Ксерофиты — растения, выросшие при недостатке влаги. Это растения степей, пустынь, а в лесной и полярной зонах — выросшие на повышенных местах (верхних частях склонов и т. д.). Произрастая длительное время в засушливых условиях, ксерофиты в процессе исторического развития выработали ряд признаков, обеспечивающих им нормальную жизнедеятельность в этих условиях, и эти признаки являются наследственно закрепленными.
Приспособления к засушливым условиям у растений разнообразны:
Рис. 436. Ксерофиты. 1. Волоски на листе коровяка (Verbascum thapsiforme). 2. Кактус (Echinocactus horizontalis) (стеблевой суккулент). 3. Очиток (Sedum sexangulare) (листовой суккулент) |
Исходя из представления о засухоустойчивости как приспособительной реакции растения, мы можем сформулировать определение ксерофитов.
Ксерофиты — растения сухих местообитаний, обладающие способностью в процессе онтогенеза хорошо приспособляться к засухе благодаря наличию ряда признаков и свойств, возникших под влиянием условий существования в процессе эволюции.
Долгое время, в течение четверти XX века, в науке господствовала теория немецкого ученого А. Ф. Шимпера о том, что основной особенностью ксерофитов является очень экономное расходование ими воды, т. е. очень малая интенсивность транспирации.
Н. А. Максимов в 1916 г. показал несостоятельность этой точки зрения. Изучая в Тбилисском ботаническом саду транспирацию у ряда ксерофитов и мезофитов, он установил, что ксерофиты испаряют не меньше воды, чем мезофиты, а одинаково или даже больше.
Название растения Материал с сайта http://worldofschool.ru |
Интенсивность транспирации в мг на 1 см2 в 1 час |
Verbascum ovalifolium |
8,8 |
Salvia verticillata |
9,9 |
Falcaria rivini |
13,7 |
Основное различие между мезофитами и ксерофитами Н. А. Максимов видел не в интенсивности транспирации, а в способности ксерофитов и засухоустойчивых растений хорошо выносить обезвоживание во время засухи. Сейчас к этому положению Максимова можно добавить еще и способность выносить перегрев.
Ксерофиты не представляют однородной группы растений. Способы борьбы с засухой складывались у них крайне различно.
На этой странице материал по темам:worldofschool.ru
Вода является абиотическим фактором в жизни растений. По отношению к количеству воды, содержащейся в окружающей среде, растения делятся на четыре группы: ксерофиты, мезофиты, гигрофиты, гидрофиты.
Ксерофиты — растения засушливых мест, которые выработали ряд приспособлений, уменьшающих испарение воды листьями. Листья у растений пустынь, полупустынь и засушливых степей очень мелкие и узкие (полынь) или почти отсутствуют (саксаул), иногда они представлены в виде колючек (кактусы). Засухоустойчивые растения имеют также не только жёсткие кожистые листья, но и стебли, которые задерживают испарение (оливковое дерево, олеандр, ковыль).
Некоторые ксерофиты, так называемые эфемероиды, отличаются сезонным снижением жизненной активности. Например, весной или в период дождей тюльпаны, маки, осоки бурно цветут и плодоносят. Засушливое время они проводят в виде покоящихся подземных побегов, а надземные их части полностью отмирают.
Другие представители этой группы растений имеют специальные ткани или клетки, в которых накапливается запас воды. Кактусы (рис. 171) и молочаи запасают воду в стеблях, а агавы и алоэ — в листьях.
Рис. 171. Кактус — растение, обладающее сильно развитой водозапасающей тканью |
Рис. 172. Листопадные деревья широколиственного леса |
Мезофиты — растения лесной и лесостепной зон, почвы которых достаточно увлажнены. К ним относятся все листопадные деревья (рис. 172), кустарники и травы этих зон.
В три пластиковых стакана налейте по 100 мл воды и добавьте в один синий краситель, во второй — красный, в третий — фиолетовый (смесь синего и красного). Аккуратно разрежьте ножницами стебель сельдерея вдоль на три полосы, каждую из которых опустите в стакан с разным красителем. Через один-два дня листья сельдерея окрасятся в различные цвета.
Гигрофиты — растения влажных мест, к которым относятся рис, стрелолист, мхи, камыш, рогоз, папирус, бегония, монстера. Наиболее интересны тропические, образующие мангровые леса растения-гигрофиты. Они произрастают в прибрежных районах Индонезии, Индии, Нигерии, Филиппин и Таиланда, периодически затопляемых морскими приливами.
Растения таких лесов (рис. 173) приспособлены к существованию в зонах постоянных приливов и отливов. Они имеют ходульные корни, позволяющие им закрепляться на зыбких, илистых почвах, а также дыхательные корни, благодаря которым получают влагу из атмосферного воздуха во время отлива. Материал с сайта http://doklad-referat.ru
Гидрофиты — водные растения, значительно или целиком погружённые в воду (кувшинки, лотосы, ряска, элодея). Очень красивое растение наших водоёмов — белая кувшинка, которую в народе называют водяной лилией. Другой цветущий представитель прудов, озёр и заводей — жёлтая кубышка. Самый же прекрасный водный цветок — лотос (рис. 174), он растёт не только в Египте, Индии и Китае, где считается священным, но и у нас в дельте Волги. У гидрофитов слабо развита корневая система и устьица. Созревание плодов, которые напоминают коробочки маков или погремушки для детей, происходит под водой.
Рис. 173. Деревня во влажном экваториальном лесу |
Рис. 174. Лотос орехоносный |
doklad-referat.ru
Ксерофиты - это группа растений, в процессе эволюционных изменений приспособившихся к дефициту влаги в окружающей среде. Она не является однородной в плане физиологических особенностей. У одних снижены процессы транспирации, а у других наоборот - усилены. Способы преодоления засухи у ксерофитов разные. П. Л. Генкель разработал классификацию флоры, способной переносить длительное отсутствие влаги.
К данной группе относят растения, которые приспособились делать запасы воды в тканях и органах. Яркие представители ксерофитов - это кактусы и толстянковые. Влага в достаточном количестве накапливается в мясистых стеблях (молочай, кактус) и листьях (алоэ, молодило, очиток, агавы).
Характерные признаки суккулентов:
Встречаются суккуленты в районах, где период обильных дождей сменяется длительной засухой. Для уменьшения потери воды, устьица открываются только в ночное время. Отсутствие воды растения этого типа переносят плохо. Они больше приспособлены к жаре, чем к засухе, во время которой экономно тратят запасенную в тканях жидкость.
Настоящие ксерофиты - это растения, способные значительно уменьшать потерю влаги при ее дефиците. В процессе эволюции эвксерофиты получили следующие приспособления на клеточном уровне:
Все это помогает всасывать влагу из практически сухой почвы. Иногда подземные части и стебли эвксерофитов обрастают пробковым слоем. Толстый слой кутикулярной оболочки покрывает листья ксерофитов. Растения этой группы имеют защиту устьиц в виде:
Представители эвксерофитов: саксаул, песчаная акация, аристида, некоторые виды полыней и пр.
Если разобрать значение слова «ксерофиты», то можно увидеть, что оно образовано от латинских слов "сухой" и "растение". Следовательно, это часть флоры, приспособленная к местам обитания с дефицитом влаги.
Что такое ксерофиты данной группы и чем они уникальны? Гемиксерофиты отличаются развитыми приспособлениями для извлечения воды с большой глубины. Их корни уходят далеко под землю и сильно ветвятся. В клетках подземных органов отрицательный водный потенциал и высококонцентрированный клеточный сок.
Перечисленные особенности помогают извлекать влагу из огромных объемов грунта. Если водоносный горизонт залегает не очень глубоко, то корневая система может его достичь. Обилие ветвящихся прожилок на листьях позволяет минимизировать время доставки влаги от корней до клеток.
У этого типа ксерофитов транспирация происходит интенсивнее, чем у других. Благодаря этому листья охлаждаются и даже в жару в них идут фотосинтезирующие реакции. Это хорошо проявляется у степной люцерны, дикого арбуза, резака и шалфея.
Ложные ксерофиты - это растения, жизнь которых настолько коротка, что они не застают засушливый период года. Вегетационная стадия у них совпадает с дождливым сезоном. Неблагоприятные условия они переживают в стадии луковиц, семян, клубней или корневищ.
К пойкилоксерофитам относятся растения, которые не способны регулировать водный обмен. Засушливый период они пережидают в состоянии анабиоза. В это время обмен веществ не происходит или идет очень медленно.
Папоротники, часть водорослей, большая часть лишайников и некоторые покрытосеменные относятся к пойкилоксерофитам. Данную группу отличает способность протопласта сгущаться до гелеобразного состояния. После этого, будучи сухими на ощупь, они продолжают жить. С наступлением дождливого сезона данные растения возвращаются к обычному состоянию. Потеря воды для них не является патологией.
Анатомия листа во многом зависит от яруса, в котором он находится. Зависимость назвали законом Заленского, по фамилии открывшего его физиолога. С увеличением высоты над поверхностью земли:
Причина обнаруженной закономерности кроется в ухудшении снабжения влагой расположенных на верхушке листьев. Аналогичная картина наблюдается и в отношении растений, произрастающих в сухом климате. Ксероморфная структура характерна для листьев видов, приспособленных к засухе.
Транспирационный коэффициент характеризует, насколько рационально расходуется влага. Степень открытости устьиц одинаково влияет как на испарение, так и на накопление сухого вещества.
Попытки сделать растения устойчивее к засухе ведутся генными инженерами и селекционерами. Предлагаются и другие методы:
Ученые при разработке методик опираются на опыт ксерофитов. Изучая их строение и обменные процессы, они предлагают способы адаптации культурных растений к неблагоприятным условиям. В результате в сельском хозяйстве появляются устойчивые к засухе сорта.
fb.ru
Ксерофиты — растения засушливых местообитаний, которые в высокой степени обладают способностью к приспособлению процессе онтогенеза к перерывам в водоснабжении. Возможность переносить резко засушливые условия достигается разными физиологическими средствами. Классификация этих растений наиболее полно разработана П.Л. Генкелем. Ксерофиты можно разделить на следующие группы:
vseobiology.ru
Ксерофиты (от греч. xerox — сухой) — растения, приспособившиеся к жизни в засушливых местах. Благодаря пластичности своей организации они сумели адаптироваться к условиям неустойчивого увлажнения и безводным пространствам, довольствуясь минимальным количеством воды. Освоение засушливых местообитаний шло по-разному, поэтому обширная группа ксерофитов экологически очень неоднородна и по морфологическим особенностям подразделена на несколько подгрупп. Бриггс и Г. Шантц (1914) разделили растения засушливых местообитаний (ксерофиты в широком смысле) на три группы (приспособления первых двух дают возможность сохранять мезофит- ную организацию в засушливых местообитаниях).
1. Избегающие засухи (escaping) — пустынные и степные виды с коротким, обычно весенним периодом развития. Безводный период эфемеры переживают в виде семян (например, пустынный мак павлиний — Papaver pavonicum), а эфемероиды — в виде подземных органов (например, тюльпаны — Tulipa, при массовом цветении покрывающие степь яркими коврами).
2. Уклоняющиеся (evading) — виды с мощной поверхностной корневой системой, быстро поглощающей дождевую влагу или развивающие корни, достигающие грунтовых вод (фреатофиты). Например, у верблюжьей колючки (Alhagi camelorum) они проникают на глубину более 15 м (см. рис. 8.4).
3. Выдерживающие засуху (enduring) — настоящие ксерофиты (ксерофиты в узком смысле).
По анатомо-морфологическому строению и характеру адаптаций к засухе настоящие ксерофиты делят на суккуленты и скле- рофиты. Суккуленты (от лат. succulentus — сочный) — многолетние сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой. Коллоиды их цитоплазмы отличаются высокой водоудерживающей способностью, расход воды у них экономный, рост очень медленный. Это обитатели аридных областей, где периодически наступает влажный период, и их поверхностная корневая система способна быстро перехватывать выпадающие осадки, а также росу. В засушливый период боковые корни их отмирают, но способны быстро отрастать при увлажнении. Листья и стебли покрыты толстой кутикулой, количество устьиц небольшое. Фи- зиолого-морфологическая организация позволяет суккулентам длительно поддерживать высокую гидратуру, а обезвоживания они не переносят.
Если запас воды концентрируется в листьях, то это листовые суккуленты. К ним относятся многочисленные виды рода агава (Agava) из засушливых областей Центральной Америки, алоэ (Aloe) из аридных регионов Африки и Мадагаскара. В нашей стране на сухих песчаных прогреваемых местообитаниях встречаются листовые суккуленты семейства Толстянковые: несколько видов рода очиток и молодило (Sedum, Sempervivum, Jovibarba). Среди них есть известные лекарственные растения (очиток розовый — Sedum rosea, или золотой корень, каланхоэ — Kalanchoe daigremontiana, К. pinnata и др.).
Стеблевые суккуленты отличаются сильным развитием водозапасающей ткани в коре и сердцевине стебля. Листья их редуцированы или превращены в колючки. Стеблевыми суккулентами является большинство представителей семейства Кактусовые (Opuntia, Cereus, Cactus и др ), характерного для американских пустынь, и семейства Молочайные из засушливых областей Африки. Сходство в строении и функциях органов африканских молочаев и американских кактусов — классический пример конвергенции: результат одинаково направленных эволюционных процессов в сходных экологических условиях. Кактусовые имеют разнообразные по форме и размерам сочные зеленые безлистные стебли, покрытые колючками и (или) волосками, которые не только защищают растения от поедания животными, но и способствуют конденсации влаги. Стенки эпидермиса стеблей утолщены, покрыты толстым слоем кутикулы. Ребристая поверхность, характерная для некоторых видов, способствует равномерному распределению света и тени. Устьица погружены в гиподерму (слой клеток под эпидермисом). Днем они закрыты и транспирация очень незначительна. Расход воды очень медленный, так как клеточный сок наряду с органическими кислотами и сахарами содержит слизь, способную набухать и удерживать воду. Кактусы накапливают огромные запасы воды: колонновидный Cereus высотой 10 м запасает до 3 000 л воды, 50-килограммовый кактус содержит около 45 кг воды.
eco-rasteniya.ru
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет биологических наук
Кафедра ботаники
Выполнили студенты I курса:
Чепусова Екатерина
Швец Диана
Шецер Вадим
Герасименко Артем
Ростов-на-Дону
Введение 2
Цели 2
Задачи 3
Актуальность 3
Признаки ксерофитов 3
Суккуленты 3
Гемиксерофиты 4
Эвксерофиты 4
Пойкилоксерофиты 6
Эфемеры и эфемероиды 6
Стипаксерофиты 7
Список использованной литературы 7
Дон – это бесконечные степи и луга. Наша флора одна из богатейших в России. Здесь произрастает огромное количество видов растений. Это и гидрофиты, и мезофиты, и конечно же ксерофиты: засухоустойчивые растения.
В условиях нашего климата, растениям требуется умение вырабатывать различные морфологические приспособления к выживанию на территории, при температуре не ниже 25 градусов и недостаточной увлажненности в летний период. В нашем докладе хотелось бы рассказать, какие растения-ксерофиты мы можем встретить в наших краях и показать, как они приспособились к жизни на данной территории.
Цели
а) посмотреть, какие растения-ксерофиты встречаются во флоре Нижнего Дона
б) изучить морфологические особенности данных растений
Задачи
а) собрать теоретический материал по данной теме
б) указать, какие растения-ксерофиты встретились нам во время летней практики
Актуальность
Признаки ксерофитов
Ксерофиты – это растения, произрастающие в местностях с сухим климатом и способные выдерживать длительную засуху и воздействие высоких температур, благодаря комплексу приспособлений и ряду особенностей. Другое их название – засухоустойчивые растения.
По классификации среди ксерофитов выделяют следующие группы растений: суккуленты, гемиксерофиты, эвксерофиты, пойкилоксерофиты, стипоксерофиты. Также сюда можно отнести эфемеры и эфемероиды.
Суккуленты
Характерные признаки суккулентов – сочные мясистые листья, как у алоэ, агавы, бриофиллума, либо увеличенные сочные стебли, например, у кактусов, а также поверхностное расположение корней. Видоизмененные листья или стебли таких растений являются приспособлениями для запасания воды и уменьшения ее потери. Суккуленты устойчивы к перегреву, благодаря повышенной вязкости протоплазмы клеток и большому объему связанной воды в клетках, но не устойчивы к обезвоживанию.
Sempervivum caucasicum - Молодило кавказское
Многолетник. Р. 12—20 см выс.; ст. железисто-пушистые от белых волосков; л. голые или коротко-пушистые, по краю жестко-ресничатые, зеленые, острые, 1.5—3 см дл., 5—10 мм шир.; прицв. линейные, острые, волосистые; цв. ок. 10—15 см в диам., 12—16-членные; чшч. в 2—3 раза короче вн., почти до половины разделенная на острые, ланцетные, волосистые доли; лп. шиловидно-заостренные, коротко железисто-волосистые; плодики расходящиеся, зеленые, железисто волосистые, в числе 12—16.
На песчаниковых, известняковых и сланцевых скалах.
Sedumoppositifolium- Очиток супротиволистный
Многолетник. Корневище ползучее, длинное; корни тонкие, волокнистые; стебли приподнимающиеся, у основания ползучие, со следами опавших листьев, пушистые; плодущие стебли 6 - 15 см длиной, бесплодные короче; листья тонко пушковатые или голые, по краю реснитчатые и узкоперепончатые.
На сухих травянистых, безлесных склонах, преимущественно на южных и щебнистых, на скалах и осыпях; имеет очень широкое вертикальное распространение.
Sedumsubulatum– Очиток шиловидный
Многолетник. Kp. утолщенные, многочисленные, образующие дернину; р. с плодущими и густо олиственными, бесплодными побегами; ст. маловетвистые, приподнимающиеся или восходящие; л. у основания отстоящие, со шпорцем, прямые, голые, сизо-зеленые, 9—11 мм дл., ок. 1.5 мм шир., цельнокрайние.
На каменистых почвах в горах на выс. 1200—2100 м
studfiles.net
КЛАССИФИКАЦИЯ КСЕРОФИТОВ.»
Добродеева М.Л.
201 5 г
План
Эфемероиды
Суккуленты
Введение
Понятие
Мятлик луковичный (Poa bulbosa)
Классификация ксерофитов по П. А. Генкелю
П. А. Генкель
Эфемеры
Малькольмия африканская (Malcolmia africana)
Примеры растений
Веснянка весенняя (Erophila verna)
Крупка дубравная (Draba nemorosa)
Эфемероиды
Хохла́тка (Corýdalis)
Шафра́н (Crócus)
Ря́бчик ша́хматный (Fritillária meleágris)
Растения, запасающие влагу(ложные ксерофиты, по Н. А. Максимову)
Карнегия гигантская (Carnegiea gigantea)
Примеры растений
Молодило русское ( Sempervivum ruthenicum )
Дудлея Дернистая (Dudleya Caespitosa)
Суккуленты
Очиток стелющийся (Sedum humifusum)
Ало́э (Áloë)
Гемиксерофиты(полуксерофиты)
Люце́рна жёлтая (Medicago falcata)
Резак обыкновенный (Falcaria vulgaris)
Эвкали́пт (Eucalýptus)
Эвксерофиты(настоящие ксерофиты)
-расположение устьиц в ямках
-закупоривание устьичных щелей восковыми и
смолистыми пробочками.
Вероника седая (Veronica incana)
Оли́вковое де́рево (Olea europaea )
Дуб про́бковый (Quércus súber)
Пойкилоксерофиты
Куку́шкин лён обыкнове́нный(Polýtrichum commúne)
Стипаксерофиты
Бородач обыкновенный (Bothriochloa ischaemum)
Пыре́й ковылели́стный (Elytrīgia stipifōlia)
Тонконог гребенчатый (Koeleria cristata)
Овсяница овечья (Festuca ovina)
Заключение
Существует множество групп ксерофитов, каждые из которых имеют разнообразные приспособления для борьбы с засухой. Из их краткого обзора видно, что одни растения приспособились переносить засуху активно, а другие- пассивно, уходя от неё.
Используемые источники
multiurok.ru