Солнечная система

Экологические группы растений

Экологические группы растений – группы растений со сходными чертами организации, отражающими приспособленность к определенному лимитирующему фактору

Лимитирующим называется фактор, оказывающий настолько мощное влияние на растения, что влиянием остальных можно пренебречь

Основные лимитирующие факторы растений:

- температура (мега-, микро- и мезотермные);

- влага (гидро-, гигро-, мезо-, ксерофиты);

- свет (сцио- и гелиофиты);

- субстрат (лито- и псаммофиты, кальце- и нитрофилы, оксило- и галофиты, эпифиты)

Экологические группы растений

по отношению к влаге

Мезофиты

Гидрофиты

Ксерофиты

гигрофиты

реофиты

гидатофиты

суккуленты

склерофиты

гелофиты

листовые

суккуленты

стеблевые

суккуленты

аэрогидатофиты

Гидрофиты – растения, обитающие в воде

Гидатофиты – отрастающие от дна или свободно плавающие водные растения, все вегетативные органы которых находятся в толще воды

Аэрогидатофиты – растения с плавающими на поверхности воды листьями, остальные части которых погружены в воду (могут отрастать от дна или свободно парить в толще воды)

Реофиты – прикрепленные, полностью погруженные в воду растения, обитающие в ручьях и реках с быстрым течением

Гелофиты – полупогруженные в воду растения, населяющие мелководья и влажные берега

Гигрофиты – наземные растения, обитающие в условиях очень высокой влажности воздуха (около 100%) – под пологом тенистых лесов и в глубоких темных ущельях

Особенности водной среды

• Недостаток света (особенно на глубине)
• Питательные вещества растворены в воде
• Недостаток кислорода
• Высокая плотность воды, поддерживающая растения
• Температурные колебания сглажены (если водоем не промерзает на всю глубину)

Гидрофиты

А – реофит Aponogeton fenestralis ;

Б – аэрогидатофит лютик водный ( Ranunculus aqvatilis ) ;

В – гидатофит валиснерия спиральная ( Vallisntria spiralis ) ;

Г – гидатофит уруть мутовчатая ( Myriophyllum verticillatum ) ;

Д - аэрогидатофит водокрас лягушачий ( Hydroharis morsus-ranae )

Растения с плавающими листьями (аэрогидатофиты) в ботаническом саду им. В.Л. Комарова

Плавающие листья Кувшинки амазонской ( Victoria regia )

Особенности строения гидрофитов

• Корневая система развита слабо или отсутствует.
• Большая поверхность органов по сравнению с массой тела, сильное расчленение листьев ( «листья-жабры»).
• Наличие хлоропластов в клетках эпидермы
• Отсутствие кутикулы и устьиц (кроме аэрогидатофитов).
• Нет хорошо выраженной механической ткани, слабо развита проводящая система.
• Крупные межклетники – увеличение плавучести и газообмена.
• Появление разнолистности (гетерофиллии)у листьев, произрастающих в разных средах (вода и воздух).
• Семенное размножение угнетено, преобладает вегетативное (частями побегов, корневищами, особыми почками – турионами)

Анатомическое строение гидрофитов

Б – сегмент листа урути ( Myriophyllum sp. );

Г – стебель элодеи канадской( Elodea canadensis) ;

Д – листовая пластинка гидатофита зостеры морской ( Zostera marina )

1- астросклереида;

2- воздухоносный ход;

3- гидатода;

4- губчатая паренхима;

5- ксилема;

6- кортикальная паренхима;

7- мезофилл;

8- проводящий пучек;

9- столбчатая хлоренхима;

10- склеренхимные волокна;

11- устьице;

12- флоэма;

13- эпидерма

Внешний вид, строение стебля (А,Б) и листа (В) рдеста пронзеннолистного (Potamogeton perfoliatus)

А – схема строения стебля;

Б - фрагмент стебля;

В – половина листовой пластинки

Гелофиты – полупогруженные в воду растения

А – Стрелолист обыкновенный ( Sagittaria sagittifolia ) ; Б – деталь поперечного среза листовой пластинки Сыти очереднолистной ( Cyperus alternifolius ) : 1- воздухоносный ход; 2- губчатая хлоренхима; 3- кутикула; 4- надводный лист;

5- подводный лист; 6- палисадная хлоренхима; 7- плавающий лист; 8- эпидерма

Гигрофиты – растения, обитающие на сильно увлажненной почве при относительной влажности 80-100% (под пологом леса, в глубоких ущельях)

Особенности строения гигрофитов

• Тонкая кутикула листа
• Листовые пластинки тонкие (иногда однослойные), хлоропласты могут содержаться в основных клетках эпидермы
• Постоянно открытые и приподнятые устьица
• Мезофилл только губчатый
• Редкие живые трихомы

Внешний вид и строение листа гигрофита Сыти очереднолистной ( Cyperus alternifolius)

Видна мощная система воздухоносных межклетников,

все клетки сильно обводнены

Строение листовой пластинки гигрофита руелии ( Ruellia portelle )

1- губчатая хлоренхима; 2- палисадная хлоренхима; 3- трихома; 4- устьице; 5- эпидерма

Фрагмент экспозиции тропического леса в ГБС им. В.Л. Комарова

Фрагмент экспозиции биотопа с высокой влажностью в ГБС им. В.Л. Комарова (растения – гигрофиты)

Экологические группы растений

по отношению к влаге

Мезофиты

Ксерофиты

Гидрофиты

гигрофиты

реофиты

гидатофиты

суккуленты

склерофиты

гелофиты

листовые

суккуленты

стеблевые

суккуленты

аэрогидатофиты

Ксерофиты – растения, приспособленные к существованию при длительном сезонном дефиците влаги

Суккуленты – растения, запасающие большое количество воды в короткие влажные периоды и экономно расходующие ее во время засухи Запас влаги осуществляется водозапасающей паренхимой, придающей некоторым органам суккулентов (стеблям или листьям) мясистость

Склерофиты – растения, обитающие в условиях длительной засухи и содержащие запас воды в водоносной склеренхиме. Главный механизм борьбы с водным дефицитом - высокая сосущая сила (60-80 атм) и глубоко проникающая в почву корневая система

Особенности строения ксерофитов

• Особое строение эпидермы, снижающее транспирацию : мощная кутикула, восковой налет, густое опушение из мертвых кроющих трихомов, толстые наружные стенки клеток
• Погруженные устьица
• Способность всасывать конденсационную влагу трихомами эпидермы
• Сильное развитие водозапасающих тканей - паренхимы (суккуленты) или склеренхимы (склерофиты)
• Создание высокой сосущей силы в водоносных тканях и корнях
• Клетки тканей сильно склерефицированы, межклетников мало – уменьшается внутренняя испаряющая поверхность (склерофиты)
• Уменьшение поверхности листа (от скручивания до полной редукции листьев)
• Хорошо развита корневая система (комбинированного типа), способность образовывать временные корни (на время влажного периода)

Стеблевые суккуленты

1 – схема строения побегов кактуса (а- ареолы);

2 – часть побега и цветок кактуса;

3 - часть побега и цветок молочая ( Euphorbia );

4 – солерос ( Salicorina herbacea );

5 - опунция

Листовые суккуленты

1 – алоэ ( р. Aloe );

2 – очиток (р. Sedum );

3 – агава ( р. Agave );

4 – молодило ( р. Sempervivum)

Анатомическое строение листовых суккулентов

А,Б – схема и фрагмент листовой пластинки дазилириона;

В – лист очитка;

Г – псаммофит джузгун (лист)

Внешний вид и строение листа олеандра ( Nerium oleander )

Видна хорошо развитая кутикула и гиподерма

Экологические группы автотрофных растений по отношению к субстрату

• Литофиты (петрофиты)
• Псаммофиты
• Кальцефилы
• Нитрофилы
• Оксилофиты (ксероморфные олиготрофы)
• Галофиты
• Эпифиты

Псаммофиты (А,Б) и литофит (В) в условиях пустыни

А – образование придаточных корней на побегах песчаной акации ( Ammodendron sp.) , Б – песчаные чехлы на корнях селина ( Aristida karelinii ) , В –остролодочник углубленный ( Oxytropis immersa) в расщелине камней

Гребенщик многоветвистый ( Tamarix ramosissima ) общий вид и отдельная ветвь

Ксероморфные олиготрофы (Багульник обыкновенный, Мирт болотный, Подбел болотный)

Анатомическое строение листа багульника (Ledum palustre) (А,Б) и стебля тамарикса ( Tamarix ramosissima ) (В,Г)

В.п .-воздухоносная полость; в.пфл .-волокна протофлоэмы; в.эп .-верхняя эпидерма; г.в .- головчатые волоски; г.мзф .-губчатый мезофилл; к -кутикула; кмб -камбий; кс -ксилема ; л.п -листовой прорыв; л.с -листовой след; мж -межклетник; н.эп -нижняя эпидерма; о.л - основание чешуйчатого листа ; п.п -проводящие пучки; сл.ж -солевая железка; у -устьице; фл -флоэма

Внешний вид и строение галофитов

А- внешний вид солероса; Б- попреречный срез стебля Артрокнеума ;

В- поперечный срез листовой пластинки Лебеды мягкой ; Г- поперечный срез листовой пластинки Авиценнии морской

Внешний вид и строение сциофита и гелиофитов

А- лист кислицы ( Oxalis acetosella ); Б,В-внешний вид компасного растения сильфиума ( Silphium laciniatum ) с разных сторон; Г-поперечный срезлиста фикуса каучуконосного ( Ficus elastica ) ; Д-срез листа иссопа мелового; Е-схема листа литопса ( Lithops sp.)

Эпифитные растения

Экологические группы высших гетеротрофных растений

• Полупаразиты и паразиты

корневые

стеблевые

микотрофные

2. Хищные растения

Растения - полупаразиты

А – Марьяник полевой

Б – стадии прорастания

Марьяника лесного

В – гаустория ленца

Г – омела (корни под корой растения-хозяина;

Д – омела на ветви ветви растения-хозяина;

Растение-паразит повилика ( Cuscuta)

1 – часть стебля с присосками;

2,4 – схема поперечного разреза стебля растения-хозяина и повилики;

3, 5 – отдельный побег и общий вид растения, паразитирующего на клевере;

6 – стадии развития проростков

Растения - хищники

Росянка круглолистная

( Drossera rotundifolia )

Листья росянки превращены в ловчий аппарат