Тема 2 Строение растений в связи с условиями жизни. Адаптации к среде

Все ныне существующие организмы представляют собой отобран­ные в процессе эволюции формы, наиболее приспособленные к усло­виям существования.

Цель занятия: уяснить пути и формы адаптации к экологичес­ким факторам, особенности морфологических адаптаций растений к среде.

Адаптация - эволюционно выработанное и наследственно зак­репленное свойство организма осуществлять нормальную жизнедея­тельность в условиях действия динамических факторов среды. Адап­тации к среде осуществляется сочетанием трех путей: активного, пассивного и избежанием неблагоприятных воздействий. Адаптации бывают морфологические, физиологические и поведенческие. У рас­тений чаще отмечаются морфологические и физиологические адаптации.

Растения разных экологических групп представляют собой удоб­ный объект для демонстрации адаптаций анатомических и морфологи­ческих структур организма к экологическим факторам среды. Заня­тия не требуют сложного оборудования и подготовки.

Материалы и оборудование: флороглюцин (0,5-1% раствор в 50%-ном растворе спирта), судан Ш, соляная кислота, глицерин, набор новых лезвий, пинцеты, препаровальные иглы, предметные и покровные отекла, фильтровальная бумага полосками, микроскопы, фиксированные в 75%-ном растворе спирта листья и стебли растений.

Методические рекомендации к проведению занятия. Рекомендуется употреблять острые лезвия для безопасных бритв. Объект (лист или стебель) держат вертикально, зажимая тремя пальцами левой руки; лезвие - горизонтально, в правой руке. Срез делают косым, скользящим движением, независимо от направле­ния. Срез должен быть как можно более тонким, прозрачным. Мягкие листья и мелкие объекты рекомендуется вставлять в расщеп кубика из картофеля или в сердцевину черной бузины и делать через них срез вместе с объектом. Рекомендуется сделать подряд несколько срезов разными участками лезвия. Снять срезы с лезвия мягкой кисточкой или иглой, поместить в каплю воды на предметное стекло. Во избежание пузырьков воздуха в препарате, лезвие и лист предва­рительно смачивают водой и переносят в каплю возможно быстрее. На срезы, находящиеся в капле воды на предметном стекле, капнуть раствором флороглюцина. Через 1,5-2 мин оттянуть реактив фильт­ровальной бумагой, добавить 1-2 капли дымящей соляной кислоты. После покраснения одревесневших оболочек, снова оттянуть фильтровальной бумагой реактив и нанести 1-2 капли глицерина, накрыть покровным стеклом и изучить под микроскопом.

Проводить реак­цию на столике микроскопа нельзя во избежание его порчи парами соляной кислоты. Для окрашивания кутикулы один из срезов следует поместить в каплю раствора судана III.

Задание I. Сравнение анатомических особенностей растений из

разных мест обитания

Материал: рдест курчавый (подводный стебель и листья), кле­вер луговой, алоэ, стрелолист (стебель), камыш озерный.

Выполнение работы. Приготовить поперечные срезы частей растений. Для рдеста выбирать участки в центральной части листа, У листа алоэ срезать краевую часть с участком прилегающих тканей. Рассмотреть поперечные срезы. Заполнить в тетради таблицу по форме таблицы 2.

Рис.3. Анатомические особенности гидатофитов и гидрофитов:

I - поперечный разрез стебля камыша; 2 - участок по­перечного среза листа рдеста плавающего

Рис.6. Поперечный срез светового и теневого листа

(по И.С.Михайловской, 1977)

Таблица 2 - Анатомические особенности разных растений

Характеристика растений	Рдест	Клевер	Алоэ	Стрелолист	Камыш
Толщина эпидермиса с кутикулой
Развитие механической ткани
Число слоев, величина и форма клеток палисадной ткани
Степень развития губчатой паренхимы
Аэренхима
Положение устьиц
Наличие волосков на поверхности листа
Условия обитания
Морфологическая группа растений

Письменно ответить на вопросы:

- в каких особенностях анатомического строения выражена приспособленность водных растений к среде?

• в каких признаках выражается ксероморфность растения?

• чем объяснить различия в строении листьев двух ксерофитных растений - ковыля и алоэ?

• какое экологическое значение имеет положение устьиц?

Задание 2. Анализ анатомического строения растений сфагновых

болот

Материалы: фиксированные в спирте (с глицерином) листья брусники, багульника, ветвистые молодые корешки клюквы, гербарные образцы этих растений.

Выполнение работы. Приготовить поперечные срезы листьев брусники и багульника. Окрасить Суданом Ш. Рассмотреть под микроскопом. Отметить степень развития кутикулы, волосков эпидермиса, механической и губчатой ткани, межклетников (воздухоносных по­лостей), положение устьиц (заглубленное, приподнятое или вровень с эпидермисом), их относительное количество.

Письменно ответить на вопросы:

• каковы условия водоснабжения, минерального питания и аэрации растений сфагновых болот?

• какие признаки растений-ксерофитов можно отметить в строении листьев багульника, брусники?

• можно или нельзя считать листья этих растений типично ксероморфными?

• какие черты строения листьев багульника и брусники отра­жают приспособленность их к основным факторам среды?

• можно ли на основании ксероморфности листьев растения делать безошибочные заключения о его ксероморфности?

• какие из факторов среды в наибольшей мере влияют на раз­витие ксероморфных признаков листьев?

Задание 3. Сравнение теневых и световых листьев одного растения

Материал: живые или фиксированные в спирте листья сирени, липы, собранные с наружной освещенной части кроны и внутри кроны, гербарные образцы этих же листьев.

Выполнение работы. Сравнить внешний вид теневых и световых листьев, обратить внимание на степень развития жилок, толщину и окраску листа. Сделать поперечные срезы, обработать флороглюцином и Суданом Ш. Рассмотреть под микроскопом, отмечая относитель­ную толщину листовой пластинки, степень развития эпидермы, кути­кулы, механической, палисадной и губчатой тканей, степень разви­тия межклетников. Дополнительно приготовить препараты эпидермы с нижней стороны листа, подсчитать число устьиц в поле зрения,

Составить и заполнить таблицу, внеся в нее названия исследуемых листьев и характеристики отдельных признаков строения лис­тьев: толщины листа, строения эпидермы, губчатой, палисадной, ме­ханической тканей, межклетников, развития жилок.

Письменно ответить на вопросы:

• в чем адаптивный смысл наличия у одного и того же растения одновременно и теневых и световых листьев?

• у каких видов деревьев можно предполагать большой диа­пазон различий между теневыми и световыми листьями: белой акации, дуба, бука, лещины? Объясните почему.

• можно ли ожидать таких же различий в структуре листьев травянистых растений? У каких видов и форм в большей мере?

• станут ли теневые листья световыми, если удалить за­теняющую их часть кроны дерева?

• когда и чем определяется световая или теневая структура в онтогенезе листа?