Содержание
Приспособленность организмов к условиям внешней среды, как результат действия естественного отбора
Авторы программы: В.В. Пасечник, В.М. Пакулова,
В.В. Латюшин, Р.Д.Маш 11 класс (68 часов, 2 часа в
неделю)
«Автор учебника «Биология» Общая биология 10-11
классы А.А. Каменская, Е.А. Криксунов, В.В.
Пасечник. Издательство ДРОФА Москва 2009 год
Образовательная цель: активизация учебного
процесса в направлении повышения его
эффективности, придание уроку современных
динамичных форм. Познакомить учащихся с
приспособлениями растений к степным условиям
существования.
Развивающая цель: расширение кругозора
учащихся, научить выявлять черты
приспособленности организмов к степным условиям
и их относительный характер.
Воспитательная цель:
- Активное включение учащихся в процесс
самообразования и саморазвития,
совершенствование умений и навыков
самостоятельной работы, повышение уровня знаний,
умений осуществлять наблюдения, сравнения,
делать выводы. - Воспитывать бережное отношение к окружающей
природе, любовь к своей малой Родине.
Задачи урока:
- Сформировать конкретные знания о
приспособленности к условиям внешней среды. - Сформировать знания о возникновения
приспособленности как закономерного результата
эволюции. - Продолжить формирование умения использовать
знания теоретических закономерностей движущих
сил эволюции, для объяснения явлений наблюдаемых
в живой природе. (2 слайд)
Методы обучения: исследовательский,
проблемно-поисковый.
Оборудование: Презентация, гербарий, рисунки,
таблица, словарь, карта.
Ход урока
Руководствуясь логикой эволюционной теории Ч.
Дарвина, вставим термины в схему (3 слайд)
(Естественный отбор, борьба за существование,
адаптации).
Наследственность
По эволюционной теории Ч. Дарвина мы видим, что
результатом борьбы за существование является
естественный отбор, который проявляет
творчество и позволяет выживать в органическом
мире наиболее приспособленным организмам,
немаловажную роль в данном случае играют
наследственность и изменчивость, все это
приводит к каким-то изменениям и организмы в
процессе эволюции адаптируются к различным
условиям существования.
Девиз урока:«Разуму свойственно
размышлять, то есть связывать причины и
следствия, давать ответ на вопрос «почему»и
находить в цепи происходящего начало и конец». Ж.
Фабр (Слайд 5)
Сегодня на уроке мы продолжим знакомство со
степной экосистемой нашей республики. И станем
исследователями природы. Исследователи природы
— люди обладающие способностью наблюдения.
Наблюдая за живыми объектами, необходимо уметь
анализировать эти наблюдения, делать выводы. Мы
еще раз вместе посмотрим на растения степной
экосистемы, вам необходимо обратить внимание на
черты приспособленности растений к степным
условиям существования. Вы будете работать в
группах по заданному алгоритму. Вам необходимо
определить, адаптации степных растений по
гербарию рассказать и показать классу. (Приложение 1)
Человек, находясь в степи, как нигде острее
чувствует свою причастность к природе, а природа
к человеку. Степь не любит суеты, наблюдать ее
надо молча, не спеша, не пропускать ни одной
мелочи. Ее простор всегда заполнен думой: зимой и
летом, весной и осенью, днем и ночью. Каждая тропа,
уходящая в глубь, таит радость познания и
свежесть новых открытий. Постигая их шаг за
шагом, будто попадаешь в полный удивительной
жизни храм, который прогрет жарким солнцем,
напоен запахом трав и цветов.
Степь (Слайд 6) — тип растительности с
сомкнутым травостоем в умеренных поясах.
Разреженный низкотравный растительный покров,
где растут однолетние и многолетние травянистые
растения и кустарники. В степи особую группу
представляют полукустарнички и кустарники. У
этих растений одревеснивают лишь нижние
многолетние части побегов, не отмирающие на зиму,
верхние же травянистые части побегов ежегодно
отрастают и отмирают. С увеличением сухости
климата в степной зоне роль полукустарничков
заметно возрастает. В ряде случаев они являются
доминантами и основными строителями степных
растительных сообществ. Большую роль в жизни
степей и особенно полупустынь играют
полукустарнички из рода полыней, тимьяна,
астрагалов и прутняка. Развиваясь в течение
вегетационного периода по очереди, виды растений
снижают взаимную конкуренцию и равномерно
используют ресурсы окружающей среды.
(Слайд 7) «Сколько интересного мы слышим о
растениях и животных, населяющих далекие страны!
Как часто мечтаем о том, чтобы когда-нибудь самим
увидеть все эти чудеса! А между тем это так
просто: наши леса, поля, луга и степи скрывают в
себе такую массу самых удивительных явлений, что
для изучения их не хватит жизни человека:» К. П.
Ягодовский
Факторы неживой природы — это свет,
влажность, температура. Определяют своеобразие
степных экосистем, два фактора, которые особенно
важны для растений. Во-первых это дефицит влаги в
течение большей части вегетационного периода, во
вторых, высокие дневные температуры
воздействуют на растения. Неблагоприятный для
растений водный режим в степях обусловлен
ограниченным поступлением воды с атмосферными
осадками, недостатком ее в почве и потерей влаги
в ходе транспирации при большой сухости воздуха
и высоких температурах. Степные растения борются
с засухой либо за счет изменения листовой
пластинки, либо ксероморфизма.
Ксероморфизм — (ксерос — сухой, морфизм -
форма, вид) совокупность анатомо-морфологических
особенностей растений, приспособившихся к
недостатку воды. Ксероморфизм выражается в
уменьшении размера листьев и клеток, увеличении
клеток, устьиц и сети жилок, что обуславливает
повышение засухоустойчивости, а также в
приспособлениях эпидермы к снижению
транспирации (толстая кутикула, опушение).
Суккуленты — это растения, приспособившиеся
жить в засушливых местах. (Слайд 8). У одних из них
бывает всего лишь по нескольку редких листьев,
другие усыпаны сочными, мясистыми листьями, а у
третьих листьев нет вовсе. В листьях и стеблях
эти растения запасают воду. (Слайд 9)
Работая с гербарием по заданному алгоритму.
Постарайтесь определить, какие адаптации
произошли у растений. Ваш помощник на уроке
Словарик к уроку (Приложение 2)
Ответ по вашим исследованиям должен быть
аргументирован и подтвержден описанием
приспособлений.
(Время для работы 5-6 мин. Если у вас возникают
вопросы, можете обратиться ко мне)
После выполнения работы проводится отчет групп
1 группа Дерновенные злаки (Слайд 10)
Ковыли основной вид растительности
тувинских степей. Дерновины ковыля всегда
несколько приподняты над уровнем почвы, что дает
растению важные экологические преимущества в
степи. Вокруг приподнятых дерновин образуются
понижения, где скапливается скудная дождевая
влага, которая просачивается к корням, не угрожая
зоне кущения. Плотная скученность стеблей
способствует формированию собственного
микроклимата дерновины. Влага атмосферных
осадков, попадая в плотную дерновину,
удерживается ею, и предохраняет от иссушения
молодые растущие побеги. К крупнодерновинным
злакам относят многочисленные представители
рода ковыль. Ковыли идеально приспособлены к
жизни в степях.
Змеёвка растопыренная. Небольшой
многолетний злак, 10-20 см высотой, с извилистым
стеблем, образует густые растопыренные
дерновинки. Вегетирует в основном осенью,
поэтому змеёвковые степи лучше использовать в
качестве осенних пастбищ. Хорошо поедается всеми
видами скота, кроме верблюдов.
Житняк гребенчатый. Многолетний кустовой
злак высотой 25-35 см, с пучком прикорневых листьев
и широким растопыренным остистым колосом на
безлистном стебле. Засухоустойчив, морозостоек В
связи с низкорослостью и малой облиственностью
является преимущественно пастбищным растением.
До колошения хорошо поедается овцами, во время
колошения и позднее — крупным рогатым скотом.
Осенью развивает новые листья, которые
сохраняются и на зиму
2 группа Эфемеры и эфемероиды (Слайд 11)
Все эфемероиды — многолетние растения. После
того, как наземная часть засыхает, они не
погибают. В почве сохраняются их живые подземные
органы: у одних растений клубни, у других
луковицы, у третьих — более или менее толстые
корневища. Эти органы — вместилища запасных
питательных веществ, главным образом крахмала.
Именно за счет этого «строительного материала»
так быстро и развиваются у эфемероидов весной
стебли с листьями и цветами. Быстро образуются
семена и распространяются.
Эфемероиды — многолетние травянистые
растения, которые проходят полный сезонный цикл
развития всего за 2-3 весенних недели.
Ирис Желтейший Сем. Касатиковые имеет
толстое ползучее ветвистое корневище,
расположенное под землёй и по внешнему виду
имеет некоторое сходство с корнем. Ежегодно
корневище образует надземные однолетние побеги,
листья линейные, длиннозаостренные. Цветёт в мае
и начало июня. Корневище ежегодно нарастает,
растёт с одной стороны, где находится
верхушечная почка, с другой стороны расположена
старая часть корневища, которая постепенно
отмирает. На корневище хорошо заметны узлы и
междоузлие по которым можно определить возраст
ириса, редуцированные листья в виде чешуй,
боковые почки обычно мелкие. С помощью
придаточных корней корневище укрепляется в
почве. В нем откладываются питательные вещества
и накапливается вода. Сырое корневище весит 5,6 г,
а сухое 3,8 г.
Лук тонкий Сем. Луковые имеет укороченный
подземный побег — луковицу, у которого есть
укороченный стебель — донце, в почве укрепляется
мочковатыми корнями. К донцу прикрепляются
многочисленные сочные сближенные между собой
чешуи, в них накапливается вода и питательные
вещества. Чешуи — видоизмененные наружные
листья, защищающие луковицу, на вершине донца
есть верхушечная почка, из нее ранней весной
развивается стебель с листьями, который
заканчивается цветочной стрелкой. На листьях
очень мало устьиц. При помощи их растение
сообщается с внешней средой, происходит
газообмен в процессе фотосинтеза и дыхания,
испаряется лишняя вода, так как в степи водный
режим ограничен, устьица редкие и экономно
испаряют влагу. Ирис желтейший и лук тонкий -
растения эфемероиды — это многолетние растения
с коротким периодом развития.
Нередки в степи и эфемеры (Слайд 12) — однолетние
травы, способные быстро пройти весь цикл своего
развития за короткий, но благоприятный период,
характеризующийся достаточным количеством
тепла и влаги. Они переживают летний и зимний
период в виде покоящихся в почве семян, которые
прорастают ранней весной, давая молодые
растения. Однолетние растения в степи
представлены не только эфемерами. Целый ряд
засухоустойчивых однолетников может
развиваться здесь в течение всего
вегетационного периода. Основу этой
биологической группы составляют однолетние
злаки.
3 группа Растения псаммофиты (Слайд 13)
В степной экосистеме есть интересные
приспособления — это измененные жизненные формы
— растения-подушки (ползучие растения (тимьян
ползучий, лапчатка бесстебельная, полынь
холодная) и розетковидиые растения (астрагалы,
остролодочники). Растения сыпучих песков во всех
климатических зонах имеют общие особенности
морфологии и биологии. Эти растения закрепляют
сыпучие пески. При перевыпасе на сухих песчаных
почвах часто нарушается задерненность, что
облегчает выдувание, перемещение песка при
ветре.
Тимьян ползучий Семейство Губоцветные
полукустарничек, образующий «латки» с
приподнимающимися, невысокими многочисленными
побегами. Листья черешковые, мелкие,
цельнокройные, овальные. Соцветия головчатые,
компактные. Чашечка резко двугубая, с короткой
волосистой трубкой и неодинаковыми по длине
зубцами. Растет на песчаных почвах. Листья
мелкие, покрыты кутикулой, содержат эфирные
масла. Это растение можно отнести к псаммофитам
оно обитает как на песках, так и на остепненных
участках и хорошо удерживает пески. Растения
степных экосистем благодаря ряду
приспособительных свойств и признаков способны
переносить перегрев и обезвоживание.
Полынь холодная полукустарник высотой от 10
см. побеги покрыты тонкими прижатыми
шелковистыми волосками. Многолетние
деревянистые ветвистые побеги вместе с молодыми
бесплодными облиственными образуют густую
дерновину. Считается, что эфирное масло помогает
самой полыни защищаться от жгучих лучей солнца.
Эфирное масло полыни имеет сильные фитонцидные
свойства — прекращает рост и вызывает гибель
различных микроорганизмов.
Лапчатка бесстебельная многолетнее,
травянистое растение. Укороченный главный
стебель дает розетку прикорневых
непарноперистых листьев по краям
пильчато-зубчатых, сверху голые, снизу густо
покрытых серебристо-шелковистыми волосками.
Хорошо закрепляет пески в степях.
4 группа кустарники и полукустарники (Слайд 15)
Карагана Бунге. Ветвистый от основания и
сильно колючий кустарник до 1,5 -2,0м высотой. Кора
зеленовато-жёлтая. Прилистники твердеют и
остаются в виде крепких загнутых вниз колючек.
Листья непарно-перистые, из 2-4 пар листочков,
последние обратно-овальные, плотные, как правило,
серебристо-войлочно-опушённые. Поедается овцами
и козами только однолетние побеги и цветы.
Верблюды едят удовлетворительно лишь летом и
осенью, в остальное время плохо. Чабаны
указывают, что при поедании караганы Бунге скот
часто ранит рот, поэтому некоторые из них считают
её даже вредной.
Карагана блестящая или золотистая. Кустарник
до 1,5-2,0м высоты. Сильноветвистый, с золотистой
блестящей корой. Листочки перистые, узкие,
линейные или линейно-ланцетовидные,
веерообразно сидящие. Овцы и козы обкусывают
только самые молодые, нежные побеги.
Карагана карликовая. Низкий (до 25-40 см)
кустарник. Стебли с желтовато-бурой, гладкой
корой и тонкими прутьевидными молодыми побегами
желтоватого или красноватого цвета. Остающиеся
черешки листьев превращаются в тонкие
игольчатые палочки. Довольно мягкие и сочные
молодые веточки поедаются мелким рогатым скотом
хорошо круглый год, лишь зимой несколько хуже.
Весной козы очень любят цветы караганы
карликовой.
5. Опушение листовой пластинки Особенности
растений степной экосистемы.
(Слайд 16) Панцерия шерстистая (Сем.
Губоцветные имеет горизонтальное корневище,
четырехгранный стебель, листья сильно опушены.
Рассматривая их под лупой, видно, что они
представляют эпидермальные выросты, покрывающие
полностью растения, это опушение отражает
тепловое излучение в условиях сильной солнечной
освещенности, также предохраняют от резких
колебаний температуры в дневное время, а в ночное
защищает от холода, уменьшает испарение влаги.
Наблюдая за природными явлениями, в условиях
Центральной Азии, скотоводы — кочевники
выработали экологические традиции, которые
способствовали их выживанию. Для сохранения
степных растений и чтобы их не вытаптывал
домашний скот, постоянно кочевали — пасли скот
на различных пастбищах. Научились из войлока
строить свое жилище юрту — жилище кочевника,
которая покрыта войлокам, а как сделать войлок
подсказала панцерия шерстистая. Юрта легка на
вес, легко собирается с ней скотоводам легко
кочевать. (Слайд 16)
Благодарность юрте.
В этот мир огромный — мир степей широких,
Рек неудержимых, гор, до звезд высоких,
В мир сердец открытых, в мир любви и света,
Из тебя я вышел. И тебе за это —
Кланяюсь я низко, старенькая юрта.
Но летят к гнездовьям птицы год от года,
Так и я — хранитель, продолжатель рода —
Прихожу к истокам дедовская юрта
А.Даржай.
Суккуленты — это растения, приспособившиеся
жить в засушливых местах. (Слайд 17 ). У одних из них
бывает всего лишь по нескольку редких листьев,
другие усыпаны сочными, мясистыми листьями, а у
третьих листьев нет вовсе. В листьях и стеблях
эти растения запасают воду. Горноколосник
пирамидальный Семейство толстянковые
Горноколосник пирамидальный — двулетнее
травянистое растение высотой 10-30 см. В первый
год образуются округлые розетки 20-70 мм в
диаметре; листья розетки мясистые, продолговатые
с хрящеватым краем. На второй год из середины
розетки вырастает ветвистый стебель с
очередными ланцетными сидячими листьями.
Соцветие — плотная многоцветковая кисть.
(Слайд 18) Одним из результатов естественного
отбора, являющегося направляющей движущей силой
эволюции, можно назвать развитие у всех живых
организмов адаптаций — приспособлений к среде
обитания.
(Слайд 19) «Эволюционный процесс — это прежде
всего образование новых адаптаций, их накопление
и координация» К.М. Завадский
Прошу обратить ваше внимание на экран. По
результатам наших исследований сделаем общий
вывод. Как могли сформироваться приспособления у
растений используя эволюционную теорию Ч.
Дарвина. На экране тест, необходимо указать
правильную последовательность этапов
формирования приспособлений у организмов,
расположив буквы в соответствующем порядке.
(Слайд 20) Тест: Укажите правильную
последовательность этапов формирования
приспособлений у организмов, расположив буквы в
соответствующем порядке.
А. В результате борьбы за существование и
естественного отбора преимущественно выживают и
оставляют потомство особи с изменениями,
соответствующими среде обитания.
Б. Появление мутаций.
В. Сохранение из поколения в поколение особей с
полезными в определенных условиях среды
изменениями, что приводит к формированию
приспособленности организмов.
Г. Борьба за существование с неблагоприятными
условиями, а именно очень сухой и жаркий климат.
Д. Приспособления (адаптации) — результат
отбора наследственных изменений, повышающих
жизнеспособность организмов к конкретным
условиям среды.
Правильный ответ: (Г Б В А Д)
(Слайд 21)Какую роль играет естественный отбор в
формировании приспособлений (адаптаций)?
(Естественный отбор выбирает наиболее
приспособленные растения для степной
экосистемы). Почему, данные адаптации мы не можем
назвать абсолютными?
(Если растения степей перенести в другие
климатические условия, то им необходимо
адаптироваться в течение длительного времени).
Итог работы:
Какие мысли и чувства возникли у вас во время
работы над решением проблемы?
На основании знаний, о движущих силах эволюции
объяснить механизм возникновения
приспособлений, пользуясь схемой ответа:
Среди растений, не имевших (приспособлений)
в результате (борьбы за существование)
появились растения с (адаптациями). В ходе
борьбы за существование выживали (наиболее
приспособленные). В результате шел
естественный отбор и особи с (изменениями)
выживали, а без изменений погибали. Возникали
новые виды, имеющие (адаптации) (Слайд 22)
Какие адаптации имеют степные растения? (Слайд
23)
Формулирование вывода.
Что такое приспособленность? Почему любые
приспособления целесообразны лишь в обычной для
вида обстановке? Какую роль играет естественный
отбор в формировании адаптаций? (Слайды 24 — 25).
Литературные источники.
1. А.А.Каменский, Е.В. Криксунов, В.В. Пасечник
«Общая биология» 10-11 класс. Издательство ДРОФА
Москва 2008
2.Словарь-справочник БИОЛОГИЯ для школьников.
Издательство Екатеренбург У-Фактория 200з
3. А.П.Ошмарин, В.И. Ошмарина «Школьный
справочник ЭКОЛОГИЯ». Издательство Ярославль
«Академия развития» 1998
4.С.О.Ондар «Коэволюция степных экосистем.
Издательство Кызыл ТувИКОПР СО РАН 2000
5. А.В. Куминова «Растительные сообщества Тувы».
Издательство «НАУКА» Сибирское отделение
Новосибирск 1982
6. Е.О.Фадеева, В.Г.Бабенко ЭКОЛОГИЯ «Организмы и
среда их обитания» Практикум. Издательство НЦ
ЭНАС Москва 2002
7. И.Д.Зверев «Практические занятия по
экологии». Издательство Москва Просвещение 1998
8. Л.К. Аракчаа ЭКОЛОГИЯ. Тувинское книжное
издательство Кызыл 2001
9. Определитель растений Тувинской АССР.
Издательство «НАУКА» Сибирское отделение
Новосибирск 1984
особенности внешних черт, системы корней и внутреннего строения растения, как признаки относительного характера адаптацииДача эксперт
Кактус привычно наблюдать в виде маленького растения, которое стоит на подоконнике и радует глаз.
Но кактусы в естественных условиях обитания могут достигать крупных размеров и устрашающих форм.
Необычное строение растения, его внешние черты – имеют относительный характер приспособленности к окружающей среде обитания. Итак, что помогает кактусу адаптироваться к местности? Рассмотрим подробнее в данной статье.
Показать содержание
- Особенности внешнего и внутреннего строения: что помогает приспосабливаться и как?
- Где обитает растение?
- К чему не может приспособиться?
Особенности внешнего и внутреннего строения: что помогает приспосабливаться и как?
Какие есть у кактуса приспособления к среде обитания, к примеру, предотвращающие перегрев растения?
Кактус имеет мясистый стебель и уплотненный эпидермис, что позволяет ему выживать в регионах, где практически нет воды.
Именно в эпидермисе растение накапливает влагу, чтобы воспользоваться ей в период засухи.
Во избежание испарения кактус имеет налет в виде воска на стебле, ребристую поверхность и колючки. Многие виды являются обладателями массивной корневой системы, которая прорастает глубоко в землю. Она также может разрастаться и на поверхности земли, при этом помогая всему растению питать влагу.
- Корневая система. При помощи особого строения корневой системы кактусы могут легко и быстро приспосабливаются к среде обитания. Какие же есть приспособительные признаки у корней? Большинство видов растения имеет уплотненный стержневидный корень. Уходя глубоко в почву, он создает вспомогательные корневые нити, делая при этом корневище более прочным. Здесь также скапливается влага и полезные элементы. Утреннюю росу тонкие корешки втягивают в себя даже на глубине до 20 см.
- Стебель. У разных видов бывают разные стебли. Существуют такие виды:
- Наземный побег.
- Деревянистый стебель.
- Сочная, мясистая основа без листьев.
Как стебель кактуса приспособился к среде обитания, к примеру, к жизни в пустыне? Стебель содержит хлоропласты с хлорофиллом, они распадаются, ускоряя процесс фотосинтеза. Происходит все это в ночное время суток – это основное отличие кактуса от остальных растений. Покрыты стебли кожицей, которая обеспечивает надежную защиту от агрессивного внешнего воздействия. На 95% стебель состоит из воды, что позволяет видам выживать в самых засушливых условиях.
На стебле кактуса находятся зачатки листьев (ребра, бугорки, сосочки с колючками). Эти элементы защищают растение от активного солнечного воздействия, образуя вокруг кактуса немного тени.
- Ареолы (колючки). Бывают различной формы, размеров и цветов. С их помощью кактус насыщается влагой из окружающей среды. Другая функция ареол – защита стебля от перепадов температур то есть эти его приспособления предотвращают перегрев, а также защищают растение от животных.
- Цветы. Бывают обоеполые, сидячие, трубчатые. Самый большой цветок у Многокорешкового Гилоцереуса (составляет 30 см). Цветение длится от пары минут до целой недели. Через цветы происходит размножение, распространение и сохранение вида.
Где обитает растение?
Родиной вида является Америка. Но это растение экологически пластично. Это свойство позволяет ему приспосабливаться практически к любым климатическим зонам.
Кактусы можно встретить по всему миру:
- в тропических лесах;
- в саваннах;
- в пустынях и полупустынях;
- в горах до высоты 4,5 км выше уровня моря.
Подробнее о среде обитания кактусов:
- Горы. В горных массивах растение получает солнечное облучение, на него влияют резкие скачки температуры и сильные ветра. Почва в горах не может долгое время контролировать уровень влаги. К горным видам относится:
- маммилярия;
- необессия;
- эскобария;
- телокактус.
Шаровидное строение и короткоцилиндрические стебли помогают видам выживать в горных условиях.
- Пустыня. В пустынях живут те представители вида, которые не имеют листьев. Это необходимо для экономии «драгоценной» влаги. Пустынные жители отличаются ребристым стеблем и длинными колючками (о том, как не уколоться кактусом и что делать, если это произошло, читайте тут). Именно в пустынях растут самые стойкие и не привередливые виды так они приспособились к жизни в этой среде:
- эхинопсис;
- астрофитум;
- опунция (об опунции и агаве можно узнать тут, а об опунции мелковолосистой рассказано здесь).
- Леса и джунгли. В этой местности кактусы выступают в роли паразитов, живут они на стеблях других растений. Это род Шлюмбергера, Эпифиллюм. Селятся на кронах крупных деревьев.
- Домашние условия. В искусственно созданной среде обитания может расти большинство видов (о том, как растут кактусы и что делать, если цветок не развивается, рассказано в этом материале). Основное условие ухода – правильный полив, контроль температуры и подкормка. Но в отличие от природных условий, дома кактусы будут отличаться меньшими размерами и менее пышным цветением (либо его отсутствием). О видах кактусов и о выращивании их в домашних условиях читайте тут.
К чему не может приспособиться?
К каким условиям внешней среды кактус не приспособлен и как это объясняется?
- «Колючки» не любят большое количество солнца. Только 70% видов растения нормально реагируют на него, оставшиеся – предпочитают притемненные места. Это является первой проблемой для растения.
Не стоит высаживать кактус под солнцем или ставить на подоконник, где много света. Самым верным местом для домашнего выращивания будут восточные части помещения, где солнечные лучи сменяются тенью.
- Скачки температур – вторая сложность для роста и развития. Границы приемлемых температур: от -10 до +350С (при условии, что температура будет меняться постепенно). Если скачек будет резкой, растение умрет.
- Избыток влаги – третья опасность. Если влаги много, появляются бактерии и грибки. Лучше больше проветривать помещение (как минимум 1 раз в день), где стоит «колючка».
Кактус – древнейшее экзотическое растение. Эти «колючки» отличаются необычным внешним видом, мясистым строением, уникальными цветами. Благодаря этому растение – частый обитатель флористических коллекций. К окружающей среде кактусу позволяет приспособиться корень, стебель, колючки и цветы. Встретить вид можно по всему миру: от гор до пустынь.
Наверх
Адаптация к изменению климата — Native Plant Trust
Быстрое потепление, более сильные штормы и засухи изменят растительные сообщества
Четвертая национальная оценка климата предсказывает, что повышение температуры и изменение характера осадков приведут к значительным изменениям в растительных сообществах Новой Англии и к дальнейшей потере среды обитания от побережья до горные вершины. Последующие отчеты Межправительственной группы экспертов по изменению климата только усиливают остроту этого кризиса.
Чтобы повысить способность растений и растительных сообществ адаптироваться к изменяющемуся климату, нам необходимо начать с уменьшения, смягчения или обращения вспять ущерба, причиняемого деятельностью человека и инфраструктурой. Помощь в повышении устойчивости уязвимых мест также является важным шагом. Наша работа по сбору семян после урагана «Сэнди» помогла прибрежным сообществам по всей Новой Англии восстановить здоровую и функционирующую среду обитания. К другим важным действиям относятся:
- Защита как можно большей нетронутой, разнообразной и сложной среды обитания; наш отчет за 2021 г., Сохранение разнообразия растений в Новой Англии содержит дорожную карту и картографические инструменты для сохранения земель с перечислением приоритетных местообитаний по всему региону.
- Расширение связи между природными зонами для облегчения миграции; см. краткое изложение стратегии защиты земель от Сохранение разнообразия растений .
- Мониторинг популяций редких растений и образцовой среды обитания на предмет здоровья и угроз
- Сбор и хранение семян редких и обычных видов для сохранения генетической изменчивости
- Управление местообитаниями и удаление инвазивных видов там, где это необходимо и возможно
- Увеличение или повторное введение популяций редких растений в пределах исторического ареала по мере необходимости
- Выполнение управляемого перемещения редких растений при необходимости
Что произойдет с растениями Новой Англии? Короткий ответ заключается в том, что с уменьшением сезонности, усилением засухи и усилением проливных дождей некоторые адаптируются, некоторые мигрируют, а некоторые исчезнут.
Адаптация, миграция или исчезновение
Быстрое изменение климата подвергает риску не только виды, но и целые среды обитания.
Новая Англия пережила длительные периоды оледенения, потепления и похолодания, во время которых волны растений колонизировали, отступали и вновь смешивались. Но поскольку климат меняется быстро — в течение десятилетий, а не тысячелетий, — трудно предсказать, какие растения выживут. Единственная уверенность заключается в том, что нынешние растительные сообщества региона и привычные ландшафты региона изменятся.
Растения адаптируются к стрессу окружающей среды, изменяя свой метаболизм, цветение, рост и размножение; и путем миграции в районы с более благоприятными климатическими условиями. Поскольку отдельные виды обладают разной способностью адаптироваться или мигрировать, трудно предсказать воздействие изменения климата на уровне видов. Вот почему большинство моделей сосредоточено на уязвимости местообитаний.
Ученые согласны с тем, что наши альпийские, пресноводные и некоторые лесные среды обитания подвергаются наибольшему риску. Мы уже наблюдаем некоторое вторжение деревьев в альпийскую тундру и ожидаем, что горные елово-пихтовые леса в некоторых частях Новой Англии исчезнут. Произойдет сокращение осиново-березовых лесов, а кленово-буково-березовые леса могут быть к концу века полностью вытеснены более южными дубово-гикориевыми и дубово-сосновыми лесами (один из победителей).
Воздействие на водные системы будет различным. Прибрежным болотам угрожает повышение уровня моря. Наши знаковые бореальные водно-болотные угодья — болота, болота и торфяники — находятся под угрозой из-за повышения температуры и более частых засух, которые высушивают субстрат и ускоряют процесс гниения. Это будет способствовать росту деревьев и преемственности в лесу. Одно исследование, проведенное в штате Мэн, прогнозирует, что 85 процентов редких прибрежных видов, 95 процентов видов в открытой воде и 83 процента видов в устьевых болотах будут потеряны.
Это отрезвляющая картина, но мы можем помочь поддерживать функционирующие экосистемы — независимо от сочетания видов растений — уменьшая множество угроз, которые наша собственная деятельность и новые инвазивные виды представляют для растений, которые определяют наш дом.
Переместить растения или нет?
Поскольку природные системы постоянно меняются, ученые хотят защитить биологическое разнообразие и предотвратить вымирание.
Быстрые темпы изменения климата, вероятно, превысят скорость, с которой некоторые растения могут эволюционировать, приспосабливаясь к новым условиям, а барьеры, которые мы построили на ландшафте за последние 400 лет, ограничат способность растений мигрировать. Стратегии сохранения, такие как хранение семян и защита земель, не вызывают споров. Но ведутся серьезные споры о более прямом вмешательстве, таком как управляемое переселение (также известное как вспомогательная миграция), которое перемещает виды растений за пределы их нынешнего исторического ареала; и управляемая эволюция, которая модифицирует генетические свойства популяций растений путем введения генов из другой популяции, растущей в других условиях.
Native Plant Trust и его партнеры по Программе сохранения растений Новой Англии разработали предварительные рекомендации по регулируемому переселению. Во-первых, преждевременно перемещать редкие виды или виды с небольшим ареалом, численность которых не сокращается в дикой природе из-за изменения климата. Во-вторых, целями дальнейших исследований, связанных с переселением, являются редкие эндемичные растения в местах обитания, считающихся уязвимыми к изменению климата. Мы определили дюжину таксонов как потенциальных кандидатов на переселение.
Наконец, мы отмечаем, что нет необходимости перемещать обычные виды в Новую Англию из других регионов, и преждевременно использовать больше южных видов, а не местных видов Новой Англии в проектах ландшафтного дизайна и восстановления. Ученые продолжают изучать климатоустойчивость видов растений и генетических модификаций. Пока мы не узнаем больше, нам следует с осторожностью вмешиваться в собственную климатическую адаптацию природы.
Подготовка к новым инвазивным растениям
Кудзу ( Pueraria montana ), известная как «виноградная лоза, съевшая Юг», уже присутствует в Коннектикуте и Массачусетсе. Что будет дальше?
Два местных ученых, Джессика М. Аллен из Университета Нью-Гемпшира и Бетани А. Брэдли из Массачусетского университета, смоделировали вероятное влияние изменения климата на распространение инвазивных видов, уже присутствующих в США. В рецензируемых журналах и в нашем журнале указывается 140 видов, которые, вероятно, к 2050 году обретут подходящий климат в одном или нескольких штатах Новой Англии. и западные штаты для переезда. Например, репка ( Rapistrum rugosum ) и дуб пилообразный ( Quercus acutissima ) готовы к расширению в этом регионе. Нам также необходимо обратить внимание на уязвимые места: ожидается, что поскольку они теплые, более высокие широты и горные районы, которые сейчас в некоторой степени защищены более низкими температурами, получат инвазивные виды растений.
Что мы можем сделать? Ботаники и экологи региона могут объединить наши коллективные знания о среде обитания, почве и климатических предпочтениях отдельных инвазивных видов с моделями климатических сдвигов, чтобы составить список наблюдения. Аллен и Брэдли также разрабатывают оценки воздействия для всех инвазивных растений, которые могут распространиться в Новую Англию, что поможет нам установить приоритеты для раннего обнаружения, искоренения и управления.
Будьте в курсе, чтобы сохранять устойчивость
В двух недавних отчетах анализируется, как изменение климата влияет на регион, страну и мир
Вместе с информацией приходит ответственность за повышение устойчивости и снижение риска. Эти документы включают в себя не только пугающие прогнозы опасностей, вызванных потеплением климата, но и примерные стратегии адаптации от уровня сообщества до глобального масштаба.
Воздействия, риски и адаптация в США: Четвертая национальная оценка климата, том II, 2018. Этот том, опубликованный Программой исследования глобальных изменений США, включает главы о том, как изменение климата влияет на каждый регион страны. В главе 18 обсуждается Северо-Восток.
Шестой оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата, 2022. В этом отчете «оценивается воздействие изменения климата на экосистемы, биоразнообразие и человеческие сообщества на глобальном и региональном уровнях. мир природы и человеческие общества, чтобы адаптироваться к изменению климата».
Узнайте о замечательных адаптациях растений: идеи для лучшего обучения!
Что такое адаптация растений?
Задумывались ли вы когда-нибудь о том, что растения приспосабливаются? Я никогда не думал об этом, пока мне не пришлось учить о них. Первое, что мне нужно было сделать, это провести небольшое исследование. Это было около десяти лет назад. Там почти не было ничего, что было бы удобно для детей. Большинство статей, которые я читал, были из колледжей, которые проводили исследования. Теперь, благодаря NGSS, появилось гораздо больше статей и мероприятий, удобных для студентов. Я пишу об адаптации платформы, чтобы избавить вас от того, через что я прошел. Итак, вот некоторые основы.
Адаптация растений — это изменения, происходящие в растении с течением времени. Изменения передаются из поколения в поколение с течением времени. Эти адаптации помогают растениям удовлетворять свои потребности в воздухе, солнечном свете, воде, других питательных веществах и способности к размножению. Адаптации растений могут быть структурными, такими как изменения листьев, стеблей, корней, цветов и способов размножения каждого растения. Хотите верьте, хотите нет, но некоторые растения даже меняют поведение, как это делают животные!
Примеры адаптации растений к различным условиям окружающей среды
Я уверен, вы знаете, что разные виды растений приживаются в одних местах лучше, чем в других. Но почему это? Это потому, что эти растения приспособились к окружающей среде лучше, чем другие. Вот некоторые способы, которыми растения адаптировались с течением времени.
Адаптация растений тундры
Цветущая камнеломка
Зимы в тундре холодные, темные и очень длинные. Лето короткое, но световой день длинный. Дождей там всего около 4 дюймов в год.
Растения тундры приспособились жить близко к земле. Там теплее и более защищено от ветра. Тундровые растения имеют неглубокие корни, которые помогают им получать дождевую воду и защищают корни от вечной мерзлоты под ними. Многие растения имеют темную окраску. Этот темный цвет помогает им поглощать больше солнечного света. Кожистые листья удерживают тепло и препятствуют выходу воды наружу. Цветковые растения быстро растут, поэтому успевают размножаться.
Адаптация растений пустыни
Кактус в пустынном ботаническом саду
Как вы знаете, пустыни очень сухие, в них выпадает менее десяти дюймов осадков в год. Поскольку небо обычно ясное, днем температура может быть выше, чем в любой другой среде. Тем не менее, пустыни также очень быстро остывают ночью и зимой могут опускаться ниже нуля.
Многие виды кактусов растут в пустыне. У некоторых кактусов тонкие корни, расположенные близко к поверхности, поэтому они могут быстро впитывать воду во время дождя. У других длинные толстые корни, которые могут достигать воды под землей, когда она сухая. Все они имеют толстый стебель, в котором запасают воду. У большинства кактусов вместо листьев шипы. Таким образом, они не теряют столько воды, как если бы у них были листья. Шипы также не дают хищникам съесть их.
После дождя цветы пустыни быстро расцветают. Цветки ярко окрашены для привлечения опылителей.
Адаптация океанских растений
водоросли и травы
Океанская вода постоянно движется. Он также очень соленый.
Очень немногие растения могут выжить в океане. Большинство растений, живущих там, являются планктоном. Планктон слишком мал, чтобы его можно было увидеть по отдельности, но когда они собираются вместе, вы можете увидеть, как они плавают. В этом им помогают их плоские тела. Знаете ли вы, что планктон производит половину кислорода для животных на Земле?
У морских водорослей есть специальные корни, которые удерживают их на месте. У них толстые гибкие листья, которые изгибаются при движении воды. Некоторые виды морских водорослей имеют такие же приспособления. У других видов водорослей есть воздушные мешочки, которые помогают им плавать. Плавание на воде позволяет им получать энергию от солнца, поэтому они могут готовить себе еду.
Адаптация тропических лесов
тропические леса
Тропические леса — это теплые места обитания. В тропических лесах выпадает около 100 дюймов осадков в год. Это больше дождя, чем в любой другой среде.
Многие деревья в тропических лесах имеют большие и широкие корни. Часть этой корневой системы находится над землей. Деревья имеют гладкую, тонкую кору. Эти приспособления помогают воде быстро покинуть дерево. Многие листья широкие и имеют «капельный наконечник», который позволяет воде стекать сразу.
В тропическом лесу вы видите множество вьющихся растений. Они могут взобраться на вершину больших растений, чтобы добраться до солнца.
Адаптация растений в лесах умеренного пояса
Адирондакский лес умеренного пояса
В лесах умеренного пояса четыре времени года. Летом температура может быть в 70 и выше, а зимой может быть ниже нуля. В умеренных лесах выпадает от тридцати до шестидесяти дюймов дождя в год.
Лиственные деревья имеют толстую кору, защищающую их от холода. У них большая корневая система, поэтому они могут получать много воды и питательных веществ. Большинство листьев на деревьях тонкие и широкие. Это помогает деревьям собирать солнечный свет. Эти листья опадают зимой, поэтому дерево не может терять столько влаги. Потеря листьев также предотвращает повреждение деревьев сильным снегопадом. Деревья приспособились отращивать новые листья весной.
Водно-болотные угодья Адаптация растений
водно-болотные угодья
Участки, покрытые мелководьем в течение длительного времени, называются водно-болотными угодьями. Почва очень влажная. Там растет много растений.
Водяные лилии обладают многими приспособлениями, необходимыми растениям, живущим в болотах. Листья и стебли под водой могут гнуться. В стеблях водяных лилий есть место для воздуха. Воздух помогает им оставаться на ногах. Их плоские листья позволяют им плавать. Таким образом, они могут получить солнечный свет. Многие кувшинки имеют шипы на нижней части листьев, которые отпугивают хищников.
Примеры поведенческих адаптаций
Живые каменные растения используют камуфляж, чтобы слиться с окружающей средой.
Растение орхидеи выглядит как пчелиная самка, поэтому они могут заставить самцов опылять их.
Капуста скунса пахнет скунсом. Это приводит к ошибкам, которые любят есть гниющее мясо. Таким образом, они опыляются.
Как растения адаптируются к окружающей среде: Учебные идеи
- Рассмотрите потребности растений. Каковы потребности и как растения их удовлетворяют?
- Покажите видео ниже.