пластинка листа развернута)

Кроме названных экологических групп растений, выделяют еще целый ряд смешанных или промежуточных типов.

Различные пути регуляции водообмена позволили растениям заселить самые различные по экологическим условиям участки суши. Многообразие приспособлений лежит, таким образом, в основе распространения растений по поверхности земли, где дефицит влаги является одной из главных проблем экологических адаптаций.

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

  • Земледелие
  • Агрохимия
  • Растениеводство

Популярные статьи

  • Зернобобовые культуры
  • Классификация сорных растений
  • Классификация севооборотов
  • Зерновые культуры
  • Виды систем земледелия

Водный режим почв

Водный режим — совокупность почвенных процессов поступления, перемещения, сохранения и расходы воды. Каждый из этих процессов в отдельности является элементом водного режима.

Водный режим почв складывается под влиянием ряда факторов: климата, рельефа, водно-физических свойств почвогрунтов, условий водного питания, а также хозяйственной деятельности человека. Специфика водных режимов конкретных зональных типов почв определяется прежде всего количеством атмосферных осадков и температурными режимами.

Вода относится к земным факторам жизни растений, в почве находится в жидкой фазе в виде почвенного раствора. В почве она находится в межфазном равновесии с почвой, обмениваясь с ней минеральными веществами. Часть почвенной влаги теряется, просачиваясь в более глубокие слои, либо за счет испарения или стока с поверхности. Оставшаяся влага удерживается почвой и представляет собой почвенный раствор. Характеризуется рядом важных агрохимических показателей.

Значение воды в жизни растений

Почвовед Г.Н. Высоцкий подчеркивал исключительную важность воды в почве, сравнивая ее с кровью в живых организмах.

Роль влаги в жизни растений:

  • участвует в инициировании ростовых процессов семян;
  • является средой для протекания биохимических процессов в растениях;
  • переносит минеральные и органические вещества по различным частям растений;
  • участвует в терморегуляции и тепловом балансе почвы;
  • поддерживает жизнедеятельность почвенной биоты;
  • влияет на агрофизические показатели почвы: плотность, липкость, сопротивление при обработке, спелость — образование агрегатов и способность к крошению;
  • определяет агрохимические показатели плодородия почвы: кислотность почвенного раствора, доступность питательных веществ.

Потребность семян для набухания и перевода запаса питательных веществ в усвояемую форму составляет для разных растений (в % от массы семян): ячмень, пшеница — 50, овес, рожь — 55-65, кукуруза — около 40, лен, горох — 100, клевер, сахарная свекла — 120-150. Как правило, этот показатель для большинства растений составляет от 40 до 100% от массы семян.

Вода составляет значительную часть массы растений: в семенах ее количество составляет 7-15%, в стеблях, включающих много одревесневших мертвых клеток, — до 50, в корнеплодах, клубнях и листьях — до 75-93%.

На образование 1 г сухого органического вещества растения потребляет от 200 до 1000 г воды.

Нормальная деятельность почвенных микроорганизмов возможна при достаточной влагообеспеченности. Например, азотфиксирующим бактериям (Azotobacter, клубеньковые бактерии) для размножения требуется 25%-ная влажность почвы. Недостаток воды снижает усвоение питательных веществ бактериями, а чрезмерный избыток приводит к кислородному голоданию. Оптимальная влажность почвы для бактерий и растений совпадает — 60% полной влагоемкости почвы.

Избыток влаги в почве, складывающийся при превышении наименьшей полевой влагоемкости (НВ), угнетающе действует на рост и развитие растений. Хотя некоторые из них по-разному реагируют на переувлажнение.

Таблица. Коэффициенты водопотребления сельскохозяйственных культур для Нечерноземной зоны, м3/т сухой биомассы 1

Культура Годы
Влажные Средние Засушливые
Озимая пшеница 375-450 450-500 500-525
Озимая рожь 400-425 425-450 450-550
Яровая пшеница 350-400 400-465 485-500
Ячмень 375-425 435-500 470-530
Овес 435-480 500-550 530-590
Кукуруза 174-250 250-350 350-460
Картофель 165-300 450-500 550-660
Свекла 240-300 310-350 350-400
Лен 240-250 300-310 370-380
Многолетние травы 500-550 600-650 700-750

В исследованиях и практике по земледелию и растениеводству для учета расхода воды на создание урожая используют коэффициент водопотребления. Коэффициент водопотребления — расход воды в м 3 на одну тонну урожая, включающий производительные, то есть потребление воды культурными растениями, и непроизводительные расходы на испарение с поверхности почвы.

Транспирация

Транспирация — испарение воды листьями.

Транспирационный коэффициент — количество воды, необходимое растению для образования единицы сухого вещества.

Растения используют почвенный раствор минеральных веществ в очень небольших концентрациях. Большая часть, поступающей в растения влаги, используется не полностью. Так, из 1 000 частей прошедшей через растение воды, только 1,5-2 части используются на питание, остальная вода испаряется через листья.

  • хлеба второй группы — 200-400;
  • хлеба первой группы, горох, лен-долгунец — 400-800;
  • многолетние травы — 700-900
  • клевер — 500-600;
  • люцерна — 700-800;
  • кукуруза — 230-300;
  • просо — 200;
  • озимой пшеницы — 400-500;
  • сахарной свеклы — 240-500.

Транспирационный коэффициент зависит от освещенности, температуры, влажности почвы и воздуха, обеспеченности питательными веществами.

В опытах Гельригеля, при прямом солнечном свете транспирационный коэффициент составлял 349, при сильном рассеянном свете — 483, среднем — 519 и слабом — 676.

Коэффициент транспирации сильно зависит от влажности воздуха. В засушливые периоды у таких культур, как просо, пшеница, овес, кукуруза, он увеличивается в 2 и более раз по сравнению с влажными. В южных и восточных районах России испарение воды растениями значительно выше, чем в северных и западных.

Удобрения могут заметно снижать транспирационный коэффициент. Например, овес при недостатке питательных элементов имеет коэффициент транспирации 483, при достаточном их обеспечении — 372. Поэтому применение удобрений для засушливых районов земледелия имеет важное значение, так как растения более экономно расходуют ограниченные запас влаги.

Коэффициент водопотребления — сумма транспирационной воды и воды, испаряющейся с поверхности почвы. Выражается в м 3 на 1 т урожая. Варьирует в зависимости от увлажненности для озимых зерновых от 375 до 550, для свеклы — от 240 до 400, для картофеля — от 170 до 660, для многолетних трав — от 500 до 750 м 3 /т.

Потребность растений во влаге характеризуется транспирационным коэффициентом, который приближенно отражает способность растения расходовать определенное количество воды для создание в виде урожая единицы сухого вещества.

Транспирационный коэффициент изменяется от погодных условий, плодородия почвы, удобрения. При низкой влажности воздуха, сильном нагреве листьев и ветре он возрастает. Последний фактор особенно увеличивает испарение воды. К.А. Тимирязев писал, что даже при слабом ветре транспирация увеличивается в 2 раза, а при сильном ветре испарение в 20 раз больше, чем в сухую погоду.

Меньшее влияние на транспирационный коэффициент оказывают почвенные условия: обеспеченность питательными веществами, степень увлажнения, величина осмотического давления почвенного раствора.

Потребность в воде одного и того же растения зависит от фаз роста.

Приспособление растений к среде обитания — классификация и способы адаптации

Суть понятия

Различные представители растительного мира распространены практически по всей территории планеты Земля, за исключение Антарктиды, островов в Северном Ледовитом океане, Гренландии и высокогорных массивов. Не все виды произрастают в благоприятных условиях, некоторым приходится выживать при низких температурах, нехватке света и влаги, даже под водой, поэтому они выработали различные варианты адаптации, помогающие им существовать в невероятных условиях окружающей среды. И даже размножаться в ней.

Например, растительность пустыни приспособлена к высокой температуре и недостатку влаги. Кактусы — основные представители этой среды обитания — имеют особенные листья — колючки, которые препятствуют испарения жидкости.

Таким образом, приспособляемость является совокупностью способов, благодаря которым то или иное растение получает возможность обитать в конкретных неблагоприятных условиях природы. Чем более тяжелыми являются условия, тем более хитроумными и нестандартными становятся эти приспособления. Нередко представители различных видов, произрастающие в определенной местности, внешне похожи друг на друга.

Различные варианты

Отдельным видам живых растений приходится расти в тех регионах, где постоянно очень низкие температуры, короткое лето, поэтому период вегетации непродолжителен. Однако сама природа наделила их особенностями, которые помогают справляться с этими факторами. Некоторые растения относятся к морозоустойчивым — способным переносить температурный режим ниже 0 °C. Основные способы:

  • При низких температурах развитие прекращается или замедляется, растения таким образом начинают экономить тепло.
  • Сбрасывают листья.
  • У хвойных видов происходит засмоление почек.
  • Образуется защитный слой — кутикула.

Нередко в регионах с суровыми зимами растительность представлена карликовыми видами (березы, ивы). Высота деревьев совпадает с размерами снежного покрова, который и образует защиту от морозов. Аналогичным способом пережить холода пользуются и стелющиеся виды.

Различные формы приобретает приспособленность растений к среде обитания. Представители флоры, произрастающие в тундре, выработали собственные механизмы адаптации. Прежде всего, условия среды обусловили видовую специфику: в тундре преобладают мхи и лишайники, деревьев нет, а цветковые растения представлены травами, кустарниками и кустарничками.

Последние отличаются карликовостью. Например, в тундре произрастают карликовые ива и береза, морошка, голубика, черника, водяника, кассандра. Формы могут быть как листопадные, так и хвойные. Особенность растений этой среды — крупные цветки яркого окраса. Поскольку лето очень короткое, время цветения совпадает, поэтому в теплый период тундра становится очень живописной и разноцветной. Основные способы выживания:

  • Способность замерзать с плодами или цветками.
  • Живорождение: появление луковичек либо клубеньков вместо цветков.
  • Мелкие листья помогают замедлить испарение влаги.
  • Густое опушение стеблей выполняет эту же функцию.

Морозоустойчивость растений сформировалась в результате онтогенеза, жизненный цикл их находится в непосредственной связи с сезонными ритмами, температурным и световым режимами.

Устойчивость к жаре

При повышенных температурах воздуха избыточное тепло действует на организмы растительного мира аналогично, как перегрев тела человека: появляется обезвоживание, солнечные ожоги, иссушение, что приводит к разрушению белка клеток и последующей гибели. Однако благодаря механизмам адаптации растения научились выживать даже в засушливом пустынном и полупустынном климатах. Особенности таковы:

  • Активное испарение влаги, помогающее ускорить ее циркуляцию от корней к листьям.
  • Накопление в цитоплазме органических кислот и иных защитных веществ.
  • Смещение периода вегетации (активной жизнедеятельности) на более благоприятное время. Например, растения степей и пустынь начинают рост весной, до наступления летнего зноя он завершается.

Наблюдаются и изменения в строении: листья таких растений обладают блеском, более светлые, что помогает отражать солнечные лучи, нередко расположены вертикально или свернуты в трубку, благодаря чему теряют меньше жидкости.

Основные способы, помогающие растениям выжить в условиях пустыни:

Особенность Краткая характеристика
Корневая система Является глубокой, благодаря длинному корню растения способны получать влагу из глубинных слоев почвы, где проходят грунтовые воды. Такие растения носят название фреатофитов. Пример — мескитовое дерево, корни которого имеют длину более 20 метров. Второй вариант — очень короткие, но раскидистые корни (у кактусов), позволяющие в сезон дождей впитывать максимальное количество влаги.
Стебель Способны хранить влагу в любой части, в том числе в стеблях. К примеру, кактус запасает ее в своих сочных филлокладиях — стеблях. Восковое покрытие препятствует испарению.
Листья Небольшие по размеру. Покрыты восковым налетом. Многие виды трансформировали листья в колючки или шипы.

Большое количество многолетников пустынь и полупустынь способно оставаться неактивными в самые знойные засушливые месяцы, а активную жизнедеятельность начинают в период дождей. Именно поэтому жизненный цикл у них проходит очень быстро.

Луг и степь

То, как растения луга приспособлены к условиям жизни, изучено исследователями достаточно глубоко. Эти виды способны функционировать в условиях солнечной радиации. Вот почему среди них много симбионтов и полупаразитов, предпочитающих совместный образ жизни с «донорами». Основным способом размножения являются семена. Многолетники и двулетние растения образуют прикорневую листовую розетку в первый год жизни, генеральные же побеги у них формируются на второй год, после зимовки.

Другие особенности:

  • Подземные побеги видоизменены в корневища.
  • Корневая система разнообразна, может быть стержневой, луковичной, мочковатой. Как правило, корни различных видов располагаются на разных ярусах, чтобы не создавать конкуренции друг другу.
  • Наличие особых органов размножения: ползучих побегов, корневых отпрысков, столонов.

При увеличении влажности луговое сообщество становится болотным. При снижении же — степным.

Черты приспособленности к среде обитания растений степи также многообразны. Они имеют мощную корневую систему — длинный корень помогает добывать глубинные воды. Кроме того, сильно испаряют влагу, что является защитой от перегревания. Листья некоторых узкие, другие же (например, полынь или степная астра) имеют густое опушение или восковой налет.

Водные условия

Приспособления растений к водной среде обитания разнообразны. Например, группа гидетофитов полностью погружена в жидкость, поэтому получает только часть солнечных лучей. Именно поэтому такие растения являются теневыносливыми, а поверхность их органов увеличена.

По берегам водоемов растут гидрофиты, их корни и корневища, а также часть стебля погружена в воду. Они выживают благодаря тому, что наделены межклеточными промежутками, осуществляющими доставку кислорода к тем органам, которые погружены под воду.

Следующая группа растений — гигрофиты, они приспособлены к нормальному функционированию в условиях избыточной влажности. Их листья покрывает тонкий слой кутикулы, а за счет широких межклетников обеспечивается достаточная поверхность испарения.

Другие интересные признаки:

  • Часто отсутствуют сосудистые пучки или они недоразвиты.
  • Преобладание вегетативного размножения.
  • Листья перистые, тонкие.
  • Стебель часто узкий, но очень длинный.

Основная часть высших водных растений является многолетниками, при зимовке опускается на дно своего места обитания, переживает холода в виде клубней, корневищ и зимующих почек.

Другие механизмы

Биологическая классификация растений по отношению к свету предполагает выделение трех групп: гелиофиты, сциофиты и теневыносливые. Первые, также называемые светолюбивыми, предпочитают произрастать в лугах и степях, равнинах и иных условиях открытого грунта, что обеспечивает им изобилие света. В противном случае их развитие угнетается. Однако они имеют способность видоизменяться в неблагоприятных условиях: становятся высокими, изгибаются по направлению к источнику света. Деревья нередко естественным образом приобретают однобокую крону.

Вторая группа растений — тенелюбивые. Они встречаются в пещерах, верхних почвенных слоях, расщелинах скал. Окраска листьев — темная из-за повышенного содержания хлорофилла, опущения нет, кутикула выражена слабо.

К теневыносливым относится большая часть деревьев, обладающих густой кроной, а также травы лесов. Их внешние особенности таковы: крона густая, нижние ветви не отмирают, листовая мозаика выражена.

Важное значение в жизни растений имеет опыление, которое чаще всего производится насекомыми. Без этого процесса живые организмы не смогут размножаться. Вот почему те виды, для опыления которых нужны пчелы, отличаются яркими крупными цветками, нектаром и приятным запахом. А те, которые опыляются при помощи ветра, таких «украшений» не имеют, их цветки мелкие, невзрачные, лишены запаха.

Представители флоры способны добывать себе «пищу» различными путями, например, за счет развитых корневых волосков они поглощают воду и минеральные вещества даже из самой бедной почвы. А болотные виды могут захватить и переварить насекомое или даже мелкое животное.

Для защиты от поедания птицами и животными растения окрашены в предостерегающую окраску, содержат ядовитые вещества или колючки.

Механизмы адаптации отличаются многообразием, но в своей совокупности они помогают растениям преодолевать негативное воздействие неблагоприятных факторов, выживать и размножаться. Разные способы сопротивления факторам среды очень важны, ведь представителям флоры нередко приходится прикладывать определенные усилия к тому, чтобы не погибнуть от нехватки влаги, света или тепла.

Транспирация – определение, функции и примеры

Определение Транспирации

Транспирация – это испарение воды с растений. Большая часть воды поглощается корнями растение – до 99,5% – не используется для роста или обмена веществ; это лишняя вода, и она покидает растение через транспирацию. Транспирация очень важна для поддержания условий влажности в окружающей среде. Целых 10 процентов влаги в атмосфере Земли происходит от транспирации воды растениями.

Функция Транспирации

Транспирация происходит потому, что растения потребляют больше воды, чем им нужно в данный момент времени. Это способ избавиться от лишней воды. Когда вода удаляется с завода, она может легче получить доступ к углекислому газу, в котором она нуждается фотосинтез, Кроме того, растения могут использовать транспирацию как метод охлаждения.

Транспирация используется для описания специфического действия воды, испаряющейся из растения, но слово транспирация также используется для описания того, как вода движется через растения. Когда вода проникает в растение через корни, она вытягивается через ксилема ткань в стволе растения к листьям растения за счет капиллярного действия и сплоченности молекул воды. Когда вода достигает устьиц, которые представляют собой небольшие отверстия в листьях, она испаряется из-за диффузия ; содержание влаги в воздухе ниже, чем влага в лист Таким образом, вода естественным образом вытекает в окружающий воздух для выравнивания концентраций.

Транспирация имеет побочные эффекты для других организмов в экосистема, Это помогает поддерживать определенный уровень влажности в окружающей среде, в зависимости от количества и типов растений в окружающей среде. Это непреднамеренно позволяет некоторым организмам выживать лучше, чем другие, в зависимости от уровня влажности, который им необходим для процветания.

Примеры Транспирации

Стоматальное Транспирация

Стоматальная транспирация – это испарение воды из устьиц растения. Большая часть воды, которая поступает из растения, транспортируется таким образом; по крайней мере 90% воды, поступающей из листьев растения, выходит через устьица. Вблизи поверхности листа вода в жидкой форме превращается в водяной пар и испаряется из растения через открытые устьица.

Кутикулярное дыхание

Кутикулярная транспирация – это испарение воды из кутикулы растения. Кутикула представляет собой восковую пленку, которая покрывает поверхность листьев растения. Эта форма транспирации не приводит к значительной потере воды растением; около 5-10 процентов воды листьев теряется через кутикулу. Когда растения закрывают свои устьицы в сухих условиях, таким образом поступает больше воды.

Лентикулярное Транспирация

Лентикулярная транспирация – это испарение воды из чечевицы растения. Чечевица – это небольшие отверстия в коре веток и веточек. Не все растения имеют чечевицу. Количество воды, потерянной таким образом, очень мало по сравнению со сториальной транспирацией, но, как и при кутикулярной транспирации, оно может увеличиться, если растение находится в сухой среде.

Факторы, которые влияют на транспирацию

Есть много факторов, которые влияют на транспирацию. Одним из таких факторов является температура. Когда температура повышается, устья листьев открываются, и появляется больше воды. Растения, растущие в более теплом климате, вырастают больше. Уровни влажности воздуха и почвы являются другими важными факторами. Когда относительная влажность воздуха увеличивается, в воздухе появляется больше влаги, поэтому транспирация уменьшается. Однако, если в почве будет больше влаги, растения будут выделяться больше, потому что они потребляют больше воды. Больше ветра также увеличивает скорость транспирации, потому что это уменьшает относительную влажность вокруг растения. Конечно, некоторые растения также просто прозрачнее, чем другие. Растения, которые живут в сухих условиях, таких как кактусы, эволюционировали, чтобы частично экономить воду, транспортируя меньше воды. Это позволяет им процветать в засушливых регионах, таких как пустыня.

Водный цикл

Транспирация является частью круговорот воды также известный как гидрологический цикл. круговорот воды описывает, как вода движется по всей Земле. Во-первых, вода вытекает из растений и попадает в атмосферу в виде водяного пара. Вода из земных океанов, озер и рек также испаряется в атмосферу. Испарение с водных путей Земли и растений через транспирацию в совокупности известно как суммарное испарение. В атмосфере вода образует облака, а затем снова падает на землю в виде дождя или снега. Осадки снова накапливаются в земных водных путях или попадают в почву, где они позволяют растениям расти. Затем вода испаряется из растений, океанов, озер и рек, завершая цикл.

Эта диаграмма показывает круговорот воды на Земле.

  • Устьица – Маленькие отверстия на дне листьев растений, которые используются для газообмена.
  • ксилема – Ткань в растениях, которая транспортирует воду и некоторые питательные вещества от корней растения до остальной части растения.
  • Чечевички – Небольшая пора в коре растения.
  • Эвапотранспирация – испарение воды из океанов, рек и озер, а также из растений посредством транспирации.

викторина

1. Какой тип транспирации НЕ является?A. Лентикулярная транспирацияB. Мезархальная транспирацияC. Кутикулярная транспирацияD. Стоматальная транспирация

Ответ на вопрос № 1

В верно. Лентикулярная, кутикулярная и устная транспирация – это формы транспирации, при которых вода теряется через линзу, кутикулу и устьицу соответственно. Мезархальная транспирация не существует. Месарх описывает путь развития ксилемы.

2. Когда температура повышается, что происходит со скоростью транспирации?A. Транспирация увеличивается.B. Транспирация уменьшается.C. Транспирация остается с той же скоростью.

Ответ на вопрос № 2

верно. Когда температура увеличивается, транспирация также увеличивается. Растения больше открывают свои устьицы в горячих средах, так что вода может испаряться, что охлаждает растение. Поэтому растения в горячих средах обычно переносят больше, чем растения в более холодных средах.

3. Когда _____________ увеличивается, скорость транспирации уменьшается.A. ветерB. Влага в почвеC. Влага в воздухеD. температура

Ответ на вопрос № 3

С верно. Когда относительная влажность высокая, транспирация уменьшается. Меньше воды испаряется в окружающий воздух, если в воздухе больше влаги. Когда влажность низкая, а воздух сухой, транспирация увеличивается. Вода проникает в воздух через диффузию; он перемещается из области с более высокой концентрацией (лист) в область с более низкой концентрацией (воздух).

Почему плачут растения? Транспирация и гуттация

«Растения плачут», это выражение давно вошло в обиход цветоводов и подразумевает под собой выделение небольшого количества жидкости, в виде капель, на листьях и цветах домашних растений.
В биологии, это явление называется гуттацией и является естественным процессом жизнедеятельности растения. Помимо, этого есть еще один не маловажный процесс, это транспирация.

Рассмотри эти явления подробнее.

Транспирация — процесс движения воды через растение, её испарение через наружные органы растения, такие как листья, стебли и цветки. Вода необходима для жизнедеятельности растения, но только небольшая часть воды, поступающей через корни, используется непосредственно для нужд роста и метаболизма. Википедия.

Процесс транспирации, протекает в дневное время, когда светло, сухо и тепло. При наличии солнечного света, высокой температуры (20 С – 25 С), устьица (поры на листьях растения) открываются, и через них происходит испарение, вода выходит в виде пара. Для восполнения ее дефицита, верхние части растения, вынуждены вытягивать влагу из соседних тканей, листьев, стеблей, плавно опускаясь все ниже и ниже, постепенно добираясь до корней растения.

В это время, корневая система растения, под действием осмотического давления, всасывает воду из грунта и по сосудистой системе растения, транспортирует ее вверх. То есть, в дневное время, корневая система работает под действием двух сил, собственной (осмотическое давление) и силой передающейся от верхней части растения.

Роль транспирации в жизни растения

  • Защита от перегрева
  • Способствует фотосинтезу. Который лучше осуществляется при температуре 20-25 С (исключение тропические растения), при более высоких температурах происходит разрушение хлорофилла, вследствие чего процесс фотосинтеза затрудняется.
  • Обеспечивает непрерывное движение воды, а вместе с ней и питательных веществ (минеральных, органически соединений), в клетках растений, что способствует быстрому росту и развитию растения.
  • Благодаря огромной силе помогает корневой системе растения работать более продуктивно и снабжать питанием самые верхние части растения.

Факторы, влияющие на транспирацию:

  • Интенсивность освещения, чем оно выше, тем выше температура листа, тем быстрее и в большем количестве раскрываются устьица, а следовательно, лучше и качественнее идет процесс транспирации.
  • Влажность воздуха, при сухом воздухе транспирация происходит, гораздо быстрее.
  • Влажность субстрата, чем суше субстрат, тем меньше воды поступает в растение, следовательно, процесс транспирации заторможен.
  • Температура окружающей среды. При 20-25 С процесс идет быстро, при понижении, повышении (разрушение хлорофилла) затормаживается.

Гуттация (от лат. gutta — «капля») — процесс выведения воды в виде капель жидкости на поверхности растения гидатодами. Слабая освещённость, высокая влажность способствуют гуттации. Гуттация весьма обычна у многих растений влажных тропических лесов… Википедия

Гуттации происходит в ночные или утрени часы. При отсутствии солнечного света, устьица на листьях растения закрываются, так как фотосинтез не возможен, а вместе с этим и процесс транспирации останавливается. Однако, физиологические процессы не останавливаются, корневая система растения продолжает работать и впитывать влагу, но процесс испарения идет не так быстро и растению уже не требуется столько влаги. Поэтому, ее избыток, находящийся в тканях, растение вынуждено, при закрытых устьицах, выводить через гидатоды.

Гидатоды — водные устьица, приспособления для выделения растением влаги в виде капель (гуттация). В виде блестящих капелек эта жидкость наблюдается при влажной атмосфере на листьях многих растений и часто ошибочно принимается за росу. Википедия.

На листовых пластинах растения гидатод очень много, они не имеют возможности закрываться, всегда открыты, благодаря чему через них, в ночное время, осуществляется выход лишней влаги. То есть, причина появления гуттации, это избыточное нагнетание корнями растения влаги и не способность растения ее испарить.

Роль гуттации в жизни растения

  • Поддержка водного баланса растения.
  • Выведение излишек минеральных веществ, в частности кальция. Передозировка питательных веществ может привести к тому, что выделяемые соли, вызовут ожог, пожелтение и высыхание кончика листа. Что не принесет явного вреда, но испортит эстетический вид растения.

Факторы, влияющие на гуттацию

  • Понижение ночной температуры.
  • Повышение влажности воздуха.
  • Переувлажнение грунта.
  • Недостаток калия.

Растение это сложный, живой организм, который работает как одно целое, где все процессы взаимосвязаны и имеют свое назначение. Чем лучше мы изучим, поймем, а главное научимся использовать, применять полученные знания тем быстрее будут расти, развиваться наши растения и радовать нас здоровым видом и обильным цветением.