Завдання

1. За даними, які були зібрані під час першої учбової практики в таблиці, використавши визначник та базу даних, розподілити види рослин за відношенням до світла, вологи, грунтів.

2. Дати відповіді на запитання:

• Що таке екологічні фактори, на які групи вони поділяються?

• Відобразити екологічні групи рослин по відношенню до світла

• Відобразити екологічні групи рослин по відношенню до вологи

• Відобразити екологічні групи рослин по відношенню до грунтів

• Що таке життєва форма рослин?

• Які бувають класифікації життєвих форм рослин?

3. Зробити висновки.

Лабораторна робота № 10

Тема: світло і його вплив на будову рослин.

Мета: встановити характерні особливості будови, пов’язані з

впливом світла на рослини.

Обладнання: описи рослинних угрупонь, гербарій.

Світло — один з найважливіших чинників|факторів| в житті рослин|, оскільки|тому що| він перш за все|передусім| є|з'являється| джерелом енергії в процесі фотосинтезу. Впливає він і на інші функції рослинного організму — на його ріст, цвітіння, плодоношенн. |

Прямі сонячні промені можуть бути згубні для рослини: інтенсивне освітлення веде до руйнування хлоропластів, а сильний перегрів може пошкодити і цитоплазму клітин.

46

Розсіяне світло, відбите частинками води, пилом, листям, рослини використовують значно краще. Крім того, в такому промінні, відбитому від частинок в атмосфері, міститься значно більше необхідних зеленій рослині жовто-червоних променів (50—60%), ніж в прямих сонячних променях (37%).

Відомо, що рослини, які зростать на світлі, морфологічно й анатомічно|спорудою| відрізняються від тіньових.

Тіньові рослини швидше досягають тієї інтенсивності асиміляції|, після|потім| якої подальше|дальше| підвищення освітленості вже не викликає|спричиняє| у них процесу інтенсифікації фотосинтезу; у|біля| світлових же рослин збільшення освітленості хоча й повільно, але|та| постійно збільшує інтенсивність фотосинтезу. Інтенсивність освітлення, кількість і якість світла, що отримує| рослина можуть бути різними і в межах однієї географічної зони. Світлові умови різні в лісі, на галявині, на луках, в полі, в горах. Кожне з цих місць|місце-миль| має| свій світловий режим, що створює різні| екологічні умови| для рослин, що виростають тут.

По відношенню до світла розрізняють наступні|слідуючі| групи рослин|:

1. світлові (світлолюбиві), такі, що живуть тільки|лише|

на освітлених сонцем місцях;

1. тіньові, що обирають тільки|лише| затінені місця|місце-милі|;

2. тіньовитривалі – рослини, які добре ростуть|зростають|

на світлі|, але|та| витримують і затінення.

До світлових відносяться рослини степів, напівпустель і пустель, де рослинний покрив проріджений і рослини не затінюють один одного. Це типові геліофіти, що мають пристосування до перенесення значного освітлення й нагрівання.

Світло являється |робить| формуючим фактором на утворення життєвих форм рослин. Невисокі, приземисті|приземкуваті|, розгалужені дерева з|із| широкою кроною (наприклад, сосна на відкритій місцевості|), розеткові трави (подорожник великий,| кульбаба лікарська – форми, що зазвичай|звично| розвиваються в умовах повного|цілковитого| освітлення (геліофіти|). Високі, стрункі, з|із| розгалуженою тільки|лише| на верхівці| |частці| кроною дерева і чагарники, що виростають в лісі, ліани, з|із| їх подовженими пагонами|паростками|, що обплітають сусідні рослини, — це ті ж світлові рослини, але|та| що мають|відчувають| не­достаньо| освітленості й які активно його долають|переборюють|. Тут ослаблення|ослабіння| освітленості визначається біотичними| фактора­ми—| впливом сусідніх рослин.

47

Між впливом світла і умовами водопостачання на внутрішню структуру рослини є тісна залежність: у зв'язку з сильним освітленням і постійним нагріванням у рослин формуються ксероморфні риси будови.

Так, у світлових рослин зазвичай добре розвинена коренева система. Їх невелике, щільне, порівняно товсте листя має добре розвинену дорсовентральную структуру мезофіла, іноді з декількома шарами палісадної тканини. Листя зазвичай блискуче, з товстостінним епідермісом, кутикулою і численними зануреними дихальцями, з восковим нальотом або часто з покривом з мертвих волосків, що відбивають частину сонячних променів. Інтенсивний розвиток изопалісадної тканини, зменшення числа міжклітинників слід розглядати як пристосування до ослаблення сили освітлення і нагрівання. Провідні й механічні тканини в листі та у всьому тілі світлових рослин добре розвинені: на 1 см² загальна довжина жилок більше 1000 мм.

Спостерігаються й інші морфологічні пристосування до зменшення освітлення листя прямими сонячними променями. Так, у|біля| деяких світлових рослин чергове листя на стеб­лі| розташоване|схильне| вертикально; листова пластинка|платівка| стоїть ребром до падаючих|падати| променів сонця, як, наприклад, у|біля| дикого лактука| (Lactuca| scariola|), евкаліптів (Eucalyptus|). Це оберігає|запобігає| лист|аркуш| від можливого надмірного нагрівання його живих|жвавих| тканин.

На світлу раніше закінчується фаза розтягування і росту|зросту| клітин|клітин|, хоча ділення клітин відбувається|походить| активніше під впливом короткохвильових променів спектру. Так, інтенсивне освітлення викликає|спричиняє| у|біля| світлових рослин появу низькорослих, часто розеткових форм (гірські|гірничі| рослини).

До світлових рослин можна віднести і ефемероїди (короткий період вегетації) | листяних лісів, які швидко розвиваються і квітнуть лише в умовах світлого без­листого| весняного лісу, за­кінчуючи | свою вегетацію до пе­ріоду| появи листя на деревах: чистяк| весняний (Ficaria verna|), сцила | сибірська (Scilla| sibirica|), гусяча цибулька |цибуля| жовта (Gagea| lutea) тощо.|т

Світлові рослини, потрапляючи у затінення, значно витягуються, утворюючи пагони з довгими ніжними меживузлями, в яких мало механічної тканини; в листках недорозвинена хлорофілоносна тканина. Такі етіольовані пигони добре відомі в картоплі, що проросла у темряві|темряві|. Дуже витягнуті меживузля­ |у|біля| в'юнких рослин, наприклад хмелю (Humulus lupulus|), берізки польової| (Convolvulus| arvensis|).

48

Витягнення меживузлів — корисне пристосування: воно забезпечує швидкий ріст стебла|стеблини| й допомагає рослині швидше|скоріше| винести до світла| верхівку пагону|паростка| з|із| листям. У|біля| етіольованих пагонів слабо| розвиваються механічні тканини, тому ті часто не витримують вагу |тягасвого| тіла. В загущен­их| посівах хлібних злаків при сильному витягуванні їх меживузлів може відбутися вилягання|паростків|. В той же час для отримання| тонкого і довгого лубового волокна навмисно | загущують посіви льону|лен-стланця|-довгунця.

Під впливом затінювання деревні геліофіти | інтенсивно ростуть |зростають| у висоту, втрачаючи|розгублювати| бічні|бокові| гілки («самоочищення» стовбура|ствола|).

Світлові рослини дуже реагують на нерівномірне освітлення|: вони згинаються у бік світла, радіальна внутрішня| будова|споруда| пагону|паростка| стає асиметричною. У|біля| світлових дре­вних| порід одностороннє|однобічне| освітлення (наприклад, на узліссі) викликає|спричиняє| однобокий розвиток крони і утворення більш | широких річних кілець деревини на освітленому боці (сосна).

Ділянка поперечного зрізу деревини

стебла|стеблині| лимонни­ка| китайського:

а – судина, б- клітини деревної паренхіми,

в – клітини променя, г – клітини серцевини.

49

Своєрідну групу серед світлових деревних рослин складають ліани. Одні з них можуть бути виткими|, використовуючи| як опору будь-які сусідні рослини; такий, наприклад, лимонник китайський (Schizandra| diisensis|). Інші використовують для додаткового закріплення вусики|, наприклад виноград (Vitis|), частково дикий виноград (Amp&elopsis|), ши­пи, | або колючки, як сасапарили| (Smilax|). Ліани є|з'являються| рослинами переважно вологих|вогких| тропічних лісів; у нас зустрічаються в лісах Гірського Криму та Карпат.

Надзвичайно високої спеціалізації досягають у|біля| ліан осо­бливості| будови|споруди| їх провідної системи, яка швидко проводить по довгому стеблу|стеблині| ліани воду| та поживні речовини до верхівок її пагонів|паростків|, що несуть листя в у самому верхньому ярусі лісу.

Провідна система деревини їх складається з судин із широким діаметром, яких дорівнює 500—700 мк, тобто перевищує діаметр судин. Судини|посудини| утворюються щороку|кожен рік|, і вся деревина тонкого стебла|стеблини| ліани відрізняється великою кількістю таких круп­них| судин|посудин|. Кожна судина|посудина| деревини оточена на всьому своєму протязі шаром з|із| живих клітин.

Ця система живих| клітин|клітин| деревини інтенсивно| використовує вологу, крім того, в цих же клітинах влітку накопичується велика| кількість запасних речовин. Це має величезне значе­ние| на весні для прискорення росту|зросту| і розтягування ліан.

Ті рослини лісу, які ніколи не виростають на відкритих місцях і задовольняються невеликою дозою світла, є тіньові рослини — скіофіти. Якщо геліофити при затіненні гинуть, то скіофити переносять його добре, тому що у них інші умови фотосинтезу, дихання і транспірації.

До тіньових рослин відносяться лісові трави: кислиця (Oxalis| acetosella|), воронячий глаз| (Paris| quadrlfolia|), травневик дволистий (Maianthemum| iifolium|) тощо. Всі ці рослини не виносять | яскравого світла, тому, опинившись | на світлій вирубці|вирубуванні|, дуже | нагріваються й гинуть. Ці рослини потребують значного| водопостачання.

Листові пластинки|платівки| у|біля| них досить широкі, тонкі; жилки розвинені слабо і також слабо виражені|виказувати| провідні й механічні тканини в листі та стеблах|стеблинах|.

Внутрішня будова листка тіньових рослин суттєво відрізняється від світлових. Мезофіл їх листя слабо диференційований на стовпчасту та губчасту тканини ( перважає губчаста) з великими міжклітинниками. Епідерміс тонкостінний, продихи є, як в нижньому, так і у верхньому епідермісі.

50

Вони підвищуються над поверхнею, нерідко зовсім не закриваються. Кутикула слабо виражена, опушення відсутнє. У великих клітинах епідермісу часто присутні хлоропласти (чого не буває у світлових рослин), вони крупніші, мають більше хлорофілу. Це забезпечує можливість фотосинтезу при слабкому, розсіяному освітлені в лісі.

В тіньових рослин у хлоропластів добре виражена здатність пересуватись в цитоплазмі, займаючи більш вигідне положення для фотосинтезу.

До тіньових рослин відносять багато деревних порід з густою кроною, а також трав’янисті рослини лісів, галявин, лук.

Базуючись на різному відношенні рослин до світла, була створена шкала деревних порід:

по Г.О.Турскому	по Ж. Визнеру	бали освітлення
Модрина	Біла акація	1
Береза	Модрина і ясен	1/5 – 1/6
Сосна	Осика	1/8
Осика	Береза	1/9
Дуб	Сосна	1/10
Ясен	Тополя	1/11
Клен	Тополя біла	1/15
Вільха чорна	Дуб	1/20 – 1/26
Ільм	Ялина	1/30
Вільха сіра	Липа	1/40
Липа	Ялиця	1/45
Граб	Клен	1/55
Ялина	Граб	1/56
Бук	Бук	1/66
Ялиця	Тис	1/100
	Ялівець	1/108

51

Поперечний зріз світлового (а) та тіньового (б) листка бузку

52

Середнє та нижнє| положення|становищу| в шкалі займають деревні породи тіньовитривалі, пристосовані до існування в затіненні, хоча багато хто з|із| них чудово почуває|почуває| себе і на освітлених місцях|місце-милях|, на­приклад| липа або клен.

В європейських лісах освітлення, що дорівнює 1/90, виявляється граничним для трав'янистих зелених рослин. Геліофіти фотосинтезиють при освітленні, рівному 1, найменш тіньовитривалі — факультативні геліофіти — при 1/5— 1/10, дуже тіньовитривалі — тіньові рослини (скіофіти) — живуть при мінімумі світла ниже1/50.

Крони тіньовитривалих дерев мають густіше листя|, пропускають менше світла. Нижні гілки у них не відмирають, довго зберігаються, тому крони починаються|розпочинають| близько|поблизу| від основи|основи| стовбура|ствола|. Під пологом високих дерев ростуть|зростають| тільки|лише| тіневитривалі| дерева другої величини та чагарники, а в нижніх ярусах — ще більш тіньовитривалі трави, чагарнички і мохи.

|біля| Тіньовитривалі рослин утворюєть листову мозаїку.|із|

Різні рослини одного і того ж виду|виду| в різні періо­ди| свого розвитку (онтогенезу) потребують світла по-різному. Так, наприклад, молоді рослини переносять більше затінення|, ніж дорослі.

Фази цвітіння і плодоноше­ния| рослин також пов’язані| з|із| дією на них світла. Має значення й періодичність освітлення (рослини довгого та

короткого| дня, а також нейтраль­ні | до тривалості денного| освітлення). Рослини пер­ших| двох груп різні в своєму географічному розповсюдженні|, що, можливо, пояснюється|тлумачить| історично різним їх походженням| та різними пристосуваннями до умов освітленості| й температури, що виникли| в процесі їх еволю­ції|. До рослин довгого дні відносяться: береза (Betula|), модрина (Larix|), такі культурні рослини, як жито (Secale|), пше­ниця| (Triticum|), картопля (So|lanum tuberosum|), капуста (Brassica|), а також лугові злаки, люцерна (Medicago|). До рослин| короткого дня належать за своїм походженням південні види: рис (Oriza|), кукуру­за| (Zea| mays|), соя (Glycine|), про­со| (Panicum|), бавовник. (Gossypium|), огірок (Cucumis|) та інші.

Що стосується нейтральної групи, то ці види характеризуються широкими |величезними| ареалами (кульбаба, очиток, малина, тонконіг|) та поєднанням ознак світлових і тіньових груп рослин.

53

Ділянка поперечног о зрізу листка|аркуша| олеандра:

а — двошаровий епідерміс з кутикулою; б — гіподерма; в — ізопалісадний мезофіл; г — заглиблення нижньої сторони листка з продихами і волосками.

Пристосування рослин до впливу світла та пов’язаного з ним | нагрівання тіла, багато в чому схожі з| тими, які допомагають їм вижити при недостатньому водозабезпеченні. В цьому відношенні чудовим прикладом є|зразком| | будова|споруда| листя|аркуша| такої мезофільної рослини, як ол|еандр (Nerium| oleander|). Листя цієї рослини можуть служити класичним прикладом|зразком| поєднан|ня всіх ксероморфних ознак: мезофіл ізоп|лісадний — декілька шарів стовпчастої тканини розміщені з| верхнього та нижнього боку листка|аркуша|; епідерміс багатошаровий|, з|із| товстою кутикулою; добре виражена| гіподерма — водоносний шар; продихи заглиблені, захищені багаточисленними| волосками |; добре розвинені жилки механічної | тканини.

Сонячне світло завжди поєднане з|із| теплом, тому пристосування| до цих чинників|факторів| бувають дуже | різноманітні|всілякі| у|біля| рослин різних екологічних груп. Геліофіти — рослини, пристосовані, як до інтенсивного освітлення, так і до пов'язаного з ним значного перегріву|перегрівання|, до посиленої транспірації, що призво­дить | до підвищеної потреби у водопостачанні.

54

Геліофіти часто є|з'являються| одночасно і термофітами| й ксерофітами|; тіньові ж рослини -— скіофіти| часто схожі за своїми пристосуваннями з групою вологолюбів — гігрофиітів|, що постійно потребують наземної| й атмосферної вологості.

Часто буває важко визначити, які з цих комбінованих пристосувань виникли під впливом світла або тепла, а які — під впливом умов водопостачання.