Занятие 36. Экологические группы растений

Цель: изучить морфологические особенности растений разных экологических групп.

Литература для самоподготовки

1. Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология растений /Т.И. Серебрякова, Н.С. Воронин, А.Г. Еленевский и др. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006, с. 486-501.

2. Ботаника. Анатомия и морфология растений /Под ред. А.Е. Васильева. – М.: Просвещение, 1988, с. 431-461.

3. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений – М.: Эдиториал УРСС, 2000, с. 292-312.

4. Тимонин А.К. Ботаника: в 4 т. Т. 3. Высшие растения. – М.: ИЦ «Академия», 2007, с. 225-238.

Оборудование: элодея канадская, алоэ древовидное, олеандр, фикус эластичный, микроскоп и оборудование для микроскопирования, таблицы «Экологические группы»: 1-5, 11; «Лист» 10.

Предварительное домашнее задание

1. Укажите основные местообитания гелиофитов: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Приведите классификацию гидрофитов, основанную на связи растений с водной средой.

Справка. По отношению к световому режиму местообитания выделяют три экологические группы растений. Гелиофиты, или светолюбивые растения – это растения, чей экологический оптимум находится в области полного солнечного освещения, в связи с чем сильное затенение действует на них угнетающе (обитатели открытых местообитаний). Сциофиты, или тенелюбивые растения – это растения, чей экологический оптимум располагается в области слабой освещенности, в связи с чем они не могут расти при полном солнечном освещении (обитатели затененных экотопов). Теневыносливые растения – это растения, имеющие по отношению к свету широкую экологическую амплитуду с оптимумом, сдвинутым в сторону сильной освещенности. Представители каждой из этих групп растений характеризуются рядом анатомо-морфологических и физиологических адаптаций к условиям светового режима.

Работа 100. Экологические группы растений, выделенные по отношению к фактору «освещенность» ход работы

1. Рассмотрите гербарные экземпляры сциофитов хвойных лесов (кислица обыкновенная, майник двулистный) и дубравы (копытень европейский, вороний глаз четырехлистный), найдите их общие черты.

2. Рассмотрите гербарные экземпляры гелиофитов из разных местообитаний, найдите общие черты; укажите морфологические адаптации к обитанию при полном солнечном освещении.

3. Изготовьте микропрепараты поперечных срезов листьев кислицы обыкновенной и фикуса эластичного.

4. Зарисуйте препараты, выделив основные анатомические особенности листьев сциофитов на примере кислицы и листьев гелиофитов на примере световых листьев фикуса эластичного.

Описание препаратов. Гелиофиты, растущие в сильно освещенных местообитаниях, характеризуются сильным развитием проводящих и механических тканей, структурами эпидермиса, отражающими избыток света, сравнительно мелкими листьями и другими признаками. Сциофиты характеризуются комплексом противоположных признаков. Кислица обыкновенная – многолетний травянистый длиннокорневищный поликарпик, облигатный сциофит, гигрофит, обитатель темнохвойных лесов Евразии. Лист тройчатый, листочки дорзо-вентральные, гипостоматические. Эпидермис однослойный, из относительно крупных выпуклых снаружи, особенно на нижней стороне пластинки, клеток, покрытых тонкой кутикулой. Хлоренхима дифференцирована на палисадный и губчатый мезофилл. Палисадный мезофилл однослойный, из округло-треугольных клеток, обращенных вершинами внутрь листа. Губчатый мезофилл состоит из клеток разной формы, сильно вытянутых в парадермальномй плоскости в разных направлениях. Фикус эластичный – вечнозеленое дерево дождевых тропических лесов горных районов Суматры, Явы и северной Малайи. Гелиоморфный лист простой, с глянцевой поверхностью, гипостомный, дорзо-вентральный с чертами изолатеральности. Эпидерма покрыта толстой кутикулой, трехслойная, верхняя значительно более толстая, чем нижняя в связи с размерами клеток. В верхней эпидерме, под наружным слоем местами развиваются гигантские клетки - литоцисты, содержащие гроздья цистолитов на ножке, представляющие собой вырост клеточной оболочки внутрь клетки. Устьица погруженные (находятся на уровне границы между средним и внутренним слоем эпидермиса) в устьичной ямке. Замыкающие клетки с мощными клювиками. Хлоренхима дифференцирована на столбчатый и губчатый мезофилл. Столбчатый мезофилл располагается субэпидермально с обеих сторон листовой пластинки (с верхней стороны – 2 слоя, с нижней – один). Средняя часть листовой пластинки занята губчатым мезофиллом из многолопастных клеток.

Рис. 96. Поперечные срезы листьев:

А – гелиоморфного листа фикуса эластичного (Ficus elastica Roxb.),

Б – сциофита кислицы обыкновенной (Oxalis acetosella L.).

1 – верхний эпидермис, 2 – столбчатый мезофилл, 3 – губчатый мезофилл, 4 – нижний эпидермис, 5 – кутикула, 6 – клетка - литоцит с цистолитом, 7 – устьица, 8 – проводящий пучок.

Выводы: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Справка. Разнообразие экологических групп растений, выделенных по отношению фактора «влажность» связано с различным уровнем влажности почвы и воздуха в различных местообитаниях. По отношению к фактору влажность среди наземных растений выделяют следующие экологические группы: гигрофиты, мезофиты, ксерофиты. Растения, обитающие в водной среде, представлены разными группами гидрофитов. Гигрофиты – это растения, обитающие в условиях повышенной почвенной и атмосферной влажности. Мезофиты – это растения, обитающие в средних условиях увлажненности. Ксерофиты – это растения, обитающие в условиях сухости субстрата и атмосферы. По анатомо-морфологическим и физиологическим особенностям они традиционно делятся на две группы: склерофиты и суккуленты. Суккуленты – это ксерофиты с хорошо развитыми водозапасающими тканями в листьях (листовые суккуленты), в стеблях (стеблевые суккуленты) и корнях. Склерофиты – это ксерофиты с мощно развитыми механическими и проводящими тканями, т.е., имеющие высокую степень склерификации.