Аллелопатические взаимодействия растений. Взаимосвязь растений
Взаимоотношения растений
Исключительно важна роль различных растительных организмов в формировании облика будущего леса.
Для ее выяснения более подробно рассмотрим взаимоотношения с деревьями отдельных групп растений. Сюда же мы включили и микроорганизмы, которые обычно выделяют в самостоятельную группу.
Деревья и микроорганизмы. В превращении органических остатков в пищу для деревьев большую роль играют микроорганизмы и, прежде всего, бактерии. Почти все они питаются органическим веществом. Часть органического вещества (1/4—1/3) расходуется на построение тела, остальные части используются как энергетический материал. В 1 г плодородной почвы может насчитываться до нескольких сотен миллионов и даже нескольких миллиардов бактерий. В бедных, с плохой аэрацией и плохим водным режимом почвах их значительно меньше. Мало бактерий в кислых и холодных почвах. Масса их относительно невелика и достигает нескольких сотых или (в самом лучшем случае) одной-двух десятых процента массы почвы. Бактерии принимают активное участие в образовании гумуса и структуры почвы. С помощью бактерий разлагаются клетчатка, белки и жиры. Аммиак окисляется в азотистую, а потом и в азотную кислоту. Под влиянием бактерий происходит расщепление органических соединений фосфора, минеральных соединений железа, калия и других элементов. Чем быстрее идут эти процессы, тем лучше питаются деревья. Большое количество микроорганизмов находится возле корней, где они используют органические соединения, выделяемые живыми корнями, а растения — выделения микроорганизмов.
Аналогичную роль играют и грибы. Они также участвуют в разложении растительных органических остатков. Процесс разложения их сопровождается выделением органических кислот, которые ведут к образованию подзолистых почв, наиболее распространенных почв под лесами в лесной зоне. Некоторые органические вещества, например, лигнин, разлагаются только грибами. Грибы играют основную роль на кислых почвах, которые преобладают в хвойных лесах.
Грибы сопровождают древесные растения с самых первых дней жизни и до смерти. Некоторые грибы поселяются на семенах и плодах, вызывая их загнивание и потерю всхожести. Нет семян — нет и всходов, и один из видов деревьев уже не участвует в образовании нового древостоя. От грибных болезней страдают и всходы и молодые растения — самосев древесных пород. И их гибель также приведет к снижению участия или к полному исчезновению некоторых пород.
Грибы поселяются и на растущих деревьях и вызывают повреждение листьев и хвои, ветвей и стволов. Такие повреждения чаще не приводят к гибели деревьев, но ослабляют их, делают менее устойчивыми против неблагоприятных природных условий и во взаимоотношении с другими видами. Иногда в древостое стоит только ослабленному дереву немного отстать в росте, как оно попадет под полог ветвей другого и будет вытеснено. В районах с теплым и влажным климатом, особенно благоприятным для развития грибной флоры, нередко формируются древостой, состоящие из наиболее устойчивых к грибным болезням пород. Иногда гибнут древостой и на их месте формируются другие типы растительности.
Но грибы играют не только вредную роль в жизни деревьев. Гифы некоторых грибов образуют микоризу и помогают питанию растений. У таких пород нет корневых волосков, и они не могут жить без грибов. При разведении таких деревьев в новых районах, там, где леса прежде не было (например, при создании полезащитных полос), микоризу нужно вносить специально. Для этого достаточно в лунки при посадке внести горсть лесной земли. Есть предположение, что некоторые грибы защищают высшие растения от ядовитых веществ, попадающих с промышленными выбросами. Грибы поглощают эти вещества из почвы.
Деревья и травы. Живой напочвенный покров оказывает значительное влияние на процессы, происходящие в почве, и таким образом на ее плодородие. Различные виды трав, мхов, лишайников, отмирая и разлагаясь, образуют перегной, характеризующийся различной кислотностью. Лучший (мягкий, как говорят лесоводы) перегной образуется при разложении широколиственных трав, плохой — зеленых мхов и самый плохой (торф) —при разложении сфагнума. Здесь, правда, следует иметь в виду, что и сами травы приурочены к определенным почвам, но имеются и некоторые отступления. При изреживании древостоев травы часто разрастаются, а мхи отмирают.
От густоты и видового состава живого напочвенного покрова в значительной степени зависит успешность естественного возобновления древесных пород. Травянистая растительность часто мешает проникновению семян к почве, их прорастанию и укоренению всходов. Древесные породы с первых дней жизни конкурируют с живым напочвенным покровом из-за света, влаги и пищи. В этой борьбе выживают породы с более крупными всходами или быстро обгоняющие травы. Лучше всего растут на таких участках те породы, которые возобновляются вегетативным, особенно порослевым, путем и, естественно, захватывают территорию. Для семенного возобновления особенно опасна злаковая травянистая растительность, которая образует мощную корневую систему, лишая мелкие всходы деревьев влаги и пищи. Есть данные, что корневые выделения вейника, вереска, луговика и надземных частей кукушкина льна и сфагнума снижают всхожесть семян сосны и ели. Иногда живой напочвенный покров играет и положительную роль. Изменяя микроклимат на вырубках, перенося на поверхность колебания температур, некоторые травы защищают нежные всходы древесных пород от заморозков, ожогов, иссушения ветром. Вспомните, как хорошо отзывался К. Г. Паустовский об иван-чае, который укрывал всходы сосны от заморозков. Он даже рассказ назвал — «Теплая трава».
По совокупности влияния на возобновление древесных пород растения напочвенного покрова можно отнести к различным категориям. Широколиственные травы чаще играют положительную роль, вейник и другие злаки, осоки, папоротники и мхи — отрицательную. Травянистые растения влияют и на рост крупных деревьев. Ухудшая почву и поглощая влагу и питательные вещества, изменяя условия аэрации, они могут привести к снижению прироста и даже к гибели деревьев. Известны случаи гибели древостоев из белой акации в степи. Они сильно изреживаются, под их полог внедряется степная травянистая растительность, и травы в конкурентной борьбе побеждают акацию. Если древостой состоит из двух пород, остается одна. Некоторые травы (например, люпин многолетний) обогащают почву азотом и улучшают рост деревьев.
Приуроченность отдельных видов живого напочвенного покрова к определенным условиям местопроизрастания нами уже отмечалась при рассмотрении лесной типологии. Здесь же необходимо остановиться на том, что эта приуроченность привела к сформированию некоторых распространенных типов травянистой растительности, которые характеризуются преобладанием определенных растений. Вот, например, наиболее распространенные типы растительного покрова под пологом древостоев: лишайниковый, брусничный, зеленомошный, долгомошный, сфагновый, багульниковый, папоротниковый, бадановый, черничный, полынный, разнотравный, когда трудно выделить преобладание какого-нибудь растения.
Изменение условий освещения ведет и к изменению состава напочвенного покрова. Отмирают теневыносливые и тенелюбивые растения и внедряются светолюбивые. Полное удаление древостоя после рубок или пожаров ведет к образованию покрова из вейника, луговика, иван-чая, осок и других трав, которые являются более сильными конкурентами древесных пород.
Деревья и кустарники. Состав и обилие подлеска, как и живого напочвенного покрова, зависит от климата, почвенно-гронтовых условий, характера древостоя и влияния человека и животных. Кустарники, как и другие растения, приурочены к определенным условиям и потому довольно часто используются в качестве индикаторов почвенных условий. Видовой состав подлеска и его густота определяются также плотностью полога деревьев.
Кустарники чаще оказывают положительное влияние на жизнь древесных пород. Они препятствуют зарастанию почв травянистой растительностью, особенно светолюбивой. С этой целью их часто специально высаживают в полезащитных и почвозащитных насаждениях. Они сохраняют рыхлость и комковатую структуру почвы, защищая ее от механического влияния дождевых капель. Ведь дождь уплотняет почву. Особенно это заметно весной, после снеготаяния. Способствуют сохранению влаги в верхнем слое почвы, благоприятно влияют на образование мягкого гумуса и обогащают почву питательными веществами за счет образования более мощной подстилки. Но вот беда, большинство кустарников растет только на плодородных почвах. Более отчетливо выражено их положительное влияние в защите всходов деревьев от неблагоприятных климатических условий. Зато они лишают их света. Это также влияет на выживаемость древесных пород.
Из кустарников, как и из трав, формируются различные типы подлеска: лещиновый, липняковый, леспедецевый, рододендроновый, кедровостланиковый, ежевичный, разнокустарниковый, если трудно установить преобладание какого-нибудь вида, и др. После вырубки деревьев или после пожара образуются заросли бузины, малины, таволги, курильского бамбука и других кустарников.
Взаимоотношение деревьев друг с другом. В процессе роста деревья вступают в различные взаимоотношения. Редко они бывают выгодными для обеих пород, чаще приводят к улучшению условий роста одной и ухудшению их для другой, а нередко — к гибели другой. Деревья редко вступают в непосредственные отношения. Примером могут служить отношения между деревьями-охлестывателями.
К ним относятся обычно деревья с гибкими длинными побегами (например, у березы повислой), которыми они охлестывают соседние деревья с негибкими ветвями, или деревья, растущие близко одно от другого, так, что при ветре трутся друг о друга. В месте соприкосновения образуется незаживающая рана, в древесину попадают споры дереворазрушающих грибов, образуется гниль и в первом и во втором случае.
Значительно чаще древесные породы влияют друг на друга через изменение среды, главным образом световой обстановки. Правда, здесь не совсем уместно говорить о взаимоотношениях пород, деревья ведут себя так в соответствии со своими свойствами. Аналогичные реакции имеют место и под действием различных предметов (стены дома, скалы, забора и т. п.). В процессе многовекового естественного отбора деревья в насаждениях приспособились защищать себя от вторжения других видов, поддерживая определенную сомкнутость полога. И эта сомкнутость поддерживается независимо от того, есть ли в древостое другие виды или нет. Аналогичным образом реагируют деревья и на улучшение условий освещения. Выставленные на простор семенники (деревья, оставленные для обеспечения площади вырубки семенами) после приспособления к новым условиям обильно плодоносят, хотя площадь, может быть, уже заросла другими породами.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Формы взаимоотношений между растениями
Никогда не бывает так, что какое-нибудь растение имеет в качестве среды для своего существования и развития только среду неорганическую.
Растения живут большими массами, и для каждого индивидуума совокупность всех остальных индивидуумов играет не меньшую роль, чем совокупность экологических факторов неорганического происхождения. Корневые системы разных или одинаковых растений конкурируют в извлечении из почвы влаги и питательных веществ, надземные органы ведут борьбу за свет; в густом насаждении возникают иные условия температуры, влажности, движения воздуха, нежели в насаждении разреженном. Поэтому растения и «борются» друг с другом (чаще всего через среду) и в то же время взаимно приспособляются. Взаимоотношения между растениями могут быть сведены к немногим основным формам.
Сапрофитами называются растения, которые добывают себе средства к жизни из мёртвого органического вещества, так как, будучи лишёнными хлорофилла, они сами не в состоянии ассимилировать CO2. К сапрофитам относятся слизевики (Myxophyta), обитающие на гниющем дереве, коре, экскрементах животных; многие бактерии, вызывающие минерализацию органических веществ; миксобактерии, живущие на помёте животных; многие грибы, например плесени, дрожжи, огромное большинство шляпочных грибов и т. д.
В мире микроскопических организмов большую роль играют явления антагонизма, выражающиеся в том, что многие актиномицеты (лучистые грибки), плесени и бактерии вырабатывают химические вещества (антибиотики), способные подавлять жизнедеятельность других микробов либо убивать их. На этом, в частности, основывается сейчас лечебное применение антибиотиков, которые, будучи введены в организм больного, поражают там возбудителей болезни, не принося в то же время вреда клеткам человеческого тела. Для излечения заражения крови, менингита, ангин, возвратного тифа и др. широко применяется пенициллин (антибиотик некоторых плесневых грибков), для лечения разных форм туберкулёза — стрептомицин (антибиотик актиномицетов), для лечения гнойных ран, дизентерии, дифтерии — грамицидин (выделяемый некоторыми почвенными бактериями) и т. д.
Широко распространённой формой сожительства растений является паразитизм, т. е. такая физиологическая связь, когда одно растение, называемое паразитом, пользуется готовыми питательными веществами другого организма, называемого хозяином, нанося последнему ущерб и нередко доводя хозяина до гибели. В этом отношении особенно крупная роль принадлежит болезнетворным микробам, вызывающим болезни растений, животных и людей. Заболевания растений чаще всего вызываются грибами, но также бактериями и вирусами. Внутрь растений бактерии проникают через повреждения в тканях или через естественные отверстия {поры, устьица). Следствием их деятельности в растениях является отмирание клеток, ненормальное их разрастание, «гниль» (моркови, томатов), увядание растений, разрастание тканей («рак»), наросты на стволах и корнях, истечение камеди и пр.
Из грибов к паразитам относятся некоторые сумчатые грибы, вызывающие на листьях многих растений болезнь «мучную росу»; головнёвые грибы; паразитирующие на деревьях трутовики; гриб спорынья, поражающий завязи ржи и некоторых других злаков. Из более высоко организованных растений к паразитам относятся омела, многие виды семейства раффлезиевых, семейства заразиховых, петров крест, паразитирующий на корнях ясеня, ольхи, вяза, тополя и некоторых других лиственных пород.
Сожительство двух организмов, извлекающих из этого сожительства взаимную пользу, называют симбиозом. Исторически симбиоз должен был развиться из паразитизма: гибель хозяина означала вместе с тем и гибель паразита, и поэтому умеренный паразитизм имел в борьбе за существование известные преимущества. Он в конце концов и превратился в симбиоз. В большом количестве случаев, когда речь идёт о симбиозе, можно в нём. обнаружить именно признаки либо одностороннего ограниченного паразитизма, либо чередующегося взаимного паразитизма.
Классическим примером симбиоза в растительном мире долго считались лишайники, представляющие сожительство гриба и водоросли. Впоследствии оказалось, что в лишайнике налицо сложное сочетание симбиоза и паразитизма. Грибная ткань в лишайнике представлена чаще всего различными сумчатыми грибами, а водоросли — одноклеточными зелёными или синезелёными водорослями. Хозяином здесь является водоросль, обладающая способностью в фотосинтезу, паразитом же гриб; вместе с тем гриб тоже доставляет водоросли часть необходимой ей пищи.
От паразитов необходимо отличать эпифиты, т. е. такие растения, которые совершенно потеряли связь с почвой, живут на других растениях, но физиологически с ними не связаны. Прикрепляются они обычно с помощью присосков-ризоидов, которые проникают немного вглубь мёртвой коры хозяина, либо с помощью присосков-корней, плотно прижимающихся к субстрату. Зольные вещества эпифит добывает из частиц перегноя и пыли, осевших на хозяине, а воду впитывает либо всей поверхностью своего тела (как это имеет место у водорослей, мхов, лишайников), либо с помощью особых воздушных корней. В наших широтах к эпифитам относятся некоторые лишайники, живущие на коре деревьев, бородатый лишай (Usnea barbata), обитающий на ветвях, и т. п. Особенно огромное количество эпифитов свойственно флорам влажных тропиков, причём, помимо низших растений, здесь в качестве эпифитов встречаются папоротники, а также цветковые — как травянистые, так и деревянистые.
Наконец, отметим ещё группу лиан — лазающих и вьющихся растений, которые нуждаются в других растениях только как в опоре. Некоторые авторы относят к лианам только древесные растения со слабыми главными осями, нуждающиеся в подпорках, подставках и пр., за которые они цепляются усиками (виноград), корнями (плющ) и т. п. Другие же авторы относят к лианам вообще всякие лазающие и вьющиеся растения. Примерами лиан могут служить лазающие розы, плющ, ваниль, хмель, вьюнок, жимолость, виноград, многие виды бобовых и тыквенных и т. п.
Как уже было отмечено, растения живут не изолированно друг от друга, а целыми группами. Эти группы отнюдь не случайны, а представляют собой характерную комбинацию различных растений. Такого рода характерные комбинации получили название фитоценозов, или растительных сообществ. Фитоценоз — это вполне закономерное сочетание различных видов растений, сложившееся в результате весьма длительного исторического процесса под давлением конкурентных отношений между слагающими растениями и находящееся в связи с внешними условиями существования.
Лес, луг, степь — это фитоценозы. Лес лиственный и лес хвойный — тоже фитоценозы. Иначе говоря, фитоценоз — это общее понятие для различных закономерных растительных объединений.
В фитоценозе растения влияют друг на друга не только прямо (паразиты, эпифиты, симбионты), но и косвенно — через изменение среды (конкуренция за воду, минеральные соли, воздушное питание, затенение, движение воздуха и т. и.).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Взаимоотношения между растениями | Ботаника. Реферат, доклад, сообщение, кратко, презентация, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест
Растения в сообществе испытывают влияние соседних растений и сами оказывают на них воздействия, которые могут быть прямыми и косвенными.
Прямые отношения между растениями
Прямые влияния проявляются в механическом воздействии растений друг на друга, в симбиозе, паразитизме и полупаразитизме.
Механические воздействия
Механические воздействия возможны при достаточно близком произрастании растений. Примером может служить охлёстывание крон хвойных растений ветвями соседних растений лиственных пород, срастание стволов или корней растений. Механические взаимодействия наблюдаются также между лианами и растениями, служащими им опорой. Если травянистые лианы могут изменять положение побегов опорного растения и затенять их, то деревянистые лианы нередко ломают опорные растения своей тяжестью, нарушают процессы роста и развития.
Широко распространена в растительном мире такая форма механических воздействий, как использование одним растением другого в качестве субстрата. Растения, которые живут на других растениях, используя их как место прикрепления, называют эпифитами.
Наиболее богаты эпифитами тропические леса. В областях с умеренным и холодным климатом распространены эпифитные мхи, лишайники, водоросли.
Симбиоз
см. Симбиоз
Симбиоз — вид взаимовыгодных отношений организмов, при котором невозможно их раздельное существование.
Паразитизм
см. Паразитизм (эктопаразиты, эндопаразиты) и его примеры
Паразитизм является примером прямого физиологического взаимодействия между организмами. При этом потребитель получает питательные вещества от живого хозяина, то есть переходит на гетеротрофный способ питания и использует его как место постоянного или временного обитания.
Косвенные отношения между растениями
Косвенное влияние растений друг на друга в фитоценозе осуществляется через изменения освещённости, влажности, температуры, скорости ветра, содержания питательных веществ в почве и т.д.
Взаимодействие растений в сообществе может осуществляться также через напочвенный слой мёртвых растительных остатков. Он может затруднять проникновение в почву семян и спор, их прорастание. Продукты распада растительных остатков, содержащихся в подстилке, могут тормозить или, наоборот, стимулировать рост растений.
Растения в процессе жизнедеятельности выделяют в окружающую среду разнообразные вещества, которые могут влиять на рост и развитие сообитателей. Такие химические взаимовлияния получили название аллелопатии. От химических влияний может зависеть возможность растений совместно произрастать в сообществе. Так, например, рогоз широколистный (Typha latifolia) в зарастающих водоёмах благодаря своим корневым выделениям подавляет рост других водных растений, что позволяет рогозу расти почти в чистых зарослях. Материал с сайта http://doklad-referat.ru
Конкуренция
см. Конкуренция, Конкуренция и её примеры
Важную роль в жизни фитоценоза играют конкурентные отношения, как внутривидовые, так и межвидовые. В густых сообществах между растениями возникает конкуренция за свет, воду, питательные вещества и др. Победителями в конкурентной борьбе оказывается тот вид, который в данных условиях имеет хотя бы небольшие преимущества перед другим, т. е. лучше приспособлен к условиям среды.
На этой странице материал по темам: Доминанты - растения, доминирующие в фитоценозах, примеры
Взаимо отнешение растеними между фитоценозах реферат
Взаимоотношения между растениями реферат
Взаимоотношения между растениями и фитоценозами реферат
Снижение конкуренции между растениями фитоценоза
Вопросы по этому материалу: Назовите основные формы прямого взаимодействия видов растений в фитоценозах.
Что такое косвенное влияние видов растений в фитоценозе?
В каких формах может осуществляться косвенное влияние?
Приведите примеры косвенного и прямого взаимодействий.
doklad-referat.ru
Взаимоотношения между растениями
Взаимоотношения между растениями довольно разнообразны, существенно влияя на жизнь растительных организмов и фитоценозов. Наиболее часто используется классификация взаимоотношений растений, предложенная В. Н. Сукачевым (1956). Он различал три основные формы влияния растений друг на друга при их совместном произрастании: прямые и косвенные — трансабиотические и трансбиотические (см. разд. 11.1). В прямых (контактных) отношениях растения действуют друг на друга непосредственно, а в косвенных — через посредство другого агента. При прямых отношениях растения могут механически давить, разрушать друг друга, поселяться друг на друге, питаться друг другом. При косвенных посредником могут быть неживая среда (трансабиотические отношения) и другие организмы (трансбиотические отношения). Среди трансабиотических отношений можно выделить конкуренцию за ресурсы, создание фитосреды и влияние через выделения (прижизненные и от разлагающихся остатков). Все формы отношений растений проявляются одновременно, действуют друг на друга, и поэтому в природе их влияние обычно трудно разграничить.
Формы прямых (контактных) взаимоотношений растений. В. Н. Сукачев (1956) различал две формы контактных взаимоотношений растений: со срастанием и без него. Обе довольно широко распространены в отношениях паразит-хозяин, лиана-опора, эпи- фит-форофит. Особый вариант контактных взаимоотношений — срастание корней, распространенное у древесных растений. Наиболее часто срастаются корни одной особи, реже — особей одного вида и еще реже — разных видов. С возрастом древостоя срастание корней существенно увеличивается. Экспериментально доказана возможность переноса веществ (включая органику) через сросшиеся корни.
При совместном произрастании нередко одни растения создают механические препятствия для нормальной жизнедеятельности других. Например, перехват пыльцы снижает вероятность опыления цветков. Плохо влияет на семенное размножение задерживание плодов и семян мхами, лишайниками и надземными органами других растений. Сплошной мохово-лишайниковый покров снижает также всхожесть семян и иногда приводит к гибели всхо
дов, что связано с истощением запасов семени до достижения корешком проростка почвы, с колебаниями влажности в слое мхов и лишайников, с «выдергиванием» всходов при набухании увлажненных лишайников.
Плоды и пыльца, оседая на поверхности листьев, могут сокращать их фотосинтезирующую поверхность. Такое воздействие плоских плодов вяза (Ulmus), обильной пыльцы сосны (Pinus) и ели (Picea) недолговременно. Однако растения могут надолго создавать препятствия для перемещения подземных органов других растений, которые вынуждены обходить препятствие или пронизывать его. Так, Т. А. Работнов (1993) отмечает прободение корневищами пырея ползучего (Elytrigia repens) и свинороя (Cynodon), корневищ щавеля конского (Rumex confertus), корней клевера лугового (Trifolium repens) и клубней картофеля (Solanum tuberosum). В этих взаимоотношениях один вид наносит другому вред, однако тратит на это много энергии.
Угнетение одних растений другими происходит и при передвижении особей в результате разрастания. Например, у белоуса (Nardus stricta) молодые растения испытывают давление разрастающихся мощных особей. И хотя всходы обычно гибнут от затенения и перехвата взрослыми особями воды и минеральных элементов раньше их физического уничтожения передвигающимися растениями, судьба молодых экземпляров может зависеть и от того, где по отношению к более мощным соседям они возникли. Быстрорастущие водоросли часто механически вытесняют медленнорастущие. А в некоторых случаях, например при гнездовом посеве моркови (Daucus carota), может происходить «выпирание одних особей другими».
eco-rasteniya.ru
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа
Взаимосвязи растений в сообществе
В сложившемся за много лет природном сообществе виды приспособились к совместной жизни и к условиям среды обитания. Поэтому сюда могут входить только виды, обладающие приспособлениями, чтобы жить в данных условиях.
Все скопления многочисленных и различных по форме растений распределяются в пространстве, занимаемом сообществом, в соответствии со своими потребностями и особенностями формы тела. Внешне это выражено в строении природного сообщества. Оно представлено в виде ярусов (этажей), возвышающихся один над другим. В этих ярусах размещаются важнейшие органы растений, осуществляющие воздушное и почвенное питание, и органы размножения.
Ярусы лесного биоценоза. (Анимация)
Поярусно располагаются растения в степи и на лугах.
Пространственное размещение органов растений по ярусам наблюдается также в подземной части природного сообщества. Ярусы выделяют по глубине расположения всасывающих частей корней. Больше всего корней находится в самых плодородных слоях почвы. Но и на глубине 3-5 м в лесных биогеоценозах умеренной зоны корней тоже много. Первым подземным ярусом называют самый глубокий ярус, а третьим подземным ярусом – самый близкий к поверхности почвы.
Количество ярусов (подземных и надземных) в разных растительных сообществах неодинаково. Чем более благоприятны условия, тем бывает больше ярусов. Если в дубраве можно выделить 5-6 надземных ярусов, то в ельнике их обычно 3, а в тропических лесах насчитывается 9-10.
Сочетанием разных жизненных форм: деревьев, кустарников, трав, мхов, а также других обитателей – водорослей, бактерий, грибов, лишайников, животных – обеспечивается наиболее полное использование биогеоценозом природных условий на данной территории.
В разных ярусах наблюдаются неодинаковые условия местообитания. Так, например, в верхнем ярусе сказывается яркое солнечное освещение и дуют сильные ветры. Поэтому верхний ярус занимают светолюбивые виды растений, у которых ветер переносит пыльцу, осуществляет распространение семян.
В ярусах ближе к почве значительно меньше света, так как кроны деревьев поглощают его, но в воздухе больше влаги, нет ветра. В этом ярусе леса могут нормально развиваться лишь сравнительно теневыносливые растения, с насекомоопыляемыми цветками и с плодами (семенами), которые распространяются животными (птицами, зверями). Поэтому многие животные размещают здесь свои гнезда.
У самой поверхности почвы много перегноя, теплее, чем в других местах, много углекислого газа и влаги, но мало света. Поэтому в самых нижних ярусах поселяются тенелюбивые виды растений. Их характеризуют широкие темно-зеленые листья, белая окраска цветков, самоопыляемость, распространение семян с помощью муравьев или на ногах крупных животных. В подстилке – перегнойном слое почвы – поселяется много организмов с сапротрофным типом питания (грибы, бактерии, черви и др.).
Таким образом, растения, в большом количестве входящие в биогеоценоз, различны по своим биологическим и экологическим свойствам, размещаются в разных ярусах, и потому они не создают трудностей друг другу, обитая на одной и той же территории. Все виды организмов природного сообщества как бы дополняют друг друга в использовании условий окружающей среды.
Природное сообщество (биогеоценоз) – это комплекс разнообразных живых организмов, приспособленных к совместной жизни.
Приспособленность к совместному существованию проявляется также в неодинаковых ритмах (т. е. темпах и сроках) развития. Во внешнем облике биогеоценоза это проявляется в виде чередования массового цветения то одних, то других видов растений. Так же "слоями", один сменяя другого, в течение лета появляются в биогеоценозе плодовые тела разных видов шляпочных грибов. Неодновременное цветение разных видов растений обеспечивает их достаточным количеством опылителей и других условий, которых в окружающей среде никогда не бывает в избытке. Расцветая как бы по очереди, виды один за другим получают "свою долю" ограниченных условий среды обитания.
Размещение живых организмов по ярусам в пространстве и их различное развитие во времени обеспечивают возможность размещения на небольшой территории земной поверхности большого количества видов из разных царств живой природы.
Приспособления организмов к совместной жизни проявляются также в различных типах взаимоотношений между отдельными видами природного сообщества. Среди них: создание микоризы между высшим растением и грибом, образование лишайников – симбиоз водорослей и грибов, взаимосвязь между цветковым растением-хозяином и его грибом-паразитом.
Некоторые виды лишайников (уснея повислая), мхов, зеленых водорослей, размещаясь на стволах деревьев как эпифиты (от греч. эпи – "над" и фитон – "растение"), оказываются достаточно высоко приподнятыми над поверхностью почвы. Поднявшись чуть выше, они получают больше света, воздуха, не замокают от чрезмерной почвенной влаги. От такого сожительства эпифиты получают пользу, тогда как для дерева оно безразлично. А вот поселившиеся на растениях грибы-паразиты, развиваясь, наносят большой ущерб растению-хозяину. Таких полезных и вредных взаимосвязей между видами в биогеоценозе много.
Все разнообразие типов взаимосвязей между организмами появилось в процессе эволюции как приспособление к совместной жизни видов в природном сообществе.
Таким образом, природное сообщество (биогеоценоз) – это совокупность большого количества видов, взаимодействующих между собой и приспособившихся к совместной жизни и к условиям своего обитания.
Все организмы, входящие в природное сообщество, приспособлены к совместной жизни. Биогеоценоз – это совокупность большого количества видов, взаимодействующих между собой и приспособившихся к совместной жизни и к определенным условиям среды обитания.
biolicey2vrn.ru
35. Понятие роста и развития растений. Их взаимосвязь.
Онтогенез (жизненный цикл), или индивидуальное развитие, — комплекс последовательных и необратимых изменений жизнедеятельности и структуры растений от возникновения из оплодотворенной яйцеклетки, зачаточной или вегетативной почки до естественной смерти. Онтогенез является последовательной реализацией наследственной генетической программы развития организма в конкретных условиях внешней среды. Для характеристики онтогенеза растений используют термины «рост» и «развитие». Рост и развитие интегрируют все физиологические функции и взаимодействие растительного организма с внешней средой. Растение аккумулирует солнечную энергию, поглощает воду и минеральные вещества, образует новые клетки и органы, в нем происходят качественные изменения на протяжении всего онтогенеза.
Рост — новообразование цитоплазмы и клеточных структур, приводящее к увеличению числа и размеров клеток, тканей, органов и всего растения в целом. Рост растений нельзя рассматривать как чисто количественный процесс. Растения в отличие от животных организмов растут в течение всей жизни, но обычно с некоторыми перерывами (период покоя). Жизненный цикл растения состоит из 2х периодов: вегетативного (интенсивно образуется вегетативная масса, усиленно растет корневая система, происходит кущение и ветвление, закладываются органы цветка) и репродуктивного (цветение и плодоношние). После цветения изменяется характер физиологических и биохимических процессов, прекращается рост стебля в высоту.
Развитие — качественные изменения живых структур, обусловленные прохождением организмом жизненного цикла, качественные изменения структуры и функций растения в целом и его отдельных частей — органов, тканей и клеток, возникающие в процессе онтогенеза (молодость, половая зрелость, размножение, старение, отмирание). Процессы роста и развития тесно взаимосвязаны. Однако быстрый рост может сопровождаться медленным развитием и наоборот. Озимые растения при весеннем посеве быстро растут, но не переходят к репродукции. Осенью при пониженных температурах озимые растения растут медленно, но в них проходят процессы развития. Показателем темпов развития служит переход растений к репродукции. Показатели темпов роста — скорость нарастания массы, объема, размеров растения.
36. Движения растений. Тропизмы и настии.
Движение растений — это изменение положения органов растений в пространстве, обусловленное разными факторами внешней среды: светом, температурой, силой тяжести, химическими элементами и др.
Тропизмы — это ростовые движения, вызываемые односторонним действующим раздражителем (свет, сила тяжести, химические элементы). Изгибание растений в сторону действующего фактора (раздражителя) называют положительным тропизмом, а в противоположную от действующего фактора сторону — отрицательным. В зависимости от природы раздражителя, вызывающего изгиб, каждый конкретный тропизм получил соответствующее название. Если изгиб вызван действием света — фототропизм, силой тяжести — геотропизм, неравномерным распределением воды в почве — гидротропизм, химических соединений (удобрений) — хемотропизм, кислорода — аэротропизм. Геотропизм - способность органов занимать определенное положение под действием сил гравитации, что обуславливает вертикальное направление осевых органов растения. Корень обладает положительным геотропизмом, стебель отрицательным. Если главный стебель выведен из вертикального положения, происходит изгиб и он снова принимает вертикальное положение. Кончик корня изгибается вниз. Благодаря этому корни и стебли проростков всегда направлены правильно. Центробежная сила действующая аналогично силе земного тяготения: проротки, выращенные на колесе Найта, направляют свои стебли к центру, а корни-от центра. Геотропизм раздражение воспринимаемое кончиком корня. По теории тропизмов Холодного-Вента, концентрация ауксинов повышается на теневой (при фототропизме) или на нижней (при отрицательном геотропизме) стороне побега. Заметим, что нижняя сторона часто оказывается одновременно и теневой.
Настии представляют собой изменения положения органов прикрепленных растений, вызванные внешними раздражителями. Но в отличие от тропизмов при их проявлении нет никакой зависимости направления движения от направления действия раздражителя. На настии оказывает влияние не действие, а его интенсивность. Такими факторами могут быть изменения температуры, интенсивности света, влажности воздуха, действующие на растение со всех сторон. Органы, способные к совершению настических ответных реакций, всегда обнаруживают физиологическую, а в большинстве случаев и морфологическую двустороннюю симметрию. Настические изменения положения органов приурочены к определенным их участкам, имеющим соответствующее этому анатомическое строение. Названия настий, как и тропизмов, зависят от тех раздражителей, которые их вызывают. Так, различают фото-, термо-, хемо-, гидро-, тигмо-, сейсмо-, электро- и травманастии. Если тропизмы осуществляются преимущественно как ростовые движения, то настии проявляются в первую очередь благодаря изменениям тургорного давления. Наиболее распространены никтинастические движения, т. е. вызываемые сменой дня и ночи. Очень многие цветки открываются утром, а закрываются на ночь. Раздражителем в данном случае является изменение только температуры или только интенсивности света. Движения, происходящие в ответ на толчки, сотрясения, испытываемые растениями, получили название сейсмонастических. Они могут вызываться ветром, дождем или прикосновением.
Кроме перечисленных движений (настий, тропизмы) существуют таксисы. Таксисы — направленные движения всего организма, обусловленные односторонним влиянием внешних раздражителей: силы тяжести, света, химического воздействия. Таксисы свойственны только низшим растениям и не связаны с ростом.
studfiles.net
Аллелопатические взаимодействия растений
Аллелопатия - это взаимное влияние растений через изменение среды в результате выделения в нее продуктов жизнедеятельности (летучих или растворенных в стекающей с листьев или омывающей корни воде веществ). Иногда аллелопатия определяют только как вредное влияние одних растений на другие, но в более широком понимании аллелопатия - как отрицательное, так и положительное взаимодействие растений друг с другом путём выделения химических веществ. Ю.А.Злобин к разряду положительных взаимоотношений между растениями относит:
- влияние бобовых на другие виды, не способные к обогащению почвы азотом;
- биотическую трансформацию местообитаний (т.е. все формы проявления влияния растений в соответствии с моделью благоприятствования;
- облегчение перекрестного опыления у растений, агрегированных в группы; передачу внутри клонов ЭМП от развитых растений к молодым, расположенным у периферии.
Значимость положительных взаимоотношений между компонентами растительного сообщества тем выше, чем сильнее их нарушения, так как в процессе восстановления сообщества уровень конкуренции невысок и могут проявляться как эффекты «нянь», так и преимущества «коллективного» восстановления ризосфер.
Аллелопатическое взаимодействие растений (также их взаимное влияние) друг на друга можно подразделить на химическое и физическое. Под физическим взаимодействием подразумевается создание определённого микроклимата, когда более высокие растения создают частичное затенение и повышенную влажность для растений нижнего яруса. В такой защите нуждаются, например, салат и шпинат, которые не любят сильного перегрева на солнце.
Химическое взаимодействие сводится к тому, что надземные части растений могут выделять пахучие вещества, отпугивающие вредителей, а корневые системы выделяют различные органические вещества, среди которых есть витамины, сахара, органические кислоты, ферменты, гормоны, фенольные соединения. Что касается фенольных соединений, то те, что связаны с аллелопатией, называются колинами. Их накопление в почве вызывает почвоутомление. Возникает оно, когда один и тот же вид растений долго выращивается на одном месте. Проблема решается при соблюдении севооборотов.
Аллелопатия, как и другие взаимоотношения растений, лежит в основе возникновения, развития и смены растит, группировок, играет важную роль в почвообразовательном процессе. В сообществах бывают взаимно полезные или просто не мешающие друг другу виды. Однако, когда в сообщество попадает «чужое» растение, начинается борьба не на жизнь, а на смерть. Семена его с трудом всходят. Они могут много лет лежать, не прорастая, а потом, дав всходы, погибнуть, так как молодые растения не выдерживают влияния непривычных для них соседей.
Если же чужое для сообщества растение все-таки уцелеет и окрепнет, то оно начнет изменять растительность вокруг себя. Возле него появятся привычные для такого вида соседи. Вскоре здесь образуется небольшой островок нового сообщества. Все разрастаясь, оно в конце концов вытеснит старое сообщество с его собственной территории. Итак, не только отдельные растения взаимодействуют между собой, но и целые растительные сообщества сменяют друг друга, наступают или отступают. Так степь сменяется лесом, который затем снова может стать степью, если изменится климат, и т. д. С переменным успехом побеждают то одни, то другие растения. Этот процесс идет миллионы лет, длится он и теперь среди дикой растительности.
Огромные площади давно уже заняли культурные сообщества — посевы. Развитие их направляется человеком. Тем не менее определенные взаимоотношения растений существуют и здесь. Достаточно вспомнить вред, который приносят посевам сорняки, или, напротив, преимущества совместного выращивания растений в смешанных посевах.
Растения с высокой аллелопатической активностью (например, пырей, ясень, лох) легко внедряются в сообщества, подавляя другие виды, но вызывают при этом почвоутомление и не могут быть доминантами. Роль аллелопатии необходимо учитывать при создании смешанных посевов и посадок при обосновании севооборотов (чтобы избежать почвоутомления). Аллелопатические взаимодействия могут быть существенны между интродуцированными растениями и растениями местной флоры. Например, эвкалипты, завезенные на Кавказ из Австралии, аллелопатически воздействуют на травянистые растения кавказской флоры, и здесь под их кронами травы не растут; грецкий орех в садах отрицательно влияет на все прочие культуры.
Возможны аллелопатические взаимодействия между корнями растений, в результате чего корни равномерно распределяются в объеме почвы и практически не сталкиваются. Роль сигнала «занято» могут выполнять выделяемые из корней в почву органические кислоты. Очень важно также, что растения могут поглощать выделения других растений. В опытах с мечеными атомами наблюдалось, что усвоенный кукурузой в процессе фотосинтеза углерод уже через несколько часов обнаруживался в соседних бобовых растениях. Это означает, что совместно растущие растения, переплетаясь корнями, имеют общий обмен веществ, питаются и живут как одна сложная система. Путем такого обмена растения влияют друг на друга химически и изменяют свой химический состав.
Например, кукуруза, растущая вместе с бобами, обогащается белком, что очень важно для кормления сельскохозяйственных животных. Иногда эти изменения химических свойств бывают и нежелательными. Так, культурные растения могут снизить свои качества, если они поглотят какие-то ядовитые вещества, выделенные другими растениями. Как показывают многочисленные исследования, физиологически активные вещества встречаются в выделениях каждого растения. По качеству эти вещества различны, к тому же у одного растения их больше, у другого — меньше. Таким образом, каждое растение в течение своей жизни создает вокруг себя химическую защиту.
Вещества, выделяемые деревьями, привлекают определенные виды растений, которые находят себе защиту под их сенью. Для других подобные выделения — сильный яд, и они не могут расти в этом месте. Мы хорошо знаем, например, запах соснового бора, дубового леса, луга, степи. Было замечено, что летучие и водорастворимые органические вещества, выделяемые растениями леса, вредны для произрастания степных растений. В свою очередь древесные растения, отчасти из-за веществ, выделяемых степными растениями, отчасти из-за засухи, не в состоянии проникнуть в степь и т. д.
Взаимодействуя между собой растения перехватывают друг у друга пищу, воду, свет, но и в этом случае химические выделения дают одним видам преимущества над другими. Вода и питательные вещества, которые растения поглощают корнями из почвы, всегда смешаны с корневыми выделениями соседних растений. Эти выделения могут ускорять или замедлять физиологические процессы.
Так действуют, например, выделения тополя на посеянный рядом овес. Ближайшие растения совершенно угнетены, на краю гибели; немного дальше — растения выше, еще дальше — достигают нормальной величины, вслед за ними идет полоса, где растения стимулированы — они выше, зеленее, чем на остальном поле. Такое явление часто наблюдается по краям лесополос из дуба, тополя, ивы, лоха — их выделения угнетают рост не только овса, но и подсолнечника, кукурузы, свеклы, фасоли, сои, древесных саженцев и т. д.
Особенно большое количество веществ-тормозителей выделяется сорняками. Так, например, пырей выделяет чрезвычайно ядовитый для растений агропирен, а горькая полынь — множество различных соединений (абсинтин, артеметин и др.). Грецкий орех выделяет листьями вещество юглон, которое, смываясь каплями росы и дождя, угнетает все, что всходит под этим деревом. Однако небольшое количество веществ-тормозителей полезно для растений — усиливает их рост, повышает накопление хлорофилла и интенсивность фотосинтеза и т. д. Все это в целом положительно сказывается на урожайности.
Следовательно, регулируя количество этих веществ в почве, можно достичь значительного повышения урожайности. Регулировать содержание тормозителей в почве не так сложно. Для того чтобы тормозителей было больше, надо высевать растения, которые выделяют их много, или вносить в почву органические остатки. А если мы хотим уменьшить количество тормозителей, то для этого следует усилить микробиологические процессы - провести рыхление почвы, внести удобрения и др. Так, изучение химического взаимодействия — аллелопатии, раскрывая перед человеком законы жизни растительных сообществ, помогает управлять ими, дает возможность получать высокие и устойчивые урожаи на полях и на пастбищах.
biofile.ru
