Экогруппы растений по отношению к свету. Сциофиты примеры растений

Сциофиты

СЦИОФИТЫ — экологическая группа растений-патиентов, произрастающих в условиях острого дефицита света. К С., к примеру, относятся папоротники, обитающие в темных расщелинах скал, многие виды мхов, травы напочвеного покрова сомкнутых лесов. Для С. характерны специфические признаки теневыносливости, позволяющие усвоить больше света: тонкие листья, высокое содержание хлорофилла.[ ...]

Сциофиты — теневые растения, не выносящие сильного освещения, живут в постоянной тени под пологом леса.[ ...]

Теневые растения (сциофиты) не выносят сильного освещения, живут в постоянной тени под пологом леса. Это главным образом лесные травы. При резком освещении, например, на вырубках, они проявляют явные признаки угнетения и часто погибают.[ ...]

Растения каждой из названных экологических групп характеризуются определенными особенностями. Так, гелиофиты имеют листья обычно мелкие, побеги сильно ветвящиеся, нередко листья имеют восковой налет, в листьях в значительных количествах содержатся пигменты и др. В отличие от гелиофитов для сциофитов характерны темнозеленые, более крупные и значительно тонкие листья, располагающиеся горизонтально, с меньшим количеством устьиц и др. Световой режим как экологический фактор приводит к возникновению многоярусности растительного покрова, что помогает лучше использовать всю поступающую солнечную радиацию.[ ...]

Адаптация растений к максимальному использованию ФАР проявляется в пространственной ориентации листьев. Так, при вертикальном расположении листьев (злаки, осоки) солнечный свет полнее поглощается в утренние и вечерние часы (при более низком стоянии Солнца). При горизонтальной ориентации листьев растения (в основном сциофиты) полнее используют лучи полуденного Солнца. При диффузном расположении листьев (кукуруза) в разных плоскостях солнечная радиация в течение дня утилизируется наиболее полно.[ ...]

Для растений солнечный свет необходим, прежде всего, как источник энергии для фотосинтеза. По отношению к условиям освещенности растения делят на следующие экологические группы. Гелиофиты (светолюбивые) — растения, обитающие в условиях хорошего освещения. Они имеют мелкие листья, сильно ветвящиеся побеги, значительное количество пигментов в листьях и др. Сциофиты (тенелюбивые) — растения, плохо переносящие прямые солнечные лучи. Для них характерны крупные, тонкие листья, расположенные горизонтально, с меньшим количеством устьиц. Факультативные гелиофиты (теневыносливые) — растения, способные обитать как в условиях хорошего освещения, так и в условиях затенения. Имеют переходные черты.[ ...]

В процессе фотосинтеза зеленый лист поглощает в среднем 75 % лучистой энергии, падающей на его поверхность, остальная часть либо отражается, либо проходит через него. Листья растений-мезофитов обладают меньшей отражательной способностью, чем ксерофиты; толстые листья последних практически светонепроницаемы, в то время как тонкие мезофитные листья пропускают через себя 20—40% видимых солнечных лучей. По требованию к условиям светового режима растения подразделяются на следующие экологические группы: светолюбивые (гелиофиты), тенелюбивые (сциофиты) и теневыносливые (факультативные гелиофиты).[ ...]

Интенсивность света и его спектральный состав — мощный бо-танико-географический экологический фактор. Широтные различия в интенсивности и спектральном составе радиации во многом определили особенности формирования типов растительности, характерных для тундр, тайги, степей и других географических зон земного шара. Световой режим, сложившийся в том или ином регионе, выполняет роль фактора естественного отбора растений. Поэтому в одних местообитаниях преобладают светолюбивые растения (гелиофиты), в других — тенелюбивые, теневыносливые (сциофиты).[ ...]

ru-ecology.info

Сравнение гелиофитов и сциофитов

ЗАНЯТИЕ 5. ГЕЛИОФИТЫ И СЦИОФИТЫ

Цель: установить основные адаптации растений к различным условиям освещенности.

Литература для самоподготовки

1. Березина Н.А., Афанасьева Н.Б. Экология растений. – М.: ИЦ «Академия», 2009, с. 143-157.

2. Горышина Т.К. Экология растений. – М.: Высшая школа, 1979, с. 15-61.

3. Ржевуская Н.А. Практикум по экологии растений. – Липецк, 2004, с. 47-49.

Предварительное домашнее задание

Приведите примеры гелиофитов и сциофитов флоры Липецкой области с указанием их местообитаний, заполнив таблицу.

Справка. По отношению к световому режиму местообитания выделяют три экологические группы растений. Гелиофиты, или светолюбивые растения– это растения, чей экологический оптимум находится в области полного солнечного освещения, в связи с чем сильное затенение действует на них угнетающе (обитатели открытых местообитаний).Сциофиты,или тенелюбивые растения – это растения, чей экологический оптимум располагается в области слабой освещенности, в связи с чем они не могут расти при полном солнечном освещении (обитатели затененных экотопов). Теневыносливые растения –это растения, имеющие по отношению к свету широкую экологическую амплитудусоптимумом, сдвинутым в сторону сильной освещенности. Представители каждой из этих групп растений характеризуются рядом анатомо-морфологических и физиологических адаптаций к условиям светового режима.

РАБОТА 11. СРАВНЕНИЕ СЦИОФИТОВ И ГЕЛИОФИТОВ.

Оборудование:Коллекция комнатных растений; гербарий по экологии растений; демонстрационный гербарий «Сциофиты», «Гелиофиты», микроскопы и оборудование для микроскопирования, атласы «Сциофиты» и «Гелиофиты»; таблицы «Разнообразие листьев растений», «Кислица обыкновенная», «Схема поперечного среза листа фикуса эластичного», «Поперечный срез листа фикуса».

ХОД РАБОТЫ

1. Рассмотрите гербарные экземпляры сциофитов хвойных лесов (кислица обыкновенная, седмичник европейский) и дубравы (копытень европейский, вороний глаз четырехлистный), найдите их общие черты; укажите морфологические адаптации к низкой освещенности.

2. Рассмотрите гербарные экземпляры гелиофитов из разных местообитаний, найдите общие черты; укажите морфологические адаптации к обитанию при полном солнечном освещении.

3. Изготовьте микропрепараты поперечных срезов листьев кислицы обыкновенной и фикуса эластичного, сделайте реплики с верхнего и нижнего эпидермиса.

4. Зарисуйте препараты, выделив основные анатомические особенности листьев сциофитов на примере кислицы и листьев гелиофитов на примере световых листьев фикуса эластичного.

5. Полученные данные занесите в таблицу 7, выделив морфологические и анатомические особенности сциофитов и гелиофитов.

Описание препаратов. Гелиофиты, растущие в сильно освещенных местообитаниях, характеризуются сильным развитием проводящих и механических тканей, структурами эпидермиса, отражающими избыток света, сравнительно мелкими листьями и другими признаками. Сциофиты характеризуются комплексом противоположных признаков. Кислица обыкновенная – многолетний травянистый длиннокорневищный поликарпик, облигатный сциофит, гигрофит, обитатель темнохвойных лесов Евразии. Лист тройчатый, листочки дорзо-вентральные, гипостоматические. Эпидермис однослойный, из относительно крупных выпуклых снаружи, особенно на нижней стороне пластинки, клеток, покрытых тонкой кутикулой. Хлоренхима дифференцирована на палисадный и губчатый мезофилл. Палисадный мезофилл однослойный, из округло-треугольных клеток, обращенных вершинами внутрь листа. Губчатый мезофилл состоит из клеток разной формы, сильно вытянутых в парадермальномй плоскости в разных направлениях. Фикус эластичный –вечнозеленое дерево дождевых тропических лесов горных районов Суматры, Явы и северной Малайи. Гелиоморфный лист простой, с глянцевой поверхностью, гипостомный, дорзо-вентральный с чертами изолатеральности. Эпидерма покрыта толстой кутикулой, трехслойная, верхняя значительно более толстая, чем нижняя в связи с размерами клеток. В верхней эпидерме, под наружным слоем местами развиваются гигантские клетки-литоцисты, содержащие гроздья цистолитов на ножке, представляющие собой вырост клеточной оболочки внутрь клетки. Устьица погруженные (находятся на уровне границы между средним и внутренним слоем эпидермиса) в устьичной ямке. Замыкающие клетки с мощными клювиками. Хлоренхима дифференцирована на столбчатый и губчатый мезофилл. Столбчатый мезофилл располагается субэпидермально с обеих сторон листовой пластинки (с верхней стороны – 2 слоя, с нижней – один). Средняя часть листовой пластинки занята губчатым мезофиллом из многолопастных клеток.

Рис. 13. Поперечный срез листа сциофита кислицы обыкновенной (Oxalis acetosella L.)

1 – верхний эпидермис, 2 – столбчатый мезофилл, 3 – губчатый мезофилл, 4 – нижний эпидермис, 5 – устьица, 6 – хлоропласты.

Рис. 14. Схема поперечного среза гелиоморфного листа фикуса эластичного (Ficus elastica Roxb.)

1 – трехслойный верхний эпидермис, 2 – столбчатый мезофилл, 3 – губчатый мезофилл, 4 – нижний эпидермис, 5 – кутикула, 6 – литоцист с цистолитом, 7 – погруженные устьица, 8 – проводящий пучок

Таблица 7.

Сравнение гелиофитов и сциофитов

Выводы:_________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

poisk-ru.ru

Экологические группы растений по отношению к свету и их адаптивные особенности

Количество просмотров публикации Экологические группы растений по отношению к свету и их адаптивные особенности - 985

Световой режим любого местообитания определяется интенсивностью прямого и рассеянного света͵ количеством света (годовой суммарной радиацией), его спектральным составом, а также альбедо – отражательной способностью поверхности, на которую падает свет.

Перечисленные элементы светового режима очень переменчивы и зависят от географического положения, высоты над уровнем моря, от рельефа, состояния атмосферы, характера земной поверхности, растительности, от времени суток, сезона года, солнечной активности и глобальных изменений в атмосфере.

У растений возникают различные морфологические и физиологические адаптации к световому режиму местообитаний.

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы:

1) светолюбивые (световые), или гелиофиты, – растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний;

2) тенелюбивые (теневые), или сциофиты, – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами;

3) теневыносливые, или факультативные гелиофиты, – могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения.

Можно отметить некоторые общие приспособительные особенности, свойственные растениям каждой экологической группы.

Световые адаптации гелиофитов и сциофитов. Гелиофиты часто имеют побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями. У ряда растений листья фотометричные, т. е. повернуты ребром к полуденным лучам или могут менять положение своих частей исходя из высоты стояния Солнца. Так, у степного растения софоры листочки непарноперистосложного листа в жаркий день подняты вверх и сложены, у василька русского так же ведут себя сегменты перисторассеченного листа.

Оптический аппарат гелиофитов развит лучше, чем у сциофитов, имеет большую фотоактивную поверхность и приспособлен к более полному поглощению света. Обычно у них лист толще, клетки эпидермы и мезофилла мельче, палисадная паренхима двухслойная или многослойная (у некоторых саван‑ных растений Западной Африки – до 10 слоев), нередко развита под верхней и нижней эпидермой. Мелкие хлоропласты с хорошо развитой гранальной структурой в большом числе (до 200 и более) расположены вдоль продольных стенок.

Хлорофилла на сухую массу в листьях гелиофитов приходится меньше, но зато в них содержится больше пигментов I пигментной системы и хлорофилла П700. Отношение хлорофилла а к хлорофиллу b равно примерно 5: 1. Отсюда высокая фотосинтетическая способность гелиофитов. Компенсационная точка лежит в области более высокой освещенности. Интенсивность фотосинтеза достигает максимума при полном солнечном освещении. У особой группы растений – гелиофитов, у которых фиксация СО2 идет путем С4‑дикарбоновых кислот, световое насыщение фотосинтеза не достигается даже при самой сильной освещенности. Это растения из засушливых областей (пустынь, саванн). Особенно много С4‑растений среди семейств мятликовых, осоковых, аизовых, портулаковых, амарантовых, маревых, гвоздичных, молочайных. Οʜᴎ способны к вторичной фиксации и реутилизации СО2, освобождающегося при световом дыхании, и могут фотосинтезировать при высоких температурах и при закрытых устьицах, что часто наблюдается в жаркие часы дня.

Обычно С4‑растения, особенно сахарный тростник и кукуруза, отличаются высокой продуктивностью.

Сциофиты - ϶ᴛᴏ растения, постоянно находящиеся в условиях сильного затенения. При освещенности 0,1–0,2 % могут расти только мхи и селягинœеллы. Плауны довольствуются 0,25‑0,5 % полного дневного света͵ а цветковые растения встречаются обычно там, где освещенность в пасмурные дни достигает не менее 0,5–1% (бегонии, недотрога, травы из семейств имбирные, мареновые, коммелиновые).

В северных широколиственных и темнохвойных лесах полог сомкнутого древостоя может пропускать всœего 1–2% ФАР, изменяя ее спектральный состав. Сильнее всœего поглощаются синие и красные лучи, и пропускается относительно больше желто‑зелœеных лучей, дальних красных и инфракрасных. Слабая освещенность сочетается с повышенной влажностью воздуха и повышенным содержанием в нем СО2, особенно у поверхности почвы. Сциофиты этих лесов – зелœеные мхи, плауны, кислица обыкновенная, грушанки, майник двулистный и др.

Листья у сциофитов располагаются горизонтально, нередко хорошо выражена листовая мозаика. Листья темно‑зелœеные, более крупные и тонкие. Клетки эпидермы крупнее, но с более тонкими наружными стенками и тонкой кутикулой, часто содержат хлоропласты. Клетки мезофилла крупнее, палисадная паренхима однослойная или имеет нетипичное строение и состоит не из цилиндрических, а из трапециевидных клеток. Площадь жилок вдвое меньше, чем у листьев гелиофитов, число устьиц на единицу площади меньше. Хлоропласты крупные, но число их в клетках невелико.

У сциофитов по сравнению с гелиофитами меньше хлорофилла П700. Отношение хлорофилла а к хлорофиллу b равно примерно 3: 2. С меньшей интенсивностью протекают у них такие физиологические процессы, как транспирация, дыхание. Интенсивность фотосинтеза, быстро достигнув максимума, перестает возрастать при усилении освещенности, а на очень ярком свету может даже понизиться.

У лиственных теневыносливых древесных пород и кустарников (дуба черешчатого, липы сердцевидной, сирени обыкновенной и др.) листья, расположенные по периферии кроны, имеют структуру, сходную со структурой листьев гелиофитов, и называются световыми, а в глубинœе кроны – теневые листья с теневой структурой, сходной со структурой листьев сциофитов.

Факультативные гелиофиты, или теневыносливые растения, исходя из степени теневыносливости имеют приспособительные особенности, сближающие их то с гелиофитами, то со сциофитами. К этой группе можно отнести некоторые луговые растения, лесные травы и кустарники, растущие и в затененных участках леса, и на лесных полянах, опушках, вырубках. На осветленных местах они разрастаются часто сильнее, однако оптимальное использование ФАР у них происходит не при полном солнечном освещении.

У деревьев и кустарников теневая или световая структура листа часто определяется условиями освещения предыдущего года, когда закладываются почки: если закладка почек идет на свету, то формируется световая структура, и наоборот.

В случае если в одном и том же местообитании закономерно периодически изменяется световой режим, растения в разные сезоны могут проявлять себя то как светолюбивые, то как теневыносливые.

Весной в дубравах под полог леса проникает 50–60 % солнечной радиации. Листья розеточных побегов сныти обыкновенной имеют световую структуру и отличаются высокой интенсивностью фотосинтеза. В это время они создают основную часть органического вещества годичной продукции. Листья сныти летней генерации, появляющиеся при развитом древесном пологе, под который проникает в среднем 3,5 % солнечной радиации, имеют типичную теневую структуру, и интенсивность фотосинтеза их значительно ниже, в 10–20 раз. Подобную двойственность по отношению к свету проявляет и осока волосистая, светолюбивая весной и теневыносливая летом. По‑видимому, это свойственно и другим растениям дубравного широкотравья.

Отношение к световому режиму меняется у растений и в онтогенезе. Проростки и ювенильные растения многих луговых видов и древесных пород более теневыносливы, чем взрослые особи.

Иногда у растений меняются требования к световому режиму, когда они оказываются в иных климатических и эдафических условиях. Так, обычные теневыносливые растения хвойного леса – черника, седмичник европейский и некоторые другие – в тундре приобретают особенности гелиофитов.

Наиболее общая адаптация растений к максимальному использованию ФАР – пространственная ориентация листьев. При вертикальном расположении листьев, как, к примеру, у многих злаков и осок, солнечный свет полнее поглощается в утренние и вечерние часы – при более низком стоянии солнца. При горизонтальной ориентации листьев полнее используются лучи полуденного солнца. При диффузном расположении листьев в разных плоскостях солнечная радиация в течение дня утилизируется наиболее полно. Обычно при этом листья нижнего яруса на побеге отклонены горизонтально, среднего направлены косо вверх, а верхнего располагаются почти вертикально.

Считают, что кукуруза является одной из самых высокопродуктивных сельскохозяйственных культур потому, что наряду с высоким КПД фотосинтеза у нее наблюдается диффузное расположение листьев, при котором полнее поглощается ФАР.

На севере, где высота стояния солнца меньше, встречается больше растений с вертикальным расположением листьев, а на юге – с горизонтальным. Для получения большей биомассы выгодны также посœевы и насаждения, в которых сочетаются растения с разной пространственной ориентацией листьев, причем в верхнем ярусе лучше иметь растения с вертикальным расположением листьев, которые полнее используют свет при низком стоянии солнца, не препятствуют прохождению полуденных лучей к расположенным в нижнем ярусе листьям с горизонтальной ориентацией.

referatwork.ru

СЦИОФИТЫ - это... Что такое СЦИОФИТЫ?

botanical_dictionary.academic.ru

Экогруппы растений по отношению к свету — Мегаобучалка

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ

· Гелиофиты – это светолюбивые растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний. Примером их служат многие луговые травы, растения степей и пустынь; из лесных растений – высокоствольные деревья, образующие первый ярус и травы фемероидного типа.

Особая группа гелиофитов – С-4-растения и САМ-растения (пустыни, саванны). У большинства растений в результате превращений углекислоты в процессе фотосинтеза образуются две молекулы 3-фосфо-глицериновой кислоты с 3 атомами углерода каждая. В дальнейшем через ряд промежуточных реакций в мезофилле листа образуется 3-фосфо-глицериновый альдегид, который используется как основа для синтеза углеводов. Такой путь фотосинтеза называется С3-путь (цикл Кальвина).

С4-путь определяется анатомией листа. В мезофилле листьевС4-растений имеются обкладочные клетки пучков, в которых содержится много крахмала и их хлоропласты отличаются особым строением. При фиксации СО2 в листьях образуется щавелевоуксусная кислота, которая может перейти в аспарагиновую или в яблочную кислоты, накапливаемые в обкладочных клетках пучков. Они имеют по 4 атома углерода и называются четырехуглеродными карбоновыми, или С-4-дикарбоновыми кислотами. В дальнейшем эти кислоты перерабатываются в мезофилле листа с образованием углекислоты и других веществ, вновь вовлекаемых в процесс фотосинтеза.

У растений с С4-путем СО2 не выделяется наружу при фотодыхании, а вновь включается в процесс, т. е. происходит полная утилизация углекислого газа. В результате световое насыщение фотосинтеза не достигается даже при самой сильной освещенности. С-4-растения могут расти даже при закрытых устьицах и очень высокой температуре (кукуруза, сорго, сахарный тростник). Обнаружено 500 видов покрытосеменных с С4-путем, который рассматривается как своеобразная адаптация к сухому режиму с высокими температурами и инсоляцией и считается самым эффективным в создании органического вещества. Это вещество больше идет на новообразование корней, чем побегов.

САМ-растения – процесс поглощения углекислоты отделен от фотосинтеза. Ночью устьица листьев открыты и впускают СО2, а днем закрываются. Ночью СО2 накапливается в органических кислотах, а днем включается в последовательность реакций фотосинтеза при закрытых устьицах.

П р и м е ч а н и е :

C3 растения включают приблизительно 92 % всех сосудистых растений и имеют трехуглеродный фосфоглицерат как первичный продукт фотосинтеза. С4-растения имеют 4-углеродистую кислоту – малат или аспартат как первичный фотосинтетический продукт, и включают приблизительно 1 % сосудистых растений, включая многие сельскохозяйственно важные виды (например, кукуруза и сорго).

С-4 растения – небольшая группа растений, эволюционно достигших более быстрого механизма фотосинтеза – на четверть быстрее протекает весь цикл. Результат – вдвое быстрее растут и вчетверо больше создают органики. Это кукуруза, сахарный тростник, сорго, просо, амаранты, подсолнечник и некоторые молочаи.

САМ-растения – растения с очень медленным метаболизмом и, как следствие, очень медленным ростом. Растения CAM могут утилизировать относительно большее количество CO2 относительно воды, потерянной при транспирации. САМ-метаболизм отмечен примерно у 7 % (300 тысяч видов) сосудистых растений. По существу все САМ-растения развиваются в условиях ограниченной доступности воды: в пустынях или в кроне деревьев без доступа к почвенной воде (эпифиты).

· Сциофиты(тенелюбивые и факультативные) – это растения, которые развиваются в условиях слабого освещения. К ним относятся растения, произрастающие в нижних ярусах фитоценозов, например, кислица, вороний глаз, копытень, зеленые мхи, плауны.

Индекс листовой поверхности (ИЛП) – отношение площади листовой поверхности к площади соответствующего участка поверхности. Оптимальное значение ИЛП то, при котором достигается наибольшая скорость фиксации солнечной энергии в пересчете на единицу площади. Оно непостоянно, так как в разное время суток сезона высота солнца над горизонтом, интенсивность излучения, расположение листьев в кроне меняются. Если ИЛП слишком высок – самые затененные листья и растения могут понизить ассимиляционный потенциал популяции. От удаления нижних листьев в переуплотненных посадках темпы нарастания органического вещества нарастают.

Движения растений связаны с реакцией на свет: фототропизм, фотонастии. Экологическое значение – ассимилирующие органы стараются занять положение, при котором растение будет получать оптимальное количество света. У гелиофитов листья «отворачиваются» от избыточного света, а у теневыносливых видов, наоборот, «поворачиваются» к нему.

Фототропизм вызывается оттоком ростовых гормонов – ауксинов – в затененную сторону. Изменение роста с разных сторон верхушечного побега приводит к искривлению стебля. В лесу ветви растут в направлении открытого неба. Фотонастии – рост определенных клеток в листьях или стеблях под влиянием света. При сильной освещенности сильнее растут клетки верхней поверхности – эпинастия, и боковые побеги (шалфей, хризантема, фасоль) или листья в розетках (подорожник, земляника, лапчатка) принимают горизонтальное положение, в темноте вытягиваются клетки нижней поверхности – гипонастия, и побег принимает вертикальное положение. Никтинастия – изменения положения органов в течение суток с изменением интенсивности света и тургора, листья «складываются» вертикально (комнатный цветок маранта).

· Факультативные гелиофиты – это большая группа растений, которые способны расти как при очень большом, так и при малом количестве света. К этой группе относятся, например, ежа сборная, земляника, липа, черемуха и другие.

П р и м е ч а н и е :

Фототаксис у растений заключается лишь в перемещении хлоропластов в цитоплазме под влиянием света.

megaobuchalka.ru

Свет как абиотический фактор, влияние на растения

Свет является одним из основных абиотических факторов, влияющих на жизнедеятельность растений. Только на свету происходит фотосинтез и, следовательно, могут существовать фотосинтезирующие растения.

Следует помнить, что в растении непрерывно, вне зависимости от условий освещенности идет процесс дыхания, противоположный ассимиляции. При слабой интенсивности освещения количество энергии, затрачиваемое растением на дыхание, превышает то количество солнечной энергии, которое может быть связано растением в процессе фотосинтеза. Та интенсивность освещения, при которой расход энергии при дыхании полностью компенсируется энергией, запасаемой в процессе фотосинтеза, носит название компенсационной точки. У разных видов растений, в зависимости от их приспособленности к условиям окружающей среды, значение компенсационной точки может сильно различаться.

В зависимости от требовательности растений к количеству света, а также от влияния света на анатомо-морфологические особенности растительного организма выделяется 4 экологические группы растений.

Гелиофиты – светолюбивые растения, у которых компенсационная точка находится высоко, то есть процесс фотосинтеза начинает преобладать над процессом дыхания только при высокой интенсивности освещения и при этом не происходит его ингибирования при избыточном освещении. Для гелиофитов характерен замедленный рост побегов, низкая активность роста почек возобновления, в результате чего формируются низкорослые, компактные растения, а в горах – подушковидные. Листья, как правило, толстые, плотные, клетки эпидермиса не имеют хлоропластов, верхний эпидермис с толстой кутикулой, у горизонтально расположенных листьев мезофилл листа четко дифференцирован на столбчатую и губчатую паренхиму, межклетники не большие, хлоропласты в клетках мелкие, многочисленные (рис. 5).

Рис. 5. Анатомическое строение листа гелиофита (а) и сциофита (б). а – световой лист бука; б – лист кислицы обыкновенной.

Сциофиты – тенелюбивые растения, у которых процесс фотосинтеза преобладает над процессом дыхания уже при слабой освещенности, тогда как высокая интенсивность солнечного света приводит к ингибированию фотосинтеза. Эти растения, как правило, могут довольствоваться короткими промежутками времени, когда интенсивность фотосинтеза возрастает благодаря падению на растение солнечного блика, тогда как все остальное время освещенность может быть ниже компенсационной точки (рис. 6).

Для сциофитов характерны тонкие листья, клетки эпидермиса которых часто содержат хлоропласты, верхний эпидермис с тонкой кутикулой, мезофилл листа очень слабо или вообще не дифференцирован на столбчатую и губчатую паренхиму, межклетники крупные, хлоропласты в клетках крупные, их немного (рис. 5).

Умбропатиенты (факультативные сциофиты) – теневыносливые растения, которые находятся в оптимальных условиях при достаточно высокой интенсивности освещения, но, тем не менее, способные в течение длительного времени выносить сильное затенение. В большинстве своем это виды, обладающие высокой экологической пластичностью. Фотосинтез у таких растений начинает преобладать над дыханием уже при низких значениях освещенности, но при увеличении интенсивности света не происходит ингибирования фотосинтеза, в отличие от типичных сциофитов.

Рис. 6. Изменение интенсивности света в местообитании кислицы обыкновенной (Воронов, 1973).

комп. – интенсивность света, соответствующая компенсационной точке кислицы.

Агелиофиты – растения, не нуждающиеся в свете (некоторые паразиты, сапротрофы).

Рис. 7. Влияние условий произрастания на форму кроны ели (Жизнь растений, 1974).

а – растение, выросшее вне леса; б – в лесу.

Частично отражая, частично поглощая и частично пропуская через себя, растение способно изменять интенсивность освещения и, что не менее важно, его спектральный состав. Таким образом, растения дифференцируют световые условия. К примеру, у древесных растений это зачастую приводит к тому, что часть ветвей в кроне не получает света в достаточном количестве и соответствующего качества, что в конечном итоге приводит к отмиранию нижних ветвей кроны (рис. 7). Количество света, проникающее сквозь крону деревьев, при этом будет тесно связано со значением компенсационной точки. Так, для лиственницы европейской (Larixdecidua ) относительный минимум силы света составляет примерно 20% от полного дневного освещения, а для ели европейской (Piceaabies ) – лишь 3%. Именно эти значения и будут определять световой режим под пологом данных видов деревьев.

biofile.ru

Сциофиты имеют оптимум в области слабой освещенности и не выносят сильного света

Он подавляет их, так как интенсивно разрушает хлорофилл, а они медленно его производят. Кроме того, теневые растения при сильной инсоляции так быстро теряют влагу при транспирации, что вынуждены закрывать устьица, что приводит к торможению фотосинтеза и голоданию. Поэтому сциофиты не растут на полном свету (у них всегда Lmax < 100 %). Также они заходят в более глубокую тень, чем теневыносливые виды, и их минимальное световое довольствие всегда ниже. Сциофиты предпочитают ослабленное освещение.

К тенелюбивым видам принадлежат растения сильно затененных мест. При этом исходно затененные местообитания (пещеры, расщелины скал, водные глубины и т.п.) сравнительно редки. В основном в экосистемах затенение — результат перехвата света более высокими растениями. Поэтому среди сциофитов много лесных видов нижних ярусов (мхи, папоротники, ряд трав, например грушанки — Pyro 1а, и др.). Оказавшись на вырубке, эти растения желтеют из-за разрушения хлорофилла и вскоре погибают. К тенелюбам относятся также многие комнатные растения, являющиеся выходцами из травяного покрова или эпифитов тропических лесов. По способности расти на свету среди сциофитов тоже можно выделить факультативные и облигатные виды.

Степень теневыносливости или светолюбия не является строгим видовым признаком. Внутривидовые анатомо-морфологические и физиологические различия выражены у особей, растущих в разных условиях освещенности, в глубине леса и на опушке, в густом травостое и при одиночном произрастании, на северной и южной стороне стволов и т.д. Дозируя интенсивность и продолжительность освещения в период закладки и формирования листа, из саженцев можно получить особи и со световыми, и с теневыми листьями. Так, листья вырастающих в тени сеянцев эвкалиптов (Eucalyptus) сохраняют черты теневыносливости (Т. К. Горышина, 1979). Существуют различия световых кривых фотосинтеза у глубоководных и мелководных форм водорослей одного вида. Есть различия в структуре и физиологии листьев разных частей кроны: с ослаблением света в нижних и внутренних частях кроны они приобретают теневой характер. Так же на опушке сторона дерева, обращенная к лесу, имеет листья теневого типа, а на открытой стороне преобладают листья световые.

Способность растений выносить недостаток света в большой степени зависит от комплекса других экологических факторов. В оптимальных климатических и почвенных условиях теневыносливость вида обычно выше. Этим объясняются закономерные географические изменения по отношению к свету широко распространенных видов. Например, в северных частях ареала виды средней полосы более светолюбивы, чем в южных. Световое довольствие увеличивается и при подъеме в горы, что отмечено на примере дикого ячменя (Hordeum): на высоте 180 м он выносит % полного освещения, а на 2 500 м ему требуется не менее '/5 (Т. К. Горышина, 1979). Возрастание светолюбия при понижении температуры по мере продвижения растений к полюсу — одна из причин смены местообитаний некоторых видов на более осветленные. Так, лесная черника (Vaccinium myrtillus) в тундре хорошо растет на открытых местообитаниях, а сныть (Aegopodium podagra- ria), один из наиболее теневыносливых видов дубрав, на севере России обитает на опушках и лугах. Аналогично отношение растений к свету и при подъеме в горы. Особо меняется светолюбие у растений арктической зоны, где летом освещение круглосуточно: в холодные ночи они лучше используют свет слабой интенсивности (как тенелюбы), а днем хорошо используют интенсивный свет (как светолюбы).

Формообразование растений под действием света. Растения и их части, развивающиеся на полном свету, анатомо-морфологи- чески отличаются от теневых. В связи с этим выделяют черты гелиоморфоза (или фотоморфоза) — формообразования под действием света. Некоторые из них — видовые, другие развиваются лишь в определенных условиях. Часто эти черты сопряжены с ксероморфными признаками, что связано с напряженным водоснабжением в сильно освещаемых местах. У теневых же листьев обычно проявляются мезо- и гигроморфные признаки.

eco-rasteniya.ru

Смотрите также

• 
  Кактусы комнатные растения
• 
  Шиповник фото растения
• 
  Фикус комнатные растения
• 
  Растение дурман фото
• 
  Характеристика царства растений
• 
  Дурман растение фото
• 
  Растение на н
• 
  Тенелюбивые растения примеры
• 
  Сурепка фото растения
• 
  Выделительная ткань растений
• 
  Сциофиты примеры растений