38. Понятие жизненных форм растений, их классификация.

Жи́зненная фо́рма расте́ний, биологи́ческая фо́рма, биомо́рфа — внешний облик растений (габитус), отражающий их приспособленность к условиям среды. Термин предложен датским ботаником Эугениусом Вармингом в 1884 году, понимавшим под ним «форму, в которой вегетативное тело растения находится в гармонии с внешней средой в течение всей жизни, от семени до отмирания».

В процессе индивидуального развития (онтогенезе) внешний облик растения меняется. Среди факторов, которые влияют на это изменение можно выделить как внешние (окружающая среда), так и внутренние, заложенные в генетическом коде. Несмотря на разнообразие жизненных форм растений, можно выделить некоторые общие критерии, на основании которых множество жизненных форм будет разбито на группы.

Первую классификацию основных форм растений по их внешнему облику разработал немецкий естествоиспытатель А. Гумбольдт. Она насчитывала 19 основных форм и была опубликована в 1806 году. Критерии этой классификации основывались на физиономических характеристиках растений. За этой классификацией последовали другие: А. Кернера (1863), А. Гризебаха (1872), О. Друде (1913) — в них кроме физиономических параметров в расчёт принимались и другие характеристики.

В ходе дальнейшего развития появились классификации, основанные на ряде специальных приспособительных признаков: положении почек и характере защитных почечных покровов (К. Раункиер, 1905, 1907), способу вегетативного размножения (Г. Н. Высоцкий (1915), Л. И. Казакевич (1922).

Советский ботаник И. Г. Серебряков предложил (1962, 1964) классификацию, основанную на структуре и длительности жизни надземных скелетных осей растений.

39. Факторы окружающей среды и растения.

Вредные отходы могут быть химическими, радиоактивными и биологическими (в том числе инфекционными). Во многих странах они представляют серьезную угрозу для здоровья населения. В США (по специальным критериям) к концу ХХ столетия было выявлено около 50000 предприятий с вредными отходами, и 1000 из них были включены в список объектов первоочередного внимания, составленный Агентством по охране окружающей среды. Видимо, существуют и невыявленные, а также недавно появившиеся такие предприятия. На них используется около 30000 химических веществ. В Агентстве по охране окружающей среды около 200 из них числятся как особо вредные в связи с токсичностью, распространенностью и т. д. Одна из сложностей состоит в том, что эти вещества обычно входят в состав смесей, точное содержание которых далеко не всегда известно. Помимо прямого токсического действия, эти вещества могут взаимодействовать друг с другом, и при этом возможна суммация эффектов, их взаимное усиление или, напротив, ослабление. Данных, позволяющих предсказывать результат этих взаимодействий, мало.

Пути воздействия вредных отходов на работников промышленных производств и жителей прилегающих районов разнообразны. Это могут быть пары или дымы непосредственно самого производства или мусоросжигательных установок, загрязненная вода (при непосредственном сбрасывании отходов в пресные водоемы или при их проникновении в грунтовые воды), зараженные растения, рыба и другие продукты, прямой контакт с отходами (особенно у детей в случае плохой охраны промышленных объектов).

Огромный общественный резонанс вызвало загрязнение грунтовых вод летучими органическими соединениями. Оказалось, что это загрязнение широко распространено, а в нескольких работах была показана связь между высоким содержанием данных соединений в питьевой воде и заболеваемостью раком . В 1983 г. было обнаружено, что 11 из 20 токсических веществ, наиболее часто выявляемых на объектах первоочередного внимания, относятся именно к летучим органическим соединениям ( табл. 390.1 ). При составлении современных норм исходят из того, что порога канцерогенного действия не существует. Поэтому после выявления канцерогенных свойств вещества его содержание пытаются понизить до такого уровня, при котором риск злокачественных новообразований был бы хотя бы минимальным. Очевидно, что критерии выявления канцерогенов в воде и оценки возможного риска от их воздействия более чем расплывчаты. Тем не менее загрязнение грунтовых вод летучими органическими соединениями продолжает оставаться в центре общественного внимания.

ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА РОСТ РАСТЕНИЙ

Для роста растений необходим комплекс благоприятных условий: свет, тепло, влажность, характер почв, их влажность и температура. К настоящему времени накоплено большое количество

164

сведений о влиянии различных факторов среды на рост растений. В природе наряду с растениями обычного размера встречаются карлики и великаны.

Каменистые сухие почвы не способствуют росту, здесь обитают низкорослые растения. Растения-карлики возникают в условиях очень интенсивного освещения. В природе карликовые растения в большом количестве встречаются в тундре, образуя низкорослые "леса" до полуметра высотой. Здесь наряду с другими факторами сказывается влияние длинного полярного дня. Высоко в горах растения находятся в трудных условиях: низкие температуры, иссушающие ветры и, что особенно важно, высокая интенсивность освещения, сильное ультрафиолетовое излучение. Здесь деревья в возрасте нескольких сотен лет достигают размеров сильно ветвистых кустарников.

В природе наблюдается и гигантизм растений, причем это явление характерно для определенных районов земного шара. Травянистые и древесные гиганты можно наблюдать на Дальнем Востоке. Например, высота дудника медвежьего - 3 -4 м. На Сахалине и Курильских островах диаметр листьев белокопытника японского достигает 150 см. На Камчатке также встречаются растения-гиганты - мятлик, овсяница. Растения европейской части России, пересаженные на Дальний Восток, растут более интенсивно, чем у себя на родине, а растения Дальнего Востока, пересаженные в европейскую часть страны, свойство гигантизма теряют.

Растения-великаны встречаются и в других районах земного шара. В Восточной Африке на высоте 3600 - 4700 м обитают верески высотой до 20 м. На Гавайских островах можно встретить четырехметровую герань, паслен, на Памире - кусты барбариса высотой до 4 м. Немного ниже этих высот растут те же виды, но обычных размеров. Анализируя особенности роста растений в разных районах земного шара, ученые пришли в выводу, что интенсивный рост связан с местами, где высокая вулканическая деятельность, идут интенсивные горообразовательные процессы, где происходит перемещение веществ из глубин Земли на поверхность. Гигантизм растений в таких районах обусловлен определенными микроэлементами. Так, осины с листьями диаметром 30 см встречаются в местах, где в почве есть торий.

Еще один стимулятор роста - талая вода. Она усиливает рост фитопланктона в океане и наземных высших растений. Такая вода интенсивнее поглощается растительными тканями, что связано с особенностями структуры талой воды. По некоторым данным, талая вода повышает урожайность сельскохозяйственных растений в 1,5 - 2 раза.

Исследования о влиянии факторов среды на рост растений расширили представления о многообразии этих факторов. Есть данные о влиянии электричества и магнитного поля на рост растений.

165

Установлено, что фотосинтез и корнеобразование идут быстрее, а следовательно, растение лучше растет, если к нему подключен отрицательный электрод, так как само растение заряжено отрицательно. Подключение данного электрода увеличивает разность потенциалов между растением и атмосферой.

Влияние на рост растений магнитного поля связано с чувствительностью растений к силовым линиям магнитного поля Земли. Положительно на рост растений влияет и омагниченная вода, которая приобретает свойство лучшего растворителя солей, а следовательно, их лучшего усвоения. Полив такой водой ускоряет рост, увеличивает урожай, повышает содержание витаминов, Сахаров.

Небесные тела - Луна, Солнце - также воздействуют на рост растений. Результаты опытов о влиянии фаз Луны на рост растений показали, что при полной Луне темпы роста овощей увеличиваются на 20 % по сравнению с фазами, когда Луна рождается или "стареет". Вспышки на Солнце, появление пятен на его поверхности усиливают рост деревьев.

Не менее интересны факты о влиянии разного рода звуков на рост растений. Установлено, что звучание скрипки вызывает усиление роста растений, в основе которого лежит ускорение движения цитоплазмы, что приводит к повышению обмена веществ. Так, "прослушивание" стыдливой мимозой в течение 25 мин старинной индийской музыки усилили ее рост в 1,5 раза.

Опыты американского ученого Д. Ретолак над проростками растений, подвергавшихся воздействию разного рода музыки, показали, что музыка Баха и индийская музыка стимулируют рост растений, стебли которых тянулись к источнику звука, а рок-музыка и звуки барабана сдерживали их рост. Растения положительно реагируют на звуки низкой частоты, усиливая темп роста (рокот морских волн и грома, журчание воды, гудение шмеля). Так, бананы лучше растут под музыку с преобладанием басовых нот. Бурным ростом реагировали на звуки проростки озимой пшеницы, салата. Сотрудники американского университета установили, что шум реактивного двигателя ускоряет прорастание семян сахарной свеклы, а в Сибирском технологическом институте с помощью звуков обыкновенного автомобильного гудка добились стимуляции роста семян сосны кедровой.