Адаптация растений в условиях с различной влажностью. Адаптация примеры растений

определение, виды, механизмы и примеры

17 февраля 2015

Для выживания в неблагоприятных климатических условиях растения, животные и птицы имеют некоторые особенности. Эти особенности называются "физиологические адаптации", примеры которых можно увидеть практически у каждого вида млекопитающих, в том числе и у человека.

физиологическая адаптация

Зачем нужна физиологическая адаптация?

Условия жизни в некоторых уголках планеты не совсем комфортные, тем не менее там существуют различные представители живой природы. Есть несколько причин, почему эти животные не покинули неблагоприятную среду.

Прежде всего, климатические условия могли измениться, когда определенный вид уже существовал на данной территории. Некоторые животные не приспособлены к миграциям. Возможен также вариант того, что территориальные особенности не позволяют мигрировать (острова, горные плато и т. д.). Для определенного вида изменившиеся условия обитания все равно остаются более подходящими, чем в любом другом месте. И физиологическая адаптация является лучшим вариантом решения проблемы.

физиологические адаптации примеры

Что понимают под адаптацией?

Физиологическая адаптация — гармония организмов с конкретной средой обитания. Например, комфортное пребывание в пустыне ее обитателей обусловлено их адаптацией к высоким температурам и отсутствию доступа к воде. Адаптацией считается появление тех или иных признаков у организмов, позволяющих им ужиться с какими-либо элементами среды. Они возникают в процессе определенных мутаций в организме. Физиологические адаптации, примеры которых общеизвестны в мире, это, допустим, способность к эхолокации у некоторых животных (летучие мыши, дельфины, совы). Эта способность помогает им ориентироваться в пространстве с ограниченным освещением (в темноте, в воде).

Физиологическая адаптация представляет собой набор реакций организма на те или иные патогенные факторы в среде обитания. Она обеспечивает организмам большую вероятность выживания и является одним из методов естественного отбора сильных и устойчивых организмов в популяции.

Виды физиологической адаптации

Адаптацию организма различают генотипическую и фенотипическую. В основе генотипической лежат условия естественного отбора и мутаций, которые привели к изменениям в организмах целого вида или популяции. Именно в процессе этого типа адаптации были сформированы современные виды животных, птиц и человека. Генотипическая форма адаптации является наследственной.

Фенотипическая форма адаптации обусловлена индивидуальными изменениями в конкретном организме для комфортного пребывания в определенных климатических условиях. Также может развиваться вследствие постоянного воздействия агрессивной среды. В результате организм приобретает устойчивость к ее условиям.

физиологическая адаптация человека

Сложные и перекрестные адаптации

Сложные адаптации проявляются в определенных климатических условиях. Например, привыкание организма к низким температурам при длительном пребывании в северных регионах. Эта форма адаптации развивается у каждого человека при переезде в другую климатическую зону. В зависимости от особенностей конкретного организма и его здоровья, такая форма адаптации протекает по-разному.

Перекрестная адаптация — форма привыкания организма, при которой развитие устойчивости к одному фактору повышает устойчивость ко всем факторам этой группы. Физиологическая адаптация человека к стрессу повышает его устойчивость к некоторым другим факторам, например, к холоду.

На основе положительных перекрестных адаптаций разработан комплекс мероприятий для укрепления сердечной мышцы и предотвращения инфарктных состояний. В естественных условиях те люди, которые чаще в жизни сталкивались со стрессовыми ситуациями, менее подвержены последствиям инфаркта миокарда, чем те, что вели спокойный образ жизни.

физиологические адаптации у животных

Типы приспособительных реакций

Выделяют два типа адаптивных реакций организма. Первый тип носит название "пассивные адаптации". Эти реакции проходят на клеточном уровне. Они характеризуют формирование степени устойчивости организма к воздействию негативного фактора окружающей среды. Например, изменение атмосферного давления. Пассивная адаптация позволяет сохранить нормальную функциональность организма при небольших колебаниях атмосферного давления.

Наиболее известные физиологические адаптации у животных пассивного типа — это защитные реакции живого организма на воздействие холода. Зимняя спячка, при которой замедляются жизненные процессы, присуща некоторым видам растений и животных.

Второй тип приспособительных реакций называется активным и подразумевает защитные меры организма при воздействии патогенных факторов. В этом случае внутренняя среда организма остается постоянной. Такой тип адаптации присущ высокоразвитым млекопитающим и человеку.

виды физиологической адаптации

Примеры физиологических адаптаций

Физиологическая адаптация человека проявляется во всех нестандартных для его среды обитания и образа жизни ситуациях. Акклиматизация — наиболее известный пример адаптаций. Для разных организмов этот процесс проходит с различной скоростью. Некоторым для привыкания к новым условиям нужно несколько дней, у многих на это уйдут месяцы. Также скорость привыкания зависит от степени различия с привычной средой обитания.

В агрессивных средах обитания многие млекопитающие и птицы имеют характерный набор реакций организма, из которых состоит их физиологическая адаптация. Примеры (у животных) можно наблюдать практически в каждой климатической зоне. Например, обитатели пустынь накапливают запасы подкожного жира, который окисляется и образует воду. Этот процесс наблюдается перед наступлением периода засухи.

Физиологическая адаптация у растений также имеет место. Но она носит пассивный характер. Примером такой адаптации является сбрасывание деревьями листьев при наступлении холодного времени года. Места почек покрываются чешуйками, которые их защищают от вредного воздействия низких температур и снега с ветром. Процессы метаболизма в растениях замедляются.

В сочетание с морфологической адаптацией физиологические реакции организма обеспечивают ему высокий уровень выживаемости в неблагоприятных условиях и при резких изменениях в среде обитания.

Источник: fb.ru

Интересные примеры адаптаций в животном мире

Экология

В дикой природе для того чтобы выжить, нужно уметь приспосабливаться. Многие животные следуют этому золотому правилу, поэтому их популяции процветают. Некоторые адаптации возникли миллионы лет назад и до сих пор успешно используются представителями животного мира. Узнайте об этих самых главных адаптациях, благодаря которым мы сегодня можем быть свидетелями такого большого разнообразия фауны на планете.

1) Стаи, стада, группы

Среди всех адаптаций животного мира, пожалуй, самая важная – это привычка жить в коллективе. Животные получают немало пользы, живя бок о бок с представителями своего вида. Они помогают друг другу добывать пищу, защищаться от врагов и вместе заботиться о потомстве. Бесчисленное количество видов объединяются в группы, колонии, стада, стаи, сложные сообщества или свободные ассоциации. Однако самыми распространенными группами в животном мире являются группы под названием "нуклеарные семьи", в которые входят самец, самка и их потомство, или самец, несколько самок и их потомство, или группа самок и их потомство, или другие комбинации.

2) Полет

Животные приспособились по-разному перемещаться, живя на планете, включая ходьбу, плавание, лазание или прыгание. Но самой примечательной из адаптаций к передвижению можно назвать полет. Полет позволяет животным не только перемещаться на дальние расстояния намного быстрее, чем при ходьбе или беге по поверхности, умение летать позволяет скрываться от врагов, находить новые территории, искать источники пищи, которые в противном случае были бы недоступны. Полет изменил жизнь не только многих животных, он также полностью поменял и нашу жизнь, трансформировал человеческое общества, подарил множество возможностей.

3) Миграции

Эта адаптация встречается у многих живых существ, особенно птиц и насекомых. Ничто в природе так не впечатляет, как движение целых популяций животных, которые перемещаются большими группами с одного места в другое. Причины миграций могут быть самые разные, но обычно связаны с недостатком пищи и поиском новых, более богатых пищей мест, а также животные часто мигрируют для того, чтобы спариваться и производить на свет потомство. Некоторые живые существа способны мигрировать на поразительно дальние расстояния, преодолевая ежегодно тысячи километров. Например, полярная крачка каждый год мигрирует с мест размножения в Арктике к местам зимовки в Антарктиде, преодолевая расстояние в 40 тысяч километров.

4) Маскировка

Способность слиться с окружающей средой и стать незамеченным очень помогает для того, чтобы избежать хищников, особенно тем животным, которые достаточно малы и не имеют других средств защиты от врагов в своем арсенале. Маскировкой пользуются многие живые существа. Некоторые виды животных, включая скорпену и древесную лягушку, могут менять внешность для того, чтобы соответствовать окружающей среде. Другие в ходе эволюции превратились в нечто совершенно не похожее на животный организм, например, ветку или листик. Зебры – животные, которые тоже используют маскировку для обмана потенциального врага. Для льва зебра кажется массой черных и белых полос, но не соблазнительным лакомством.

5) Спячка

Вылезать из постели в холодные и пасмурные зимние дни – занятие не из приятных, поэтому некоторые животные предпочитают проводить всю зиму в спячке. Это гениальный способ избежать холода и выжить в суровых условиях, когда ресурсы очень скудны. Многие животные впадают в спячку, включая бурундуков, ежей, летучих мышей и медведей. Некоторые животные, например американский черный медведь, спят всю зиму, но его достаточно легко разбудить. Другие животные, например, большая часть млекопитающих, которые впадают в спячку зимой, спят так крепко, что впадают в анабиоз и у них приостанавливаются многие функции организма. Разбудить их очень сложно, если вообще возможно.

6) Сохранение ресурсов

Для животных, которые обитают в местах, где ресурсы, такие как пища и вода, очень скудны в течение долго периода, способность запасать жир и воду в своем теле помогает выжить. Этой удивительной особенностью обладает двугорбый верблюд, который обитает в засушливых районах Центральной и Восточной Азии, где температура воздуха летом варьируется от минус 5 до 40 градусов Цельсия. Эти верблюды прекрасно приспособились к таким суровым условиям. Во-первых, их горбы заполнены жиром, который превращается в энергию и воду, необходимые для того, чтобы выжить в суровое время года. Более того, эти верблюды совершенно не потеют, пока температура их тела не поднимется до 40 градусов.

7) Обманчивое изменение размеров

Многие животные адаптировались казаться крупнее для того, чтобы отпугивать врагов. Например, иглобрюхие рыбы могут раздуться и увеличиться в размерах почти в два раза для того, чтобы запугать врага и получить преимущества. В случае опасности эти рыбы закачивают воздух и воду в свой очень эластичный живот и становятся круглыми, как мячики. В раздутом состоянии этим рыбам сложно двигаться, но это уже не так важно, так как они становятся на вид не особо привлекательными в качестве обеда.

8) Шерсть

Для нас, людей, волосы на теле не несут какого-то особо важного значения, и мы можем прекрасно жить и без них. Однако для большинства животных в дикой природе шерсть – важный защитный элемент. Возьмем, к примеру, мускусного быка. Шерсть жизненно важна для этих животных, которые обитают в очень холодных условиях на Аляске. Плотная лохматая шерсть свисает до самой земли, давая быку необходимую защиту от холода, что позволяет этим существам выдерживать экстремально низкие температуры. Мех помогает животным выжить зимой при средней температуре минус 35 градусов Цельсия. Животные сбрасывают зимнюю шерсть и меняют ее на более легкую летнюю, когда температура воздуха повышается до 5-10 градусов Цельсия.

9) Гнездовой паразитизм

Большинство женщин наслаждаются радостью материнства, однако среди них иногда встречаются и такие, которые хотят, чтобы всю работу за них выполнил кто-то другой. В животном мире ситуация точно такая же. Например, некоторые виды кукушек известны своей привычкой пользоваться такой адаптацией, как гнездовой паразитизм. Они откладывают яйца в гнезда других видов птиц, которые вынуждены кормить и ухаживать за кукушонком, как за своим собственным птенцом. По сравнению с остальными птенцами, кукушата обычно намного крупнее и более агрессивны, поэтому в борьбе за выживание побеждает сильнейший. Иногда кукушонок может вылупиться раньше остальных птенцов и вытолкнуть другие яйца из гнезда, тем самым снижая конкуренцию. Эта адаптация помогает кукушкам выжить, однако серьезно вредит другим видам.

Перевод: Денисова Н. Ю.

www.infoniac.ru

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа

Физиологические адаптации

Физиологическая адаптация — совокупность физиологических реакций, лежащих в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленных на сохранение относительного постоянства его внутренней среды.

Морфологические и поведенческие адаптации сохраняются в процессе эволюции только тогда, когда они сочетаются с приспособленностью процессов жизнедеятельности к условиям обитания, т. е. с физиологическими адаптациями.

Амфибии, имеющие влажные покровы, через которые осуществляется значительная часть газообмена, и теряющие через кожу большое количество воды, способны, однако, жить в пустынях и полупустынях, благодаря целому ряду приспособлений.

Многие пустынные млекопитающие перед наступлением засушливого сезона накапливают много жира, резко сокращают жизнедеятельность вплоть до «спячки». В результате окисления жира образуется достаточное количество воды для поддержания жизни. При лишении воды резко сокращается её испарение как из дыхательных путей, так и через потовые железы.

Приспособления не появляются в готовом виде, а представляют собой результат отбора случайных наследственных изменений, повышающих жизнеспособность организмов в конкретных условиях.

Тушканчики впадают в спячку на зимний период. Морские черепахи, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую воду, приобрели специальные железы, позволяющие им избавляться от избытка солей.

Растения засушливых мест адаптированы к своей среде обитания, они имеют приспособления, препятствующие активному испарению.

Основная задача растений, обитающих в таких местах, — как можно быстрее и эффективнее собрать воду, пока она не успела испариться. Поэтому растения засушливых мест, или суккуленты, обладают сильно разветвлённой корневой системой, образующей густую сеть в нескольких сантиметрах от поверхности почвы, что позволяет моментально впитывать влагу.

У некоторых растений листья редуцируются или превращаются в колючки, а функцию фотосинтеза выполняет стебель, где сильно развивается водозапасающая ткань.

Узкие листья с небольшим числом устьиц, развитая корневая система позволяют пырею добывать воду из водоносного слоя ниже песка и вегетировать даже во время сильной засухи. Прямостоячие суккулентные растения рода Бриофиллум имеют мясистые сочные листья. Тилландсии, произрастающие в пустыне Атакама, которая считается одним из самых засушливых мест на Земле, лишены корней. Каждую ночь в пустыне образуются густые туманы, которые являются единственным источником влаги. Поверхность листьев этого растения покрыта чешуйками, впитывающими атмосферную влагу.

Другие растения переживают экстремальные периоды в виде семян и спор, которые после выпадения дождя могут прорастать; новые растения иногда за четыре недели успевают вырасти, зацвести и дать семена, которые будут пребывать в состоянии покоя до следующего дождливого периода.

Собранную воду суккуленты запасают в особой ткани, состоящей из тонкостенных клеток, содержащих крупные вакуоли. После нескольких хороших ливней суккуленты впитывают столько воды, что вес их увеличивается в десятки раз.

Ещё одним способом сохранить ткани от высыхания служит плотная кожица, покрытая восковым налётом.

Миоглобин — белок мышц позвоночных животных и человека, запасающий в мышцах кислород. Особенно богаты миоглобином мышцы морских животных, способных длительно находиться под водой.

Органы химического чувства насекомых предназначены для облегчения поиска пищи, ориентации на местности, определения приближения врага или партнёра для размножения.

Сегодня известно более сотни химических веществ, выделяемых насекомыми. Восприятие этих веществ и их «расшифровка» вызывают у получателей определённую форму поведения или активирует физиологический процесс.

У самца тутового шелкопряда на антеннах расположено около 32 тысяч обонятельных рецепторов. Они улавливают запах ароматической железы самки на расстоянии 3 км. Самец павлиноглазки способен улавливать запах самки своего вида на расстоянии 12 км. Жуки-могильщики, занимающиеся очисткой земли от падали, способны почувствовать запах за сотни метров.

Особой термолокацией обладают некоторые змеи — ямкоголовые, питоны и африканские гадюки. Выше ноздрей у них имеются особые органы термического чувства — термолокаторы. Они представляют собой прикрытые прозрачной плёнкой ямки. При закрытом канале излучаемое жертвой тепло (поток инфракрасных лучей), нагревая полость ямки, позволяет определить направление источника излучения, т. е. лоцировать добычу в темноте (например, грызуна в его норе). Полагают, что эти терморецепторы способны регистрировать изменения температуры в тысячные доли градусов.

Летучие мыши — ночные животные. Они испускают высокочастотные звуки во время охоты, которые отражаются от препятствий, и возвращаясь, предоставляют им информацию об окружающей обстановке.

Таким образом, летучие мыши определяют движение жертвы, дистанцию до неё, обнаруживают предметы, преграждающие им путь, и пр. Во время полёта летучие мыши испускают ультразвук, используя сложные сочетания импульсов. Частота звуков колеблется в пределах 30 — 150 кГц, сам звук длится несколько миллисекунд.

Ухаживая за самкой, каждый самец поёт свою собственную песню. Сложные голосовые сообщения используются и для опознавания друг друга, обозначения социального статуса, определения территориальных границ, при воспитании потомства и при противодействии особям, вторгшимся на чужую территорию.

Птица-секретарь — птица из отряда соколообразных с длинными чёрными перьями на голове. Длина птицы-секретаря от 125 до 150 см, вес почти 4 кг, размах крыльев около 200 см. В отличие от других хищных птиц, охотящихся в воздухе, секретари большую часть времени проводят на земле, где могут относительно быстро передвигаться.

Главной пищей птиц-секретарей являются змеи. Интересен их способ охоты: секретари бегут по земле, громкими ударами крыльев заставляя выдать себя притаившуюся добычу. После этого они настигают её зигзагообразными движениями. Змеи таким образом теряют ориентацию. Сильный удар клювом по позвоночнику убивает жертву. Если же змея защищается, то секретарь умело уходит от укусов и вновь нападает. Птица-секретарь издавна славится как умелый истребитель змей. Во время борьбы со змеёй птица-секретарь расправляет одно крыло и использует его как щит.

< Предыдущая страница "Забота о потомстве"

Следующая страница "Вид, его критерии и структура" >

biolicey2vrn.ru

Адаптации как результат естественного отбора

Практическая работа

«Изучение приспособленности организмов к среде обитания»

Заполните таблицу.

Заполните таблицу

Ответы на вопросы:

1) Часть изучаемых растений произрастает в тенистых и влажных местах (папоротник), другая часть в засушливо и жарком климате (кактус).

2) Растения могут запасать влагу в стебле (кактус), в листьях (алоэ), также влага может запасаться в корнях растений.

3) Плотные покровы, видоизмененные листья.

4) Наличие воскового налета на листьях.

Вывод: Каждый вид растений обладает определенным набором внешних признаков, а также особенностями внутреннего строения, которые помогают им приспособиться к условиям среды.

1. Как в процессе эволюции формируются адаптации?

Адаптация – особенности внешнего или внутреннего строения, а также поведения, проявляющиеся как приспособления к различным условиям жизни. Признаки и свойства, которые благоприятствуют выживанию особи в условиях конкуренции или давления неблагоприятных факторов среды, способствуют повышению успеха размножения и поэтому сохраняются в популяциях при естественном отборе.

2. Почему адаптации имеют относительный характер?

Адаптации всегда относительны. При изменении среды часть признаков может утратить полезное значение. Известно, например, что рыбы, хорошо защищённые от хищников шипами и колючками, чаще попадают в сети, в которых они запутываются и удерживаются как раз из-за твёрдых выростов тела. Таким образом, изменения условий среды вызывают сдвиг в приспособленности отдельных организмов и популяции в целом.

3. Какие адаптации у растений и животных возникли для преодоления неблагоприятных условий окружающей среды? Приведите примеры.

Так например у рыб, которые обитают в холодных водах, выработались адаптации к условиям среды. Рыбы являются холоднокровными животными, а это означает, что чем ниже температура окружающего их пространства, тем труднее для них сохранять свои метаболические функции. Однако, арктические рыбы не замерзают в холодных морских водах. В их организме содержатся вещества-антифризы (белок), которые предотвращает образование кристаллов льда в их крови. Белок замедляет молекулы воды, которые обычно находятся в состоянии непрерывных движений, это препятствует формированию и разрыву связей, которые необходимы для образования льда.

- Охарактеризуйте взаимоприспособленность видов как результат действия естественного отбора.

Взаимоприспособленность видов – появление адаптаций в организме в следствии приспособления в новым адаптациям других организмов. В результате чего данные виды повышают свои шансы к выживанию. Взаимоотношения разных видов очень разнообразны и отнюдь не сводятся к пищевым связям. Так, один вид может использовать норы, гнёзда или тела другого вида как среду обитания. Например, у птиц, рыб и насекомых встречается гнездовой паразитизм: использование гнезда животного-хозяина для выращивания потомства животного-паразита.

- Приведите примеры взаимоприспособленности видов в природе.

У растения может образоваться на листьях жёсткий покров как защита от поедания насекомыми. В ответ на это у одного из насекомых, питающихся этим растением, могут развиться части ротового аппарата, чтобы преодолеть это защитное приспособление.

Взаимоотношения разных видов очень разнообразны и отнюдь не сводятся к пищевым связям. Так, один вид может использовать норы, гнёзда или тела другого вида как среду обитания. Например, у птиц, рыб и насекомых встречается гнездовой паразитизм: использование гнезда животного-хозяина для выращивания потомства животного-паразита. Такое поведение позволяет паразиту тратить

Подумайте:

- В природных популяциях отбор никогда не идёт только по одному признаку, в результате чего к среде адаптируются только те особи, которые обладают комплексом приспособительных черт. Почему это происходит?

Так как адаптации имеют относительный характер, и то адаптация, что будет выгодна по отношению к одному фактору может быть невыгодной по отношению к другому или носить временный характер.

resheba.com

Адаптация растений в условиях с различной влажностью

Наряду с морфологическими особенностями у растений, приуроченных к местам с разными условиями увлажненности, выработались и физиологические. Способность гигрофитов к регуляции водного режима ограничена: устьица большей частью широко открыты, так что транспирация мало отличается от физического испарения. Благодаря беспрепятственному потоку воды и отсутствию защитных приспособлений интенсивность транспирации очень высока: у световых гигрофитов в дневное время листья могут терять за час количество воды, в 4-5 раз превышающее массу листа. Высокая оводненность тканей гигрофитов поддерживается в основном за счет постоянного притока влаги из окружающей среды.

Другие характерные физиологические черты гигрофитов, обусловленные легкой доступностью влаги, - низкое осмотическое давление клеточного сока, незначительная водоудерживающая способность, приводящая к быстрой потере запасов воды. Особенно показательны для гигрофитов небольшие величины сублетального водного дефицита: так, для кислицы и майника потеря 15%-20% запаса воды уже необратима и ведет к гибели. В некоторых случаях у растений сильно увлажненных местообитаний возникает необходимость удаления избытка влаги. Обычно, это бывает, когда почва хорошо прогрета и корни активно всасывают воду, а транспирация отсутствует (например, утром или при тумане, когда влажность воздуха 100%). Избыточная влага удаляется путем гуттации – выделение воды через специальные выделительные клетки, расположенные по краю или на острие листа.

Ксерофиты обладают рядом разнообразных физиологических адаптаций, позволяющих им успешно выдерживать недостаток влаги.

У ксерофитов обычно повышено осмотическое давление клеточного сока, позволяющее всасывать воду даже при больших водоотнимающих силах почвы, то есть использовать не только легкодоступную, но и труднодоступную почвенную влагу. Оно измеряется тысячами кПа, а у некоторых пустынных кустарников зарегистрированы цифры, достигающие 10000-30000 кПа.

С давних пор пристальное внимание привлекала проблема расхода воды ксерофитами на транспирацию. Казалось бы, многочисленные анатомические приспособления, достаточно надежно защищающие наземные части ксерофитов от сильного испарения, должны способствовать значительному снижению транспирации. Однако выяснилось, что в действительности это не так. При достаточном водоснабжении большинство ксерофитов имеют довольно высокую транспирацию, но при наступлении засушливых условий, они сильно сокращают ее. При этом играет роль и закрывание устьиц, и сильное обезвоживание листа при начинающемся подвядании. Несомненно, анатомо-морфологические приспособления имеют определенное значение, но основную роль в засухоустойчивости ксерофитов в настоящее время отводят физиологическим механизмам.

К числу этих механизмов принадлежит высокая водоудерживающая способность тканей и клеток, обусловленная рядом физиологических и биохимических особенностей.

Большое значение для выживания ксерофитов при резком недостатке влаги имеет их способность переносить глубокое обезвоживание тканей без потери жизнеспособности и способности восстановления нормального содержания воды в растении при возобновлении благоприятных условий. Ксерофиты способны потерять до 75% всего водного запаса и, тем не менее, остаться живыми. Ярким примером в этом отношении служат пустынные растения, которые летом высыхают до состояния, близкого к воздушно-сухому, и впадают в анабиоз, но после дождей возобновляют рост и развитие.

Еще одна система адаптаций, обеспечивающих выживание ксерофитов в аридных условиях, - выработка сезонных ритмов, дающих возможность растениям использовать для вегетации наиболее благоприятные периоды года и резко сократить жизнедеятельность во время засухи. Так, в областях со средиземноморским климатом с резко выраженным летним сухим периодом многие ксерофильные виды имеют “двухтактный” ритм сезонного развития: весенняя вегетация сменяется летним покоем, во время которого растения сбрасывают листву и снижают интенсивность физиологических процессов; в период осенних дождей вегетация возобновляется, и затем уже следует зимний покой. Сходное явление наблюдается и у растений сухих степей в середине и конце лета: потеря части листовой поверхности, приостановка развития, сильное обезвоживание тканей и т.д. Такое состояние, получившее название полупокоя, длится вплоть до осенних дождей, после которых у степных ксерофитов начинают отрастать листья.

Физиологические адаптации суккулентов столь своеобразны, что их необходимо рассмотреть отдельно.

Основной способ преодоления засушливых условий у суккулентов – накопление больших запасов воды в тканях и крайне экономное ее расходование. В условиях жаркого и сухого климата весь водный запас мог бы быть быстро растрачен, но растения имеют защитные приспособления, направленные к сокращению транспирации. Одно из них – своеобразная форма надземных частей суккулентов. В дополнение к этому у многих суккулентов поверхность защищена восковым налетом опушением, хотя есть и суккуленты с тонким не защищенным эпидермисом. Устьица очень немногочисленны, часто погружены в ткань листа или стебля. Днем устьица обычно закрыты, и потеря воды идет в основном через покровные ткани.

Транспирация у суккулентов чрезвычайно мала. Ее трудно уловить за короткий период и приходится определять расход воды не за час, а за сутки или за неделю. Водоудерживающая способность тканей суккулентов значительно выше, чем у других растений экологических групп, благодаря содержанию в клетках гидрофильных веществ. Поэтому и без доступа влаги суккуленты расходуют водный запас очень медленно и долго сохраняют жизнеспособность даже в гербарии.

В аридных условиях возникают и другие трудности для жизни суккулентов, обусловленные ограничениями, вытекающими из особенностей водного образа жизни этих растений. Сильное нагревание Массивных надземных органов суккулентов происходит из-за слабой транспирации и, как следствие, плохой терморегуляции.

У суккулентов имеется свой особый путь фотосинтеза, отличающийся использованием продуктов дыхания как источника углекислоты, частично. В неблагоприятных условиях растения частично используют принцип замкнутой системы с реутилизацией отходов метаболизма. Эти сложности связаны с тем, что, днем устьица суккулентов обычно закрыты, а ночью открываются. Поэтому доступ углекислоты и света не совпадают во времени.

Вследствие перечисленных ограничений интенсивность фотосинтеза суккулентов невелика, поэтому рост и накопление массы идут очень медленно. В результате они отличаются невысокой биологической продуктивностью и растут, в основном, по одиночке.

Мезофиты по всем параметрам занимают промежуточную позицию. Это подтверждается также физиологическими показателями водного режима. Они отличаются умеренными величинами осмотического давления, содержанием воды в листьях, предельным водным дефицитом. Величина транспирации, больше всего зависит от условий освещенности и других элементов микро климата. Мезофитные культуры имеют высокую приспособляемость к условиям окружающей среды. Попадая в условия с разной степенью влажности почвы и атмосферы, данный вид растений в сухих условиях приобретает более ксероморфные, а во влажных – более гигроморфные черты.

Даже одно растение, части которого находятся в несколько разных климатических условиях проявляет указанную пластичность. К примеру, у деревьев на опушке леса листья на стороне, обращенной в сторону леса, имеют более теневой характер по сравнению с несколько ксероморфными листьями внешней стороны дерева (см. табл. 1). Листья, растущие на разных высотах, одного растения имеют разную степень водоснабжения, так как поступление воды в верхние части связано с преодолением большого сопротивления. Кроме того, верхние листья деревьев, как правило, находятся в условиях другого микроклимата, нежели нижние.

Табл.1. Различие анатомо-физиологических показателей листьев на разных сторонах кроны дерева, растущего на опушке леса.

I – сторона, обращенная к лесу, II – сторона, обращенная к поляне

Древесная порода	Площадь листа, см 2	Число устьиц на 1 мм 2	Содержание воды, %	Содержание хлорофилла, мг/г	Средняя интенсивность фотосинтеза, мг СО 2 /дм 2 ·ч	Толщина листа, мкм
Дуб – Quercus robur
I	42	45	61	3.0	1.9	97
II	18	125	54	2.4	2.3	181
Липа – Tilia cordata
I	38	38	71	3.6	1.6	93
II	24	45	62	2.0	1.1	106

Водные растения имеют целый ряд своеобразных физиологических адаптивных особенностей по сравнению с растениями воздушной среды. В воду поступает гораздо меньше света, так как часть падающей радиации отражается от поверхности воды, другая – поглощается. В результате ослабления света при проникновении в более глубокие слои воды у погруженных растений сильно снижается фотосинтез с увеличением глубины. Ученые полагают, что глубоководный фитопланктон выживает в зонах, где освещенность ниже точки компенсации, благодаря периодическим вертикальным перемещениям в верхние слои. Это облегчает фотосинтез и пополнение запасов органических веществ.

Однако для осуществления фотосинтеза растениям необходим не только свет, но и СО 2 . При интенсивном фотосинтезе растений требуется много СО 2 , поэтому легко может возникнуть дефицит углекислоты. Источником углекислоты в воде является растворенный СО 2 , содержащийся в воздухе, продукт дыхания водных организмов, разложение органических остатков и высвобождение его из карбонатов. Стоит увеличить содержание СО 2 в воде, как гидрофиты заметно повышают уровень фотосинтеза.

Растения, погруженные в воду не имеют ни транспирации, ни «верхнего двигателя», который способствовал бы поддержанию тока воды в растении. Несмотря на это, ток, доставляющий питательные вещества к тканям, существует. Кроме того он явно зависит от времени суток, так как днем его больше, нежели ночью. Ток воды существует благодаря давлению в корне и водяным устьицам, специальным клеткам, которые выделяют воду.

У прибрежных или плавающих над водой растений листья и стебли обычно имеют сильную транспирацию, несмотря на то, что они расположены в слое воздуха, непосредственно граничащим с водой и имеющем влажность выше нормы. В течении светлого времени суток устьица открыты и лишь ночью они полностью закрываются.

Водные и прибрежные растения имеют очень низкое осмотическое давление. Это связано с тем, что они избавлены от необходимости поглощать воду из почвы, как это делают наземные растения, преодолевая почвенное сопротивление.

Табл.2. Осмотическое давление (в кПа) у гелофитов и водных растений (по Гесснеру Ф.,1959).

www.uznaem-kak.ru

Сведения об образовательной организации

Полезные ссылки

Безопасность

Противодействие коррупции

Доступная среда

Карта сайта

НСОКО