Адаптации растений к различным факторам окружающей среды

Температурные адаптации

  1. Холодостойкость растений

    Устойчивость растений к небольшим температурам подразделяют на морозоустойчивость и холодостойкость. Под холодостойкостью подразумевают способность растений выдерживать положительные температуры немножко выше О С. Холодостойкость присуща растениям умеренной зоны (овес, вика, лен и др.). Тропические и субтропические растения повреждаются и отмирают при температуре от 0 до 10 С (хлопчатник, кофе, огурец и др.). Для большинства аграрных растений небольшие положительные температуры негубительны. Обьясняют это тем, что при остывании ферментативные аппараты растений не расстраиваются, не уменьшается устойчивость к грибным болезням и вообще не случается заметных повреждений у растений.

  2. Морозоустойчивость растений

    Морозоустойчивость — это способность растений выдерживать температуру ниже $0^\circ \ C$, очень низкие отрицательные температуры. Морозоустойчивое растение способно предотвращать или понижать воздействие низких отрицательных температур. Морозы в период зимы с температурой ниже $-20^\circ \ C$ обыкновенны для существенной части территории России. Растения терпят условия зимы в разнообразные периоды онтогенеза.

Получи деньги за свои студенческие работы Курсовые, рефераты или другие работы

Видео

Растения приспособились давать урожаи в теплицах

В теплицах, где условия освещенности часто бывают хуже, чем в открытом грунте (из-за затенения покрытием, отсутствия отдельных частей спектра), фотосинтез в целом протекает менее интенсивно, чем в открытом грунте.

Но тепличные растения приспособились его компенсировать за счет более развитой листовой поверхности и большого содержания в листьях хлорофилла.

В нормальных условиях роста для увеличения растительной массы и формирования урожая у культур все происходит согласованно и приспособлено к тому, чтобы получение веществ от фотосинтеза было больше, чем их расход на дыхание.

Спящие почки — защита от заморозков

На случай гибели растений от заморозка при сильной корневой системе у них пробуждаются спящие почки, которые в обычных условиях никак бы себя не проявили.

Развивающиеся новые побеги зачастую позволяют получать урожаи не хуже, чем без такого стресса.

Спящие почки помогают растениям выправиться также при отравлении части листовой массы (аммиачном и др.) Для защиты от токсичного действия аммиака растение вырабатывает дополнительное количество органических кислот и сложных азотных соединений, которые и помогают восстановлению жизнедеятельности.

При всяких резких изменениях среды (стрессовых ситуациях) в растениях усиливаются системы и механизмы, позволяющие им более рационально использовать имеющиеся биологические ресурсы.

Они и позволяют продержаться, как говорится, до лучших времен.

Ñëîâàðü

Ãåíîòèï — ãåíåòè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà îòäåëüíîãî îðãàíèçìà, ñïåöèôè÷åñêèé íàáîð ãåíîâ, êîòîðûé îí íåñåò.

Äåíàòóðàöèÿ — õàðàêòåðíîå äëÿ áåëêîâûõ âåùåñòâ èçìåíåíèå èõ ñòðîåíèÿ è åñòåñòâåííûõ ñâîéñòâ ïðè èçìåíåíèè ôèçè÷åñêèõ è õèìè÷åñêèõ óñëîâèé ñðåäû: ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû, èçìåíåíèè êèñëîòíîñòè ðàñòâîðà è äð. Îáðàòíûé ïðîöåññ íàçûâàåòñÿ ðåíàòóðàöèåé.

Ìåòàáîëèçì — ýòî îáìåí âåùåñòâ, õèìè÷åñêèå ïðåâðàùåíèÿ, ïðîòåêàþùèå îò ìîìåíòà ïîñòóïëåíèÿ ïèòàòåëüíûõ âåùåñòâ â æèâîé îðãàíèçì äî ìîìåíòà, êîãäà êîíå÷íûå ïðîäóêòû ýòèõ ïðåâðàùåíèé âûäåëÿþòñÿ âî âíåøíþþ ñðåäó.

Îñìîðåãóëÿöèÿ — ýòî ñîâîêóïíîñòü ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ è ôèçèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ îòíîñèòåëüíîå ïîñòîÿíñòâî îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ (ÎÄ) æèäêîñòåé âíóòðåííåé ñðåäû.

Ïðîòîïëàçìà — ñîäåðæèìîå æèâîé êëåòêè, âêëþ÷àÿ å¸ ÿäðî è öèòîïëàçìó; ìàòåðèàëüíûé ñóáñòðàò æèçíè, æèâîå âåùåñòâî, èç êîòîðîãî ñîñòîÿò îðãàíèçìû.

Òèëàêîèäû — îãðàíè÷åííûå ìåìáðàíîé êîìïàðòìåíòû âíóòðè õëîðîïëàñòîâ è öèàíîáàêòåðèé.  òèëàêîèäàõ ïðîèñõîäÿò ñâåòîçàâèñèìûå ðåàêöèè ôîòîñèíòåçà.

Óñòüèöå — ùåëåâèäíîå îòâåðñòèå (óñòüè÷íàÿ ùåëü) â ýïèäåðìèñå íàäçåìíûõ îðãàíîâ ðàñòåíèé è äâå îãðàíè÷èâàþùèå åãî (çàìûêàþùèå) êëåòêè.

Ôèòîôàãè — ðàñòèòåëüíîÿäíûå æèâîòíûå, ê êîòîðûì îòíîñÿòñÿ òûñÿ÷è âèäîâ íàñåêîìûõ è äðóãèõ áåñïîçâîíî÷íûõ à òàêæå êðóïíûõ è ìåëêèõ ïîçâîíî÷íûõ.

Ôèòîíöèäû — ýòî îáðàçóåìûå ðàñòåíèÿìè áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûå âåùåñòâà, óáèâàþùèå èëè ïîäàâëÿþùèå ðîñò è ðàçâèòèå áàêòåðèé, ìèêðîñêîïè÷åñêèõ ãðèáîâ, ïðîñòåéøèõ.

Ôîòîñèíòåç — îáðàçîâàíèå îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ çåëåíûìè ðàñòåíèÿìè è íåêîòîðûìè áàêòåðèÿìè ñ èñïîëüçîâàíèåì ýíåðãèè ñîëíå÷íîãî ñâåòà.  õîäå ôîòîñèíòåçà ïðîèñõîäèò ïîãëîùåíèå èç àòìîñôåðû äèîêñèäà óãëåðîäà è âûäåëåíèå êèñëîðîäà.

Различные варианты

Отдельным видам живых растений приходится расти в тех регионах, где постоянно очень низкие температуры, короткое лето, поэтому период вегетации непродолжителен. Однако сама природа наделила их особенностями, которые помогают справляться с этими факторами. Некоторые растения относятся к морозоустойчивым — способным переносить температурный режим ниже 0 °C. Основные способы:

  • При низких температурах развитие прекращается или замедляется, растения таким образом начинают экономить тепло.
  • Сбрасывают листья.
  • У хвойных видов происходит засмоление почек.
  • Образуется защитный слой — кутикула.

Нередко в регионах с суровыми зимами растительность представлена карликовыми видами (березы, ивы). Высота деревьев совпадает с размерами снежного покрова, который и образует защиту от морозов. Аналогичным способом пережить холода пользуются и стелющиеся виды.

Различные формы приобретает приспособленность растений к среде обитания. Представители флоры, произрастающие в тундре, выработали собственные механизмы адаптации. Прежде всего, условия среды обусловили видовую специфику: в тундре преобладают мхи и лишайники, деревьев нет, а цветковые растения представлены травами, кустарниками и кустарничками.

Последние отличаются карликовостью. Например, в тундре произрастают карликовые ива и береза, морошка, голубика, черника, водяника, кассандра. Формы могут быть как листопадные, так и хвойные. Особенность растений этой среды — крупные цветки яркого окраса. Поскольку лето очень короткое, время цветения совпадает, поэтому в теплый период тундра становится очень живописной и разноцветной. Основные способы выживания:

  • Способность замерзать с плодами или цветками.
  • Живорождение: появление луковичек либо клубеньков вместо цветков.
  • Мелкие листья помогают замедлить испарение влаги.
  • Густое опушение стеблей выполняет эту же функцию.

Морозоустойчивость растений сформировалась в результате онтогенеза, жизненный цикл их находится в непосредственной связи с сезонными ритмами, температурным и световым режимами.

Устойчивость к жаре

При повышенных температурах воздуха избыточное тепло действует на организмы растительного мира аналогично, как перегрев тела человека: появляется обезвоживание, солнечные ожоги, иссушение, что приводит к разрушению белка клеток и последующей гибели. Однако благодаря механизмам адаптации растения научились выживать даже в засушливом пустынном и полупустынном климатах. Особенности таковы:

  • Активное испарение влаги, помогающее ускорить ее циркуляцию от корней к листьям.
  • Накопление в цитоплазме органических кислот и иных защитных веществ.
  • Смещение периода вегетации (активной жизнедеятельности) на более благоприятное время. Например, растения степей и пустынь начинают рост весной, до наступления летнего зноя он завершается.

Наблюдаются и изменения в строении: листья таких растений обладают блеском, более светлые, что помогает отражать солнечные лучи, нередко расположены вертикально или свернуты в трубку, благодаря чему теряют меньше жидкости.

Основные способы, помогающие растениям выжить в условиях пустыни:

Особенность Краткая характеристика
Корневая система Является глубокой, благодаря длинному корню растения способны получать влагу из глубинных слоев почвы, где проходят грунтовые воды. Такие растения носят название фреатофитов. Пример — мескитовое дерево, корни которого имеют длину более 20 метров. Второй вариант — очень короткие, но раскидистые корни (у кактусов), позволяющие в сезон дождей впитывать максимальное количество влаги.
Стебель Способны хранить влагу в любой части, в том числе в стеблях. К примеру, кактус запасает ее в своих сочных филлокладиях — стеблях. Восковое покрытие препятствует испарению.
Листья Небольшие по размеру. Покрыты восковым налетом. Многие виды трансформировали листья в колючки или шипы.

Большое количество многолетников пустынь и полупустынь способно оставаться неактивными в самые знойные засушливые месяцы, а активную жизнедеятельность начинают в период дождей. Именно поэтому жизненный цикл у них проходит очень быстро.

Луг и степь

То, как растения луга приспособлены к условиям жизни, изучено исследователями достаточно глубоко. Эти виды способны функционировать в условиях солнечной радиации. Вот почему среди них много симбионтов и полупаразитов, предпочитающих совместный образ жизни с «донорами». Основным способом размножения являются семена. Многолетники и двулетние растения образуют прикорневую листовую розетку в первый год жизни, генеральные же побеги у них формируются на второй год, после зимовки.

Другие особенности:

  • Подземные побеги видоизменены в корневища.
  • Корневая система разнообразна, может быть стержневой, луковичной, мочковатой. Как правило, корни различных видов располагаются на разных ярусах, чтобы не создавать конкуренции друг другу.
  • Наличие особых органов размножения: ползучих побегов, корневых отпрысков, столонов.

При увеличении влажности луговое сообщество становится болотным. При снижении же — степным.

Черты приспособленности к среде обитания растений степи также многообразны. Они имеют мощную корневую систему — длинный корень помогает добывать глубинные воды. Кроме того, сильно испаряют влагу, что является защитой от перегревания. Листья некоторых узкие, другие же (например, полынь или степная астра) имеют густое опушение или восковой налет.

Водные условия

Приспособления растений к водной среде обитания разнообразны. Например, группа гидетофитов полностью погружена в жидкость, поэтому получает только часть солнечных лучей. Именно поэтому такие растения являются теневыносливыми, а поверхность их органов увеличена.

По берегам водоемов растут гидрофиты, их корни и корневища, а также часть стебля погружена в воду. Они выживают благодаря тому, что наделены межклеточными промежутками, осуществляющими доставку кислорода к тем органам, которые погружены под воду.

Следующая группа растений — гигрофиты, они приспособлены к нормальному функционированию в условиях избыточной влажности. Их листья покрывает тонкий слой кутикулы, а за счет широких межклетников обеспечивается достаточная поверхность испарения.

Другие интересные признаки:

  • Часто отсутствуют сосудистые пучки или они недоразвиты.
  • Преобладание вегетативного размножения.
  • Листья перистые, тонкие.
  • Стебель часто узкий, но очень длинный.

Основная часть высших водных растений является многолетниками, при зимовке опускается на дно своего места обитания, переживает холода в виде клубней, корневищ и зимующих почек.

Теги