35. Вода как экологический фактор. Экологические группы растений по отношению к воде.

Вода является основной частью растительных организмов. Её содержание доходит до 90 % от массы организмов, и она участвует прямо или косвенно во всех жизненных проявлениях. Вода - это та среда, в которой протекает все процессы обмена веществ. Она составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру, Молекулы белков, нуклеиновых кислот, мембраны сохраняет свою структуру и активность при наличии водородных связей. Высокое содержание воды придает содержимому клетки (цитоплазме) подвижный характер. Все реакции гидролиза, многочисленные окислительно-восстановительные реакции идут с участием воды. Вода способствует стабилизации температуры растений. Вода — растворитель разнообразных веществ, она обеспечивает транспорт минеральных, органических веществ и газов по растению, участник биохимических превращений. Она принимает участие в фотосинтезе, дыхании, гидролитических процессах, а также служит источником О2.Вода обеспечивает связь органов друг с другом, координацию их деятельности. Водный ток обеспечивает связь между отдельными органами растений. Питательные вещества передвигаются по растению в растворенном виде. Насыщенность водой обеспечивает прочность тканей, сохранение структуры травянистых растений, определенную ориентировку организмов растений в пространстве. Рост клеток в фазе растяжения идет главным образом за счет накопления воды в вакуоли.

Таким образом, вода обеспечивает протекание процессов обмена, коррелятивные взаимодействия, связь организма со средой. Для нормальной жизнедеятельности клетка должна быть насыщенна водой.

Гигрофиты — растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы. Для них характерно отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды, и неспособность переносить даже незначительную ее потерю. Наиболее типичные гигрофиты — травянистые растения влажных тропических лесов и нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (чистотел большой, недотрога обыкновенная, кислица обыкновенная и др.), прибрежные виды (калужница

болотная, плакун-трава, рогоз, камыш, тростник), растения сырых и влажных лугов, болот (белокрыльник болотный, сабельник болотный, вахта трехлистная, осоки), некоторые культурные растения.

Характерные структурные черты гигрофитов — тонкие листовые пластинки с небольшим числом широко открытых устьиц, рыхлое сложение тканей листа с крупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей системы (ксилемы), тонкие слаборазветвленные корни, часто без корневых волосков. К физиологическим адаптациям гигрофитов следует отнести низкое осмотическое давление клеточного сока, незначительную водоудерживающую способность и, как следствие, высокую интенсивность транспирации, которая мало отличается от физического испарения. Избыточная влага удаляется также путем гуттации — выделения воды через специальные выделительные клетки, расположенные по краю листа. Избыточная влага затрудняет аэрацию, а следовательно, дыхание и всасывающую деятельность корней, поэтому удаление излишков влаги представляет собой борьбу растений за доступ воздуха.

Ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными. Это растения пустынь, сухих степей, саванн, сухих субтропиков, песчаных дюн и сухих, сильно нагреваемых склонов. Структурные и физиологические особенности ксерофитов нацелены на преодоление постоянного или временного недостатка влаги в почве или воздухе. Решение данной проблемы осуществляется тремя способами: 1) эффективным добыванием (всасыванием) воды 2) экономным ее расходованием 3) способностью переносить большие потери воды

Интенсивное добывание воды из почвы достигается ксерофитами благодаря хорошо развитой корневой системе. По общей массе корневые системы ксерофитов примерно в 10 раз, а иногда и в 300—400 раз превышают надземные части. Длина корней может достигать 10—15 м, а у саксаула черного — 30—40 м, что позволяет растениям использовать влагу глубоких почвенных горизонтов, а в отдельных случаях и грунтовых вод. Встречаются и поверхностные, хорошо развитые корневые системы, приспособленные к поглощению скудных атмосферных осадков, орошающих лишь верхние горизонты почвы. Экономное расходование влаги ксерофитами обеспечивается тем, что листья у них мелкие, узкие, жесткие, с толстой кутикулой, с многослойным толстостенным эпидермисом, с большим количеством механических тканей, поэтому даже при большой потере воды листья не теряют упругости и тургора. Клетки листа мелкие, плотно упакованы, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность. Кроме того, у ксерофитов повышенное осмотическое давление клеточного сока, благодаря чему они могут всасывать воду даже при больших водоотнимающих силах почвы. К группе ксерофитов относятся и суккуленты - растения с сочными мясистыми листьями или стеблями, содержащими сильно развитую водоносную ткань. Различают листовые суккуленты (агавы, алоэ, молодило, очитки) и стеблевые, у которых листья редуцированы, а надземные части представлены мясистыми стеблями (кактусы, некоторые молочаи и др.). Фотосинтез у стеблевых суккулентов осуществляется периферическим слоем паренхимы стебля, содержащим хлорофилл. Длительные засушливые периоды преодолеваются ими путем накопления воды в водоносных тканях, связывания ее коллоидами клеток, экономного расходования, которое обеспечивается защитой эпидермиса растений восковым налетом, погруженными в ткань листа или стебля немногочисленными днем закрытыми устьицами. В результате транспирация у суккулентов чрезвычайно мала.

Мезофиты - занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами. Они распространены в умеренно влажных зонах с умеренно теплым режимом и достаточно хорошей обеспеченностью минеральным питанием. К мезофитам относятся растения лугов, травянистого покрова лесов, лиственные деревья и кустарники из областей умеренно влажного климата, а также большинство культурных растений и сорняки. Для мезофитов характерна высокая экологическая пластичность, позволяющая им адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды.

Специфичные пути регуляции водообмена позволили растениям занять самые различные по экологическим условиям участки суши. Многообразие способов приспособления лежит, таким образом, в основе распространения растений на Земле, где дефицит влаги является одной из главных проблем экологической адаптации.

36. Семейство Астровые А́стровые (лат. Asteráceae), или Сложноцве́тные (лат. Compósitae) — одно из самых больших семейств двудольных растений; распространённых по всему земному шару и представленных во всех климатических зонах. Представители данного семейства — главным образом травянистые растения, однолетние или многолетние, реже кустарники или небольшие деревья.

Корневая система – стержневая, главный корень иногда превращается в корнеплод, а боковые в клубнеплоды. Стебли – прямостоячие.

Листорасположение – очередное супротивное, часто нижние листья собраны в прикорневую розетку. Листья – простые, цельные или расчлененные: перистораздельные, перисто – рассеченные. Соцветия – корзинка, которая снаружи обрамлена оберткой из прицветных листочков. Иногда корзинки, если они малы, собраны в сложные соцветия – сложный щиток, метелка.

Цветки могут быть 4 типа:

1. Трубчатый цветок – актиноморфный из 5 сросшихся лепестков и 3сложенных в трубочку тычинок. Пестик ценокарпный из двух плодолистиков с нижней завязью, чашечка редуцирована, вместо нее – хохолок из волосков или чешуйки.

Формула трубчатого цветка *Са0Со(5)А(5)G(2)¯

2. Ложноязычковый цветок – краевой зигоморфный цветок из трех сросшихся лепестков, с недоразвитой завязью и поэтому не плодущий.

Формула ложноязычкового цветка: ↑Са(0)Со(3)G0-(2) ¯

3. Язычковый цветок – зигоморфный из 5 сросшихся лепестков, чашечка редуцированна и превращена в хохолок. Пять тычинок сращены в трубку, пестик ценокарпный из 2 плодолистиков с нижней завязью.

Формула языкового цветка: ↑Са(0)Со(5)А(5)G(2) ¯

4. Воронковидный цветок – краевой цветок воронковидного типа, неплодующий.

Цветки в корзинке встречаются в различных соцветиях: 1. Средние цветки трубчатые, а краевые – ложноязычковые; 2. Средние цветки трубчатые, а краевые – воронковидные; 3. Все цветки трубчатые; 4. Все цветки язычковые; Плод – семянка и ее разновидности: летучка, крылатка.

36. А́стровые ( Asteráceae)или Сложноцве́тные ( Compósitae) — одно из самых больших семейств включает 32 913 видов, объединённых в 1911 родов распространённых по всему земному шару и представленных во всех климатических зонах. Строение цветка Название соцветия как бы говорит само за себя: корзинка, то есть определенная емкость, в которую что-либо сложено. Емкость - это расширенная на конце цветоножка, она может быть плоской, выпуклой или вогнутой. Как раз на ней и располагаются многочисленные мелкие цветы. А вокруг все это окружено одним или несколькими рядами прицветников. Все цветы семейства делят на пять видов:

Трубчатые, чаще всего гермафродитные и гораздо реже однополые. Имеют форму в виде трубки, которая расширяется на конце или имеет отгиб. Ложноязычковые цветы – они образуются в результате сращивания трех лепестков и имеют такое же количество зубчиков, расположенных на верхнем крае. Язычковые – венчик имеет форму укороченной трубки, от которой отходят лепестки, сросшиеся между собой. Как правило, у них имеется пять тычинок и один пестик. Воронковидные – цветы ассиметричной формы, бесполые, венчик в виде длинной трубки сильно расширенной на конце (воронка). Двугубые цветки – трубка венчика достаточно длинная, и от нее отгибается два язычка (губы). Могут быть обоеполые или однополые. Са(0, сросшиеся) Со(5) А (5) G(2). Астровые (сложноцветные) имеют плод семянку. Он сухой, семечко содержит одно. Околоплодник кожистый и при созревании не разрывается. Широко распространено образование на семянке различных волосков, выступов, своеобразных крючков, которые в свою очередь способствуют распространению семян по ветру (у одуванчика, полыни), с животными или на одежде людей (череда, лопух).

Подсемейство астровые (трубкоцветные) Преобладающее большинство цветов - трубчатые. Эта группа растений насчитывает более тысячи родов и более двадцати триб (таксономический ранг в ботанике, который по значению ниже семейства, но выше рода). К примеру, наиболее известные - это астровые, календуловые, подсолнечниковые, пупавковые, бархатцевые и другие. Подсемейство цикориевые (или латуковые. Их второе название язычковые, в отличие от предыдущего семейства содержат всего лишь семь триб, а число родов около двухсот – это малая часть из всего количества растений, входящих в семейство астровые. Представители цикориевых произрастают практически на всех континентах, в нашей стране самый известный вид – это цикорий обыкновенный, примечательный яркими голубыми цветами и распространенный как сорняк. Но тем не менее, растение является хорошим медоносом, а в кулинарии используется корень для приготовления коф е. Семейство астровые: пищевое значение Изпользование растений данного семейства в кулинарии популярно издавна, наиболее известный пример – это подсолнечник масличный. Его родина - Северная Америка. Он успешно акклиматизировался в наших краях, теперь подсолнечник выращивается в промышленных масштабах. Самый главный продукт из него – это, конечно же, подсолнечное масло. Но помимо этого получают семечки, саломас (твердый жир, использующийся для приготовления маргарина и мыла), отходы производства используются в качестве корма для животных.