Прирождённые убийцы: насекомоядные растения. Ловчие аппараты растений
Метаморфозы листьев (усики, колючки, филлодии, ловчие аппараты)
Метаморфозы листьев (усики, колючки, филлодии, ловчие аппараты)
Тарский филиал
ФГБОУ ВПО ОмГАУ им П.А. Столыпина
Кафедра растениеводства и земледелия
Реферат
«Метаморфозы листьев (усики, колючки, филлодии, ловчие аппараты)»
Дисциплина «Ботаника»
Выполнила: студентка 11 группы
Направления подготовки «Агрономия»
Сковродина М. А.
Проверила: к.с.-х.н., доцент
Веремей Т. М.
Тара 2015
ВЕДЕНИЕ
Лист - один из основных вегетативных органов высших растений, занимающий боковое положение на стебле (оси побега)
Лист характеризуется коротким периодом жизни. У травянистых и листопадных древесных растений продолжительность жизни листа всего несколько месяцев; у вечнозелёных двудольных - обычно два - три года; у хвойных - от трёх до десяти лет. В ходе эволюции у различных групп растений лист возник неодинаково:
макрофильная линия эволюции - у большинства высших растений (папоротниковидные, голосемянные, покрытосемянные) лист образовался в результате уплощения и последующего срастания систем конечных боковых осей (теломов) ветвящегося вегетативного тела первичных наземных растений типа раниофитов. При этом была утрачена способность к длительному верхушечному росту и ветвлению. Только у папоротников листья, называемые вайями, способны к более длительному, чем у других растений, росту в длину;
микрофильная линия эволюции - у современных и ископаемых плауновидных листья возникли как экзогенные выросты осевых органов (энации)
Морфология простого листа сводится к определённой схеме:
.Листовая пластинка
.Черешок
.Прилистники
.Основание листа
Лист выполняет три главные функции: фотосинтез, газообмен, и транспирацию. Кроме того он может быть органом защиты (чешуи, колючки), прикрепления к опоре (усики), запаса питательных веществ и воды, а также вегетативного размножения.
У многих растений можно наблюдать различные метаморфозы листьев.
1. УСИКИ
Усики - это нитевидные, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. У многих лазающих лиан часть листа или весь лист превращены в усики.
К ним относятся некоторые виды лимоноса, диоскорей, настурций и др.
От листалазающих растений с двойной функцией листа (фотосинтеза и захвата опоры) в процессе эволюции появились лианы, лишенные части или всей пластинки листа, вместо которых развивается усик с высокой контактной чувствительностью. Они известны в семействах Маковые и Бигноневые.
У хохлатки усиконосной и дицентры василисниколистной в усики превращены верхние сегменты перисто-рассеченных листьев. У некоторых видов бигоний усики снабжены одревесневшими когтевидными крючочками, что усиливает их якорную функцию. У других видов бигоний после прикосновения к опоре на концах усиков образуются липкие дисковидные вздутия - присоски.
У видов вик, чечевицы и гороха посевного в усики видоизменены верхняя часть рахиса и соответственно три - семь листочков. У чины безлистной редуцируются все листочки, рахис представляет собой единственный усик, а функцию фотосинтеза выполняют два крупных листовидных прилистника. У многих чин редукция части листочков компенсируется крыловидными фотосинтезирующими выростами, образующимися на черешках стебля.
2. КОЛЮЧКИ
Колючки свойственны растениям, обитающим в сухом и жарком климате, хотя нередки они и у растений других климатических зон. Они выполняют две основные функции: уменьшают испаряющую поверхность надземной части растений и защищают стебли, стволы и молодые листья от поедания животными. Кроме того, некоторые пальмы-ротанги с их помощью прикрепляются к опоре.
Метаморфоз всего листа или какой-либо его части в колючку свойственен видам многих семейств. Листья, полностью метаморфизированные в колючку, типичны, например, для кактусов, широко распространенных в пустынях, полупустынях, каатинге и саванне Центральной и южной Америки. Почти все кактусы - стеблевые суккуленты с метаморфизированными листьями. У опунции они представлены крошечными (длиной 0,2…0,5 см) сочными шиловидными образованиями, который появляются в период дождей, а затем засыхают и опадают. У видов подсемейства Кактусовые, самого обширного семейства, у листьев, развивающихся на стебле, формируются только основания, подобные сосочкам ( пластинка редуцирована), в пазухах которых развиваются ареолы - пазушные почки с очень короткими междоузлиями и колючками, являющимися метаморфизированными почечными чешуями. Длина колючек 0,1…25см.
Колючки кактусов в ночные часы выполняют еще одну функцию - они конденсируют водяные пары из воздуха. Происходит это следующим образом. На одревесневших колючках и волосках кактусов в ветреную погоду накапливаются электрические заряды, которые притягивают к себе из воздуха капельки воды. Таким образом колючки способствуют конденсации водяного пара в атмосфере. В тех климатических зонах, в которых по ночам отмечается образование туманов (например, в прибрежных пустынях Чили), как тусы, на 95% состоящие из воды, в состоянии успешно развиваться, даже если годами не выпадают дожди.
Отдельные части листа тоже могут быть метаморфизированы в колючки. Чаще всего видоизменаются окончания жилок, выступающих на верхушке листа и по его краю, реже - рахис и прилистник.
Колючкой может становиться рахис сложных листьев после опадания листочков. Таково происхождение колючек, например у эспарцетов, трагантановых астрагалов, некоторых сибирских караган. Колючки некоторых листопадных растений образуются из прилистников (например, у представителей видов акации, молочаев, диоскорей, а также робинии, унаби, держи-дерева и др.). Ко времени опадания черешка прилистники-колючки одревесневают и в последствии защищают растения от животных. Иногда колючки одревесневают раньше. Так, у робинии колючки становятся твёрдыми еще при зелёном листе ( у третьего листа сверху). При опадении листа между колючками-прилистниками чётко виден листовой рубец.
Крупные (длиной до 5 см) полые острые колючки некоторых растений тропиков (акации-корнигера, акиции-флейты и др.) служат жилищем для муравьев, которые активно защищают листья растения от муравьев-листорезов. Благодаря небольшому отверстию на верхушке колючки акации-флейты при порывах ветра возникает свистящий звук, что и получило отражение в названии растения.
У многих видов барбариса листья однолетних побегов редуцированы до прилистников, которые превращены в колючки. (см. приложение 3)
3. ФИЛЛОДИЙ
Филлодий - это метаморфоз черешка или основания листа в образование, подобное плоской листовой пластинки, выполняющей функцию фотосинтеза. Филлодии характерны для многих видов так называемых филлодийных акаций, обитающих в опустыненных саваннах на юго-западе Австралии, где сухой период длится восемь-десять месяцев. Для филлодийных акаций характерна экологическая гетерофилия. Один из листьев - мезоморфные, с тонким черешком и крупной дваждыперистосложной пластинкой, многочисленные и нежные листочки которой могут функционировать только в периоды с достаточным увлажнением. При наступлении жары и засухи они засыхают и функции фотосинтеза выполняют другие листья, представленные длительно живущими филлодиями - метаморфизированными черешками, имеющими ксероморфную структуру. Филлодии похожи на листья с цельной пластинкой, плотной, кожистой, даже твёрдой, иногда покрытой смолистыми веществами. Метаморфоз черешка в филлодий свойственен некоторым чинам Южной Европы и Кавказа.
4. ЛОВЧИЕ АППАРАТЫ
Ловчие аппараты насекомоядных растений. У некоторых видов покрытосеменных все листья особи или часть из них метаморфизированы в ловчие аппараты. Растения этих видов автотрофные, но наряду с этим при помощи ловчих аппаратов они используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных.
Эти специфические ветви эволюции возникли в результате приспособления растений к жизни в неблагоприятных условиях азотного и минерального питания. Именно такие условия характерны для верховых болот и пресноводных водоемов тропической и умеренной широт, где главным образом они обитают. По содержанию минеральных веществ воды верховых болот приближаются к дистиллированной воде.
Строение ловчих аппаратов разнообразно, при этом у растений одних видов они неподвижны, у других - обладают способностью к движению при захвате и переваривании добычи.
Неподвижные липкие листья, желёзки которых выделяют клейкое вещество для ловли животных и вещества для их переваривания, имеет, например, росолист лузитанский, или португальская мухоловка.
Большинство видов рода Непентес - лианы, обитающие на болотистых почвах в дождевых лесах тропической Азии.
У взрослых растений развиваются длинные цепляющиеся побеги. В пределах каждого побега листья различаются: одни выполняют только функции фотосинтеза - они крупные, кожистые, узколанцетные, с усиковидной верхушкой, другие - метаморфизированы и имеют ловчие аппараты.
Нижняя часть метаморфизированных листьев подобна фотосинтезирующим - это уплощенное, имеющее вид пластинки основание листа (филлодий). Тонкая цилиндрическая часть, выполняющая функцию усика (она закручивается вокруг ветвей других растений), - черешок. Нижняя часть пластинки листа превращена в цилиндрический или кувшиновидный ловчий аппарат, который благодаря черешку-усику подвешен в воздухе. У молодых кувшинов устье (отверстие) плотно закрыто крышечкой (это верхняя часть пластинки), у вполне развитых она несколько приподнимается, располагаясь под углом, и в дальнейшем остается неподвижной. Крышечка препятствует попаданию в кувшин дождевой воды; у многих видов ее край обрамляют острые длинные волоски, преграждающие путь в ловушку животным более крупным, чем те, на которых рассчитан ловчий аппарат.
Типичная длина кувшинов у большинства видов 10...15 см, но может достигать и 30...50 см. Кувшины окрашены в яркие, часто контрастные тона, что делает их видными издалека. Желтовато-зеленоватый основной фон испещрен пурпурными, синеватыми, фиолетовыми пятнами; снаружи около устья они иногда темнокрасные, а завернутый внутрь край бледно-голубой, розовый или лиловый.
Железистые клетки эпидермы на нижней стороне крышечки и у края выделяют нектар (приманку для насекомых), который обильно покрывает вздутый и часто бороздчатый край устья. Насекомые, сосущие нектар сначала по краю устья, переползают на внутреннюю поверхность кувшина, покрытую восковым налетом, выделяемым желёзками. Восковой налет двухслойный. Верхний слой состоит из черепитчато расположенных чешуек, которые прилипают к ножкам насекомых и, отрываясь от нижнего слоя, заставляют их скользить вниз. Выбраться из ловушки невозможно, так как стенка отвесная и скользкая, но если некоторые из них и добираются до верхней части кувшина, то натыкаются на ряды острых зубцов, направленных им навстречу.
Кувшины в нижней трети, а часто наполовину заполнены жидкостью (до 1...2 л). Пищеварительные желёзки, находящиеся на стенке нижней части кувшина, выделяют протеолитический фермент непентесин и муравьиную кислоту, которая переводит фермент в активное состояние. Энергия переваривания белков у непентесов более высокая, чем у других насекомоядных растений: полная ассимиляция добычи происходит за 5...8 ч. Разложение остатков насекомых происходит за счет деятельности бактерий, в результате чего кувшины издают гнилостный запах, привлекающий к растению новые жертвы. У пузырчаток, насчитывающих около 250 видов и распространенных во всех частях света, ловчий аппарат снабжен клапаном, который закрывает попавшимся животным выход из ловушки.
В группу растений, ловчие аппараты которых обладают способностью к движению при захвате и переваривании добычи, входят жирянка, венерина мухоловка и росянка.
Росянки обитают на торфяных болотах космополитно во всех климатических поясах обоих полушарий. Росянка круглолистная - многолетнее травянистое растение с прикорневой розеткой листьев, пластинки которых метаморфизированы в ловчие аппараты. Нижняя сторона пластинки голая и гладкая, обычно прилегает к субстрату.
От верхней поверхности и края пластинки отходит множество (130...280) щупалец. Длина их неодинакова - она увеличивается от середины пластинки к ее краю. Щупальце состоит из пурпурной ножки и булавовидной или овальной головки. Ножка - вырост пластинки листа; головка, или желёзка, - железистый волосок. Ножка способна двигаться - изгибаться и выпрямляться. Желёзки, находящиеся в состоянии покоя, выделяют каплю густой липкой тягучей слизи, блестящей на солнце, как росинки. Мелкие летающие и ползающие насекомые, привлеченные блеском этих капелек, принимаемых ими за нектар, садятся или вползают на пластинку листа и прилипают к нему. Пытаясь освободиться, они мечутся, бьются, задевая липкие капли соседних желёзок, и все более обволакиваются слизыо. Через несколько минут, после того как желёзка хотя бы одного щупальца раздражена, все остальные приходят в возбужденное состояние. Через 10 мин, после того как раздражение получило первое щупальце, начинают загибаться к центру ближайшие к нему, а в течение 1...3 ч загибаются и все остальные щупальца, плотно прижимая добычу к пластинке. Затем изгибается пластинка (становится вогнутой).
Все движения щупалец и пластинки листа направлены на то, чтобы смешать добычу с обильными выделениями желёзок - кислотой и ферментом, подобным пепсину. Эта жидкость стекает в углубление пластинки.
В выделениях желёзок обнаружен алкалоид кониин, оказывающий парализующее действие на насекомых. Облепленные слизью, которая закупоривает трахеи и вызывает удушение, парализованные насекомые погибают через 15 мин. Через несколько дней процессы растворения и всасывания заканчиваются. Щупальца постепенно расправляются и принимают первоначальное положение.
лист метаморфоза фотосинтез газообмен
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Не только животные, но и растения адаптируются к окружающим условиям среды. Все метаморфозы у растений - это итоги адаптации. В ходе эволюции растения приспосабливаются к окружающей среде, подстраиваясь под климатические условия, осваивают новые функции. Не приспособленные к тем или иным условиям растения погибают.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Ботаника. - 2е изд., перераб. И доп. - М.:Колос, 2001. - 488с.
diplomba.ru
| АрхеологияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБотаникаБухгалтерский учётВойное делоГенетикаГеографияГеологияДизайнИскусствоИсторияКиноКулинарияКультураЛитератураМатематикаМедицинаМеталлургияМифологияМузыкаПсихологияРелигияСпортСтроительствоТехникаТранспортТуризмУсадьбаФизикаФотографияХимияЭкологияЭлектричествоЭлектроникаЭнергетика | Общие сведения. Устройство ловчих аппаратов насекомоядных растений. Основные виды комнатных насекомоядных растений. Рекомендации по выращиванию, уходу. 4. Список использованных источников
Исторические сведения и изучение насекомоядных растений Первое тропическое растение с ловчими кувшинами было описано Этином де Флако, губернатором Мадагаскара, в 1650 годах. В XVIII и XIX веках по основным путям колониальной торговли из экзотических стран в Европу привозили огромное разнообразие редких причудливых растений. Вместе с технологическим прогрессом, который привел к изобретению защитных сооружений оранжерей, позволяющих воссоздать условия тропического климата, популярность насекомоядных растений возросла. Наибольшей популярностью пользовался непентос (Nepentbes) в 1780 годах он был интродуцирован в Королевский ботанический сад в Кью, а в 1843 году выставлялся на ежегодной выставке Королевского общества садоводов. Новые гибридные растения наводнили рынок, и к 1879 году тысячи растений поступали в продажу ежегодно для удовлетворения спроса на них в Европе. Существование более 10 региональных обществ насекомоядных растений позволяют говорить об их неизменной популярности. Довольно точное описание венериной мухоловки (Dionаеа muscipula) относится к 1769 году и было сделано английским натуралистом Джоном Эллисом в письме к Карлу Линнею. Эллис высказал предположение, что насекомые, пойманные этим растением, служат ему пищей, но неверно истолковал значение железок, находящихся на поверхности листьев мухоловки: выделяемая ими жидкость, по его мнению, представляет собой приманку для насекомых. На самом деле они выделяют только пищеварительный сок. Несколько позже, в 1782 г., немецкий врач А.В. Рот указал на то, что листья росянки (Drosera) совершают своеобразные движения, с помощью которых они ловят насекомых, и высказал предположение, что пойманные животные являются источником пищи для этого растения. У Бартрам в книге, посвященной описанию его путешествия по северной и южной Каролине, Флориде и другим штатам Северной Америки (1791), останавливается на растениях из рода Sarracenia, листья которых превращены в кувшинчики, содержащие воду и служащие ловушкой для насекомых. У него же мы впервые встречаем термин “плотоядные растения” (в применении к венериной мухоловке). В первой и в начале второй половины XIX века список насекомоядных растений значительно увеличился, так как был описан ряд новых форм, относящихся к этой группе; особенно следует отметить открытие насекомоядности у Nepenthes (Кортальс, 1835). Вскоре начали появляться отдельные работы, посвященные более глубокому изучению движений и других биологических особенностей этих растений. В 1861 г. Оже де Ляссю описал движения листьев у Aldrovanda и обнаружил, что они чувствительны к прикосновению. В 1868 г. Кэнби впервые указал на пищеварительные свойства сока, выделяемого листьями Dionaea. Естествоиспытатель Чарльз Дарвин (1809 - 1882) разделял викторианское восхищение насекомоядными растениями. Он начал свои исследования с наблюдений в природе над росянкой летом 1860 г. Тогда же он поставил и ряд лабораторных опытов, которые вскоре разрослись в целое исследование. Его монография об этих растениях, опубликованная в 1875 году, была первым трудом, посвященным этой группе растений. В ней приводятся не только сведения о естественных местообитаниях растений, но и детальные описания разнообразных экспериментов, выполненных над растениями с использованием разных веществ и факторов.
Общие сведения. Устройство ловчих аппаратов насекомоядных растений. Насекомоядные растения - собирательное название около 630 видов растений из 19 семейств, которые приспособились к ловле и перевариванию небольших животных, в основном насекомых. Используются также термины "хищные растения" и "плотоядные растения". Большинство насекомоядных являются наземными растениями и среди них редко встречаются эпифитные виды. Это преимущественно многолетние травянистые растения, встречающиеся в разных регионах земного шара - в низинных болотах севера и в сухих лесах Западной Австралии; от холодной Сибири, где произрастает жирянка пестрая, до жарких тропических лесов Борнео. На территории нашей страны и ближнего зарубежья 18 видов из 4 родов, относящихся к 2 семействам: Росянковые и Пузырчатковые. Многие насекомоядные, произрастающие в условиях умеренного климата, переживают суровые зимы, формируя покоящиеся почки, в то время как росянки и некоторые пузырчатки из Западной Австралии формируют клубни для пережидания неблагоприятных засушливых периодов. Насекомоядные растения растут на бедных почвах и получают дополнительные питательные вещества путем ловли живой добычи, при помощи видоизменённых листьев - ловчих органов. Основной добычей этих растений являются насекомые, а их размер варьирует от микроскопических дафний до комнатных мух и ос. В ловчие аппараты крупных видов иногда попадают и более крупные животные, например, лягушки и даже мелкие млекопитающие. В некоторых случаях растения адаптируются к определенному типу добычи, например, разные виды непентеса ловят термитов и муравьев. Привлекают насекомых окраской, запахом или сладкими выделениями. На поверхности листьев имеются железы, выделяющие пищеварительные ферменты: пепсин и органические кислоты (муравьиную, бензойную и другие), которые переваривают пойманную жертву, расщепляя животные белки. Образующиеся в результате такого внеклеточного пищеварения продукты, в основном аминокислоты, всасываются и усваиваются. Венерина мухоловка способна захлопывать листья за одну десятую долю секунды. Это одно из самых быстрых движений в мире растений. Долгое время было загадкой - как мухоловка производит такое молниеносное движение без мускулов и нервов. Оказалось, что листья венериной мухоловки накапливают упругую энергию. Они работают как выпуклые мембраны, которые с резким щелчком переключаются из одного положения в другое, стоит только легонько нажать на них пальцем. Некоторые из растений хищников, такие как тропические лианы непентесы с соблазнительными ловушками в виде кувшинчиков и травянистые саррацении охотно содержат и показывают посетителям ботанические сады. Более того, в цветочных магазинах многих городов эти виды насекомоядных растений стали все чаще появляться в продаже. Это удивительные растения, наблюдать за которыми можно долгое время, не теряя интереса. Все насекомоядные разделяют на 5 групп – в зависимости от способа, который они используют для ловли своих жертв. Одни растения имеют листья-ловушки, визуально напоминающие двустворчатые ракушки. По их краю находится ряд зубов (дионея или венерина мухоловка). И как только жертва попадает в центр листа, он сразу же плотно захлопывается. Другие насекомоядные вооружились листьями-липучками, которые выделяют ароматную, но липкую жидкость (росянка). Насекомое, севшее полакомиться, намертво приклеивается к хищному растению Третьи – растения, у которых листья превратились в кувшины или капюшоны яркой окраски (гелиамфора, непентес, саррацения), наполненные водой. Попадая в этот своеобразный сосуд, насекомое тонет в воде, которая на самом деле оказывается «желудочным соком» прожорливого растения. Четвертые представляют ловчий аппарат в виде пузыря, внутри которого генерируют вакуум и в случае приближении жертвы просто всасывают и замыкают пузырь. И, наконец, пятые — ловушки лобстер-пот. Это камера, в которую легко проникнуть, но трудно вырваться наружу из-за расположения щетинистых наростов, препятствующих движению добычи в обратном направлении, щетинки вкручиваются в тело жертвы по принципу штопора, нанизывая плоть на свою обеденную «вилку». Эти плотоядные скорее всего эволюционировали от растений с ловушкой-пузырем. Как правило, двумя последними ловчими аппаратами обладают водные растения, которые питаются мелким планктоном.
|
studopedya.ru
ловчий аппарат - это... Что такое ловчий аппарат?
Анатомия и морфология высших растений. Словарь терминов. — М.: Дрофа. Коровкин О.А.. 2007.
- ловчие органы
- ловчий волосок
Смотреть что такое "ловчий аппарат" в других словарях:
Семейство саррацениевые (Sarraceniaceae) — Семейство состоит из 3 родов и 17 видов, распространенных на западе и востоке Северной Америки и на северо востоке Южной Америки (карта 10). Это многолетние корневищные болотные травы, принадлежащие к числу самых крупных насекомоядных… … Биологическая энциклопедия
ловчие органы — Синонимы: ловчий аппарат видоизмененные листья хищных растений, предназначенные для ловли мелких беспозвоночных (см. рис. Лист непентеса с ловчим аппаратом : 1 – фотосинтезирующая часть черешка; 2 – цепляющаяся часть черешка; 3 – листовая… … Анатомия и морфология растений
Отряд Крылоногие (Pteropoda) — В этом отряде значительно меньше разнообразия форм, чем в предыдущих. Это стоит в связи и с более однородным характером среды, которую населяют эти улитки, так как все они ведут планктонный образ жизни. Характерным анатомическим… … Биологическая энциклопедия
Насекомоядные растения — многолетние травянистые растения, улавливающие насекомых (изредка др. мелких животных) и использующие их как дополнительный источник питания (главным образом азотистого). Н. р. встречаются во всех частях света. Около 500 видов из 6… … Большая советская энциклопедия
Опыление — Со времен Ч.Дарвина до наших дней опыление орхидных не перестает привлекать внимание исследователей. И. И. Мечников в своей книге «Этюды о природе человека» (1903) называет механизм опыления орхидей одним из наиболее удивительных примеров … Биологическая энциклопедия
Семейство непентовые (Nepenthaceae) — Все представители данного семейства относятся к единственному роду непентес (Nepenthes, табл. 29, 30), включающему в себя более 70 видов, большинство из которых обитает в тропической Азии, особенно на острове Калимантан. На западе они… … Биологическая энциклопедия
Семейство росянковые (Droseraceae) — К семейству относят 4 рода, включающие более 100 видов. Росянковые многолетние корневищные болотные или водные травянистые растения (очень редко полукустарники), обладающие специальными приспособлениями для ловли насекомых. Листья у них… … Биологическая энциклопедия
Венерина мухоловка — (Dionaea muscipula, см. фиг.) принадлежит к сем. росянковых (Droseraceae), почти все представители которого (Drosera, Drosophyllum, Aldroyandia и другие) обладают способностью питаться животною пищей. В. мухоловка маленькое растеньице, является… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Хищные растения — Непентес Насекомоядные растения (используются также термины хищные растения и плотоядные растения) представители растений, адаптировавшиеся для ловли и переваривания небольших животных, в основном насекомых. Таким образом они дополняют свое… … Википедия
Плотоядные растения — Непентес Насекомоядные растения (используются также термины хищные растения и плотоядные растения) представители растений, адаптировавшиеся для ловли и переваривания небольших животных, в основном насекомых. Таким образом они дополняют свое… … Википедия
plant_anatomy.academic.ru
насекомоядные растения / Научный хит
Почему жертвы этих растений добровольно забираются в смертоносные ловушки? Хитроумные растения делятся своими секретами. Голодная муха ищет, чем бы поживиться. Почуяв запах, похожий на аромат нектара, она садится на мясистый красный лист — ей кажется, что это обычный цветок. Пока муха пьет сладкую жидкость, она задевает лапкой крохотный волосок на поверхности листа, затем еще один… И тут вокруг мухи вырастают стены. Зубчатые края листа смыкаются, словно челюсти. Муха пытается вырваться, но капкан крепко-накрепко закрыт. Теперь вместо нектара лист выделяет ферменты, растворяющие внутренности насекомого, постепенно превращая их в липкую кашицу. Муху постигло величайшее унижение, какое только может выпасть на долю животного: ее убило растение.
Болотистая саванна, простирающаяся на 140 километров вокруг Вилмингтона (Северная Каролина, США), — единственное место на Земле, где венерина мухоловка (Dionaea muscipula) является коренным обитателем.
Здесь встречаются и другие виды хищных растений — не столь знаменитые и не такие редкие, но не менее удивительные. Например, непентес (Nepenthes) с кувшинами, похожими на бокалы для шампанского, где находят свою гибель насекомые (а иногда и животные покрупнее).
Или росянка (Drosera), обхватывающая жертву липкими волосками, и пузырчатка (Utricularia), подводное растение, всасывающее добычу, как пылесос.
Пузырчатка Растения, питающиеся животными, вызывают у нас необъяснимую тревогу. Наверное, дело в том, что такой порядок вещей противоречит нашим представлениям о мироздании. Знаменитый натуралист Карл Линней, создавший в XVIII веке систему классификации живой природы, которой мы пользуемся до сих пор, отказывался верить, что такое возможно. Ведь если венерина мухоловка в самом деле пожирает насекомых, она нарушает порядок природы, заведенный Богом. Линней считал, что растения ловят насекомых случайно, и, если несчастная букашка перестанет дергаться, она будет отпущена на свободу. Чарлза Дарвина, напротив, завораживало своевольное поведение зеленых хищников. В 1860 году, вскоре после того как ученый впервые увидел одно из таких растений (это была росянка) на вересковой пустоши, он написал: «Росянка интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете».
Дарвин потратил не один месяц на эксперименты. Он сажал мух на листья хищных растений и наблюдал, как те медленно сжимают волоски вокруг своей жертвы; он даже подбрасывал прожорливым растениям кусочки сырого мяса и яичного желтка. И выяснил: для того, чтобы вызвать реакцию растения, достаточно веса человеческого волоса.
«Мне представляется, что едва ли кому-то случалось наблюдать более удивительное явление в растительном царстве», — писал ученый. При этом росянки не обращали совершенно никакого внимания на капли воды, даже если те падали с большой высоты. Реагировать на ложную тревогу во время дождя, рассуждал Дарвин, было бы для растения большой ошибкой — так что это не случайность, а закономерная адаптация. Впоследствии Дарвин исследовал и другие виды растений-хищников, а в 1875 году обобщил результаты своих наблюдений и экспериментов в книге «Насекомоядные растения». Особенно его восхищала необычайная быстрота и сила венериной мухоловки, которую он называл одним из самых удивительных растений на свете. Дарвин установил, что, когда лист смыкает края, он на время превращается в «желудок», выделяющий ферменты, которые растворяют добычу.
В ходе долгих наблюдений Чарлз Дарвин пришел к выводу: листу хищника, чтобы снова открыться, требуется более недели. Вероятно, предположил он, зубчики по краям листа сходятся не до конца, чтобы совсем мелкие насекомые могли спастись бегством, и растению, таким образом, не приходилось бы тратить энергию на малопитательную пищу. Молниеносную реакцию венериной мухоловки — ее ловушка захлопывается за десятую долю секунды — Дарвин сравнивал с сокращением мышц животного. Однако у растений нет ни мышц, ни нервных окончаний. Как им удается реагировать точь-в-точь как животным? 
Портрет Чарлза ДарвинаРастительное электричество
В наши дни биологи, изучающие клетки и ДНК, начинают понимать, как эти растения охотятся, едят и переваривают пищу — и главное, как они «научились» это делать. Александр Волков, специалист по физиологии растений из Оуквудского университета (Алабама, США), убежден: после долгих лет исследований ему наконец удалось раскрыть секрет венериной мухоловки. Когда насекомое задевает лапкой волосок на поверхности листа мухоловки, возникает крошечный электрический разряд. Заряд накапливается в ткани листа, однако его недостаточно, чтобы захлопывающийся механизм сработал — это страховка от ложной тревоги. Но чаще всего насекомое задевает еще волосок, добавляя к первому разряду второй, — и лист закрывается. Эксперименты Волкова показывают, что разряд движется вниз по заполненным жидкостью туннелям, пронизывающим лист, и это заставляет открываться поры в стенках клеток. Вода устремляется из клеток, находящихся на внутренней поверхности листа, к тем, что расположены на внешней его стороне, и лист при этом быстро меняет форму: из выпуклого становится вогнутым. Два листа схлопываются, и насекомое оказывается в западне.
Жирянка Подводная ловушка пузырчатки устроена не менее хитроумно. Она выкачивает воду из пузырьков, понижая в них давление. Когда водяная блоха или еще какое-нибудь небольшое существо, проплывая мимо, задевает волоски на внешней поверхности пузырька, его крышечка открывается, и низкое давление увлекает воду внутрь, а вместе с ней — и добычу. В одну пятисотую долю секунды крышечка снова захлопывается. Затем клетки пузырька выкачивают воду, восстанавливая в ней вакуум. 
Насекомые в ловушке Многие другие виды растений-хищников напоминают клейкую ленту от мух: они хватают добычу с помощью липких волосков. Кувшиночники прибегают к иной стратегии: насекомых они ловят в длинные листья — кувшины. У самых крупных глубина кувшинов достигает трети метра, и они могут переварить даже какую-нибудь невезучую лягушку или крысу. Смертельной ловушкой кувшин становится благодаря химическим веществам. Nepenthes rafflesiana, например, растущий в джунглях Калимантана, выделяет нектар, с одной стороны, привлекающий насекомых, а с другой — образующий скользкую пленку, на которой те не могут удержаться. Насекомые, опускающиеся на ободок кувшина, соскальзывают внутрь и попадают в вязкую пищеварительную жидкость. Они отчаянно шевелят лапками, пытаясь освободиться, но жидкость тянет их на дно.
У многих растений-хищников есть специальные желёзки, выделяющие ферменты — достаточно сильные, чтобы проникнуть сквозь твердый хитиновый панцирь насекомых и добраться до скрывающихся под ним питательных веществ. А вот пурпурная саррацения, встречающаяся на болотах и скудных песчаных почвах в Северной Америке, для переваривания пищи привлекает другие организмы.
Цефалотус Саррацения помогает функционировать сложной пищевой сети, в которую входят личинки москитов, мелкие мошки, простейшие и бактерии; многие из них могут жить только в этой среде. Животные измельчают добычу, падающую в кувшин, а плодами их трудов пользуются организмы помельче. В конце концов саррацения поглощает питательные вещества, выделяющиеся в процессе этого пиршества. «Благодаря животным в этой перерабатывающей цепочке все реакции ускоряются, — говорит Николас Готелли из Университета Вермонта. — Когда пищеварительный цикл окончен, растение накачивает в кувшин кислород, чтобы его обитателям было чем дышать».
Тысячи саррацений растут на болотах Гарвардского леса, принадлежащего одноименному университету, в центральном Массачусетсе. Аарон Эллисон, главный эколог леса, вместе с Готелли пытается выяснить, какие эволюционные причины побудили представителей флоры развить в себе склонность к мясной диете. Растения-хищники явно извлекают пользу из поедания животных: чем больше мух скармливают им исследователи, тем лучше они растут. Но чем именно полезны жертвы? От них хищники получают азот, фосфор и другие питательные вещества, чтобы вырабатывать улавливающие свет ферменты. Иными словами, поедание животных позволяет растениям-хищникам заниматься тем, чем занимаются все представители флоры: расти, получая энергию от солнца.
Труд зеленых хищников нелегок. Им приходится затрачивать огромное количество энергии на создание приспособлений для ловли животных: ферментов, насосов, липких волосков и прочего. Саррацения или мухоловка не могут много фотосинтезировать, поскольку, в отличие от растений с обычными листьями, у их листьев нет солнечных панелей, способных поглощать свет в больших количествах. Эллисон и Готелли полагают, что преимущества плотоядной жизни перевешивают затраты на ее ведение только при особых условиях. Бедная почва болот, к примеру, содержит мало азота и фосфора, поэтому там у растений-хищников есть преимущество перед собратьями, которые добывают эти вещества более привычными способами. Кроме того, на болотах нет недостатка в солнце, поэтому даже неэффективные с точки зрения фотосинтеза растения-хищники улавливают достаточно света для выживания.
Природа не раз шла на такой компромисс. Сравнив ДНК хищных и «обычных» растений, ученые обнаружили, что различные группы хищников эволюционно не связаны между собой, а появлялись независимо друг от друга как минимум в шести случаях. Некоторые растения-хищники, внешне похожие, имеют лишь отдаленное родство. И тропический род Nepenthes, и североамериканский Sarracenia обладают листьями-кувшинами и для ловли добычи используют одну и ту же стратегию, однако происходят от разных предков.Кровожадные, но беззащитные
К сожалению, те самые свойства, которые позволяют растениям-хищникам процветать в не самых простых естественных условиях, делают их чрезвычайно чувствительными к переменам в окружающей среде. Во многие болота Северной Америки попадает избыточный азот — виной тому удобрение окрестных сельскохозяйственных площадей и выбросы электростанций. Растения-хищники настолько идеально приспособлены к низкому содержанию азота в почве, что не могут справиться с этим неожиданным «подарком». «В конце концов они просто погибают от перенапряжения», — говорит Эллисон.
От людей исходит и другая опасность. Незаконная торговля растениями-хищниками распространена настолько широко, что ботаники стараются хранить в секрете места, где встречаются некоторые редкие виды. Браконьеры тысячами вывозят венерины мухоловки из Северной Каролины и продают их с придорожных лотков. Сельскохозяйственный департамент штата с некоторых пор помечает дикорастущие экземпляры безопасной краской, невидимой при обычном освещении, но мерцающей в ультрафиолетовых лучах, чтобы инспекторы, обнаружив в продаже эти растения, могли быстро определить, откуда они — из парника или с болота. Даже если браконьерство удастся остановить (что тоже вызывает сомнения), растения-хищники по-прежнему будут страдать от многих напастей. Среда их обитания исчезает, уступая место торговым центрам и жилым кварталам. Лесным пожарам не дают разгуляться, отчего другие растения получают возможность быстро расти и выигрывать соперничество с венериными мухоловками. Мухи, возможно, этому и рады. Но для тех, кого восхищает поразительная изобретательность эволюции, это большая потеря. sci-hit.com
Растения хищники: ловчие листья | Тропический дневник
Хищные растения эволюционировали на бедных азотом почвах и растут, как правило, в заболоченных лесах, лугах, собственно на болотах или высоко в горах, преимущественно в областях с теплым или тропическим климатом. Эти гениальные выдумщики научились дополнять свой рацион пищей животного происхождения, чаще всего насекомыми. Но в ловушки самых изощренных из них иногда попадает и более крупная добыча: мыши и даже крысы.
Хищные растения поразили Дарвина, он засомневался в естественном происхождении столь сложных систем. Дарвин поставил ряд лабораторных опытов: он изучал «вкусы» растений и составлял «меню». Его привлекла способность растений переваривать пищу, их хватательные движения, высокая чувствительность к прикосновениям — то есть свойства, схожие с таковыми у животных. Впоследствии эти опыты стали серьёзной научной работой, вобравшей в себя множество уникальных наблюдений и смелых выводов.
Изучение хищных растений так захватило Дарвина, что в письме к Лайелю он пишет: «В настоящее время Drosera (росянка) интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете». Дарвин долгое время не решался опубликовать результаты этих работ. Лишь через 15 лет, когда они были дополнены другими исследователями, он издал книгу «Insectivorous Plants» (1875). Второе издание «Насекомоядных растений» с большими дополнениями, написанными его сыном, вышло после смерти Дарвина, в 1888 году.
Однако книга не сразу нашла признание среди учёных своего времени и подверглась жестокой критике. Директор Петербургского ботанического сада Регель (1879) заявил, что утверждение Дарвина о существовании в природе насекомоядных растений принадлежит к числу теорий, «над которыми всякий здравомыслящий ботаник и естествоиспытатель просто смеялся бы, если бы оно не исходило от прославленного Дарвина. Мы надеемся, что холодный разум и основательное наблюдение наших немецких исследователей скоро забросят эту теорию в ящик научного хлама, который сами бывшие последователи таких теорий меньше всех захотят когда-либо открыть». Вопреки злопыхателям, до сих пор фундаментальная работа Дарвина является крупнейшим вкладом в изучение насекомоядных растений.
Плотоядные растения эволюционировали в пяти группах цветковых растений. Причем тип ловушки не зависит от принадлежности растения к определённому семейству, а механизм ловли у них самый разнообразный:
• ловчие листья в форме кувшинов;• листья, которые смыкаются в виде капканов;• липкие ловушки;• засасывающие ловушки;• ловушка типа крабовой клешни.
Сейчас хотелось бы поговорить о ловчих листьях или хитрых кувшинах. Ловчие листья возникли независимо на разных континентах: в обеих Америках, в Австралии, Юго-Восточной Азии. Они прекрасны, но их красота смертельна. Под ней кроются ловушки, убивающие неосторожных.
Самые простые из них растут в болотистых лесах тропической Южной Америки. Там деревья увешаны бромелиями, родственниками ананасов. Многие бромелии растут как эпифиты, но корни, висящие в воздухе, не могут впитывать воду и питательные вещества из почвы. Вместо этого листья образуют в центре растения колодец, куда в дождь наливается вода. Туда же попадают опавшие листья. Лягушкам древолазам воронки бромелий кажутся миниатюрными прудами. Но бромелии рода брохиния, в частности, Brocchinia reducta, не столь гостеприимны. В ее колодце содержится кислота и пищеварительные ферменты, а листья покрыты воском и скользкие как лед. Насекомое сползает в ужасный колодец, где будет переварено.
Воронка брокхинии
Начав с самого простого, природа путем естественного отбора создала более совершенные и сложные ловушки. Забравшись на верхушку столовых гор Венесуэлы, Бразилии или Гаяны, вы погрузитесь в затерянный мир древних плато. На языке индейцев эти плато называются «тепуи», что означает «дом богов». И только здесь растет гелиамфора из семейства саррацениевые – название ее происходит от мест, в которых она обитает, «кувшин болот» – именно так переводится “Heliamphora”. В отличие от родственницы саррацении, гелиамфора растет очень медленно, а зацветает в среднем через семь лет, после прорастания семени. Возникает впечатление, что лист просто свернут в трубочку со швом посередине, но это не значит, что ловушки примитивны, совсем наоборот. Растение идеально приспособилось к жизни на верхушках изолированных гор. Здесь почти постоянно идет дождь, доставляя неудобство гилиамформ, ведь у них нет крышечки, и кувшины могут переполняться водой. Но даже во время дождя уровень воды в кувшинчике вдруг начинает падать. Шов скрывает отверстие, отводящее воду через плоский канал. Это водосточная труба, по которой вода стекает к основанию.
Heliamphora nutans
В Северной Америке произрастают, пожалуй, самые красивые хищники среди растений. В сосновом лесу на юго-востоке США можно набрести на заросли удивительной саррацении желтой (sarracenia flava). Она отращивает длинные воронки, на крышечках которых выделяется нектар, а внутри колодца образуются смертельно опасная кислота и пищеварительные ферменты.
Заросли саррацении желтой
Заросли саррацении образуют невероятные вариации окраски: красные с желтой крышечкой, пурпурные, белые. Разноцветные яркие воронки исполняют ту же роль, что и цветы, привлекают внимание насекомых, обещая сладкий нектар. Известно около 10 видов хищных растений рода саррацения (Sarracenia) из семейства саррацениевые. Все они происходят из южной части Северной Америки.
Саррацения желтая
Очень редко можно встретить заросли саррацении белолистной (sarracenia leucophylla), образующие неземной цветущий луг. Капельки манящего сладкого нектара выступают на нижней стороне листа. Насекомые так заняты поеданием нектара, что не замечают, как держаться все труднее, стенки воронки скользкие и спасения нет. Но порой труды растения напрасны, во многих кувшинах живет паук рысь, который ворует законную добычу саррацении.
Саррацения белолистная (Sarracenia leucophylla)
Саррацения пурпурная (Sarracēnia purpūrea) произрастает до самой Канады. В ее кувшинах не овыделяются пищеварительные ферменты, поэтому ей нужна помощь, чтобы переварить пищу. На ее крышечке также вырабатывается нектар, и растут волоски, способствующие соскальзыванию внутрь. Пойманные насекомые идут на дно, где личинки комара помогают растению разлагать добычу, а также выделяют в раствор питательные вещества, легко усваиваемые сарраценией.
Саррацения пурпурная (Sarracenia purpurea)
Саррацения пурпурная (Sarracenia purpurea)
Еще один хищник из Северной Америки — дарлингтония, редкий род семейства саррацениевых, тщательно охраняемый согласно Вашингтонской Конвенции. Этот единственный вид, входящий в род, называется дарлингтония калифорнийская — Darlingtonia californica, область ее распространения в дикой природе очень ограничена – это относительно небольшой район между американскими штатами Орегон и Калифорния. Листья дарлингтонии напоминают приготовившуюся к нападению кобру с распущенным капюшоном. В зависимости от благоприятствования внешних факторов, они вырастают до метра в длину, а невзрачные цветки этого растения, могут достигать в диаметре 6 см.
Дарлингтония калифорнийская (Darlingtonia californica)
Вход в ловушку дарлингтонии скрывает выпуклый капюшон, задняя стенка которого покрыта прозрачными окошками. Сквозь них виден внешний мир и это помогает одурачить насекомого. Муха чует сладкий нектар на кромке капюшона и не может устоять перед искушением. Однако внутри инстинкты приводят ее к гибели. Поев, она пытается подлететь к свету, но на пути ее оказывается очень скользкая поверхность. Из всех насекомоядных растений Америки, у дарлингтонии самый чужеродный облик.
Цветок дарлингтонии
Дарлингтония ловит свои жертвы, также привлекая их выделяемым запахом. Стенки листьев-ловушек покрыты волосками, допускающими движение насекомых только внутрь. Насекомые попадают в ловушки-накопители, из которых уже не могут выбраться. Они растворяются в пищеварительных соках, и растение получает необходимые питательные субстанции. Но это как бы дополнительное блюдо, основные питательные вещества поступают через корневую систему.
Но в Старом Свете другая группа растений также развила кувшины еще более хитроумной конструкции. В джунглях Юго-Восточной Азии растет непентес, его лианы вьются по деревьях часто на десятки метров, а ловушки-кувшины свисают на концах листьев. Существует около 130 видов непентесов, их разнообразие поражает. Самый крупный хищник среди растений обитает на склонах горы Кинабалу на Борнео – непентес раджа (Nepenthes rajah). Известно всего 4 небольших участка, где произрастает непентес раджа группами около 400-500 растений. Таким образом, в мире насчитывается всего около 2000 непентесов раджа на склонах единственной горы. Торговля этим видом строго запрещена международной конвенцией CITES.
Самое крупное хищное растение в мире — непентес раджа
Непентесы самые совершенные приспособленцы для питания насекомыми. Недавно выяснилось, что для ловли непентесы используют как минимум 2 механизма ловчего аппарата. Один из них — аквапланирование на влажном верхнем крае кувшина. Благодаря специфической микроструктуре кувшинчика капли воды образуют тонкую водную пленку, по которой насекомые соскальзывают внутрь. Но при низкой влажности край кувшинчика может высыхать и становится неэффективным для ловли. Другой ловчий механизм непентесов организован более изощренно. В верхней части внутренней стенки кувшина располагаются железы, секретирующие воск. Восковой налет двухслойный: верхний слой состоит из налегающих друг на друга мельчайших чешуек, или кристаллов, которые легко отрываются от нижнего слоя и прилипают к лапкам членистоногих. В результате, нарушается сцепление лапок со стенками кувшина, и насекомое оказывается на дне.
Непентес больше чем просто хищник. Непентес двушпорный (Nepenthes bicalcarata), назван так из-за двух наростов, вырастающих под крышкой. Наросты выделяют нектар, привлекающий насекомых, которые затем соскальзывают в кувшинчик. Однако в самом кувшинчике также обитают насекомые – муравьи. Они без проблем перемещаются по скользким стенкам кувшинчика и угощаются добычей растения. Они даже плавают в жидкости внутри ловушки. Но за обед всегда надо платить. Муравьи собираются на кромке ловушки, время от времени, очищая ее от нектара, сохраняя край скользким, помогая, таким образом, растению. Взамен, непентес предоставляет муравьям жилье – полость в стебле, где они строят гнезда.
Непентес двушпорный (Nepenthes bicalcarata)
Некоторые насекомоядные растения из хищников превратились в вегетарианцев. Это непентес кувшинчиковый (Nepenthes ampullaria), его крышка откинута назад, открывая кувшинчик древесному пологу. Горлышко кувшинчика ловит листья и ветки, падающие с деревьев, нависающихе над растением. А внутри кувшинчика целое сообщество разных существ (личинки разнообразных комаров и даже головастики) расщепляют листья, помогая растению добывать питательные вещества. Крошечный мир, спрятанный в кувшине…
Непентес кувшинчиковый (Nepenthes ampullaria)
Непентесы не только хищники. Они формируют разнообразные сложные отношения с животными. К непентесу раджа наведываются необычные гости: млекопитающие. На нижней поверхности крышки образуется нектар, и недавние наблюдения скрытыми камерами подтвердили эту Тупайя, лакомясь, роняет в кувшин свои фекалии и эти питательные вещества дополняют обычный рацион растения. Тупайя активна только днем, но с наступлением темноты приток удобрений к непентесу не прекращается. В темноте он по-прежнему производит нектар, которым кормится кинабулийская крыса. Как и тупайя, она забирается на кувшин и поедает нектар на внутренней стороне его крышечки, ее экскременты падают внутрь. Кувшины очень велики, а кинабулийская крыса мала и, поскользнувшись, может стать пищей растения. Но не это является целью непентеса. Растение не питается позвоночными, лишь случайно соскальзывая внутрь мелкие грызуны становятся его добычей. Ловушки так велики, что грызуны не могут выбраться наварх и тонут, а затем перевариваются. Иногда в ловушке можно найти скелет.
Облетевшая весь мир фотография «Rat Eater»
Недавняя фотография крысы, попавшейся в огромный ловчий кувшин на склонах Кинабалу, произвела настоящую сенсацию. Снимок появился в газетах всего мира и на веб-сайтах. Это говорит о том, что людей интересуют растения, ловящие и убивающие животных, не меньше чем в викторианские времена, когда впервые было сделано это открытие.
Татьяна Захарова
www.vtropiki.com
Видоизменения листа
Лист — один из самых пластичных органов растения. В процессе приспособления к условиям среды обитания у всего листа или его части может произойти смена главной функции. Это приводит к качественным изменениям во внешнем облике и внутреннем строении листа, то есть возникают видоизменения или метаморфозы листа (рис. 32).
Колючки
Это видоизменение характерно для растений, обитающих в сухом и жарком климате, хотя нередко они возникают и у растений других климатических зон. Колючки уменьшают транспирацию и защищают растения от поедания животными.Метаморфоз всего листа в колючку характерен для кактусов. У многих астрагалов, эспарцетов в колючку превращается рахис сложного листа, у белой акации — прилистники.
Усики
Это нитевидные образования, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. У вики, чечевицы, гороха в усик преобразуются верхняя часть рахиса и несколько верхних листочков. У чины безлистной все листочки редуцируются, а рахис представляет собой единственный усик (функцию фотосинтеза берут на себя прилистники.
Ловчие аппараты
Встречаются у растений, произрастающих на болотистых, торфяных, бедных минеральными веществами почвах. При помощи ловчих аппаратов росянка в средней полосе, венерина мухоловка в Северной Америке, непентес в тропической Азии используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных. Строение ловчих аппаратов различно (кувшинчики непентесов, ловушки венериной мухоловки, листья росянки), но все они способны улавливать и переваривать насекомых и других мелких животных с помощью ферментов, выделяемых особыми пищеварительными железками.
Рис. 32. Видоизменения листа:
1 — усик чины безлистной; 2 — колючка молочая блестящего; 3 — ловчий аппарат непентеса.
Листопад
При достижении листьями предельных размеров в них начинаются процессы старения, приводящие к гибели листа. По мере старения в листьях снижается интенсивность фотосинтеза и дыхания, уменьшается содержание в тканях белкового азота и РНК. Начинают преобладать процессы распада, а не синтеза. Органические вещества оттекают из старых тканей листа. Одновременно с этим в листьях накапливаются некоторые соли, например кристаллы оксалата кальция.
Верным признаком старения листа является изменение его окраски. Листья теряют зеленую окраску в результате деградации хлоропластов. Пожелтение и покраснение листьев связано с накоплением в них каротиноидов и антоциана.
У однодольных и травянистых двудольных листья постепенно отмирают и разрушаются, оставаясь на стеблях. У деревьев и кустарников
л
Рис. 33. Образование отделительного слоя:
1 — древесина; 2 — сердцевина; 3 — луб; 4 — перидерма; 5 — отделительный слой; 6 — проводящий пучок; 7 — черешок листа.
истья опадают. Массовое опадание листьев называютлистопадом. Опадание листьев обусловлено изменениями, происходящими в листе, а именно в месте прикрепления листа к стеблю. У основания черешка в поперечном направлении образуется специальный отделительный слой, состоящий из легко расслаивающейся паренхимы (рис. 33). Со стороны стебля ближайшие к основанию черешка клетки пробковеют и образуют защитный слой, сохраняющийся после опадания листа в виде листового рубца. Некоторое время лист держится за счет жилок. Но под действием силы тяжести листа и порывов ветра они разрываются, и листья опадают.Листопад — важное приспособление растений к уменьшению испарения влаги. Также он предохраняет растения от механических повреждений в зимний период.
studfiles.net
Видоизменения листа
Лист — один из самых пластичных органов растения. В процессе приспособления к условиям среды обитания у всего листа или его части может произойти смена главной функции. Это приводит к качественным изменениям во внешнем облике и внутреннем строении листа, то есть возникают видоизменения или метаморфозы листа (рис. 32).
Колючки
Это видоизменение характерно для растений, обитающих в сухом и жарком климате, хотя нередко они возникают и у растений других климатических зон. Колючки уменьшают транспирацию и защищают растения от поедания животными.Метаморфоз всего листа в колючку характерен для кактусов. У многих астрагалов, эспарцетов в колючку превращается рахис сложного листа, у белой акации — прилистники.
Усики
Это нитевидные образования, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. У вики, чечевицы, гороха в усик преобразуются верхняя часть рахиса и несколько верхних листочков. У чины безлистной все листочки редуцируются, а рахис представляет собой единственный усик (функцию фотосинтеза берут на себя прилистники.
Ловчие аппараты
Встречаются у растений, произрастающих на болотистых, торфяных, бедных минеральными веществами почвах. При помощи ловчих аппаратов росянка в средней полосе, венерина мухоловка в Северной Америке, непентес в тропической Азии используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных. Строение ловчих аппаратов различно (кувшинчики непентесов, ловушки венериной мухоловки, листья росянки), но все они способны улавливать и переваривать насекомых и других мелких животных с помощью ферментов, выделяемых особыми пищеварительными железками.
Рис. 32. Видоизменения листа:
1 — усик чины безлистной; 2 — колючка молочая блестящего; 3 — ловчий аппарат непентеса.
Листопад
При достижении листьями предельных размеров в них начинаются процессы старения, приводящие к гибели листа. По мере старения в листьях снижается интенсивность фотосинтеза и дыхания, уменьшается содержание в тканях белкового азота и РНК. Начинают преобладать процессы распада, а не синтеза. Органические вещества оттекают из старых тканей листа. Одновременно с этим в листьях накапливаются некоторые соли, например кристаллы оксалата кальция.
Верным признаком старения листа является изменение его окраски. Листья теряют зеленую окраску в результате деградации хлоропластов. Пожелтение и покраснение листьев связано с накоплением в них каротиноидов и антоциана.
У однодольных и травянистых двудольных листья постепенно отмирают и разрушаются, оставаясь на стеблях. У деревьев и кустарников
л
Рис. 33. Образование отделительного слоя:
1 — древесина; 2 — сердцевина; 3 — луб; 4 — перидерма; 5 — отделительный слой; 6 — проводящий пучок; 7 — черешок листа.
истья опадают. Массовое опадание листьев называютлистопадом. Опадание листьев обусловлено изменениями, происходящими в листе, а именно в месте прикрепления листа к стеблю. У основания черешка в поперечном направлении образуется специальный отделительный слой, состоящий из легко расслаивающейся паренхимы (рис. 33). Со стороны стебля ближайшие к основанию черешка клетки пробковеют и образуют защитный слой, сохраняющийся после опадания листа в виде листового рубца. Некоторое время лист держится за счет жилок. Но под действием силы тяжести листа и порывов ветра они разрываются, и листья опадают.Листопад — важное приспособление растений к уменьшению испарения влаги. Также он предохраняет растения от механических повреждений в зимний период.
studfiles.net
