Адаптация растений делятся на две категории: Пойкилогидрические. Пойкилогидрические растения
Адаптация растений делятся на две категории: Пойкилогидрические
Автор публикации: Реброва Г.У.
Дата публикации: 26.06.2016
Краткое описание:
1
2
5
6
7
8
9
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
botana.cc
Водный режим растений - «Энциклопедия»
ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ (водный обмен растений), совокупность тесно связанных между собой процессов поглощения, передвижения и выделения воды. Благодаря водному режиму растений клетки и ткани содержат количество воды, необходимое для поддержания всех процессов жизнедеятельности (фотосинтеза, дыхания, роста, развития и др.). Насыщенность клеток водой придаёт тканям упругость (тургор) и помогает ориентации органов в пространстве. Вода составляет 80-95% массы растения, но лишь незначительное её количество образуется в самих клетках, например, при дыхании. Основная масса воды поступает из почвы в корень через покрывающую его однослойную ткань - эпиблему. В клетки растения вода поступает под действием осмотических сил, в результате набухания биополимеров и через специальные водные каналы (смотри Аквапорины). Попав в клетки эпиблемы, вода далее движется по корню, переходит в ткани стебля и листья. Достигнув последних, меньшая часть воды используется на рост и метаболизм клеток листьев, а большая (до 90%) выделяется в виде пара (транспирация) или жидкости (гуттация). В тканях органа (ближний транспорт) вода передвигается по симпласту (совокупность протопластов, соединённых цитоплазматическими каналами - плазмодесмами) и апопласту (совокупность клеточных стенок, межклетников и сосудов), а между органами (дальний транспорт) - по проводящим тканям. При водном дефиците она передвигается преимущественно по симпласту.
Реклама
Поступление, направление транспорта и выделение воды зависят от градиента водного потенциала в системах «почва - растение», «растение - атмосфера» и др. Водный потенциал, выражаемый в тех же единицах, что и давление, зависит от концентрации веществ в клетках; в верхней части растений он ниже, чем у основания. Вода всегда движется в сторону более низкого водного потенциала. Возникновение градиента водного потенциала в растении связано с активным поглощением солей клетками эпиблемы, их передвижением в радиальном направлении по корню и поступлением в сосуды; важная роль в его поддержании принадлежит транспирации. Увеличение концентрации солей понижает водный потенциал в сосудах. Продолжающееся выделение воды из клеток корня в сосуды ещё больше понижает водный потенциал, создавая тем самым условия для поступления в корень следующей её порции. Активное поглощение и транспорт веществ связаны с работой мембранных транспортных белков. В процессах выделения и передвижения воды могут участвовать сократительные белки клеток. Сила, возникающая благодаря активному поглощению солей клетками корня и поднимающая вверх воду вместе с растворёнными веществами, называется корневым давлением.
Интенсивное испарение воды в листьях также приводит к понижению водного потенциала в их клетках и поступлению в них воды из стебля и корня. Движение воды по растению, вызванное транспирацией, называется транспирационным током. Благодаря совокупности сил корневого давления, сцепления (когезии) между молекулами воды и транспирации вода может подниматься вверх по растению на десятки метров (у древесных пород большую роль в этом процессе играют живые клетки ствола). Скорость транспорта воды особенно велика днём. У хвойных пород она обычно равняется 0,5-1,2 м/ч, а у лиственных (например, у дуба) - 27-40 м/ч. Из-за транспирации растения расходуют огромные количества воды. За вегетационный период одно растение кукурузы испаряет 200-250 л воды, а 35-летняя яблоня - до 26 т. Соотношение между поступлением и расходованием воды называют водным балансом. В умеренно влажные и не слишком жаркие дни транспирация хорошо согласована с поступлением воды, оводнённость тканей довольно постоянна. В жаркие летние дни расход воды на транспирацию превышает её поступление, возникает водный дефицит, который может привести к увяданию растения. Водный режим растений зависит от температуры и влажности воздуха, водно-воздушного режима и засолённости почвы, освещённости, наличия ветра, внесения удобрений, а также от площади и строения листьев, размера корневой системы. Самая частая причина нарушения водного режима рек - засуха.
По способности регулировать водный режим растения делят на пойкилогидрические (почвенные водоросли, лишайники, мхи, папоротники и некоторые покрытосеменные), которые сами не могут регулировать свой водообмен, и гомойогидрические (большинство покрытосеменных), способные его регулировать. По адаптационным способностям, связанным с регуляцией водного режима в конкретных условиях обитания, растения относят к разным экологическим группам. Наиболее многочисленны среди них мезофиты, произрастающие в условиях умеренной влажности (большинство культурных растений).
Смотри также Гигрофиты, Гидрофиты, Ксерофиты.
Лит.: Kramer Р. J., Boyer J. S. Water relations of plants and soils. San Diego, 1995; Жолкевич В. Н. Транспорт воды в растении и его эндогенная регуляция. М., 2001; Кузнецов В. В., Дмитриева Г. А. Физиология растений. М., 2005.
Г. А. Дмитриева.
Адаптация растений делятся на две категории: Пойкилогидрические
weburok.com
Особенности водного обмена у растений разных экологических групп
Растения, обитающие в воде - гидратофиты или гидрофиты, погружены в воду полностью или частично. Они регулируют постоянство состава внутренней среды с помощью механизмов защиты от избыточного поступления воды. У монадных форм зеленых водорослей, заселяющих, в основном, пресные воды, клеточные стенки замкнуты не полностью из-за наличия выростов цитоплазмы - жгутиков, с помощью которых они передвигаются. У всех монадных форм имеются пульсирующие вакуоли, посредством которых из клеток удаляются избыток воды и отходы жизнедеятельности. У гидрофитов с замкнутой клеточной стенкой ее противодавления достаточно для предотвращения поступления излишков воды в клетку. Первичными гидрофитами являются водоросли. Водные цветковые растения - это вторичные гидрофиты, происходящие от наземных форм.
По способности приспосабливать водный обмен к колебаниям водоснабжения различают две группы наземных растений: пойкилогидрические и гомойгидрические.
Пойкилогидрические организмы (бактерии, синезеленые водоросли, низшие зеленые водоросли, грибы, лишайники и другие) приспособились переносить значительный недостаток воды без потери жизнеспособности. При этом у них снижается интенсивность обмена веществ, клетки равномерно сжимаются. Протопласт их клеток при сильном обезвоживании переходит в состояние геля. Увеличение количества воды в среде приводит к возобновлению активного метаболизма в клетках. По характеру изменения таких показателей водного режима, как интенсивность транспирации, осмотическое давление, содержание воды в течение суток они относятся к гидролабильным растениям, так как у них значительно изменяются содержание воды и испарение.
Гомойгидрические растения (наземные папоротникообразные, голосеменные, цветковые) составляют большинство обитателей суши. Они обладают механизмами регуляции устьичной транспирации, а также корневой системой, обеспечивающей доставку воды. Поэтому даже при значительных изменениях влажности среды у этих растений не наблюдается резких колебаний содержания воды в клетках, в которых, как правило, развита вакуолярная система. Их клетки не способны к обратимому высыханию. У этих растений гидростабильный тип водного режима. Стабилизации водного режима у многих видов растений способствуют запасы воды в корнях, стеблях и запасающих органах. Гомойгидрические растения делятся на три экологические группы:
1. Гигрофиты (тонколистные папоротники, некоторые фиалки и другие), произрастающие в условиях повышенной влажности и недостаточной освещенности. Теневыносливые гигрофиты, с почти всегда открытыми устьицами, имеют гидатоды, через которые выделяют избыток воды в капельножидком состоянии. Гигрофиты плохо переносят почвенную и воздушную засуху.
2. Мезофиты (лиственные деревья, лесные и луговые травы, большинство культурных растений) обитают в среде со средним уровнем обеспеченности водой и не имеют ясно выраженных приспособлений к избытку или недостатку воды.
3. Ксерофиты живут в местах с жарким и сухим климатом и приспособлены к перенесению атмосферной и почвенной засухи. Ксерофиты делят на следующие группы:
1. Растения, избегающие засухи (эфемеры). Эти растения обладают коротким вегетационным периодом, приурочивая весь жизненный цикл к периоду дождей и засуху переносят в форме семян.
2. Растения, запасающие влагу (ложные ксерофиты). К этой группе растений относятся суккуленты (кактусы и растения семейства толстянковых). Эти растения живут в районах, где засушливые периоды сменяются периодами дождей. Они имеют толстые и мясистые стебли. Листья часто редуцированы, вся поверхность растений покрыта толстым слоем кутикулы, что существенно снижает их транспирацию. Суккуленты обладают неглубокой, но широко распространяющейся корневой системой. Клетки корня характеризуются сравнительно низкой концентрацией клеточного сока. Вода, запасаемая в мясистых органах, тратится очень медленно.
Суккуленты обладают своеобразным обменом веществ. У них днем устьица закрыты, а ночью они открываются, что обеспечивает снижение расходования воды в процессе транспирации. Углекислый газ поступает через устьица ночью и усваивается с образованием органических кислот. В дневные часы углекислый газ вновь освобождается и используется в процессе фотосинтеза. Поэтому эти растения фотосинтезируют при закрытых днем устьицах. Растения этой группы не устойчивы к длительному водному стрессу.
3. Гемиксерофиты или полуксерофиты - это растения, у которых сильно развиты приспособления к добыче воды. У них глубоко идущая, сильно разветвленная корневая система. Клетки корня обладают высокой концентрацией клеточного сока и очень отрицательным водным потенциалом. Растения этой группы обладают хорошо развитой проводящей системой. Листья у них тонкие, с очень густой сетью жилок, что сокращает путь передвижения воды к клеткам листа. Даже в очень жаркие дни они держат устьица открытыми. Благодаря высокой интенсивности транспирации температура листьев значительно понижается, что позволяет осуществлять фотосинтез при высокой температуре воздуха. Листья некоторых растений покрыты волосками, которые создают экран, дополнительно защищающий листья от перегрева.
4. Эуксерофиты или настоящие ксерофиты - это растения, обладающие способностью резко сокращать транспирацию в условиях недостатка воды. Они имеют приспособления к сокращению потерь воды: подземные органы, а иногда и стебли покрыты толстым слоем пробки, листья покрыты толстым слоем кутикулы, многие имеют волоски, устьица расположены в углублениях, устьичные щели закупорены восковыми и смолистыми пробочками, листья свернуты в трубочку, где создается свой микроклимат и уменьшается контакт устьичных щелей с атмосферой. Для растений этой группы характерна способность переносить обезвоживание и состояние длительного завядания. Особенно хорошо переносят потерю воды растения с жесткими листьями - склерофиты, которые и в состоянии тургора имеют сравнительно мало воды. Эти растения характеризуются большим развитием механических тканей.
botanika.su
