Растения хищники

Управление образования администрации Вачского муниципального района

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Алтунинская основная общеобразовательная школа

Научно – исследовательская конференция школьников «Применение экологических знаний в практической деятельности»

Исследовательская работа по теме: «Растения хищники»

Автор: ученица 9 класса

Шошина Анастасия возраст 15 лет

Руководитель: Погодина Т.Н.

учитель географии

Алтунино 2018 год.

Оглавление

Введение

1. Первые сведения о растениях – хищниках.

2. На кого охотятся зеленые хищники

3. Систематика

4. Ареал и места обитания

5. Особенности морфологии и эволюционные приспособления

6. Виды «насекомоядных», мастера изящных убийств

7. Можно ли приручить зеленых хищников

8. Заключение………………………………………………………………

9. Литература………………………………………………………………

Введение

Как хорошо, что на Земле есть растения. Сколько радости доставляет нам их красота! Наверное, все слышали выражение: «Растения – зелёная одежда Земли». И, действительно, на Земле почти повсюду есть представители этого царства живой природы. Зелёный наряд делает нашу планету удивительно красивой! Мир растений разнообразен. Науке известно более 500 тысяч видов. Одни отличаются огромными размерами, другие видны только под микроскопом. Одни имеют сложное строение, другие просты и состоят из одной клетки. Одни живут на суше, другие обитают в воде. В этом многообразии земной флоры немало удивительных растений, которые отличаются необычным образом жизни или оригинальным способом расселения, фантастической внешностью или чудодейственными свойствами плодов, корней, листьев. Есть растения, удивительные своей историей, влиянием на развитие культуры и искусства. Есть растения, что сохранились до наших дней такими, какими создала их природа много миллионов лет назад. Актуальность. Природа не устает нас удивлять своими загадками и сюрпризами. Казалось бы, стебелек с листиками, а плотоядный! Оказывается, есть довольно значительная категория растений, живущих чужой смертью. Это так называемые растения – хищники.

Цель работы: подробно познакомиться с растениями - хищниками, выявить причины хищничества растений

Задачи: - изучить исторические сведения о растениях – хищниках;

- познакомиться с некоторыми видами «насекомоядных» растении, их особенностями жизнедеятельности;

- узнать возможно ли разведение растений хищников в домашних условиях.

Опираясь на литературные источники, мною была выдвинута следующая гипотеза: если растения «поедают» насекомых, то это необходимо для того, чтобы выжить в окружающей (во враждебной) среде.

Если вы думали, что растения-хищники — это из области фантастики, то могу вас обрадовать: это самая что ни на есть настоящая реальность. По разным данным, известно около 400-500 видов плотоядных растений. Все они часть питательных веществ получают за счет животных (в основном насекомых), которых они ловят разными хитроумными способами. А когда же впервые появились сведения об этих удивительных растениях?

1. Первые сведения о растениях – хищниках.

Насекомоядные растения стали известны в XVIII столетии. Первое точное ботаническое описание венериной мухоловки было сделано английским натуралистом Джоном Эллисом в письме к Карлу Линнею в 1769 году. В этом письме Эллис впервые предположил, что пойманные насекомые служат пищей для растений. В 1782 году немецкий врач А. В. Рот описал своеобразные движения, совершаемые листьями росянки для ловли насекомых, и развил мысль Эллиса, что пойманные беспозвоночные являются источником пищи для таких растений. В 1791 году У. Бартрам в книге о своих путешествиях по штатам Северной Америки описал растения, имевшие листья-кувшинчики для ловли насекомых. Он же впервые употребил термин «плотоядные растения». В начале XIX века был описан ряд новых родов и видов, относящихся к данной группе растений. Так, Кортальс в 1835 году описал явление насекомоядности у растений рода Непентес. Вскоре появились работы, посвященные глубокому изучению особенностей подобных растений. В 1861 году Оже де Ляссю описал чувствительность к прикосновениям и движения листьев растений рода Альдрованда. В 1868 году Кэнби впервые указал на пищеварительные свойства сока, выделяемого железами на листьях венериной мухоловки. Следующим этапом в изучении насекомоядных растений стала исследовательская работа Чарльза Дарвина, начатая с наблюдений за росянками в 1860 году. Тогда же Дарвин поставил ряд лабораторных опытов, переросших в исследование. Эта работа так захватила Дарвина, что в письме к Лайелю он пишет: В настоящее время эти растения интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете. Дарвин долгое время не решался опубликовать результаты своих исследований. Лишь через 15 лет, когда они были дополнены другими исследователями, он издал книгу «Насекомоядные растения» (1875). Второе издание «Насекомоядных растений» с большими дополнениями, написанными его сыном, вышло после смерти Дарвина, в 1888 году. Хищные растения стали истинными воплощением таинственности и неопознанности дикой природы. Они покоряют нас своей изобретательностью, великолепной приспособляемостью к враждебному окружению и просто своей красотой. Если придерживаться истины, то следовало бы, конечно, назвать их насекомоядными, а не хищными. Но миф о растениях убийцах все равно продолжает существовать. В 1970 году бразильский натуралист Мариано да Сильва обнаружил в тропическом лесу на границе с Гайаной (страна в Южной Америке) плотоядное дерево, похожее на пальму, которое питалось широконосыми обезьянами и ленивцами. Дерево кормилось тем, что привлекало к себе обезьян аппетитным запахом. С тупым удовольствием вдыхая его, зверьки впадали в транс и карабкались по стволу вверх, все выше и выше… где наступал для них последний ужин: листья кроны смыкались над неосторожными животными, так что они оказывались завернутыми в плотный кокон, настолько тугой, что одурманенные обезьянки не успевали издать ни звука, ни всхлипа – погибали в полном молчании. В джунглях Африки немецкий ученый натуралист Клаус фон Швиммер обнаружил дерево, пожирающее людей. Дерево-роща, похожее на индийский баньян-эпифит: кроме основного ствола пышную крону поддерживали многочисленные отростки толщиной в руку. С ветвей со всех сторон свисал зелёный полог из лиан. Стоило Клаусу со спутниками ступить на поляну, как на них нахлынула волна дурманящего запаха, и возникло непреодолимое желание подойти к необычному растению. Под кроной дерева удалось обнаружить «поляну смерти» с огромным количеством костей различных животных и останками людей. Легенды о растениях – людоедах продолжают существовать.

1. На кого охотятся зеленые хищники

Понятие «насекомоядные», по отношению к хищным растениям, применяемое в обиходе, является не точным, подобных представителей растительного царства правильно называть «плотоядными» или «хищными». Насекомые, в силу своего повсеместного распространения, действительно являются основной пищей для наземных растений - хищников. Кроме насекомых, добычей могут оказаться паукообразные, черви, брюхоногие моллюски, мелкие амфибии, пресмыкающиеся или млекопитающие. Водные растения – хищники охотятся на мальков рыб, ракообразных, личинок и других представителей пресных водоемов.

1. Систематика растений - хищников

Растения - хищники относятся к отделу Цветковых или Покрытосеменных, классу Двудольных растений. Но не все растения – охотники, использующие подобный тип питания, являются родственниками с биологической точки зрения. В настоящее время известно около двадцати семейств, представители которых, наряду с фотосинтезом используют гетеротрофное питание.

1. Ареал и места обитания

Насекомоядные растения широко распространены по всему земному шару, произрастая на всех континентах, кроме Антарктиды. Встречаются они практически во всех экосистемах умеренной, тропической, субтропической и экваториальной климатической зонах. Могут они произрастать в горах, поднимаясь до зоны альпийских лугов. Водные растения – охотники обитают в пресных водоемах со стоячей или медленно текучей водой.

Наземные плотоядные растения чаще всего растут на заболоченных участках, заливных лугах, болотах, на местности с обедненными почвами или субстратами, из которых минеральные компоненты быстро вымываются, не позволяя растениям поглощать азот и фосфор.

Единственный вид насекомоядных растений, обитающий в полупустынных районах Южной Европы и Северной Африки – росолист лузитанский.

1. Особенности морфологии и эволюционные приспособления

Жизненная форма большинства насекомоядных растений – травянистые многолетники, лишь несколько видов из них кустарники, например австралийские кустарники рода Библис. Представители рода Непентес – тропические лианы. Корневая система развита слабо, а водных растений - хищников она полностью редуцирована.

Ловчие приспособления для охоты: ловушки, кувшинчики, волоски, «клешни» - видоизмененные листья. У некоторых видов (непентес, саррацения) ловчие листья полностью или частично утратили зеленый цвет, приобретя яркую окраску. У генлисеи ловчие листья могут находиться под землей, погружаясь на глубину 15 – 20 см. Цветом и формой скрученные листья - ловушки напоминают корневище или луковицу. Эти же листья выполняют функцию корней, удерживая растение на поверхности субстрата и обеспечивая растению автотрофное питание.

В ходе эволюции у растений выработались различные методы привлечения жертвы: яркая окраска; запах (иногда он неприятен для человека, но привлекает насекомых, питающихся падалью); сладкий сок, содержащий в своем составе глюкозу.

Плотоядные растения можно разделить на активных и пассивных хищников. У первых ловушки закрываются (венерина мухоловка, генлисея). У вторых ловушки статичны (непентес, жирянка, саррацения). Сенсорные волоски на листьях растений настолько развиты, что могут отличать живое от не живого. Росянка и венерина мухоловка не реагируют, если на листья - ловушки попадает капля воды или частичка коры.

Переваривание белковой пищи происходит благодаря органическим кислотам и пищеварительным ферментам (пепсин), которые вырабатывают растительные клетки. После наружного расщепления белков, аминокислоты и минеральные элементы всасываются растением.

Все хищные растения относятся к Покрытосеменным, соответственно могут цвести. У большинства этих растений цветки мелкие, белые или светло розовые. Но есть представители с яркими цветками: библис, генлисея (синие, пурпурные, фиолетовые).

1. Виды растений - хищников. Мастера изящных убийств

.

Рис.1. Росянка.

Росянка. Род росянки включает около 130 видов растений. В средней полосе России можно встретить росянку круглолистную. Листья росянки покрыты красными или ярко – оранжевыми волосками, каждый из которых увенчан блестящей капелькой жидкости. У росянок листья напоминают ожерелье из многих сотен сверкающих на солнце бусинок – росинок. Но это смертоносное ожерелье привлекает блеском капелек, красноватой окраской листа и его запахом насекомых. Насекомое вязнет в липкой поверхности. Отчаянные попытки жертвы освободиться приводят к тому, что к ней склоняется все больше соседних волосков, и она покрывается клейкой слизью. Насекомое гибнет. Затем росянка выделяет фермент, растворяющий добычу. Нетронутыми остаются только крылышки, хитиновый покров и другие твердые части. Если на лист садится сразу два насекомых, то волоски разделяют свои обязанности и справляются с обоими.

Рис.2. Непентес.

Непентес

Род непентес включает около 80 видов растений из тропических дождевых лесов. Большая часть из них – лианы, достигающие нескольких метров. Ловушки непентесов приспособлены к поимке весьма крупной добычи. Самые крупные непентесы могут поймать мелких грызунов, жаб и даже птиц. Однако обычная добыча для них – насекомые. Непентесы ловят добычу совсем иначе, чем все остальные хищные растения. В их трубчатые листья, напоминающие кувшинчики, скапливается дождевая вода. Кончик листа свернут наподобие воронки, по которой вода стекает внутрь. По внутреннему краю кувшинчика расположены клетки, выделяющие сладкий нектар. Под ними множество жестких волосков, обращенных книзу, которые не дают жертве выбраться из кувшинчика. Воск, выделяемый клетками поверхности листьев, делает эту поверхность столь скользкой, что жертве не могут помочь никакие коготки, крючочки или присоски. Попав в такой кувшинчик – ловушку, насекомое обречено, оно опускается все глубже в воду и тонет. На дне кувшинчика насекомое разлагается, и его мягкие части всасываются растением. Непентесы порой называют «охотничьими чашками», поскольку содержащуюся в них жидкость можно пить.

Рис.3 Саррацения желтая

Рис. 4 Саррацения с добычей

Саррацения

Род насчитывает 9 видов. Эти насекомоядные многолетние травы ежегодно образуют розетки кувшинчатых листьев. Листья с красноватыми жилками. Цветки одиночные, крупные, лепестки красновато – пурпурные. Саррацении растут в заболоченных лесах и на сфагновых болотах. Другое ее название «ловчая яма». Каждый лист саррацении напоминает мешок или кувшин, суженный сверху и снизу и вздутый посередине. Яркий лист, напоминающий зонт, воспринимается как цветок. Он привлекает насекомых к ловчему «мешку», который наполнен водой даже в сухую погоду. Обратно из ловчей ямы хода нет. В длинных «мешках – кувшинах» саррацении может скапливаться огромное количество всякой живности, которая постепенно переваривается.

Рис.5 Жирянка

Жирянка

На свете существует около 80 видов жирянок. В поймах рек, на сфагновых болотах, на сырых лугах и по берегам мелководных озер встречаются эти необычные растения с толстыми мясистыми прикорневыми листьями. Если прикоснуться к ним пальцем, то чувствуешь что они липкие. С помощью липких листьев жирянки ловят насекомых. Поверхность листьев жирянки блестит благодаря сахаристой слизи, которую выделяют особые железы, находящиеся в тканях листа. Это слизистое вещество настолько липкое, что севшее насекомое оказывается буквально приклеенным к его поверхности. Затем лист начинает постепенно скручиваться, в дело вступают пищеварительные соки, и захваченная жертва начинает перевариваться. Вскоре от пойманного насекомого остается только одна пустая оболочка. Жирянки способны переваривать даже пыльцу растений, попавшую на ее листья.

Рис.6 Венерина мухоловка

Венерина мухоловка

Это единственное растение в роде, у которого лов насекомых быстрым движением ловушки можно наблюдать даже невооруженным глазом. В природе мухоловки встречаются на болотах Северной и Южной Каролины. Летом, когда много добычи, ловушка ярко окрашена (обычно темно – красного цвета) и достигает максимальных размеров. Зимой, когда добычи мало, ловушки уменьшаются в размерах. По краям листа расположены толстые колючки, похожие на зубы. Каждый лист оснащен 15 – 20 зубами, а в середине листа – три сторожевых волоска. Насекомое, привлеченное ярким листом, не может не задеть эти волоски. Схлопывание ловушки происходит только после двукратного раздражения волосков в интервале от 2 до 20 секунд. Это предохраняет ловушку от срабатывания во время дождя. Разомкнуть ловушку уже невозможно. Если лист промахнется или в него попадет что - то несъедобное, он вновь откроется через полчаса. В противном случае он останется закрытым, пока не переварит жертву, на что уходит до нескольких недель.

1. Можно ли приручить зеленых хищников?

Растения хищники не так давно привлекли внимание в качестве домашних питомцев. В последнее время мода на хищные растения в домашних условиях набирает обороты: их можно встретить в квартирах, домах, офисах. Плотоядные растения, как и хищные животные, привлекают людей исходящей от них опасностью, а экзотический вид с необычными ловушками, подогревает интерес к этим представителям флористического царства. Порой насекомоядные растения держат для престижа, чтобы подчеркнуть статус. Растения хищники в домашних условиях нуждаются в особом уходе.

- Условия выращивания

Из более, чем 600 видов насекомоядных растений, лишь пара десятков культивируются как хищные домашние растения. Наиболее популярными видами являются: непентес, росянка, жирянка, саррацения пурпурная, венерина мухоловка, гелиамфора, пузырчатка (водное или околоводное растение), альдрованда (водное, свободно плавающее растение).

Освещение. Все насекомоядные растения нуждаются в хорошем освещении, большинству из них на страшны даже прямые солнечные лучи. При недостатке освещения растения, листья которых имеют красную, оранжевую или бордовую окраску становятся зелеными, теряя свою декоративность и яркость. Это же касается морфологически измененных листьев, предназначенных для охоты: воронок, кувшинчиков, ловушек. Особенно чувствительны к нехватке света тропические представители рода непентес. В зимний период тропические растения нуждаются в дополнительном освещении.

Температура. Температурный режим, необходимый растениям, зависит от вида и от температуры в природных местах обитания. Представители флоры из умеренных широт – росянки, жирянки, венерина мухоловка, саррацения – хорошо себя чувствуют при температуре 18 – 20 градусов. В тоже время они не страдают при снижении температуры до 10 – 12 градусов, и даже могут переносить температуры до 0 градусов непродолжительное время. Типичный представитель тропических растений – непентес нуждается в высокой температуре от 22 градусов и выше.

Субстрат. Почва для хищных комнатных растений должна быть аналогичной составу природного грунта. Субстрат должен быть кислым с рН 5,0 – 6,2 и не содержать много органических и минеральных компонентов. Как вариант можно использовать смесь сфагнового торфа с песком (3:1 или 2:1). Торф можно заменить кокосовым волокном , а песок перлитом.

Влажность и полив. Поливать плотоядные растения нужно мягкой теплой водой (19 – 22 градуса). В летнее время частота полива 2- 3 раза в неделю. Самая большая проблема при выращивании хищных растений в домашних условиях – обеспечение необходимой влажности воздуха. Для их нормального роста и жизнедеятельности влажность воздуха должна быть 60% и более, в идеале 80 – 85%. При недостаточной влажности у непентеса концы листьев засыхают, и кувшинчики не образуются. Для поддержания необходимой влажности воздуха не достаточно регулярно сбрызгивать растение. Можно использовать поддон, в который насыпать керамзит или гальку и налить воды, так, чтобы она не касалась дна емкости с цветком. Специальные увлажнители воздуха, созданные для улучшения микроклимата – еще один удачный вариант для решения проблемы влажности воздуха.

Подкормка и удобрение. Зеленые хищники в комнатном цветоводстве, как и в природе, должны получать дополнительное питание. Удобряют растения не чаще чем 2 раза в месяц в период активной вегетации, в период покоя подкормку прекращают. В качестве удобрений используют стандартные жидкие минеральные компоненты, разбавлять которые нужно в 5 – 6 раз сильнее, чем для обычных растений. Кроме того зеленых хищников нужно подкармливать и белковой пищей. Для этой цели подойдут обыкновенные мухи, слепни, тараканы, слизни, пауки. При кормлении активных хищников, таких как венерина мухоловка, нужно взять насекомое пинцетом, осторожно поднести к раскрытой ловушке и отпустить. Как только насекомое коснется чувствительных волосков на поверхности листа, ловушка сразу захлопнется. Кормление пассивных хищников не столь увлекательно: насекомое просто опускают в кувшинчик.

Размножение. Семенное размножение насекомоядных используется редко, поскольку достать их свежие семена довольно трудно, к тому же сеянцы растут очень медленно. Наиболее прост вегетативный способ, который лучше использовать весной. Деление растений весной – это еще и своеобразный способ избавить их от скученности. Так, венерину мухоловку и саррацению весной делят, высаживая отдельные розетки. Многие "хищники" (венерина мухоловка, росянка, жирянка) размножаются при помощи листовых черенков. При этом листья срезают с черешком и заглубляют на 1-1,5 см в смесь, состоящую из торфа и сфагнума.

Рис.7 Пища для венериной мухоловки.

1. Заключение.

Подводя итоги, можно сделать вывод о том, что все растения хищники: - обладают различными приспособлениями для улавливания мелких животных, в основном насекомых и паукообразных; - переваривают свои жертвы «пищеварительным соком», выделяемым специальными железками; - всасывают полученную питательную кашицу, дополняя, таким образом, необходимый им азот. Также следует отметить, что в органы улавливания насекомых, как правило, превращены листья. Они покрыты клейким веществом, несут клейкие волоски, могут загибаться внутрь, закрываясь как ладонь, собираемая в кулак. Лист может быть превращен в кувшинчик с крышечкой, из которого попавшее туда насекомое не может выбраться. Растения - хищники представляют огромный интерес. Изучение их увлекательно. Появилась мода на разведение зеленых хищников в домашних условиях, они приобретают все большую популярность среди любителей зеленой экзотики. Плотоядные растения – это поистине уникальное явление природы. Человек научился использовать способности растений хищников на фермах, в рыбных хозяйствах. Там растения выполняют роль естественного очистителя. Кроме того, люди их используют для изготовления лекарств: настои росянки применяют для снижения приступов кашля, при лечении туберкулеза, снятия воспаления голосовых связок, для поддерживающей диеты при сахарном диабете.

В настоящее время существует угроза исчезновения хищных растений в результате уничтожения их привычной среды обитания. Люди еще недостаточно знают о зеленых хищниках. Во всяком случае, у растений этих немало тайн. Возможно, в будущем люди научатся управлять этими растениями и заставят ту же росянку или жирянку служить себе – охранять урожай, или бороться с кровососами. Все может быть. Нужно только, чтобы эти растения уцелели!

Используемая литература

1. Жуков Б. Зеленые хищники// Юный эрудит.- 2012. - № 11.- С. 26-31.

2. Комнатные и клубневые растения – хищники: [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.dom-klumba.ru/predator/

3. Насекомоядные – растения: [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://ru.wikipedia.org/wiki/.- Насекомоядные растения.

4. Растения – хищники: [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://homepage.corbina.net/~galkao/predator.htm. - Энциклопедия. Семейства насекомоядных.

5. Растения – хищники: [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://leto.tomsk.ru/hishniki.php. - Известные виды.

9