Адаптація рослин в умовах з різною вологістю

Поряд з морфологічними особливостями в рослин, присвячених до місць із різними умовами зволоженості, виробилися й фізіологічні. Здатність гігрофітів до регуляції водного режиму обмежена: устячка здебільшого широко відкриті, так що транспірація мало відрізняється від фізичного випару. Завдяки безперешкодному потоку води й відсутності захисних пристосувань інтенсивність транспірації дуже висока: у світлових гігрофітів у денний час листи можуть втрачати за годину кількість води, в 4-5 разів перевищуючу масу аркуша. Висока оводненность тканин гігрофітів підтримується в основному за рахунок постійного припливу вологи з навколишнього середовища

Інші характерні фізіологічні риси гігрофітів, обумовлені легкою доступністю вологи, - низьке осмотическое тиск клітинного соку, незначна водоудерживающая здатність, що приводить до швидкої втрати запасів води. Особливо показові для гігрофітів невеликі величини сублетального водного дефіциту: так, для кислици й майника втрата 15%-20% запасу води вже необоротна й веде до загибелі. У деяких випадках у рослин сильно зволожених місцеперебувань виникає необхідність видалення надлишку вологи. Звичайно, це буває, коли ґрунт добре прогрітий і корінь активно всмоктують воду, а транспірація відсутня (наприклад, ранком або при тумані, коли вологість повітря 100%). Надлишкова волога віддаляється шляхом гуттации - виділення води через спеціальні видільні клітки, розташовані по краї або на вістря аркуша

Ксерофіти володіють поруч різноманітних фізіологічних адаптаций, що дозволяють їм успішно витримувати недолік вологи

У ксерофітів звичайно підвищений осмотическое тиск клітинного соку, що дозволяє всмоктувати воду навіть при більших водоотнимающих силах ґрунту, тобто використовувати не тільки легкодоступну, але й важкодоступну ґрунтову вологу. Воно виміряється тисячами кПа, а в деяких пустельних чагарників зареєстровані цифри, що досягають 10000-30000 кПа.

Віддавна пильну увагу залучала проблема витрати води ксерофітами на транспірацію. Здавалося б, численні анатомічні пристосування, що досить надійно захищають наземні частини ксерофітів від сильного випару, повинні сприяти значному зниженню транспірації. Однак з’ясувалося, що в дійсності це не так. При достатнім водопостачанні більшість ксерофітів мають досить високу транспірацію, але при настанні посушливих умов, вони сильно скорочують її. При цьому відіграє роль і закривання устячок, і сильне зневоднювання аркуша при що починається подвядании. Безсумнівно, анатомо-морфологічні пристосування мають певне значення, але основну роль у посухостійкості ксерофітів у цей час відводять фізіологічним механізмам

До числа цих механізмів належить висока водоудерживающая здатність тканин і кліток, обумовлена поруч фізіологічних і біохімічних особливостей

Велике значення для виживання ксерофітів при різкому недоліку вологи має їхня здатність переносити глибоке зневоднювання тканин без втрати життєздатності й здатності відновлення нормального змісту води в рослині при поновленні сприятливих умов. Ксерофіти здатні втратити до 75% усього водного запасу й, проте, залишитися живими. Яскравим прикладом щодо цього служать пустельні рослини, які влітку висихають до стану, близького до повітряно-сухого, і впадають в анабіоз, але після дощів відновляють ріст і розвиток

Ще одна система адаптаций, що забезпечують виживання ксерофітів в аридних умовах, - вироблення сезонних ритмів, що дають можливість рослинам використовувати для вегетації найбільш сприятливі періоди року й різко скоротити життєдіяльність під час посухи. Так, в областях зі средиземноморским кліматом з різко вираженим літнім сухим періодом багато хто ксерофильние види мають “двотактний” ритм сезонного розвитку: весняна вегетація переміняється літнім спокоєм, під час якого рослини скидають листя й знижують інтенсивність фізіологічних процесів; у період осінніх дощів вегетація відновляється, і потім уже треба зимовий спокій. Подібне явище спостерігається й у рослин сухих степів у середині й кінці літа: втрата частини листової поверхні, припинення розвитку, сильне зневоднювання тканин і т.д. Такий стан, що одержав назву напівспокою, триває аж до осінніх дощів, після яких у степових ксерофітів починають відростати листи

Фізіологічні адаптації суккулентов настільки своєрідні, що їх необхідно розглянути окремо.

Основний спосіб подолання посушливих умов у суккулентов - нагромадження більших запасів води в тканинах і вкрай ощадлива її витрата. В умовах жаркого й сухого клімату весь водний запас міг би бути швидко розтрачений, але рослини мають захисні пристосування, спрямовані до скорочення транспірації. Одне з них - своєрідна форма надземних частин суккулентов. На додаток до цього в багатьох суккулентов поверхня захищена восковим нальотом опушенням, хоча є й суккуленти з тонким не захищеним епидермисом. Устячка дуже нечисленні, часто занурені в тканину аркуша або стебла. Удень устячка звичайно закриті, і втрата води йде в основному через покривні тканини

Транспірація в суккулентов надзвичайно мала. Її важко вловити за короткий період і доводиться визначати витрата води не за годину, а за добу або за тиждень. Водоудерживающая здатність тканин суккулентов значно вище, ніж в інших рослин екологічних груп, завдяки змісту в клітках гідрофільних речовин. Тому й без доступу вологи суккуленти витрачають водний запас дуже повільно й довго зберігають життєздатність навіть вгербарии.

В аридних умовах виникають і інші труднощі для життя суккулентов, обумовлені обмеженнями, що випливають із особливостей водного способу життя цих рослин. Сильне нагрівання Масивних надземних органів суккулентов відбувається через слабку транспірацію й, як наслідок, поганої терморегуляції

У суккулентов є свій особливий шлях фотосинтезу, що відрізняється використанням продуктів подиху як джерела вуглекислоти, частково. У несприятливих умовах рослини частково використовують принцип замкнутої системи з реутилізацією відходів метаболізму. Ці складності пов’язані з тим, що, удень устячка суккулентов звичайно закриті, а вночі відкриваються. Тому доступ вуглекислоти й світла не збігаються в часі

Внаслідок перерахованих обмежень інтенсивність фотосинтезу суккулентов невеликі, тому ріст і нагромадження маси йдуть дуже повільно. У результаті вони відрізняються невисокою біологічною продуктивністю й ростуть, в основному, по одинаку

Мезофіти по всіх параметрах займають проміжну позицію. Це підтверджується також фізіологічними показниками водного режиму. Вони відрізняються помірними величинами осмотического тиску, змістом води в листах, граничним водним дефіцитом. Величина транспірації, найбільше залежить від умов освітленості й інших елементів мікро клімату. Мезофитние культури мають високу пристосовність до умов навколишнього середовища. Потрапляючи в умови з різним ступенем вологості ґрунту й атмосфери, даний вид рослин у сухих умовах здобуває більше ксероморфние, а у вологих - більше гигроморфние риси

Навіть одна рослина, частини якого перебувають у трохи різних кліматичних умовах проявляє зазначену пластичність. Приміром, у дерев на узліссі лісу листи на стороні, зверненої убік лісу, мають більше тіньовий характер у порівнянні із трохи ксероморфними листами зовнішньої сторони дерева (див. табл. 1). Листи, що ростуть на різних висотах, однієї рослини мають різний ступінь водопостачання, тому що надходження води у верхні частини пов’язане з подоланням великого опору. Крім того, верхні листи дерев, як правило, перебувають в умовах іншого мікроклімату, ніж нижні

Табл.1. Розходження фізіологічних-анатомо-фізіологічних показників листів на різних сторонах крони дерева, що росте на узліссі лісу.

I - сторона, звернена до лісу, II - сторона, звернена до галявини

Pages: 1 2

Збережи - » Адаптація рослин в умовах з різною вологістю . З'явився готовий твір.