Ксерофиты - это засухоустойчивые растения. Растения ксерофиты

Ксерофиты - это засухоустойчивые растения

Ксерофиты - это группа растений, в процессе эволюционных изменений приспособившихся к дефициту влаги в окружающей среде. Она не является однородной в плане физиологических особенностей. У одних снижены процессы транспирации, а у других наоборот - усилены. Способы преодоления засухи у ксерофитов разные. П. Л. Генкель разработал классификацию флоры, способной переносить длительное отсутствие влаги.

Суккуленты

К данной группе относят растения, которые приспособились делать запасы воды в тканях и органах. Яркие представители ксерофитов - это кактусы и толстянковые. Влага в достаточном количестве накапливается в мясистых стеблях (молочай, кактус) и листьях (алоэ, молодило, очиток, агавы).

Характерные признаки суккулентов:

• Уменьшена поверхность, с которой происходит испарение влаги.
• Редуцированы листья.
• Толстая кутикула, ограничивающая транспирацию.
• Корневая система неглубокая, но обильно разросшаяся.
• В корнях мало клеточного сока.

Встречаются суккуленты в районах, где период обильных дождей сменяется длительной засухой. Для уменьшения потери воды, устьица открываются только в ночное время. Отсутствие воды растения этого типа переносят плохо. Они больше приспособлены к жаре, чем к засухе, во время которой экономно тратят запасенную в тканях жидкость.

Эвксерофиты

Настоящие ксерофиты - это растения, способные значительно уменьшать потерю влаги при ее дефиците. В процессе эволюции эвксерофиты получили следующие приспособления на клеточном уровне:

• Повышенная эластичность цитоплазмы.
• Сниженная оводненность.
• Повышенная способность удерживать влагу.
• Увеличенная вязкость.

Все это помогает всасывать влагу из практически сухой почвы. Иногда подземные части и стебли эвксерофитов обрастают пробковым слоем. Толстый слой кутикулярной оболочки покрывает листья ксерофитов. Растения этой группы имеют защиту устьиц в виде:

• Углублений, в которых они расположены.
• Крышечек из смолы и воска.
• Сворачивания листьев в трубочку.

Представители эвксерофитов: саксаул, песчаная акация, аристида, некоторые виды полыней и пр.

Гемиксерофиты

Если разобрать значение слова «ксерофиты», то можно увидеть, что оно образовано от латинских слов "сухой" и "растение". Следовательно, это часть флоры, приспособленная к местам обитания с дефицитом влаги.

Что такое ксерофиты данной группы и чем они уникальны? Гемиксерофиты отличаются развитыми приспособлениями для извлечения воды с большой глубины. Их корни уходят далеко под землю и сильно ветвятся. В клетках подземных органов отрицательный водный потенциал и высококонцентрированный клеточный сок.

Перечисленные особенности помогают извлекать влагу из огромных объемов грунта. Если водоносный горизонт залегает не очень глубоко, то корневая система может его достичь. Обилие ветвящихся прожилок на листьях позволяет минимизировать время доставки влаги от корней до клеток.

У этого типа ксерофитов транспирация происходит интенсивнее, чем у других. Благодаря этому листья охлаждаются и даже в жару в них идут фотосинтезирующие реакции. Это хорошо проявляется у степной люцерны, дикого арбуза, резака и шалфея.

Псевдоксерофиты

Ложные ксерофиты - это растения, жизнь которых настолько коротка, что они не застают засушливый период года. Вегетационная стадия у них совпадает с дождливым сезоном. Неблагоприятные условия они переживают в стадии луковиц, семян, клубней или корневищ.

Пойкилоксерофиты

К пойкилоксерофитам относятся растения, которые не способны регулировать водный обмен. Засушливый период они пережидают в состоянии анабиоза. В это время обмен веществ не происходит или идет очень медленно.

Папоротники, часть водорослей, большая часть лишайников и некоторые покрытосеменные относятся к пойкилоксерофитам. Данную группу отличает способность протопласта сгущаться до гелеобразного состояния. После этого, будучи сухими на ощупь, они продолжают жить. С наступлением дождливого сезона данные растения возвращаются к обычному состоянию. Потеря воды для них не является патологией.

Ксерофиты: признаки и особенности

Анатомия листа во многом зависит от яруса, в котором он находится. Зависимость назвали законом Заленского, по фамилии открывшего его физиолога. С увеличением высоты над поверхностью земли:

• Уменьшается размер клетки.
• Уменьшается просвет устьиц.
• Увеличивается плотность жилок и устьиц.
• Становится больше палисадной паренхимы.
• Усиливается транспирация и интенсивность фотосинтеза.

Причина обнаруженной закономерности кроется в ухудшении снабжения влагой расположенных на верхушке листьев. Аналогичная картина наблюдается и в отношении растений, произрастающих в сухом климате. Ксероморфная структура характерна для листьев видов, приспособленных к засухе.

Транспирационный коэффициент характеризует, насколько рационально расходуется влага. Степень открытости устьиц одинаково влияет как на испарение, так и на накопление сухого вещества.

Попытки сделать растения устойчивее к засухе ведутся генными инженерами и селекционерами. Предлагаются и другие методы:

• Предпосевное закаливание семян: подсушивание их после замачивания.
• Внесение удобрений, которые способствуют удержанию влаги в клетках.
• Обработка гормональными препаратами.
• Агротехнические приемы (прикатывание, весеннее боронование и др.).

Ученые при разработке методик опираются на опыт ксерофитов. Изучая их строение и обменные процессы, они предлагают способы адаптации культурных растений к неблагоприятным условиям. В результате в сельском хозяйстве появляются устойчивые к засухе сорта.

fb.ru

Изобретательные ксерофиты - Интернет-журнал «Живой лес»

Растения, живущие в различных экологических условиях, умеют противостоять экстремальной среде обитания. Рассмотрим способности растений противостоять иссушению. В процессе приспособления к жизни в условиях засухи и временной нехватки воды природа проявила изобретательность, что и отразилось в разнообразных формах роста растений-ксерофитов.

Экономные суккуленты

Хороший способ защиты от потери воды – максимально уменьшить испарение влаги растением. Одни из самых выносливых ксерофитов – суккуленты – до минимума сократили поверхность своего тела и покрыли его кутикулой, восковым налетом или опушением. На засушливый период они запасают в различных органах воду, которую пополняют во время дождей. Обмен веществ и, следовательно, рост растений этой группы сильно замедлен.

Разнообразие агав (Agave), молочаев (Euphorbia) и различных видов кактусов огромно при довольно сходном общем строении этих растений. Однако всех их можно поделить на две основные группы: листовые и стеблевые суккуленты. У первых – органами, запасающими влагу, становятся мясистые листья. К этой группе относятся алое (Aloe), агавы, сансeвьерии (Sansevieria), крестовники (Senecio), мезембриантемумы (Mezembryanthemum), представители семейств молочайныe и толстянковыe. У вторых – запасниками влаги являются стебли (кактусы, молочаи, баобаб (Adansonia) и другие «бутылочные» деревья). Листья у стеблевых суккулентов часто преобразованы в колючки (чтобы меньше испарялась влага с поверхности). Функция фотосинтеза – переходить к стволу, форма которого иногда даже имитирует наличие листвы, что наглядно можно наблюдать у кустарника из Южной Америки коллеции парадоксальной (Colletia paradoxa), синоним – к. крестовидная (C. cruciata).

У склерофитов листья либо максимально редуцированы (уменьшаются в размере), либо видоизменены в колючки, пленчатые чешуйки.

Мелкие листья – длинные корни

Другая группа ксерофитов – склерофиты пошли иным путем: уменьшили свою потребность в воде за счет формирования обезвоженного тела, также покрытого защитными слоями (восковой налет или пробковая кора, опушение или кутикула).

К тому же у склерофитов листья либо максимально редуцированы (уменьшаются в размере), либо видоизменены в колючки, пленчатые чешуйки. Казуарины (Casuarina) и эфедры (Ephedra) напоминают хвойные растения или даже хвощи из-за редукции листьев и мутовчатого расположения зеленых фотосинтезирующих ветвей. Зеленые стебли метельника прутьевидного (Spartium junceum) покрыты листьями только весной и в начале лета, а затем функцию фотосинтеза берут на себя прутовидной формы стебли.

В своей способности переносить нехватку воды чемпионами среди деревьев, конечно, являются саксаулы (Haloxylon), джузгуны (Calligonum) и гребенщики (Tamarix), у которых обнаруживается и глубокая и разветвленная корневая система, и редукция листвы, и в целом склеротический облик. Корневая система может достигать 30 м в глубину, а площадь ее распространения намного больше, чем наземных органов. Эти растения способны быстро поглощать дождевую влагу и росу с больших участков и доставать грунтовые воды, а также конденсирующуюся в расщелинах скал влагу. Именно саксаулы в самых безводных пустынных районах служат индикатором наличия наиболее доступной воды, чем и пользуются местные жители.

Для растений саванн и пустынь (акации, саксаул) характерны зонтиковидные кроны, которые меньше подвержены обжигающему действию ветра в знойный день, так как ветер скользит по ним, и они меньше испаряют воду. По этой же причине для деревьев в саваннах характерна перистая или рассеченная форма листвы.

Гибкая стратегия

Ксерофитные растения, способные переносить временную нехватку влаги, используют обе эти стратегии (суккулентные и склерофитные тенденции в форме роста), но в более умеренных проявлениях.

Лавр благородный (Laurus nobilis) и земляничник обыкновенный (Arbutus unedo), вечнозеленые дуб каменный (Quercus ilex) и дуб пробковый (Q. suber) имеют некрупные плотные, жесткие, покрытые кутикулой листья. У средиземноморского олеандра (Nerium oleander) и австралийского красивотычиночника (Сallistemon) листья имеют ланцетовидную или линейную форму, они также покрыты кутикулой. Серповидные листья эвкалиптов (Eucalyptus) на длинных черешках к тому же способны поворачиваться листовой пластинкой параллельно лучам солнца, которые лишь скользят по ее поверхности.

Листья и стволы засухоустойчивых растений часто имеют декоративный серебристый цвет благодаря опушению и восковому налету. Это известные всем олива европейская (Olea europaea) и мирт обыкновенный (Myrtus communis), лаванда узколистная (Lavanda angustifolia) и л. французская (L. stoechas) , а также ладанник (Cistus), татарник (Onopordium) и артишок (Сynara). В поисках воды в глубоких слоях почвы выносливые и изобретательные растения-ксерофиты развивают длинные корни. Этой способностью обладает одна из самых засухоустойчивых сосен – с. итальянская, или пиния (Pinus pinea), растущая на глубоких песчаных почвах и горных склонах. Им не уступают дубы в Средиземноморье, облюбовавшие каменистые платформы и щебнистые склоны, вместе с фисташкой мастиковой (Pistacia lentiscus) и земляничником обыкновенным.

Ксерофиты выделяют эфирные масла, препятствующие испарению воды с их поверхности.

Пахучая защита

Еще одно из приспособлений, встречающихся у гораздых на выдумку ксерофитов, – ароматические масла, которые образуются в специальных железках, расположенных на листьях и стеблях. Ксерофиты выделяют эфирные масла, препятствующие испарению воды с их поверхности. Именно поэтому многие засухоустойчивые растения – кладезь ароматических масел, и мы их используем в парфюмерии, кулинарии, медицине. А достигшие в этом предела совершенства – так называемые неопалимые купины, которые буквально окутывают себя эфирным облаком, как, например, ясенец белый (Dictamnus albus). Если поджечь пары масла, они сгорают так стремительно, что растение не успевает повредиться огнем.

Множество трав, кустарников и кустарничков способны существовать длительные периоды без влаги на крутых каменистых откосах и оголенных горных скалах благодаря наличию всего комплекса вышеперечисленных признаков. Один из таких наиболее известных ксерофитов – тимьян (Thymus) – имеет мелкие с серебристым опушением листья и содержит эфирные масла.

Метельник прутьевидный

Дуб пробковый – кора

Коллеция парадоксальная

Затаиться и переждать

Изменения в ритмике вегетации заставляют многие растения саванн сбрасывать листву в самый жаркий период, это время они пережидают в состоянии покоя, в некоторой степени напоминающем процессы, происходящие у растений умеренной зоны зимой. Существенная разница состоит в том, что покой этот не абсолютный, а вынужденный и вызван непосредственно недостатком влаги. Кстати, именно для засушливых районов характерны однолетние эфемеры-монокарпики: маки (Papaver), бурачки (Alyssum), песчанки (Arenaria), аистник (Erodium) и многолетние эфемероиды-геофиты (тюльпаны, луки, представители семейства амариллисовые). И те и другие процветают рано весной, стимулированные поступившей в почву влагой, а в летнюю жару находятся в состоянии покоя (в виде семян или подземных запасающих органов – клубней, луковиц). Засухоустойчивые злаки (ковыли (Stipa), овсяницы (Festuca), бородач (Andropogon) ) имеют узкие шиловидные листья. Они высушиваются за жаркий период, и каждый год весной отрастают побеги из расположенных у поверхности земли почек возобновления.

Ксерофиты – растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху (засухоустойчивые).

Суккуленты – засухоустойчивые растения, запасающие воду в сочных органах – листьях или стеблях.

Склерофиты – засухоустойчивые растения с жесткими листьями, покрытыми толстой, препятствующей испарению кутикулой.

givoyles.ru

Растения-ксерофиты

Какие же растения растут в этих сухих степях? Это все сухолюбы, или ксерофиты (от греческих слов «ксерос» — сухой и «фитон» — растение), то есть растения, приспособившиеся к жизни в засушливых местах.

Господствуют в степи злаки, но какие? Это все дерновинные злаки — ковыли и типчак. У ковыля с возрастом дерновины в середине побеги отмирают и получается чаша, в которой может скапливаться вода дождей — все-таки будет небольшой запас. Ты уже это видел, когда был в степи под Курском, но здесь эти чаши гораздо заметнее. Листья злаков свернуты трубочками. Они как бы завернули устьица, через которые происходит испарение воды, вовнутрь, спрятали их, чтобы было меньше испарения. Листья не только злаков, но и многих других растений покрыты волосками иногда так густо, что становятся просто лохматыми. Это тоже приспособление, чтобы не перегреваться на солнце. У других растений на стеблях и листьях восковой налет — тоже защита от солнца. Бывают и вовсе безлистные растения, листья их превратились в колючки, а то и чешуйки или стали очень мелкими и жесткими, как стебли. Это мы все говорим о стеблях и листьях. А как же травы рассеивают свои семена?

Необозримы пространства степей. Ветер гуляет свободно, ему нет препятствий. Ковыль — царь степей. Каждое его довольно крупное семечко имеет длинную перистую ость. Созреют семена, выпадут из метелки, подхватит ветер их красивые перья-ости и разнесет семена по всей степи. Везде они могут приземлиться, везде во время весенних или осенних дождей прорасти. Так и насеял — ся ковыль по всем степям, так и стал господином.

Другие степные растения поступают иначе. К осени их побеги загибаются кверху. Когда семена созреют, то бывает уже готов настоящий шар из сухих побегов. При основании стебель пересыхает и при ветре обламывается. Ветер подхватывает весь шар побегов с подсохшими листьями и готовыми созревшими семенами и катит по степи. Катаются такие шары и сеют повсюду семена. Эти растения ботаники так и называют — перекати-поле.

В степи повсюду растет ковыль Лессинга. Растение гораздо мельче и более засухоустойчиво, чем тот ковыль, который растет в лесостепи. Его ласково называют ковылок. Ости ковылка перистые, а длина их до 25 сантиметров. Как красиво они колышутся сейчас на ветру и переливаются серебром на солнце! Представляешь, как птицы-чайки летят по степи осенью!

Рядом совсем другой ковыль, более крупный. Ость у него не перистая, а как длинный жесткий волос. Его называют ковыль-волосатик или тырса. Около зерновки ость закручена, как винт, а у зерновки заостренный конец, как у гвоздя. Такие семена с жесткими желтыми волосами-остями разносятся ветром по степи. Их бывает так много, что они устилают землю и даже засыпают другие растения. Осенью, во время дождей, ость раскручивается, и плод ковыля-волосатика ввинчивается в землю. Если таких плодов с волосовидными остями набрали в шерсть овцы, гуляя по степи, то ости ввинчиваются в кожу животного, и овцы тогда очень страдают от зуда и боли. Овцы стараются обходить места разросшейся тырсы и неохотно поедают жесткие листья этого ковыля.

Повсюду рассеяны дерновинки знакомого нам типчака. Рядом растет другой злак — тонконог степной. Листья у него тоже узкие, похожие на листья типчака, но соцветие совсем другое. Это плотный цилиндрик — султан. Он красиво серебрится на солнце.

Посмотри — вот оно перекати-поле! Это зопник колючий. Он из семейства губоцветных. Его розовато-лиловые довольно крупные цветки сидят мутовками, как бы обнимая стебель. От основания стебля отходит много боковых ветвей, и все они уже стали загибаться вверх и сплетаться в шар. Листья узкие, с зубчиками по краю, сидят парами у основания каждой мутовки цветков.

К форме перекати-поле относится и василек раскидистый. Сколько его шаров собралось около дороги! Этот василек некрасивый, жесткий и колючий. Многочисленные корзинки его цветков мелкие, а цветки белые, иногда бывают словно выгоревшие, бледно-розовые. Ветви загнуты кверху, как бы раскинуты. Поэтому он и называется васильком раскидистым. Разрастается он в огородах да на залежах. Это сорняк наших южных районов.

Совсем другой вид у шаров изящного растения — перекати — поля качима метельчатого. Его шары большие и как бы прозрачные. Стебли в них тонкие, ветвистые, с сизым восковым налетом. Качим из семейства гвоздичных. Цветки у него мелкие, белые, собранные в густые соцветия. Осенью катаются шары качима метельчатого по степи, а семена высыпаются из треснувших коробочек.

Синеголовник равнинный — тоже перекати-поле. Хотя он из семейства зонтичных, но цветки его собраны в головки. У них синие прицветные листочки, вот и получается — вся головка синяя. Листья на стеблях перистые, с тремя или большим числом долек. Они жесткие, как и стебли. Стеблей много, а все растение как бы ветвистое. Осенью стебли образуют шар. Ветер разносит шары синеголовника по равнине степи.

Видишь, сколько нового ты узнал за это время, только побывав в эти дни в степи. Наверняка всего и не запомнил. Ничего, ты еще не раз приедешь в степь, и эти места станут для тебя уже не молчаливой степной равниной, как в первый раз, а знакомыми, где ты уже неплохо ориентируешься и разбираешься в растениях. Ведь все приходит с опытом, со временем, а главное — с желанием узнавать все больше и больше. Как — то одного видного ученого спросили: что нужно, чтобы стать ученым? Он ответил, что совсем немного: любопытство, умение слушать и вникать в тайны природы. И это действительно так. Попробуй-ка ты человеку, ничем не интересующемуся, нелюбознательному рассказать о том, что его вовсе не волнует. И хоть сто раз повторишь ему пусть даже нечто сверхинтересное — его вряд ли это заинтересует. Поэтому тяга к знаниям, любознательность, любопытство развиваются еще в детстве.

Я ни в коем случае не хочу навязывать тебе изучение растительного мира природы, но если тебя что-то заинтересовало и взволновало в нашем долгом путешествии, не бросай это увлечение — оно может радовать тебя всю жизнь.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Ксерофиты | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Ксерофиты — растения, выросшие при недостатке влаги. Это растения степей, пустынь, а в лесной и полярной зонах — выросшие на повышен­ных местах (верхних частях склонов и т. д.). Произрастая длительное вре­мя в засушливых условиях, ксерофиты в процессе исторического развития выработали ряд признаков, обеспечивающих им нормальную жизнедея­тельность в этих условиях, и эти признаки являются наследственно зак­репленными.

Приспособления к засушливым условиям у растений разнообразны:

1. Уменьшение (редукция) листовой пластинки. Листья становятся узкими, мелкими, у многих растений — толстыми, цилиндрическими (Sedum — очиток). Часто листья превращаются в колюч­ки (кактусы, молочаи). При этом функция листа переходит к стеблю. Иног­да листья превращаются в мелкие чешуйки, являясь примером рудиментар­ных органов. У испанского дрока (Spartium junceum) они быстро отваливают­ся, и функции ассимиляции переходят к стеблю.
2. Ориентировка листовой пластинки по отно­шению к солнечным лучам. Например, у компасных растений листья ориентируются параллельно передвижению солнца, чем достигает­ся меньшее нагревание пластинки, а следовательно, и испарение. У нас к компасным растениям относится, например, латук (Lactuca scariola).
3. Складывание листовых пластинок вдоль. При расположении устьиц на верхней поверхности свернутый лист испаряет значительно меньше (различные ковыли — Stipa, белоус — Nardus stricta).
4. Развитие на листьях, стеблях густого пок­рова из волосков, вследствие чего растения имеют характерный серебристый цвет (рис. 436). Вокруг листа между волосками создается как бы своя атмосфера, неподвижная воздушная оболочка.
5. Мощное развитие воскового налета на по­верхности растения. Растения имеют сизоватый оттенок.
6. Развитие толстого слоя кутикулы.
7. Глубокое размещение устьиц в ткани листа. Не­редко устьица имеют форму опрокинутых воронок, между замыкающими клетками образуется длинный извилистый канал. Все это способствует за­медлению испарения.
8. Развитие водоносной ткани, вследствие чего расте­ния становятся сочными, мясистыми и называются суккулентами. Можно различать стеблевые суккуленты (кактусы, молоти — рис. 436, 2) и листовые (алоэ, агава, молодило, очиток — рис. 436, 3). Уменьшение испаряющей поверхности может, однако, идти лишь до извест­ного предела, так как вместе с испарением плоские органы растений выпол­няют важнейшую функцию фотосинтеза.

Рис. 436. Ксерофиты. 1. Волоски на листе коровяка (Verbascum thapsiforme). 2. Кактус (Echinocactus horizontalis) (стеблевой сукку­лент). 3. Очиток (Sedum sexangulare) (листовой сукку­лент)

Исходя из представле­ния о засухоустойчивости как приспособительной ре­акции растения, мы мо­жем сформулировать определение ксеро­фитов.

Ксерофиты — расте­ния сухих место­обитаний, облада­ющие способностью в процессе онто­генеза хорошо при­способляться к за­сухе благодаря на­личию ряда призна­ков и свойств, воз­никших под вли­янием условий су­ществования в процессе эволю­ции.

Долгое время, в тече­ние четверти XX века, в на­уке господствовала тео­рия немецкого ученого А. Ф. Шимпера о том, что основной особенностью ксе­рофитов является очень экономное расходование ими воды, т. е. очень малая интенсивность транспирации.

Н. А. Максимов в 1916 г. показал несостоятельность этой точки зрения. Изучая в Тбилисском ботаническом саду транспирацию у ряда ксерофитов и мезофитов, он установил, что ксерофиты испаряют не меньше воды, чем мезофиты, а одинаково или даже больше.

Основное различие между мезофитами и ксерофитами Н. А. Максимов видел не в интенсивности транспирации, а в способности ксерофитов и засухоустойчивых растений хорошо выносить обезвоживание во время за­сухи. Сейчас к этому положению Максимова можно добавить еще и спо­собность выносить перегрев.

Ксерофиты не представляют однородной группы растений. Способы борьбы с засухой складывались у них крайне различно. 

• Ксерофиты функции

• Мезофиты сообщение

• Ксерофиты среда обитания

• Ксерофиты доклад с картинками

worldofschool.ru

Биология для студентов - 08. Ксерофиты, их классификация, анатомо-морфологические и физиологические особенности

Ксерофиты — растения засушливых местообитаний, которые в высокой степени обладают способностью к приспособлению процессе онтогенеза к перерывам в водоснаб­жении. Возможность переносить резко засушливые условия достигается разными физиологическими средствами. Классификация этих растений наиболее полно разработана П.Л. Генкелем. Ксерофиты можно разделить на следующие группы:

1. Растения, запасающие влагу (ложные ксерофиты). К этой группе растений относятся суккуленты, прежде все кактусы, а также растения, принадлежащие к семейству толстянковых. Эти растения накапливают влагу в толстых, мясистых стеблях или в утолщенных листьях. Листовыми суккулентами являются агавы, алоэ, очиток, молодило. К стеблевым суккулентам относятся кактусы, молочаи. Испаряющая поверхность сильно сокращена. Листья часто редуцированы, вся поверхность покрыта толстым слоем кутикулы, благодаря этому они являются ограничено транспирирующими растениями. Суккуленты обладают неглубокой, но широко распространяющейся корневой системой. Клетки корня характеризуются сравнительно низкой концентрацией клеточного сока. Эта группа растений произрастает в районах, где резко засушливые периоды сменяются периодами дождей, их корневая система приспособлена к поглощению этой дождевой воды. В остальное время они живут за счет воды, запасаемой в мясистых органах, причем эта вода тратится чрезвычайно медленно. По мере уменьшения содержания воды в клетках интенсивность транспирации падает. Суккуленты обладают своеобразным обменом веществ, получившим название САМ — метаболизм. У растений с этим типом обмена днем устьица закрыты, а ночью они открываются, что обеспечивает резкое уменьшение расходования воды в процессе транспирации. Углекислый газ накапливается в ночной период в виде органических кислот. В дневные часы акцептированный С02 высвобождается и используется в процессе фотосинтеза. Указанная особенность позволяет этим растениям осуществлять фотосинтез при закрытых днем устьицах. Все же фотосинтез у таких растений идет чрезвычайно медленно. Следствием специфического обмена веществ является большое содержание связанной воды и высокая вязкость цитоплазмы. Растения этой группы не являются устойчивыми к засухе, к водному стрессу. Так, кактусы обезвоживание переносят сравнительно плохо (следствие невысокой эластичности цитоплазмы), начинают страдать и погибают. Вместе с тем они устойчивы к высоким температурам. Таким образом, это растения, запасающие воду и экономно ее расходующие в процессе медленного роста.
2. Эвксерофиты (настоящие ксерофиты) — растения, обладающие способностью резко сокращать транспирацию в условиях недостатка воды. Для этой группы растений характерен ряд приспособлений к сокращению потери воды: высокая эластичность цитоплазмы, низкая оводненность, высокая водоудерживающая способность и вязкость. Низкий осмотический потенциал клеточного сока позволяет поглощать воду из почвы, обделенной водой. В ряде случаев подземные органы этих растений, особенно в верхних частях, покрыты толстым сло­ем пробки. Иногда пробкой покрываются и стебли. Листья покрыты толстым слоем кутикулы, многие имеют волоски. Некоторые представители этой группы растений имеют различные типы дополнительной защиты устьиц. К ним можно отнести расположение устьиц в ямках, закупоривание устьичных щелей восковыми и смолистыми пробочками. Для этой группы растений характерна в высокой степени способность переносить обезвоживание, 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. Листья у них жесткие, что позволяет при потере тургора избежать механических повреждений. К этой группе растений относится саксаул, песчаная акация, аристида, некоторые полыни и др.
3. Гемиксерофиты (полуксерофиты) —это растения, у которых сильно развиты приспособления к добыванию воды. У них глубоко идущая, сильно разветвленная корневая система. Клетки корня обладают, как правило, высокой концентрацией клеточного сока, низким (очень отрицательным) водным потенциалом. Благодаря указанным особенностям эти растения могут использовать для сбора воды очень большие объемы почвы. Растения данного типа обладают хорошо развитой проводящей системой. Листья у них тонкие, с очень густой сетью жилок, что сокращает путь передвижения воды к живым клеткам листа до минимума. Это растения с очень высокой интенсивностью транспирации. Даже в очень жаркие, сухие дни они держат устьица открытыми. Благодаря высокой интенсивности транспирации температура листьев значительно понижается, что позволяет осуществлять процесс фотосинтеза при вы­соких дневных температурах. К таким тонколистным, высокотранспирирующим ксерофитам принадлежат степная люцерна, дикий арбуз, шалфей, резак.
4. Растения, избегающие засуху (псевдоксерофиты). Эти растения не обладают признаками засухоустойчивости, но имеют короткий вегетационный период, приурочивая весь жизненный цикл к периоду дождей. Эфемеры переносят засуху в виде семян (маки), а эфемероиды — в виде луковиц, корневищ, клуб­ней (нарцисс, ревень и др.).
5. Пойкилоксерофиты — растения, не регулирующие своего водного режима. В период засухи эти растения впадают в состояние анабиоза. Криптобиоз — это состояние, при котором обмен веществ либо прекращается, либо резко тормозится, однако вся организация жизни со­храняется. К этой группе растений относится большинство лишайников, некоторые водоросли, папоротники и небольшое число покрытосеменных. Отличительной особенностью пойкилоксерофитов является способность протопласта при сильном обезвоживании переходить в гель. Эта группа растений может, не теряя жизнеспособности, доходить до воздушно-сухого состояния и в таком виде переносить периоды засух. После дождей растения этого типа быстро переходят к нормальной жизнедеятельности.

vseobiology.ru

Презентация к уроку "Ксерофиты"

Просмотр содержимого документа «Презентация к уроку "Ксерофиты"»

КЛАССИФИКАЦИЯ КСЕРОФИТОВ.»

Добродеева М.Л.

201 5 г

План

• Введение
• Понятие ксерофиты
• Классификация ксерофитов по П.А. Генкелю
• Эфемеры

Эфемероиды

• Ложные ксерофиты

Суккуленты

• Гемиксерофиты
• Эвксерофиты
• Пойкилоксерофиты
• Стипаксерофиты
• Заключение

Введение

• По отношению к воде все растения делятся на четыре экологические группы:
• Гидрофиты - водные растения, которые погружены в воду целиком или частично
• Гигрофиты - растения увлажнённых местообитаний
• Мезофиты - растения, обитающие в среде со средним уровнем обеспеченности водой, не имеющие ясно выраженных приспособлений к избытку или недостатку воды
• Ксерофиты - растения, характеризующиеся резким недостатком воды

Понятие

• Ксерофиты (греч. ксерос - сухой и фитон - растение)- растения засушливых местообитаний, которые в высокой степени обладают способностью к приспособлению в процессе онтогенеза к перерывам в водоснабжении.
• Ксерофиты составляют типичную флору пустынь и полупустынь, обычны на морском побережье и в песчаных дюнах. Такие растения разным образом адаптированы к засушливым условиям, в которых они растут.

Мятлик луковичный (Poa bulbosa)

Классификация ксерофитов по П. А. Генкелю

• Растения, избегающие засухи (Эфемеры)
• Растения, запасающие влагу
• Гемиксерофиты(полуксерофиты)
• Эвксерофиты( настоящие ксерофиты)
• Пойкилоксерофиты

П. А. Генкель

Эфемеры

• Обладают коротким вегетационным периодом, приурочивая весь жизненный цикл к периоду дождей.
• экологическая группа травянистых однолетних растений
• очень маленькие растения пустынь и полупустынь или степей.
• Они интенсивно развиваются, цветут и дают плоды во влажный период (весной или осенью) и полностью отмирают в период летней засухи.
• Примеры растений: Веснянка весенняя (Erophila verna), Крупка дубравная (Draba nemorosa), Рогоглавник серповидный (Ceratocephala falcata), Проломник северный (Androsace septentrionalis), Малькольмия африканская (Malcolmia africana), Бурачок пустынный (Alyssum desertorum ).

Малькольмия африканская (Malcolmia africana)

Примеры растений

Веснянка весенняя (Erophila verna)

Крупка дубравная (Draba nemorosa)

Эфемероиды

• Разновидность эфемеров
• Многолетние формы
• Большую часть года проводят под землёй в недеятельном, покоящемся состоянии в виде луковиц, корневищ и клубней.
• Растения с очень коротким периодом вегетации, который протекает в самый благоприятный период.
• К эфемероидам относятся клубневые, корневищные и луковичные. Примеры растений: подснежники, прострелы (сон-трава), пролески, сциллы, тюльпаны, гиацинты, весеннецветущие крокусы, анемоны, нарциссы, мускари, хионодоксы, ранункулюсы, хохлатки, рябчики, эремурусы

Хохла́тка (Corýdalis)

Шафра́н (Crócus)

Ря́бчик ша́хматный (Fritillária meleágris)

Растения, запасающие влагу(ложные ксерофиты, по Н. А. Максимову)

• Имеют толстый и мясистый стебель
• Листья часто редуцированы
• Вся поверхность покрыта толстым слоем кутикулы
• Обладают не глубокой, но широко распроняющейся корневой системой
• Низкая концетрация клеточного сока в клетках корня
• Обладают своеобразным обменом веществ- САМ- метаболизмом
• Фотосинтез идёт медленно
• Медленное накопление сухого вещества и низкие темпы роста
• Запасают воду и медленно её расходуют в процессе медленного роста
• Примеры: растения семейства толстянковых, суккуленты.

Карнегия гигантская (Carnegiea gigantea)

Примеры растений

Молодило русское ( Sempervivum ruthenicum )

Дудлея Дернистая (Dudleya Caespitosa)

Суккуленты

• Имеют мясистые листья и стебли, в которых запасено значительное количество воды
• Запасают воду в специальных тканях тела при помощи разветвлённой корневой системы
• Медленно расходуют воду
• Малое число устьиц и сильное развитие кутикулы
• Транспирация невысокая
• Малое осмотическое давление клеточного сока
• Высокая вязкость цитоплазмы, обуславливающая медленный и малоинтенсивный обмен у растений у которых дыхание часто идёт не до конца, а образуются промежуточные продукты(Органические кислоты)
• Примеры растений :кактусы, агавы, алоэ, очиток, молодило и др.

Очиток стелющийся (Sedum humifusum)

Ало́э (Áloë)

Гемиксерофиты(полуксерофиты)

• Растения, у которых сильно развиты приспособления к добыванию воды
• Корневая система сильно разветвлённая и глубоко идущая
• Клетки корня обладают высокой концетрацией клеточного сока и низким водным потенциалом
• Обладают хорошо развитой проводящей системой
• Листья у них тонкие, с очень густой сетью жилок
• Растения с очень высокой интенсивностью транспирации
• Листья некоторых растений покрыты волосками

Люце́рна жёлтая (Medicago falcata)

Резак обыкновенный (Falcaria vulgaris)

Эвкали́пт (Eucalýptus)

Эвксерофиты(настоящие ксерофиты)

• Растения, обладающие способностью резко сокращать транспирацию в условиях недостатка воды.
• В ряде случаев подземные органы этих растений, особенно в верхних частях, покрыты толстым слоем пробки. В некоторых случаях пробкой покрываются и стебли
• Листья жесткие, покрыты толстым слоем кутикулы, многие имеют волоски
• Некоторые представители имеют различные типы дополнительной защиты устьиц:

-расположение устьиц в ямках

-закупоривание устьичных щелей восковыми и

смолистыми пробочками.

• Способность переносить обезвоживание, состояние длительного завядания.
• Примеры растений: Тимьян Маршала, Синеголовник полевой, Полынь горькая, Вероника седая, оливковое дерево, дуб пробковый.

Вероника седая (Veronica incana)

Оли́вковое де́рево (Olea europaea )

Дуб про́бковый (Quércus súber)

Пойкилоксерофиты

• Растения, не регулирующие своего водного режима.
• В период засухи впадают в состояние анабиоза( по П. А. Генкелю – криптобиоза ).Криптобиоз - такое состояние , при котором обмен веществ либо прекращается, либо резко тормозится, однако вся организация жизни остаётся.
• Протопласт при сильном обезвоживании способен переходить в гель
• Нет вакуолей или есть очень небольшие
• Способны, не теряя жизнеспособности доходить до воздушно- сухого состояния и в таком же виде переносить периоды засух
• Не происходит повышения интенсивности процесса дыхания, а происходит их равномерное снижение
• После дождей быстро переходят к нормальной жизнедеятельноси
• К этой группе растений относится большинство лишайников, некоторые водоросли, папоротники и небольшое количество покрытосеменных

Куку́шкин лён обыкнове́нный(Polýtrichum commúne)

Стипаксерофиты

• Группа ксерофитов, установленная Д. И. Колпиковым(1957)
• Отличаются повышенными скоростями физиологического реагирования на внешние изменчивые факторы
• Быстро и наиболее полно используют влагу кратковременных ливневых осадков
• Хорошо переносят перегрев
• Наиболее чувствительны к обезвоживанию, переносят лишь кратковременный недостаток воды в почве
• Примеры растений: ковыли и другие узколистные степные злаки

Бородач обыкновенный (Bothriochloa ischaemum)

Пыре́й ковылели́стный (Elytrīgia stipifōlia)

Тонконог гребенчатый (Koeleria cristata)

Овсяница овечья (Festuca ovina)

Заключение

Существует множество групп ксерофитов, каждые из которых имеют разнообразные приспособления для борьбы с засухой. Из их краткого обзора видно, что одни растения приспособились переносить засуху активно, а другие- пассивно, уходя от неё.

Используемые источники

• Н.И. Якушкина Физиология растений: 2-е изд., перераб . – М.:Просвещение , 1993.- 355с.
• П.А. Генкель Физиология растений. Изд. 4-е, перераб . М., «Просвещение», 1975.- 335с.
• http :// biofile.ru/bio/9366.html
• http://www.studfiles.ru/preview/1811328 /
• http:// www.science-education.ru/ru/article/view?id=13156
• https://ru.wikipedia.org/wiki/% D0%A1%D1%83%D0%BA%D0%BA%D1%83%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%8B
• https://yandex.ru/images/search?text=%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0%20%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%8F

multiurok.ru

Ксерофиты

Ксерофиты (от греч. xerox — сухой) — растения, приспособившиеся к жизни в засушливых местах. Благодаря пластичности своей организации они сумели адаптироваться к условиям неустойчивого увлажнения и безводным пространствам, довольствуясь минимальным количеством воды. Освоение засушливых местообитаний шло по-разному, поэтому обширная группа ксерофитов экологически очень неоднородна и по морфологическим особенностям подразделена на несколько подгрупп. Бриггс и Г. Шантц (1914) разделили растения засушливых местообитаний (ксерофиты в широком смысле) на три группы (приспособления первых двух дают возможность сохранять мезофит- ную организацию в засушливых местообитаниях).

1.   Избегающие засухи (escaping) — пустынные и степные виды с коротким, обычно весенним периодом развития. Безводный период эфемеры переживают в виде семян (например, пустынный мак павлиний — Papaver pavonicum), а эфемероиды — в виде подземных органов (например, тюльпаны — Tulipa, при массовом цветении покрывающие степь яркими коврами).

2.   Уклоняющиеся (evading) — виды с мощной поверхностной корневой системой, быстро поглощающей дождевую влагу или развивающие корни, достигающие грунтовых вод (фреатофиты). Например, у верблюжьей колючки (Alhagi camelorum) они проникают на глубину более 15 м (см. рис. 8.4).

3.   Выдерживающие засуху (enduring) — настоящие ксерофиты (ксерофиты в узком смысле).

По анатомо-морфологическому строению и характеру адаптаций к засухе настоящие ксерофиты делят на суккуленты и скле- рофиты. Суккуленты (от лат. succulentus — сочный) — многолетние сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой. Коллоиды их цитоплазмы отличаются высокой водоудерживающей способностью, расход воды у них экономный, рост очень медленный. Это обитатели аридных областей, где периодически наступает влажный период, и их поверхностная корневая система способна быстро перехватывать выпадающие осадки, а также росу. В засушливый период боковые корни их отмирают, но способны быстро отрастать при увлажнении. Листья и стебли покрыты толстой кутикулой, количество устьиц небольшое. Фи- зиолого-морфологическая организация позволяет суккулентам длительно поддерживать высокую гидратуру, а обезвоживания они не переносят.

Если запас воды концентрируется в листьях, то это листовые суккуленты. К ним относятся многочисленные виды рода агава (Agava) из засушливых областей Центральной Америки, алоэ (Aloe) из аридных регионов Африки и Мадагаскара. В нашей стране на сухих песчаных прогреваемых местообитаниях встречаются листовые суккуленты семейства Толстянковые: несколько видов рода очиток и молодило (Sedum, Sempervivum, Jovibarba). Среди них есть известные лекарственные растения (очиток розовый — Sedum rosea, или золотой корень, каланхоэ — Kalanchoe daigremontiana, К. pinnata и др.).

Стеблевые суккуленты отличаются сильным развитием водозапасающей ткани в коре и сердцевине стебля. Листья их редуцированы или превращены в колючки. Стеблевыми суккулентами является большинство представителей семейства Кактусовые (Opuntia, Cereus, Cactus и др ), характерного для американских пустынь, и семейства Молочайные из засушливых областей Африки. Сходство в строении и функциях органов африканских молочаев и американских кактусов — классический пример конвергенции: результат одинаково направленных эволюционных процессов в сходных экологических условиях. Кактусовые имеют разнообразные по форме и размерам сочные зеленые безлистные стебли, покрытые колючками и (или) волосками, которые не только защищают растения от поедания животными, но и способствуют конденсации влаги. Стенки эпидермиса стеблей утолщены, покрыты толстым слоем кутикулы. Ребристая поверхность, характерная для некоторых видов, способствует равномерному распределению света и тени. Устьица погружены в гиподерму (слой клеток под эпидермисом). Днем они закрыты и транспирация очень незначительна. Расход воды очень медленный, так как клеточный сок наряду с органическими кислотами и сахарами содержит слизь, способную набухать и удерживать воду. Кактусы накапливают огромные запасы воды: колонновидный Cereus высотой 10 м запасает до 3 000 л воды, 50-килограммовый кактус содержит около 45 кг воды.

eco-rasteniya.ru

Смотрите также

• 
  Алоказия растение
• 
  Крестовник растение
• 
  Лаванда растение
• 
  Растение амаранта
• 
  Растение роза
• 
  Растение мира
• 
  Человек растение
• 
  Морковник растение
• 
  Растение людоед
• 
  Живокост растение
• 
  Растения рекордсмены