Adaptácie vyšších rastlín na podmienky prostredia. Zhrnutie: Adaptácia rastlín na prostredie. s pomocou vody
Adaptabilita ontogenézy rastlín na podmienky prostredia je výsledkom ich evolučného vývoja (variabilita, dedičnosť, selekcia). Počas fylogenézy každého rastlinného druhu, v procese evolúcie, sa vyvinuli určité potreby jednotlivca na podmienky existencie a adaptability na ekologickú niku, ktorú zaberá. Tolerancia vlhka a tieňa, tepelná odolnosť, mrazuvzdornosť a ďalšie ekologické vlastnosti konkrétnych druhov rastlín sa vytvorili v priebehu evolúcie ako výsledok dlhodobého vystavenia vhodným podmienkam. Takže teplomilné rastliny a rastliny krátky deň typické pre južné zemepisné šírky, menej náročné na teplo a rastliny dlhého dňa - pre severné.
V prírode, v jednej geografickej oblasti, každý rastlinný druh zaberá ekologickú niku zodpovedajúcu jeho biologickým vlastnostiam: vlhkomilný - bližšie k vodným útvarom, odolný voči tieňom - pod lesným baldachýnom atď. Dedičnosť rastlín sa vytvára pod vplyvom určitých environmentálnych podmienok. Dôležité sú aj vonkajšie podmienky ontogenézy rastlín.
Vo väčšine prípadov rastliny a plodiny (výsadby) poľnohospodárskych plodín, ktoré sú vystavené pôsobeniu určitých nepriaznivých faktorov, vykazujú odolnosť voči nim v dôsledku prispôsobenia sa podmienkam existencie, ktoré sa historicky vyvinuli, čo poznamenal K. A. Timiryazev.
1. Základné životné prostredie.
Pri štúdiu životného prostredia (biotop rastlín a živočíchov a ľudských výrobných činností) sa rozlišujú tieto hlavné zložky: ovzdušie prostredie; vodné prostredie (hydrosféra); fauna (ľudia, domáce a voľne žijúce zvieratá vrátane rýb a vtákov); flóra (pestované a voľne rastúce rastliny vrátane rastlín rastúcich vo vode), pôda (vegetačná vrstva), podložie (vrchná časť zemskej kôry, v ktorej je možná ťažba); klimatické a akustické prostredie.
Vzduchové prostredie môže byť vonkajšie, v ktorom väčšina ľudí trávi menšiu časť svojho času (do 10-15%), vnútorné výrobné (človek v ňom trávi až 25-30% času) a vnútorné obytné, kde ľudia zostávajú väčšinu času (až 60 -70 % alebo viac).
Vonkajší vzduch na zemskom povrchu obsahuje objemovo: 78,08 % dusíka; 20,95 % kyslíka; 0,94 % inertných plynov a 0,03 % oxidu uhličitého. Vo výške 5 km zostáva obsah kyslíka rovnaký, zatiaľ čo dusík sa zvyšuje na 78,89%. Vzduch na povrchu zeme má často rôzne nečistoty, najmä v mestách: tam obsahuje viac ako 40 zložiek, ktoré sú cudzie prirodzenému ovzdušiu. Vnútorný vzduch v obydliach má spravidla
zvýšený obsah oxidu uhličitého a vnútorný vzduch priemyselných priestorov zvyčajne obsahuje nečistoty, ktorých charakter je daný technológiou výroby. Spomedzi plynov sa uvoľňuje vodná para, ktorá sa v dôsledku vyparovania zo Zeme dostáva do atmosféry. Väčšina (90 %) je sústredená v najnižšej päťkilometrovej vrstve atmosféry, s výškou jej množstvo veľmi rýchlo klesá. Atmosféra obsahuje množstvo prachu, ktorý sa tam dostáva z povrchu Zeme a čiastočne aj z vesmíru. Počas silných vĺn vetry zachytávajú vodnú hmlu z morí a oceánov. Z vody sa tak dostávajú častice soli do atmosféry. Následkom sopečných erupcií, lesných požiarov, práce priemyselné zariadenia atď. vzduch je znečistený produktmi nedokonalého spaľovania. Najviac prachu a iných nečistôt je v prízemnej vrstve vzduchu. Aj po daždi obsahuje 1 cm asi 30 tisíc prachových častíc a v suchom počasí je ich v suchom počasí niekoľkonásobne viac.
Všetky tieto drobné nečistoty ovplyvňujú farbu oblohy. Molekuly plynov rozptyľujú krátkovlnnú časť spektra slnečného lúča, t.j. fialová a modré lúče. Preto poobede obloha modrá farba. A častice nečistôt, ktoré sú oveľa väčšie ako molekuly plynu, rozptyľujú svetelné lúče takmer všetkých vlnových dĺžok. Preto, keď je vzduch prašný alebo obsahuje kvapky vody, obloha sa stáva belavá. Vo vysokých nadmorských výškach je obloha tmavofialová až čierna.
V dôsledku fotosyntézy, ktorá prebieha na Zemi, tvorí vegetácia ročne 100 miliárd ton organických látok (asi polovicu tvoria moria a oceány), pričom asimiluje asi 200 miliárd ton oxidu uhličitého a uvoľňuje asi 145 miliárd ton životné prostredie. voľný kyslík, predpokladá sa, že v dôsledku fotosyntézy sa tvorí všetok kyslík v atmosfére. O úlohe zelených plôch v tomto cykle vypovedajú nasledujúce údaje: 1 hektár zelených plôch vyčistí vzduch o 8 kg oxidu uhličitého v priemere za 1 hodinu (200 ľudí vypustí za tento čas pri dýchaní). Dospelý strom uvoľní 180 litrov kyslíka denne a za päť mesiacov (od mája do septembra) absorbuje asi 44 kg oxidu uhličitého.
Množstvo uvoľneného kyslíka a absorbovaného oxidu uhličitého závisí od veku zelených plôch, druhového zloženia, hustoty výsadby a ďalších faktorov.
Rovnako dôležité sú morské rastliny – fytoplanktón (hlavne riasy a baktérie), ktoré uvoľňujú kyslík prostredníctvom fotosyntézy.
Vodné prostredie zahŕňa povrchové a podzemné vody. Povrchové vody sú sústredené najmä v oceáne, s obsahom 1 miliardy 375 miliónov kubických kilometrov – asi 98 % všetkej vody na Zemi. Povrch oceánu (vodná plocha) je 361 miliónov štvorcových kilometrov. Je to asi 2,4 krát viac plochy zem - územie zaberajúce 149 miliónov štvorcových kilometrov. Voda v oceáne je slaná a väčšina z nej (viac ako 1 miliarda kubických kilometrov) si zachováva konštantnú slanosť okolo 3,5 % a teplotu okolo 3,7 °C. Znateľné rozdiely v slanosti a teplote sú pozorované takmer výlučne na povrchu vrstve vody, a tiež v okrajových a najmä v Stredozemných moriach. Obsah rozpusteného kyslíka vo vode výrazne klesá v hĺbke 50-60 metrov.
Podzemná voda môže byť slaná, brakická (nižšia slanosť) a čerstvá; existujúce geotermálne vody majú zvýšenú teplotu (viac ako 30ºC).
Na výrobnú činnosť ľudstva a jeho potreby v domácnosti je potrebná sladká voda, ktorej množstvo tvorí len 2,7 % z celkového objemu vody na Zemi a jej veľmi malý podiel (iba 0,36 %) je dostupný na miestach, ktoré sú ľahko dostupné na extrakciu. Väčšina sladkej vody sa nachádza v snehu a sladkovodných ľadovcoch, ktoré sa nachádzajú predovšetkým v oblasti Antarktického kruhu.
Ročný globálny riečny odtok sladkej vody je 37,3 tisíc kubických kilometrov. Okrem toho časť podzemnej vody, rovných 13 tisíc kubických kilometrov. Žiaľ, väčšina toku rieky v Rusku v objeme asi 5 000 kubických kilometrov pripadá na okrajové a riedko osídlené severné územia.
Klimatické prostredie je dôležitým faktorom určujúcim vývoj rôzne druhy zviera, flóry a jej plodnosti. Charakteristickým znakom Ruska je, že väčšina jeho územia má oveľa chladnejšie podnebie ako v iných krajinách.
Zahrnuté sú všetky uvažované zložky životného prostredia
BIOSFÉRA: obal Zeme vrátane časti atmosféry, hydrosféra a vrchná časť litosféry, ktoré sú vzájomne prepojené zložitými biochemickými cyklami migrácie hmoty a energie, geologický obal Zeme, obývaný živými organizmami. Horná hranica života biosféry je obmedzená intenzívnou koncentráciou ultrafialových lúčov; nižšia - vysoká teplota zemského vnútra (nad 100`C). Jej krajné hranice dosahujú len nižšie organizmy – baktérie.
Adaptácia (adaptácia) rastliny na špecifické podmienky prostredia je zabezpečená fyziologickými mechanizmami (fyziologická adaptácia) a v populácii organizmov (druhov) - v dôsledku mechanizmov genetickej variability, dedičnosti a selekcie (genetická adaptácia). Faktory prostredia sa môžu pravidelne a náhodne meniť. Pravidelne sa meniace podmienky prostredia (zmena ročných období) vyvíjajú v rastlinách genetickú adaptáciu na tieto podmienky.
V prirodzených podmienkach rastu alebo pestovania druhu, v priebehu svojho rastu a vývoja, často pociťujú vplyv nepriaznivých faktorov prostredia, medzi ktoré patria kolísanie teplôt, sucho, nadmerná vlhkosť, zasolenosť pôdy a pod. schopnosť prispôsobiť sa meniacim sa podmienkam.podmienky prostredia v medziach určených jeho genotypom. Čím vyššia je schopnosť rastliny meniť metabolizmus v súlade s prostredím, tým väčšia je rýchlosť reakcie táto rastlina a lepšia schopnosť k adaptácii. Táto vlastnosť rozlišuje odolné odrody poľnohospodárskych plodín. Mierne a krátkodobé zmeny faktorov prostredia spravidla nevedú k výraznejším poruchám fyziologických funkcií rastlín, čo je spôsobené ich schopnosťou udržiavať relatívne stabilný stav v meniacich sa podmienkach prostredia, t.j. udržiavať homeostázu. Prudké a dlhotrvajúce nárazy však vedú k narušeniu mnohých funkcií rastliny a často k jej smrti.
Vplyvom nepriaznivých podmienok môže pokles fyziologických procesov a funkcií dosiahnuť kritickú úroveň, ktorá nezabezpečí realizáciu genetického programu ontogenézy, narušenia energetického metabolizmu, regulačných systémov, metabolizmu bielkovín a iných životných funkcií rastlinného organizmu. Keď je rastlina vystavená nepriaznivým faktorom (stresorom), vzniká v nej stresový stav, odchýlka od normy – stres. Stres je všeobecná nešpecifická adaptačná reakcia organizmu na pôsobenie akýchkoľvek nepriaznivých faktorov. Existujú tri hlavné skupiny faktorov, ktoré spôsobujú stres v rastlinách: fyzikálne - nedostatočná alebo nadmerná vlhkosť, svetlo, teplota, rádioaktívne žiarenie, mechanická záťaž; chemické - soli, plyny, xenobiotiká (herbicídy, insekticídy, fungicídy, priemyselný odpad atď.); biologické - poškodenie patogénmi alebo škodcami, konkurencia s inými rastlinami, vplyv živočíchov, kvitnutie, dozrievanie plodov.
Vo vyšších rastlinách je voda prijímaná z pôdy koreňovým systémom, prenášaná spolu s rozpustenými látkami do jednotlivých orgánov a buniek a vylučovaná transpirácia. V metabolizme vody vo vyšších rastlinách pri fotosyntéze sa spotrebuje asi 5 % vody, zvyšok ide na kompenzáciu vyparovania a udržiavanie osmotického tlaku.
Voda prichádzajúca z pôdy do rastlín sa takmer úplne vyparí cez povrch listov. Tento jav sa nazýva transpirácia. transpirácia - ojedinelý jav v suchozemských ekosystémoch, ktorý zohráva významnú úlohu v energetike ekosystémov. Rast rastlín vo veľkej miere závisí od transpirácie. Ak je vlhkosť vzduchu príliš vysoká, ako napríklad v tropickom lese, kde sa relatívna vlhkosť blíži k 100 %, stromy omráčia. V týchto lesoch je väčšina vegetácie zastúpená epifytmi, zrejme kvôli nedostatku „transpiračného ťahu“.
Pomer rastu rastlín (čistá produkcia) k množstvu transpirovanej vody sa nazýva účinnosť transpirácie. Vyjadruje sa v gramoch sušiny na 1000 g transpirovanej vody. Pre väčšinu druhov poľnohospodárskych plodín a divo rastúcich druhov rastlín je účinnosť transpirácie rovná alebo menšia ako 2. U rastlín odolných voči suchu (cirok, proso) je 4. V púštnej vegetácii nie je oveľa vyššia, keďže ich adaptácia je neprejavuje sa v znížení transpirácie, ale v schopnosti zastaviť rast v neprítomnosti vody. V období sucha tieto rastliny zhadzujú listy alebo ako kaktusy počas dňa uzatvárajú prieduchy.
Rastliny suchého podnebia sa prispôsobujú morfologickým zmenám, redukcii vegetatívnych orgánov, najmä listov.
Zvieracie úpravy
|
Zvieratá strácajú vlhkosť odparovaním, ako aj vylučovaním konečných produktov metabolizmu. Strata vody u zvierat je kompenzovaná jej príjmom s jedlom a nápojmi. (n napr. väčšina obojživelníkov, niektorý hmyz a roztoče). Väčšina púštnych zvierat nikdy nepije, svoje potreby uspokojujú vodou z potravy. Iní ho absorbujú cez kožu tela v kvapalnom alebo parnom stave.. |
|
V nepriaznivých podmienkach si zvieratá často samy regulujú svoje správanie tak, aby sa vyhli nedostatku vlahy: sťahujú sa na miesta chránené pred vysychaním, vedú nočný spôsob života. Mnohé živočíchy neopúšťajú podmáčané biotopy. Ostatné zvieratá dostávajú vodu v procese oxidácie tukov. Napríklad ťava, a hmyz - ryža a chochlačka a iné. |
Klasifikácia organizmov vo vzťahu k vlhkosti prostredia
Hydatofyty sú vodné rastliny.
Hydrofyty sú suchozemsko-vodné rastliny.
Hygrofyty sú suchozemské rastliny, ktoré žijú v podmienkach vysokej vlhkosti.
Mezofyty sú rastliny, ktoré rastú v miernej vlhkosti.
Xerofyty sú rastliny, ktoré rastú s nedostatočnou vlhkosťou. Tie sa zase delia na:
Sukulenty sú sukulentné rastliny (kaktusy).
Sklerofyty sú rastliny s úzkymi a malými listami a zložené do tubulov.
zrážky,úzko súvisia s vlhkosťou vzduchu, sú výsledkom kondenzácie a kryštalizácie vodnej pary vo vysokých vrstvách atmosféry. V povrchovej vrstve vzduchu sa tvorí rosa a hmla a pri nízkych teplotách sa pozoruje kryštalizácia vlhkosti - padá mráz.
Jednou z hlavných fyziologických funkcií každého organizmu je udržiavanie primeranej hladiny vody v tele. V procese evolúcie si organizmy vyvinuli rôzne úpravy na získavanie a hospodárne využívanie vody, ako aj na obdobie sucha. Niektoré púštne živočíchy získavajú vodu z potravy, iné oxidáciou včas uložených tukov (napríklad ťava, schopná zo 100 g tuku biologickou oxidáciou získať 107 g metabolickej vody); zároveň majú minimálnu vodnú priepustnosť vonkajšej vrstvy tela, prevažne nočný spôsob života a pod. Pri periodickej suchosti je charakteristický prechod do kľudového stavu s minimálnou rýchlosťou metabolizmu. Suchozemské rastliny získavajú vodu hlavne z pôdy. Nízke zrážky, rýchle odvodnenie, intenzívne vyparovanie alebo kombinácia týchto faktorov vedie k vysychaniu a nadmerná vlhkosť vedie k podmáčaniu a podmáčaniu pôd.
Vlahová bilancia závisí od rozdielu medzi množstvom zrážok a množstvom vody odparenej z povrchov rastlín a pôdy, ako aj transpiráciou.
4. Vplyv koncentrácie biogénnych prvkov, slanosti, pH, plynného zloženia prostredia, prúdov a vetra, gravitácie, elektromagnetických polí na organizmy.
Biogénne prvky chemické prvky, ktoré sú neustále zahrnuté v zložení organizmov a majú určitý biologický význam. V prvom rade je to kyslík (tvorí 70 % hmotnosti organizmov), uhlík (18 %), vodík (10 %), vápnik, dusík, draslík, fosfor, horčík, síra, chlór, sodík a železo. Tieto prvky sú súčasťou všetkých živých organizmov, tvoria ich objem a zohrávajú dôležitú úlohu v životných procesoch.
Mnohé prvky majú veľký význam len pre určité skupiny živých bytostí (napríklad bór je potrebný pre rastliny, vanád pre ascidíny atď.). Obsah určitých prvkov v organizmoch závisí nielen od ich druhových vlastností, ale aj od zloženia prostredia, potravy (najmä u rastlín - od koncentrácie a rozpustnosti určitých pôdnych solí), ekologických vlastností organizmu a iných faktory. Prvky, ktoré sú neustále obsiahnuté v organizmoch cicavcov, možno podľa ich vedomostí a významu rozdeliť do 3 skupín: prvky, ktoré sú súčasťou biologicky aktívnych zlúčenín (enzýmy, hormóny, vitamíny, pigmenty), sú nepostrádateľné; prvky, ktorých fyziologická a biochemická úloha je málo pochopená alebo neznáma.
Slanosť
Výmena vody je úzko spojená s výmenou soli. Má osobitný význam pre vodné organizmy ( hydrobionty).
Všetky vodné organizmy sú charakterizované prítomnosťou vodopriepustných vrstiev tela, preto je rozdiel v koncentrácii solí rozpustených vo vode a solí, ktoré určujú osmotický tlak v bunkách tela, prúd. vytvára osmotický Smeruje k väčšiemu tlaku .
Hydrobionty žijúce v morských a sladkovodných ekosystémoch vykazujú výrazné rozdiely v prispôsobení sa koncentrácii solí rozpustených vo vodnom prostredí.
Vo väčšine morských organizmov je koncentrácia intracelulárnej soli blízka koncentrácii v morskej vode.
Akákoľvek zmena vonkajšej koncentrácie vedie k pasívnej zmene osmotického prúdu.
Vnútrobunkový osmotický tlak sa mení podľa zmeny koncentrácie solí vo vodnom prostredí. Takéto organizmy sa nazývajú poikiloosmotický.
Zahŕňajú všetky nižšie rastliny(vrátane modrozelených rias - cyanobaktérií), väčšina morských bezstavovcov.
Rozsah tolerancie voči zmenám koncentrácie solí v týchto organizmoch je malý; sú spravidla bežné v morských ekosystémoch s relatívne konštantnou slanosťou.
Do ďalšej skupiny vodných organizmov patria tzv homoiosmotický.
Sú schopné aktívne regulovať osmotický tlak a udržiavať ho na určitej úrovni bez ohľadu na zmeny koncentrácie solí vo vode, preto sa nazývajú aj tzv. osmoregulátory.
Patria sem vyššie raky, mäkkýše, vodný hmyz. Osmotický tlak vo vnútri ich buniek nezávisí od chemickej povahy solí rozpustených v cytoplazme. Je to spôsobené celkovým množstvom rozpustených častíc (iónov). Aktívna regulácia iónov zabezpečuje v osmoregulátoroch relatívnu stálosť vnútorného prostredia, ako aj schopnosť selektívne extrahovať jednotlivé ióny z vody a akumulovať ich v bunkách tela.
Úlohy osmoregulácie v sladkej vode sú opačné ako úlohy v morskej vode.
O sladkovodných organizmov je koncentrácia intracelulárnych solí vždy vyššia ako v životné prostredie.
Osmotický prúd je vždy nasmerovaný dovnútra buniek a tieto typy sú homoiosmotický.
Dôležitým mechanizmom na udržanie ich homeostázy voda-soľ je aktívny prenos iónov proti koncentračnému gradientu.
U niektorých vodných živočíchov sa tento proces uskutočňuje na povrchu tela, ale hlavné miesto pre takýto aktívny transport je špeciálne útvary – žiabre.
V niektorých prípadoch krycie útvary bránia prenikaniu vody cez kožu, napríklad šupiny, škrupiny, hlien; potom dochádza k aktívnemu odstraňovaniu vody z tela pomocou špecializovaných vylučovacích orgánov.
Metabolizmus voda-soľ u rýb je zložitejší proces, ktorý si vyžaduje osobitné zváženie. Tu len poznamenávame, že sa vyskytuje podľa nasledujúcej schémy:
Voda sa do tela dostáva osmoticky cez žiabre a sliznicu tráviaceho traktu a prebytočná voda sa vylučuje obličkami. Filtračno-reabsorpčná funkcia obličiek sa môže meniť v závislosti od pomeru osmotických tlakov vodného prostredia a telesných tekutín. Vďaka aktívnemu transportu iónov a schopnosti osmoregulácie, mnoho sladkovodných organizmov, vrátane rýb , prispôsobené životu v brakickej a dokonca aj morskej vode.
Suchozemské organizmy majú v tej či onej miere špecializované štrukturálne a funkčné formácie, ktoré zabezpečujú metabolizmus voda-soľ. Sú známe mnohé varianty zariadenia na zloženie soli prostredia a jeho zmeny u obyvateľov súše. Tieto prispôsobenia sa stávajú rozhodujúcimi, keď je voda limitujúcim faktorom života. Napríklad obojživelníky, žijú vo vlhkých suchozemských biotopoch kvôli zvláštnostiam metabolizmu voda-soľ, ktoré sú podobné výmene u sladkovodných živočíchov. Tento typ adaptácie sa zrejme zachoval v priebehu evolúcie pri prechode z vodného prostredia na suchozemský.
Pre rastliny V suchých (suchých) zónach má vysoký obsah soli v pôde veľký význam v xerofytických podmienkach.
Tolerancia soli sa u rôznych rastlinných druhov výrazne líši. Žijú na slaných pôdach halofyty- rastliny, ktoré znášajú vysoké koncentrácie solí.
V tkanivách akumulujú až 10% solí, čo vedie k zvýšeniu osmotického tlaku a prispieva k efektívnejšiemu vstrebávaniu vlhkosti zo zasolených pôd.
Niektoré rastliny odstraňujú prebytočné soli prostredníctvom špeciálnych útvarov na povrchu listu, iné majú schopnosť viazať soli s organickými látkami.
Stredné pH reakcie
Rozmiestnenie a počet organizmov výrazne závisí od reakcie pôdy alebo vodného prostredia.
Znečistenie ovzdušia spaľovaním fosílnych palív (najčastejšie oxidu siričitého) má za následok usadzovanie suchých acidogénnych častíc a zrážok, čo je v podstate slabá kyselina siričitá. Spad takýchto „kyslých dažďov“ spôsobuje okyslenie rôznych objektov životného prostredia. Teraz sa problém „kyslých dažďov“ stal globálnym.
Účinok okyslenia sa zníži na nasledujúce:
Pokles pH pod 3, ako aj zvýšenie nad 9 má za následok poškodenie koreňovej protoplazmy väčšiny cievnatých rastlín.
Zmena pH pôdy spôsobuje zhoršenie nutričných podmienok : dostupnosť biogénnych prvkov pre rastliny klesá.
Pokles pH na 4,0 - 4,5 v pôdnych alebo dnových sedimentoch vo vodných ekosystémoch spôsobuje rozklad ílových hornín (hlinitosilikátov), v dôsledku čoho sa prostredie stáva toxickým v dôsledku prenikania hliníkových iónov (Al) do vody.
Železo a mangán, potrebné pre normálny rast a vývoj rastlín, sa pri nízkom pH stávajú toxickými v dôsledku prechodu na iónovú formu.
Hranice odolnosti voči acidifikácii pôdy sa líšia od rastliny k rastline, ale len niekoľko rastlín môže rásť a rozmnožovať sa pri pH pod 4,5.
Pri vysokých hodnotách pH, teda pri alkalizácii, sa vytvárajú aj nepriaznivé podmienky pre život rastlín. V alkalických pôdach sú železo, mangán a fosfáty prítomné vo forme zle rozpustných zlúčenín a sú pre rastliny zle dostupné.
Acidifikácia vodných ekosystémov má prudký negatívny vplyv na biotu. Zvýšená kyslosť pôsobí negatívne v troch smeroch:
porušenie osmoregulácie, aktivity enzýmov (majú optimálne pH), výmena plynov;
toxické účinky kovových iónov;
poruchy v potravinových reťazcoch, zmeny v stravovaní a dostupnosti potravín.
V sladkovodných ekosystémoch hrá vápnik rozhodujúcu úlohu v reakcii prostredia, ktoré spolu s oxidom uhličitým určuje stav karbonátového systému vodných útvarov.
Prítomnosť iónov vápnika je dôležitá aj pre správanie ďalších zložiek, ako je železo.
Vstup vápnika do vody je spojený s anorganickým uhlíkom uhličitanových hornín, z ktorých sa vylúhuje.
Plynové zloženie biotopu
Pre mnohé druhy organizmov, tak baktérie, ako aj vyššie živočíchy a rastliny, je limitujúcim faktorom koncentrácia kyslíka a oxidu uhličitého, ktorých je 21 % a 0,03 % objemu v atmosférickom vzduchu.
Zároveň je v suchozemských ekosystémoch zloženie vnútorného vzdušného prostredia – atmosférického vzduchu – relatívne konštantné. .
Vo vodných ekosystémoch sa množstvo a zloženie plynov rozpustených vo vode značne líši.
KYSLÍK
Vo vodných útvaroch – jazerách a nádržiach bohatých na organické látky – sa kyslík stáva faktorom obmedzujúcim oxidačné procesy, a preto nadobúda prvoradý význam.
Voda obsahuje oveľa menej kyslíka ako atmosférický vzduch a rozdiely v jej obsahu sú spojené s výraznými výkyvmi teplôt a rozpustených solí.
Rozpustnosť kyslíka vo vode sa zvyšuje s klesajúcou teplotou a klesá so zvyšujúcou sa slanosťou. .
Celkové množstvo kyslíka vo vode pochádza z dvoch zdrojov:
z atmosférického vzduchu (difúziou)
z rastlín (ako produkt fotosyntézy).
Fyzikálny proces difúzie zo vzduchu je pomalý a závisí od pohybu vetra a vody.
Prísun kyslíka pri fotosyntéze je určený intenzitou difúzneho procesu, ktorá závisí predovšetkým od osvetlenia a teploty vody.
Z týchto dôvodov sa množstvo kyslíka rozpusteného vo vode veľmi mení počas dňa, v rôznych ročných obdobiach a tiež sa líši v rôznych fyziografických a klimatických podmienkach.
OXID UHLIČITÝ
Oxid uhličitý vo vodných ekosystémoch taký nemá veľký význam ako kyslík.
Jeho rozpustnosť vo vode je vysoká.
Vzniká v dôsledku dýchania živých organizmov, rozkladu mŕtvych zvyškov zvierat a rastlín.
Kyselina uhličitá vznikajúca vo vode reaguje s vápencami, pričom vznikajú uhličitany a hydrogénuhličitany.
Uhličitanový systém oceánov slúži ako hlavný zásobník oxidu uhličitého v biosfére a ako nárazník, ktorý udržuje koncentráciu vodíkových iónov na úrovni blízkej neutrálnej.
Vo všeobecnosti sú pre všetky živé bytosti kyslík a oxid uhličitý nepochybne limitujúce faktory existencie. Rozsahy hodnôt týchto faktorov, ktoré sa vyvinuli v priebehu evolúcie, sú pomerne úzke.
Koncentrácie kyslíka potrebné na dýchanie sú celkom konštantné a v priebehu vývoja boli pevne stanovené.
Homeostáza je zabezpečená stálosťou parametrov vnútorného prostredia organizmov; obsah kyslíka a oxidu uhličitého v rôznych tkanivách a orgánoch sa udržiava na relatívne konštantnej úrovni.
Uhličitanový systém telesných tekutín slúži ako dobrý nárazník pre homeostázu.
prúdenie, vietor
vodné prúdy:
Globálne (morské) a lokálne.
globálne:
Podieľať sa na distribúcii organizmov.
Určite klimatické podmienky v mnohých oblastiach planéty (gulf stream)
Miestne:
Ovplyvňujú zloženie plynu média (vody) (zvyšuje sa koncentrácia kyslíka).
Zvýšený prietok vo vodných útvaroch spôsobuje zvýšenie produktivity komunity. Tichá voda vytvára stresujúce podmienky, zatiaľ čo tečúca voda vytvára dodatočný zdroj energie, ktorý zvyšuje produktivitu.
Prispieť ku vzniku komplexu morfologických úprav, ktoré stoja proti toku (?).
Vzduchové prúdy (vetry):
Vietor je limitujúcim faktorom, ktorý obmedzuje šírenie mnohých živočíchov (hmyz).
Hrá dôležitú úlohu pri migrácii hmyzu. Vzostupné prúdy vzduchu zachytávajú malý hmyz na 1-2 km a potom ich vietor prenáša na veľké vzdialenosti.
Čím silnejší je vietor, tým viac sa smer migrácie zhoduje so smerom vetra (jastraby, vošky a kvetinové muchy na Svalbarde).
Vietor ovplyvňuje rozmiestnenie hmyzu po biotope (čistinky, okraje, za kríkmi, za stromami, vietor je slabší).
Určuje možnosť letu a aktivitu väčšiny lietajúcich živočíchov (hmyz, vtáky). Útočná aktivita dvojkrídlovcov sajúcich krv.
Ovplyvňuje distribúciu látok používaných zvieratami ako stimulanty sexuálneho správania (najmä feromóny u hmyzu). Vôňa samičky atď.
Obmedzuje rast rastlín (trpasličie rastliny v tundre alebo na vysokohorských lúkach). Ale vplyv má aj teplota.
Určuje znaky migračného a trofického správania vtákov (vzletný let, migrácia malých vtákov).
Gravitácia
Gravitácia ovplyvňuje formovanie a fyziológiu veľkých zvierat (biomechanika). Jeden z určujúcich faktorov pre existenciu života na Zemi.
Gravitácia môže slúžiť ako signálny faktor hmyzu, ako ukazovateľ smeru v otvorenom priestore. ( negatívny geotropizmus). Naháňanie stonky (proti gravitačnému gradientu - to je túžba po svetle, teple, slobode (najmä po lietaní). Pokusy s hladnými kobylkami v klietkach, kde je potrava na dne (po potrave sa potopili až po niekoľkých hodinách) .
Pozitívny geotropizmus pozorované u pôdnych zvierat (Gilyarovove pokusy s hmyzom v suchej a vlhkej pôde v klietkach. Hoci bola pôda suchá, aj tak sa plazili dolu a tam uhynuli).
Geotropizmus sa môže sezónne meniť v závislosti od biotopov a podmienok zimovania (podkôrové ploštice teraz dole, potom hore).
ELEKTROMAGNETICKÉ POLIA ZEME
1. Veľa zemných chrobákov využíva na navigáciu a navigáciu v noci zemské magnetické pole.
2. Mnohí sa orientujú a pohybujú pod uhlom alebo rovnobežne s geomagnetickými čiarami, pričom ich používajú na orientáciu (včely, chrobáky, májové chrobáky.
3. Za normálnych podmienok sa aktivujú vizuálne a iné orientačné body a v prípade ich neprítomnosti mechanizmy magnetickej orientácie.
5. Pojem limitujúcich faktorov. „Zákon J. Liebiga“. Zákon tolerancie. Závislosť celkového metabolizmu a jeho intenzity od telesnej hmotnosti. Pravidlo Allena, Bergmana, Glogera. Klasifikácia zdrojov. ekologická nika. Vlastnosti výklenku.
V oceánoch je napríklad rozvoj života limitovaný najmä nedostatkom dusíka a fosforu. Preto každý výstup na povrch spodných vôd obohatených o tieto minerálne prvky má priaznivý vplyv na rozvoj života. Toto je obzvlášť výrazné v tropických a subtropických oblastiach.
J. Liebigov zákon minima
Živý organizmus v prírodných podmienkach je súčasne vystavený vplyvu nie jedného, ale mnohých environmentálnych faktorov. Okrem toho telo vyžaduje akýkoľvek faktor v určitých množstvách / dávkach. Liebig zistil, že vývoj rastliny alebo jej stav nezávisí od tých chemických prvkov, ktoré sú v pôde prítomné v dostatočnom množstve, ale od tých, ktorých nestačí. Ak
z ktorejkoľvek, aspoň jedna zo živín v pôde je menej, ako tieto rastliny vyžadujú, potom sa bude vyvíjať abnormálne, pomaly alebo má patologické odchýlky.
Zákon minima J. LIBICHA je koncept, podľa ktorého existenciu a výdrž organizmu určuje najslabší článok v reťazci jeho ekologických potrieb.
Životné možnosti organizmov sú podľa zákona minima limitované tými faktormi prostredia, ktorých množstvo a kvalita sa blížia minimu požadovanému organizmom alebo ekosystémom.
Shelfordov zákon tolerancie- zákon, podľa ktorého existenciu druhu určujú obmedzujúce faktory, ktoré sú nielen v minime, ale aj v maxime.
Zákon tolerancie rozširuje Liebigov zákon minima.
Znenie
"Obmedzujúcim faktorom prosperity organizmu môže byť minimum aj maximum vplyvu prostredia, pričom rozmedzie medzi nimi určuje stupeň odolnosti (tolerancie) organizmu voči tomuto faktoru."
Akýkoľvek nadbytok alebo nedostatok obmedzuje rast a vývoj organizmov a populácií.
Zákon tolerancie doplnil v roku 1975 Y. Odum.
Organizmy môžu mať široký rozsah tolerancie pre jeden faktor a úzky rozsah pre iný.
Organizmy so širokým rozsahom tolerancie voči všetkým faktorom prostredia sú zvyčajne najčastejšie.
Ak podmienky pre jeden faktor prostredia nie sú pre daný druh optimálne, potom sa rozsah tolerancie môže zúžiť v porovnaní s inými faktormi prostredia (napríklad, ak je obsah dusíka v pôde nízky, potom je pre obilniny potrebné viac vody)
Rozsahy tolerancie k jednotlivým faktorom a ich kombináciám sú rôzne.
Obdobie rozmnožovania je kritické pre všetky organizmy, preto práve v tomto období narastá počet limitujúcich faktorov.
Závislosť celkového metabolizmu a jeho intenzity od telesnej hmotnosti
Allenovo pravidlo - v ekológii - zákon, podľa ktorého sú vyčnievajúce časti tela teplokrvných živočíchov v chladnom podnebí kratšie ako v teplom, takže do okolia vydávajú menej tepla. Čiastočne platí Allenovo pravidlo aj pre výhonky vyšších rastlín.
Bergmanovo pravidlo- v ekológii - zákon, podľa ktorého u teplokrvných živočíchov podliehajúcich geografickej premenlivosti je telesná veľkosť jedincov štatisticky väčšia v populáciách žijúcich v chladnejších častiach druhového areálu.
Glogerovo pravidlo - v ekológii - zákon, že geografické rasy zvierat v teplých a vlhkých oblastiach sú viac pigmentované ako v chladných a suchých oblastiach. Glogerovo pravidlo má v taxonómii zvierat veľký význam.
Zdroje - kvantitatívne vyjadrené zložky jeho životnej činnosti. Všetko, čo telo spotrebuje. Zdroje môžu byť organického a anorganického charakteru (živé a neživé). Dostupné a nedostupné. Nora, dutina, žena - to všetko sú zdroje. Zároveň sa kvantitatívne a kvalitatívne neustále mení dostupná zásoba všetkého, čo telo využíva a čo ho obklopuje. Toto všetko bude zdrojom.
Zdroje- látky, z ktorých sa telesá skladajú, energia využívaná pri procesoch, miesta, kde prebiehajú ich životné etapy. Existujú zdroje jedlo, sú tam energetické, priestorové.
Klasifikácia zdrojov (podľa Tilman -Tilman, 1982):
1. Základné zdroje
Ani jedno nemôže nahradiť to druhé. Rýchlosť rastu, ktorú možno dosiahnuť s prísunom zdroja 1, je výrazne obmedzená množstvom zdroja 2. Oligofágy.
(-1, +1, 0 – rýchlosť rastu biomasy)
2. Vymeniteľné zdroje. Ktorýkoľvek z nich môže byť úplne nahradený iným. Polyfágy. Pri akomkoľvek tempe rastu je vždy potrebné množstvo akéhokoľvek zdroja. Keď jeden klesá, treba viac druhého a naopak.
3. Doplnkové (komplementárne) Pri spoločnej spotrebe týchto zdrojov organizmom sú potrebné menej ako pri samostatnej spotrebe (na dosiahnutie rovnakého tempa rastu).
4. Antagonistický. Pri spoločnej spotrebe je tempo rastu menšie ako pri oddelenej spotrebe zdrojov. Jedovaté rastliny sú potravou pro bylinožravce.
5. Inhibičný. Sú to nenahraditeľné zdroje, no pri vysokých koncentráciách sú antagonistami
Fenológia mestských rastlín
· V mestách sa fenologické javy z hľadiska načasovania a rýchlosti výrazne líšia od ich obvyklého priebehu pre danú oblasť. Je všeobecne známe, že jarné javy v meste prichádzajú skôr a rýchlejšie odchádzajú. Dodacia lehota je veľké mesto niekoľko dní.
V prirodzených rastlinných spoločenstvách sa trávy vyvíjajú a kvitnú jasný fenologická sekvencia. V meste však takáto jasná fenologická postupnosť vzhľadom na rôznorodosť „mikropodmienok“ neexistuje. Napríklad pri tepelných komunikáciách, kde sa pôda zahreje a nie je snehová pokrývka, rastliny nemusia ísť na zimný odpočinok. Často pozorujú vývoj generatívnych orgánov na jeseň a dokonca aj v zime (u púpavy lekárskej - Taraxacum officinale, biele jahňacie - Lamium album a fialová- L. purpureum, bluegrass ročný - Poa annua). Podobné úkazy pozorujeme pri vykúrenej stene domu, kde už kvitne púpava a klas klas a na susednom tienenom trávniku sa sotva začalo klíčiť prezimované trávy. Niekedy takýto otepľovací efekt ovplyvňuje aj vývoj jednotlivých vetiev stromu alebo kríkov umiestnených pri stene alebo visiacich nad asfaltom. Výsledkom je, že na jednej strane kríka prichádza jar o 2-4 dni skôr ako na druhej.
· Stromy na osvetlenej strane ulice púčia skôr a skôr ako na zatienenej, keďže teplota vzduchu je tu o 3-5oC vyššia. Všimli sme si, že v Moskve na uliciach zemepisnej šírky sú lipy rastúce na slnečnej strane obalené listami o 6–8 dní skôr ako na tienistej strane. Naopak, žltnutie a opadávanie listov sa vyskytuje oveľa skôr ako zvyčajne, a to aj v dôsledku akumulácie toxických látok v listoch.
Keďže apikálne púčiky na stromoch často odumierajú, dochádza k takému narušeniu sezónneho vývoja, ako je prebudenie spiacich púčikov, z ktorých sa vyvíjajú ďalšie („tukové“) výhonky. Tieto výhonky sú však krátkodobé: nestihnú zdrevnateť a v zime vymrznú.
· Môžete nájsť zaujímavú vlastnosť, ktorá je typická pre stromy žijúce v mestách. Tie z nich, ktoré rastú v bezprostrednej blízkosti lampiónov, sa so zhadzovaním listov neponáhľajú. V niektorých prípadoch možno na uliciach na konci opadu lístia postrehnúť dokonca istý rytmus v striedaní stromov, už úplne holých a ešte aspoň čiastočne olistených; celkom jasne zodpovedá umiestneniu pouličného osvetlenia. Zrejme za to môže večerné umelé osvetlenie, ktoré ovplyvňuje fotoperiodizmus rastlín.
Anatomické a morfologické znaky mestských rastlín
Vysoká koncentrácia toxických látok a drsné mikroklimatické podmienky vedú k štrukturálnym zmenám rastlín, ktoré sa prejavujú vo vzhľade a posilňovaní xeromorfných znakov.
Ak teda majú xeromorfné znaky v korune lesného stromu len dobre osvetlené – „svetlé“ horné listy a väčšina lístia je v hlbokom tieni, potom v mestských stromoch prevládajú práve „svetlé“ listy. koruna, keďže takéto tienenie od susedov, ako v lese, prakticky chýba. A „tieňové“ listy v korune mestského stromu sú xeromorfnejšie ako „svetlé“ listy v lese.
Mestské stromy majú zvyčajne redšie koruny, kratšie výhonky, menšiu plochu povrchové lístie a každý list jednotlivo. Ako ukazuje príklad lipy, už v zárodku sú rudimenty listov v meste menšie ako u vidieckych stromov. Táto medzera vo veľkosti sa potom zväčšuje v procese „otvoreného rastu“, keď list vychádza spod ochrany púčikov. Keďže ročný rast výhonkov v mestských stromoch je znížený v dôsledku inhibície fotosyntézy, v korune sa vytvárajú kratšie výhonky (v tej istej lipe - o 10–12%, v iných druhoch - až o 30–50%). Znečistenie ovzdušia môže spôsobiť aj iné poruchy rastu a vetvenia, napríklad niekedy sa v lipe vytvoria dvojité púčiky. Pri veľkom množstve takýchto porúch stromy vyvíjajú škaredé formy rastu, ktoré sa nazývajú „habitus znečistenia“.
Trávniky sa aj bez kosenia ukazujú ako poddimenzované. Veľké trávy („vysoké trávy“ prírodných lúk) na trávnikoch pneumatík a chemických závodov teda nedorastajú nad 10–20 cm.
Pozorovania anatomickej stavby listu mestských rastlín ukázali, že veľkosť čepele listu a jej hrúbka sa zmenšujú, hrúbka krycích pletív sa zväčšuje, hrúbka kutikuly klesá, počet prieduchov na jednotku povrchu listu a počet žiliek. zvýšiť.
Absorpcia a akumulácia toxických látok listom často vedie k narušeniu stomatálneho a fotosyntetického aparátu: prieduchové bunky a peristomatálne bunky sú deformované, vnútorná štruktúra chloroplastov je narušená, obsah chlorofylu v listoch rastlín pouličné pristátia 1,5–4 krát menej ako u rastlín v prirodzených podmienkach. Okrem toho sa pozoruje nedostatočný rozvoj a deformácia peľu v prašníkoch. Ukazuje sa, že povaha pigmentových zmien v listoch mestských stromov závisí od plynovej odolnosti druhu. Nestabilné druhy reagujú znížením obsahu pigmentu, zatiaľ čo druhy odolné voči plynom si ich množstvo zachovávajú alebo zvyšujú.
Vzhľad mestské rastliny, t.j. ich habitus sa často vytvára pod vplyvom prerezávanie a strihanie vlasov. Tým sa nielen narušia rastové procesy, ale zmení sa aj prirodzený pomer nadzemných a podzemných častí. Prerezávanie a strihanie prudko znižuje celkový fotosyntetický povrch listov, zatiaľ čo nefotosyntetická časť (kmeň, konáre, korene) naďalej míňa produkty fotosyntézy na dýchanie. Porušenie pomeru medzi syntézou organických látok a ich spotrebou na dýchanie oslabuje ich rast.
V trávnikových trávach, ktoré sú neustále kosené, sú tiež narušené procesy rastu a vetvenia. Odnožovanie sa zintenzívňuje, objavuje sa mnoho ďalších výhonkov, v dôsledku čoho trávy rastú vo forme hustého krovia, s oveľa väčšou hustotou výhonkov ako v porastoch lúčnych tráv. A pravidelné odstraňovanie fotosyntetického povrchu znamená nemožnosť vytvárať a ukladať potrebné množstvá zásobných živín v podzemných orgánoch. Niet divu, že trávniky si na rozdiel od prírodných lúk vyžadujú od človeka neustálu podporu a obnovu.
Reakcia rastlín na neustále strihanie a strihanie sa prejavuje rýchlym rastom nových výhonkov po reze, zvýšenou fotosyntézou v zostávajúcich odrezkoch listov, závislosťou týchto rastlín na pomoci človeka (napríklad hnojenie) atď.
Zmeny sa pozorujú aj v štruktúre podzemných orgánov. Koreňový systém mestských rastlín je teda asymetrický: dlhšie a povrchové, dobre rozvetvené korene siahajú smerom k trávniku, zatiaľ čo na opačnej strane korene siahajú hlavne hlboko a rozvetvujú sa len k asfaltovej hranici. V mestských stromoch a kríkoch je vývoj malých koreňov vo všeobecnosti potlačený, čo vedie k zníženiu absorbčnej plochy. Okrem toho dochádza k prehĺbeniu hlavnej hmoty koreňov sacích stromov na tienistej strane ulice do hĺbky 30-60 cm a na teplejšej slnečnej strane - ešte hlbšie, až do 40-80 cm, čo je spojené s tepelným režimom pôd.
Vlastnosti fyziologických procesov mestských rastlín
Fotosyntéza. Vo všetkých mestských rastlinách sa pozoruje zníženie intenzity fotosyntézy. V 20-25-ročných lipách v meste je teda fotosyntéza približne dvakrát slabšia ako u tých istých stromov v prímestskom parku. Pokles fotosyntézy pretrváva dlhú dobu (až šesť mesiacov), aj keď sa rastliny presádzajú z oblastí s plynom do oblastí bez plynu. Zároveň u trávnikových rastlín pri neustálom kosení dochádza k zvýšeniu fotosyntézy v zostávajúcich častiach odrezaných listov.
Dych v mestských rastlinách má často zvýšenú intenzitu, najmä nočné dýchanie na stromoch pri kamenných budovách a múroch, cez deň vyhrievané a v noci vydávajúce teplo.
transpirácia. Vodný režim mestských rastlín je najmenej skúmaným aspektom ich života. Napriek tomu mestské rastliny vykazovali zvýšenú transpiráciu rastlín a deficit vody. Ak teda listy lipy v lese zvyčajne obsahujú 70–80% vody, potom v uliciach mesta v horúcom lete bol zaznamenaný pokles obsahu vody v listoch na 50–52%. Vodný režim komplikuje aj narušenie celistvosti prieduchových buniek: vplyvom znečistenia ovzdušia často strácajú schopnosť regulovať šírku prieduchových medzier.
minerálna výživa mestské rastliny sú náročné predovšetkým kvôli nedostatku minerálov v pôde. Ale zároveň časté okysľovanie pôd vedie k zvýšeniu mobility mnohých chemické prvky. Okrem toho, ťažké kovy absorbované rastlinami, ako je zinok, molybdén, mangán, meď, sú stopové prvky a podieľajú sa na metabolických procesoch rastlín. Mnohé ťažké kovy, aj keď sú absorbované (napríklad olovo), sa v rastlinách nepohybujú, ale sú sústredené v koreňovom systéme.
Mesto ako ekosystém zahŕňa množstvo špeciálnych technogénnych biotopov, ktoré sa zásadne líšia od rastových podmienok zonálnych vegetačných typov. Preto sa v nej vytvárajú špecifické rastlinné spoločenstvá so svojráznym druhovým zložením. Zo zvyškov „pôvodnej“ vegetácie a prvkov okolitej „divokej“ flóry sa v kombinácii s introdukovanými burinami a pestovanými druhmi vytvára v každom meste svojrázny vegetačný kryt akoby bez ľudského zásahu.
Formovanie mestskej flóry je ovplyvnené dvoma opačne smerujúcimi procesmi:
1. vymiznutie množstva druhov charakteristických pre prirodzené biotopy regiónu;
2. obohatenie floristickej skladby miest.
Vymieranie druhov spojené s vysokou citlivosťou a znečistením životného prostredia, ako aj vysokou citlivosťou na rekreačný stres. Pri štúdiu lišajníkovej flóry v okolí Petrohradu sa zistilo, že zo 63 druhov nájdených v roku 1991 a zo 74 druhov uvedených v roku 1918 sa len 26 druhov ukázalo ako bežných.
V obohacovaní flóry miest adventívne (introdukované druhy) zohrávajú dôležitú úlohu. Na začiatku 19. storočia bolo v Moskve 50 náhodných druhov a na začiatku 21. storočia ich bolo identifikovaných 370! Cudzie druhy tvoria v priemere asi 30 % flóry mesta, ich podiel je maximálny na skládkach a železnice. Štúdie uskutočnené vo Vladivostoku, Rige, Petrohrade, Kyjeve, Varšave, Zürichu, Helsinkách, Prahe ukázali, že najrozšírenejšie sú utečenecké kultúrne a okrasné rastliny, ktoré vytláčajú pôvodné druhy (napríklad boľševník Sosnowského - Heracleum sosnowskyi, lupina mnoholistá - Lupinus polyphyllus, galinsog malokvetý - Galinsoga parviflora atď.). Preto existuje názor, že v mestách nedochádza ku kvantitatívnemu úbytku flóry.
Flóra mesta je posudzovaná ako celok, ale výskyt druhov nie je rovnaký v rôznych častiach mestského prostredia. Odlišné typy usadiť sa v rôznych biotopoch mesta, takže časti mesta ako centrum, obytné a priemyselné oblasti, zelené plochy, pustatiny a cintoríny sa vyznačujú vlastným súborom druhov. Existujú aj také špecifické biotopy ako strechy, steny domov, staré hrady, žulové násypy, pamiatky, pevnosti, metro, doprava atď.
Pre mnohé mestá sveta boli zostavené zoznamy cudzokrajnej flóry jednotlivých antropogénnych biotopov: „železničná flóra“, „prístavná flóra“, „flóra ulíc, okrajov ciest, skládky“ atď.
Príčina druhovej bohatosti mesta spočíva v silnej heterogenite mesta ako biotopu a v rôznych vzorcoch využívania krajiny, ktoré vytvárajú početné ekologické niky.
Podobnosť podmienok v mestách vedie k určitej podobnosti floristického zloženia miest v rôznych klimatických zónach. 15 % rastlinných druhov je teda spoločných pre všetky európske mestá. A ak berieme do úvahy len centrá miest, tak toto percento je ešte vyššie.
Vo vzťahu k podmienkam mestského prostredia sa rozlišuje päť skupín rastlinných druhov:
· Extrémni urbanofóbi druhy vyhýbajúce sa mestským biotopom.
· Mierni urbanofóbi– druhy rozšírené v prirodzených alebo antropogénnych biotopoch s miernym narušením (v parkoch, záhradách a pod.).
· Mestské neutrálne rastliny- druhy, ktoré sú bežné vo všetkých oblastiach mesta a majú široké spektrum vlahy, zatienenia a pôdnej bohatosti.
· Mierni urbanofili- druh vyskytujúci sa v zastavanej časti mesta, ale nemiznúci z okolia.
· Extrémni urbanofili- nachádza sa len v zastavanej časti mesta.
Úvod
1. Biotopy a faktory prostredia
1.1 Vzduchové prostredie
1.2 Vodné prostredie
2. Adaptácia
2.1 Adaptácia rastlín na znečistenie ovzdušia
2.2 Prispôsobenie rastlín slanosti pôdy
2.2.1 Rastliny a ťažké kovy
2.3 Adaptácia rastlín na biotické faktory
2.4 Adaptácia rastlín na abiotické faktory
2.4.1 Vplyv teploty
2.4.2 Vplyv svetla na rastliny
3. Výskumná časť
Záver
Použité informačné zdroje pri výkone výchovno-vzdelávacej a výskumnej práce
10.Sbio. info Prvá bio komunita: informačný portál: [Elektro. zdroj] // Biotické faktory prostredia a nimi spôsobené typy vzťahov [webová stránka] Režim prístupu: www.sbio. info/stránka. php? id=159 (04/02/10)
Aplikácia
Foto č.1. Osika list z parku.
Fotografia č. 2. List umiestnený vedľa vozovky.
Fotografia č. 3. Prach na lepiacej páske z listu z parku.
Fotografia č. 4. Prach na lepiacej páske z listu vedľa vozovky.
Fotografia č. 5. Lišajník na kmeni stromu v lesoparku.
Slnečné svetlo je jedným z najdôležitejších environmentálnych ukazovateľov pre život rastlín. Je absorbovaný chlorofylom a používa sa pri stavbe primárnej organickej hmoty. Takmer všetky izbové rastliny fotofilné, t.j. najlepšie sa darí pri plnom svetle, ale líšia sa toleranciou odtieňov. Berúc do úvahy postoj rastlín k svetlu, sú zvyčajne rozdelené do troch hlavných skupín: fotofilné, tolerantné voči odtieňom, ľahostajné voči odtieňom.
Sú rastliny, ktoré sa dostatočne ľahko prispôsobia dostatočnému alebo prebytočnému svetlu, ale sú aj také, ktoré sa dobre vyvíjajú len pri presne definovaných svetelných parametroch. V dôsledku prispôsobenia rastliny slabému svetlu sa jej vzhľad trochu mení. Listy sa stávajú tmavozelenými a mierne sa zväčšujú (lineárne listy sa predlžujú a zužujú), stonka sa začína naťahovať, čo zároveň stráca svoju silu. Potom rast postupne klesá, pretože produkcia produktov fotosyntézy, smerujúcich do stavebných telies rastliny, prudko klesá. Pri nedostatku svetla veľa rastlín prestane kvitnúť. Pri prebytku svetla je chlorofyl čiastočne zničený a farba listov sa stáva žltozelenou. Pri silnom svetle sa rast rastlín spomaľuje, sú viac squat s krátkymi internódiami a širokými krátkymi listami. Vzhľad bronzovo-žltej farby listov naznačuje výrazný prebytok svetla, ktoré je škodlivé pre rastliny. Ak nepodniknete rýchle kroky, môže dôjsť k popáleniu.
Účinok ionizujúceho žiarenia sa prejavuje pôsobením žiarenia na rastlinný organizmus na rôznych úrovniach organizácie živej hmoty. Priame pôsobenie spočíva v radiačno-chemickej ionizácii molekúl spolu s absorpciou energie žiarenia, t.j. uvádza molekuly do excitovaného stavu. Nepriama expozícia je sprevádzaná poškodením molekúl, membrán, organel, buniek v dôsledku vystavenia produktom rádiolýzy vody, ktorých počet sa prudko zvyšuje v dôsledku ožiarenia. Účinnosť radiačného poškodenia výrazne závisí od obsahu kyslíka v prostredí. Čím nižšia je koncentrácia kyslíka, tým nižší je účinok poškodenia. V praxi sa všeobecne uznáva, že hranica smrteľných dávok kyslíka charakterizuje rádiorezistenciu organizmov. V mestskom prostredí je život rastlín ovplyvnený aj umiestnením budov. Z toho môžeme vyvodiť záver, že rastliny potrebujú svetlo, ale každá rastlina je svojím spôsobom fotofilná.
3. Výskumná časť
Vývoj rastlín úzko súvisí s podmienkami prostredia. Teploty charakteristické pre danú oblasť, množstvo zrážok, charakter pôd, biotické parametre a stav atmosféry – všetky tieto podmienky sa navzájom ovplyvňujú, určujú charakter krajiny a druh rastlín.
Každý kontaminant ovplyvňuje rastliny iným spôsobom, ale všetky kontaminanty ovplyvňujú niektoré základné procesy. V prvom rade sú ovplyvnené systémy, ktoré regulujú príjem škodlivín, ako aj chemické reakcie zodpovedné za procesy fotosyntézy, dýchania a výroby energie. Pri svojej práci som si uvedomil, že rastliny, ktoré rastú v blízkosti ciest, sa výrazne líšia od rastlín, ktoré rastú v parkoch. Prach, ktorý sa usádza na rastlinách, upcháva póry a narúša dýchacie procesy a oxid uhoľnatý vedie k žltnutiu alebo odfarbeniu rastliny a zakrpateniu.
Svoj výskum som uskutočnil na príklade listov osiky. Aby som videl, koľko prachu zostáva na rastline, potreboval som lepiacu pásku, ktorú som nalepil vonku list. List z parku je mierne znečistený, čo znamená, že všetky jeho procesy fungujú normálne. [cm. prihláška, foto č. 1,3]. A list, ktorý bol v tesnej blízkosti cesty, je veľmi špinavý. Je o 2 cm menšia ako normálna veľkosť, má inú farbu (tmavšiu, ako by mala byť), a preto bola vystavená atmosférickým škodlivinám a prachu. [cm. prihláška, foto č. 2,4].
Ďalším ukazovateľom znečistenia životného prostredia je absencia lišajníkov na rastlinách. V rámci výskumu som zistil, že lišajníky rastú na rastlinách len na ekologicky čistých miestach, napríklad v lese. [cm. prihláška, foto č. 5]. Je ťažké si predstaviť les bez lišajníkov. Lišajníky sa usadzujú na kmeňoch a niekedy aj na vetvách stromov. Lišajníky obzvlášť dobre rastú v našich severských ihličnatých lesoch. Toto svedčí o čistý vzduch v týchto oblastiach.
Môžeme teda konštatovať, že lišajníky v parkoch veľkých miest vôbec nerastú, kmene a konáre stromov sú úplne čisté a mimo mesta, v lese, je lišajníkov pomerne veľa. Faktom je, že lišajníky sú veľmi citlivé na znečistenie ovzdušia. A v priemyselných mestách to zďaleka nie je čisté. Továrne a továrne vypúšťajú do atmosféry veľa rôznych škodlivých plynov, práve tieto plyny ničia lišajníky.
Aby sme stabilizovali situáciu so znečistením, musíme v prvom rade obmedziť uvoľňovanie toxických látok. Koniec koncov, rastliny, ako my, pre normálne fungovanie potrebujú čistý vzduch.
Záver
Na základe výskumu, ktorý som urobil, a zdrojov, ktoré som použil, som dospel k záveru, že prostredie rastlín má environmentálne problémy, ktoré je potrebné riešiť. A samotné rastliny sa zúčastňujú tohto boja, aktívne čistia vzduch. Ale sú aj klimatické faktory, ktoré nemajú až taký škodlivý vplyv na život rastlín, ale nútia rastliny prispôsobiť sa a rásť v pre ne vhodných klimatických podmienkach. Zistil som, že prostredie a rastliny sa vzájomne ovplyvňujú a bez tejto interakcie by rastliny uhynuli, keďže rastliny čerpajú všetky zložky potrebné pre svoju životnú činnosť zo svojho biotopu. Rastliny nám môžu pomôcť vyrovnať sa s našimi environmentálnymi problémami. V priebehu tejto práce mi bolo jasnejšie, prečo rôzne rastliny rastú v rôznych klimatických podmienkach a ako interagujú s prostredím, ako aj ako sa rastliny prispôsobujú životu priamo v mestskom prostredí.
Slovník
Genotyp - genetická štruktúra jednotlivého organizmu, špecifický súbor génov, ktoré nesie.
Denaturácia je charakteristická zmena bielkovinových látok v ich štruktúre a prirodzených vlastnostiach pri zmene fyzikálnych a chemických podmienok prostredia: so zvýšením teploty, zmenou kyslosti roztoku atď. Opačný proces sa nazýva renaturácia.
Metabolizmus je metabolizmus, chemické premeny, ktoré prebiehajú od okamihu, keď živiny vstúpia do živého organizmu, až do okamihu, keď sa konečné produkty týchto premien uvoľnia do vonkajšieho prostredia.
Osmoregulácia je súbor fyzikálno-chemických a fyziologických procesov, ktoré zabezpečujú relatívnu stálosť osmotického tlaku (OD) kvapalín vnútorného prostredia.
Protoplazma - obsah živej bunky vrátane jej jadra a cytoplazmy; hmotný substrát života, živá substancia, z ktorej sa organizmy skladajú.
Tylakoidy sú membránovo viazané kompartmenty v chloroplastoch a cyanobaktériách. Reakcie fotosyntézy závislé od svetla prebiehajú v tylakoidoch.
Stomata - štrbinovitý otvor (priestorová trhlina) v epiderme nadzemných orgánov rastlín a dve bunky, ktoré ho ohraničujú (uzavierajú).
Fytofágy sú bylinožravé živočíchy, ktoré zahŕňajú tisíce druhov hmyzu a iných bezstavovcov, ako aj veľké a malé stavovce.
Fytoncídy sú biologicky tvorené rastlinami účinných látok, zabíjanie alebo inhibícia rastu a vývoja baktérií, mikroskopických húb, prvokov.
Fotosyntéza je tvorba organických látok zelenými rastlinami a niektorými baktériami pomocou energie slnečného žiarenia. Počas fotosyntézy sa oxid uhličitý absorbuje z atmosféry a uvoľňuje sa kyslík.
Využívané informačné zdroje pri vykonávaní výchovno-vzdelávacej a výskumnej práce
1. Akhiyarova G.R., Veselov D.S.: "Hormonálna regulácia rastu a metabolizmu vody pod slanosťou" // Abstrakty účastníkov 6. školy Pushchino - konferencia mladých vedcov "Biológia - veda XXI storočia", 2002.
2. Veľký encyklopedický slovník. - 2. vyd., prepracované. a dodatočné - M .: Veľká ruská encyklopédia, 1998. - 1456 s.: chor. Editoval Prokhorov A.M. Ch. redaktor Gorkin A.P.
3. Vavilov P.P. Rastlinná výroba, 5. vyd. - M .: Agropromizdat, - 1986
4. Vernadsky V.I., Biosphere, zväzok 1-2, L., 1926
5. Volodko I.K.: „Stopové prvky a odolnosť rastlín voči nepriaznivým podmienkam“, Minsk, Veda a technika, 1983.
6. Danilov-Danilyan V.I.: "Ekológia, ochrana prírody a environmentálna bezpečnosť" M.: MNEPU, 1997
7. Drobkov A. A.: "Mikroprvky a prírodné rádioaktívne prvky v živote rastlín a živočíchov", M., 1958.
8. Wikipedia: informačný portál: [Elektron. zdroj] // Habitat [webová stránka] Režim prístupu: http://ru. wikipedia.org/wiki/Habitat (10.02.10)
9. Všetko o Zemi: informačný portál: [Elektrón. zdroj] // Water shell [site] Režim prístupu: http://www.vseozemle.ru/2008-05-04-18-31-40.html (23.03.10)
10.Sbio. info Prvá bio komunita: informačný portál: [Elektro. zdroj] // Biotické faktory prostredia a nimi spôsobené typy vzťahov organizmov [webová stránka] Režim prístupu: http://www.sbio. info/stránka. php? id=159 (04/02/10)
Aplikácia
Foto č.1. Osika list z parku.
Fotografia č. 2. List umiestnený vedľa vozovky.
Fotografia č. 3. Prach na lepiacej páske z listu z parku.
Fotografia č. 4. Prach na lepiacej páske z listu vedľa vozovky.
Fotografia č. 5. Lišajník na kmeni stromu v lesoparku.
PRIDAŤ KOMENTÁR[možné bez registrácie]
pred zverejnením všetky komentáre posúdi moderátor stránky - spam nebude zverejnený
Tvorba pre každého zeleninová plodina Najpriaznivejšie rastové podmienky sú dostupnejšie v skleníkoch, no ani vtedy nie vždy. Na otvorenom priestranstve sa takéto podmienky môžu striedať v obdobiach rastu (mesiace a týždne), alebo sa môžu kombinovať v náhodnej optimálnej koincidencii niekoľkých podmienok prostredia a metód starostlivosti.
A napriek tomu, napriek zjavnej nepriaznivosti v jednotlivých rokoch, rastliny stále prinášajú ročné úrody, ktoré vo všeobecnosti uspokoja majiteľov záhrad.
Schopnosť plodín produkovať plodiny v takmer akejkoľvek kombinácii klimatických faktorov a akejkoľvek nedostatočnej starostlivosti spočíva v ich biologickej adaptabilite na podmienky pestovania.
Ako príklady takýchto adaptácií (adaptačných schopností) možno uviesť rýchly rast (skorá zrelosť), veľmi hlboký alebo široko rozvetvený koreňový systém bližšie k povrchu pôdy, veľký počet plodových vaječníkov, vzájomne prospešné spoločenstvo koreňov s mikroorganizmami , a ďalšie.
Okrem nich existuje mnoho ďalších mechanizmov adaptácie rastlín na prevládajúce vonkajšie podmienky a odpor k nim.
Bude sa o nich diskutovať.
ochrana proti prehriatiu
Pred tridsiatimi rokmi moldavskí vedci, ktorí študovali 200 druhov rastlín (vrátane väčšiny zeleniny), dospeli k záveru, že majú v medzibunkových priestoroch listov zvláštne fyziologické „chladničky“.
Až 20-40% vlhkosti vo forme pary vytvorenej vo vnútri listu a časť pary absorbovanej listom z vonkajšieho vzduchu sa kondenzuje (usadzuje) na bunkách vnútorných tkanív a chráni ich pred nadmerným prehrievaním pri vysokých vonkajšie teploty.
S prudkým zvýšením teploty vzduchu a znížením prísunu vlhkosti (nedostatočné alebo oneskorené zalievanie) zintenzívňujú chladiče zeleniny svoju činnosť, vďaka čomu sa do procesu zapája oxid uhličitý absorbovaný listom, klesá teplota listov a spotreba vody na odparovanie (transpirácia) klesá.
Pri krátkom vystavení teplu sa rastlina úspešne vyrovná s takýmto nepriaznivým faktorom.
K prehriatiu plechu môže dôjsť, keď absorbuje prebytočné tepelné slnečné žiarenie, ktoré sa v spektre slnečného žiarenia nazýva blízke infračervené. Dostatočný obsah draslíka v listoch pomáha regulovať takéto vstrebávanie a predchádzať jeho prebytku, čo sa dosiahne včasným pravidelným podávaním tohto prvku.
Spiace puky - ochrana pred mrazom
V prípade úhynu rastlín z vymrznutia so silným koreňovým systémom sa v nich prebúdzajú spiace púčiky, ktoré by sa za normálnych podmienok nijako neprejavili.
Vyvíjanie nových výhonkov vám často umožňuje získať výnosy, ktoré nie sú horšie ako bez takéhoto stresu.
Spiace púčiky tiež pomáhajú rastlinám zotaviť sa, keď je časť listovej hmoty otrávená (amoniak atď.) Na ochranu pred toxickými účinkami amoniaku produkuje rastlina dodatočné množstvo organických kyselín a komplexných zlúčenín dusíka, ktoré pomáhajú obnoviť životnú aktivitu.
Pri akýchkoľvek prudkých zmenách prostredia (stresové situácie) sa v rastlinách posilňujú systémy a mechanizmy, ktoré im umožňujú racionálnejšie využívať dostupné biologické zdroje.
Umožňujú vám vydržať, ako sa hovorí, až do lepších časov.
Trochu žiarenia je dobré
Ukázalo sa, že rastliny sú prispôsobené aj malým dávkam rádioaktívneho žiarenia.
Navyše ich absorbujú vo svoj vlastný prospech. Žiarenie zvyšuje množstvo biochemických procesov, ktoré prispievajú k rastu a vývoju rastlín. A dôležitú úlohu v tom hrá, mimochodom, kyselina askorbová (vitamín C).
Rastliny sa prispôsobujú rytmom prostredia
Zmena denného svetla do tmy, striedanie intenzity svetla počas dňa a jeho spektrálnych charakteristík (v dôsledku oblačnosti, prašnosti vzduchu a výšky slnka) prinútili rastliny prispôsobiť svoju fyziologickú činnosť týmto podmienkam.
Menia činnosť fotosyntézy, tvorbu bielkovín a sacharidov, vytvárajú určitý denný a denný rytmus vnútorných procesov.
Rastliny sú „zvyknuté“ na to, že s ubúdajúcim svetlom klesá teplota, na striedanie teploty vzduchu cez deň a v noci pri udržiavaní stabilnejšej teploty pôdy, na rôzne rytmy vstrebávania a vyparovania vody.
Pri prechodnom nedostatku množstva živín v rastline funguje mechanizmus ich prerozdeľovania zo starých listov na mladé, rastúce a vrcholy výhonkov.
To isté sa deje s prirodzenou smrťou listov. Dochádza tak k úspore potravinových zdrojov s ich druhotným využitím.
Rastliny prispôsobené na produkciu plodín v skleníkoch
V skleníkoch, kde sú často horšie svetelné podmienky ako v otvorené pole(v dôsledku zatienenia povlakom, absencia jednotlivých častí spektra), fotosyntéza ako celok prebieha menej intenzívne ako vo voľnej pôde.
ale skleníkové rastliny prispôsobené na jeho kompenzáciu vďaka vyvinutejšiemu povrchu listov a vysokému obsahu chlorofylu v listoch.
Za normálnych rastových podmienok, aby sa zväčšila hmota rastlín a vytvorili plodiny, sa všetko deje v zhode a je prispôsobené tak, aby príjem látok z fotosyntézy bol väčší ako ich spotreba na dýchanie.
Aj rastliny chcú žiť
Všetky adaptívne systémy a reakcie rastlín na určité podmienky existencie slúžia jednému cieľu – udržiavať stály vnútorný stav (biologická samoregulácia), bez ktorého sa nezaobíde žiaden živý organizmus.
A dôkazom najlepšej adaptability každej plodiny je jej úroda na prijateľnej úrovni v najnepriaznivejšom roku.
E. Feofilov, ctený agronóm Ruska
Ďalšie články v sekcii "Zaujímavé fakty":
- Ako sa rastliny prispôsobujú nepriaznivým podmienkam?
- Rastliny predpovedajú počasie a katastrofy
- Studené porcelánové kvety.
Nevädnúci zázrak
- 8 bylinných afrodiziak na zlepšenie sexuálneho života
- Magické vlastnosti rastlín
- Neobvyklé použitie banánovej šupky
- Zaujímavé fakty o kvetoch 2
- Orchidea je duch. Zaujímavosti
- O kaktusoch. Nemusíte listovať v encyklopédii
- Rastliny, ktoré pomáhajú vyrovnať sa so stresom
Ešte: 010203
Štúdium metód a metód adaptácie rôznych rastlín na vplyvy prostredia, ktoré im umožňujú širšie rozšírenie a prežitie v rôznych podmienkach prostredia. Genetická dedičnosť organizmov na možnosť adaptácie.
Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.
Zatiaľ neexistuje žiadna HTML verzia diela.
Archív práce si môžete stiahnuť kliknutím na odkaz nižšie.
Prispôsobenie človeka podmienkam prostredia.
Vedecké základy hygienickej regulácie faktorov prostredia
Charakterizácia procesov adaptácie človeka na podmienky prostredia.
Štúdium hlavných mechanizmov adaptácie. Štúdium všeobecných opatrení na zvýšenie odolnosti tela. Zákony a pravidlá hygieny. Opis zásad hygienickej regulácie.
prezentácia, pridané 3.11.2014
Adaptácia organizmov na prostredie
Druhy adaptácie živých organizmov na prostredie.
Maskovacie, ochranné a výstražné sfarbenie. Vlastnosti správania a štruktúry tela zvierat prispôsobiť sa spôsobu života. Mimika a starostlivosť o potomstvo. Fyziologické adaptácie.
prezentácia, pridané 20.12.2010
Indikátorová úloha rastlín a živočíchov
Indikátorové rastliny sú rastliny, ktoré sa vyznačujú výraznou adaptáciou na určité podmienky prostredia.
Prispôsobenie rastlín prostrediu
Reakcie živých organizmov na budúce zmeny poveternostných podmienok. Príklady využitia indikátorových vlastností rastlín a živočíchov.
prezentácia, pridaná 30.11.2011
Hlavné faktory vodného prostredia a ich vplyv na organizmy
Všeobecné charakteristiky vodného prostredia. Analýza adaptácie organizmov na rôzne faktory - hustota vody, soľ, teplota, svetelný a plynový režim.
Vlastnosti adaptácie rastlín a živočíchov na vodné prostredie, ekologické skupiny hydrobiontov.
ročníková práca, pridaná 29.12.2012
Štúdium adaptability organizmov na prostredie
Biotop pre rastliny a živočíchy. Plody a semená rastlín, ich spôsobilosť na rozmnožovanie.
Prispôsobenie sa pohybu rôznych tvorov. Prispôsobenie rastlín rôznym spôsobom opelenia. Prežitie organizmov v nepriaznivých podmienkach.
laboratórne práce, doplnené 13.11.2011
Prispôsobenie sa nízke teploty u zvierat
Rozmanitosť spôsobov, akými sa živé organizmy prispôsobujú účinkom nepriaznivých podmienok prostredia na Zemi. Adaptácia zvierat na nízke teploty.
Využitie špecifických vlastností organizmu pre život v náročných klimatických podmienkach.
prezentácia, pridané 13.11.2014
Mikroorganizmy ako indikátory znečistenia životného prostredia
Prioritné environmentálne znečisťujúce látky a ich vplyv na pôdnu biotu. Vplyv pesticídov na mikroorganizmy. Bioindikácia: koncepcia, metódy a vlastnosti. Stanovenie pôdnej vlhkosti. Účtovanie mikroorganizmov v rôznych médiách.
Ashby a Hutchinson v stredu.
ročníková práca, pridaná 12.11.2014
Problémy využívania geneticky modifikovaných organizmov
Ukladanie a prenos genetickej informácie v živých organizmoch. Spôsoby zmeny genómu, genetické inžinierstvo. Genetické riziká pre ľudské zdravie a životné prostredie modifikovaných organizmov(GMO), možné nepriaznivé účinky.
ročníková práca, pridaná 27.04.2011
Morfometria listovej čepele ako indikátor znečistenia životného prostredia (na príklade mesta hl
Druhy drevín využívané v krajinárstve, introdukované rastliny. Vlastnosti drevín. Vlastnosti použitia rastlín ako bioindikátorov. Biologické indexy a koeficienty používané v indikátorových štúdiách.
semestrálna práca, pridaná 19.09.2013
Adaptácia organizmov na vodný faktor
Prispôsobenie rastlín na udržanie vodnej rovnováhy.
Typ rozvetvenia rôznych koreňových systémov. Ekologické skupiny rastlín vo vzťahu k vode: (hydato-, hydro-, hygro-, mezo-, xero-, sklerofyty a sukulenty). Regulácia metabolizmu vody u suchozemských živočíchov.
abstrakt, pridaný 26.12.2013
Adaptabilita rastlín na prostredie
Čím drsnejšie a ťažšie životné podmienky, tým dômyselnejšia a rozmanitejšia je prispôsobivosť rastlín zmenám prostredia. Adaptácia často zachádza tak ďaleko, že vonkajšie prostredie začne úplne určovať tvar rastliny. A potom rastliny patriace do rôznych rodín, ale žijúce v rovnakých drsných podmienkach, sa často navzájom podobajú tak, že to môže byť zavádzajúce, pokiaľ ide o pravdivosť ich rodinných väzieb - hotcooltop.com.
Napríklad v púštnych oblastiach pre mnohé druhy, a predovšetkým pre kaktusy, sa tvar gule ukázal ako najracionálnejší. Nie všetko, čo má guľovitý tvar a je posiate ostnatými tŕňmi, sú však kaktusy. Takýto účelný dizajn, ktorý umožňuje prežiť v najťažších podmienkach púští a polopúští, vznikol aj v iných systematických skupinách rastlín, ktoré nepatria do čeľade kaktusov.
Naopak, kaktusy nemajú vždy podobu gule alebo stĺpa posiateho tŕňmi. Jeden z najznámejších odborníkov na kaktusy na svete, Kurt Backeberg, vo svojej knihe The Wonderful World of Cacti hovorí o tom, ako môžu tieto rastliny vyzerať, umiestnené v určitých podmienkach biotopu. Tu je to, čo píše:
„Noc na Kube je plná tajomných šelestov a zvukov. Veľké netopiere sa ako tiene ticho preháňajú okolo nás v úplnej tme, žiari len priestor okolo starých, odumierajúcich stromov, v ktorých svoj ohnivý tanec predvádzajú myriady svetlušiek.
Nepreniknuteľná tropická noc so svojím tiesnivým dusnom pevne obklopila zem. Dlhá cesta, ktorú sme absolvovali na koni, nás pripravila o posledné sily a teraz sme podliezli sieť proti komárom Skúsme si oddýchnuť. Konečným cieľom našej výpravy je krajina úžasne krásnych zelených kaktusov zo skupiny Ripsaliaceae. Teraz však prišiel čas osedlať kone. A hoci túto jednoduchú operáciu robíme v skorých ranných hodinách, pot nám doslova zaleje oči.
Onedlho náš malý karavan opäť vyráža. Po niekoľkých hodinách na ceste sa zelenkasté šero panenského lesa začína postupne rozplývať.
Oči sa nám otvárajú až k obzoru plnému slnka, úplne pokrytému kríkmi. Len na niektorých miestach sa nad ním týčia vrcholky zakrpatených stromov a občas vidno jednotlivé mohutné kmene korunované obrovskými korunami.
Ako zvláštne však vyzerajú vetvy stromov!
Zdá sa, že majú dvojitý závoj: od závanov teplého povrchového vánku visia dlhé stonky jedného z druhov bromélií (Tillandsia usneoides), ktoré visia z konárov takmer po zem, trochu podobné dlhým rozprávkovým bradám posiatym strieborné sivé vlasy.
Medzi nimi visí masa tenkých povrazových rastlín prepletených do gúľ: toto je biotop kolónií bezlistých epifytov, kaktusov príbuzných ripsaliaceae. Akoby utekali pred bujnou suchozemskou vegetáciou, majú tendenciu stúpať vyššie do korún stromov, bližšie k slnečnému žiareniu. Aké rozmanité formy! Tu sú tenké nitkovité stonky alebo objemné mäsité výrastky pokryté jemným chmýřím, sú tu silne zarastené výhonky, ktoré svojím vzhľadom pripomínajú rebrované reťaze.
zložitá väzba popínavé rastliny najbizarnejšie formy: špirálové, zubaté, skrútené, zvlnené - vyzerá to ako bizarné umelecké dielo. Počas obdobia kvitnutia je všetka táto zelená hmota ovešaná elegantnými vencami alebo zdobená rôznymi farbami najmenších škvŕn. Neskôr si rastliny navliekli farebné náhrdelníky zo žiarivo bielych, čerešňových, zlatožltých a tmavomodrých bobúľ.
V tropických lesoch Strednej a Južnej Ameriky sú rozšírené kaktusy, ktoré sa prispôsobili životu v korunách lesných obrov a ktorých stonky podobne ako vinič visia až po zem.
Niektorí z nich dokonca žijú na Madagaskare a Cejlóne.
Nie je lezenie na kaktusy nápadným príkladom schopnosti rastlín prispôsobiť sa novým životným podmienkam? Nie je však jediný spomedzi mnohých stoviek ďalších. Bežnými obyvateľmi tropickej džungle sú popínavé a popínavé rastliny, ale aj epifytické rastliny, ktoré sa usadzujú v korunách drevín.
Všetci sa snažia čo najskôr dostať z večného súmraku hustého podrastu panenských tropických pralesov. Nachádzajú si cestu k svetlu bez vytvárania výkonných kmeňov a podporných systémov, ktoré si vyžadujú obrovské náklady na stavebný materiál. Pokojne sa vyšplhajú hore, využívajúc „služby“ iných rastlín, ktoré fungujú ako podpery – hotcooltop.com.
Aby ste sa s tým úspešne vysporiadali Nová výzva rastliny vynašli rozmanité a technicky dosť vyspelé orgány: priliehavé korene a listové stopky s výrastkami, tŕne na konároch, priliehavé osi súkvetí atď.
Rastliny majú k dispozícii slučky laso; špeciálne disky, pomocou ktorých je jedna rastlina pripevnená k druhej svojou spodnou časťou; pohyblivé kruhovité háčiky, ktoré sa najskôr zaryjú do kmeňa hostiteľskej rastliny a potom v ňom napučia; rôzne druhy stláčacích zariadení a napokon veľmi sofistikovaný uchopovací aparát.
Štruktúru banánových listov sme už opísali G.
Haberlandt. Nemenej farebne opisuje ratan - jednu z odrôd popínavých paliem:
„Ak zídete z chodníka botanickej záhrady v Bogore (ostrov Jáva) a pôjdete hlbšie do húštiny, po niekoľkých krokoch môžete zostať bez klobúka. Desiatky háčikov roztrúsených všade sa nám zachytia na oblečení a početné škrabance na tvári a rukách budú vyžadovať väčšiu opatrnosť a pozornosť. Pri pohľade okolo seba a pozornom pohľade na „uchopovací“ aparát rastlín, v zóne pôsobenia ktorých sme sa ocitli, sme zistili, že stopky pôvabných a veľmi zložitých listov ratanu majú dlhé, až jeden až dva metre, mimoriadne pružné a elastické procesy, posiate mnohými tvrdými a navyše rovnakými polopohyblivými hrotmi, z ktorých každý je hák-hák ohnutý a naklonený dozadu.
Akýkoľvek palmový list je vybavený takým hrozivým hákovitým tŕňom, ktorý sa nedá tak ľahko rozlúčiť s tým, čo je na ňom zahnuté. Hranica pružnosti "háčika", pozostávajúca takmer výlučne zo silných lykových vlákien, je extrémne vysoká.
PRISPÔSOBILOSŤ RASTLÍN ŽIVOTNÉMU PROSTREDIU
„Môžete naň zavesiť celého býka,“ poznamenal žartom môj spoločník a upozornil na moje pokusy aspoň približne určiť váhu, ktorú takáto „linka“ znesie. V mnohých palmách príbuzných ratanu sa takými nástrojmi na zachytenie stali predĺžené osi súkvetí.
Vietor ľahko hádže pružné súkvetia zo strany na stranu, kým im v ceste nestojí oporný kmeň stromu. Početné háky-háčiky im umožňujú rýchlo a bezpečne sa zavesiť na kôru stromu.
Pevne upevnený pomocou prerastených listov na niekoľkých stromoch stojacich vedľa seba (často hroty v spodnej časti listovej stopky alebo dokonca v listovej pošve slúžia ako dodatočné prostriedky na zadržanie), úplne hladký, hadovitý kmeň ratan ako loach stúpa, pretláča sa cez početné konáre, niekedy sa šíri do korún susedných stromov, aby nakoniec prerazil s mladými listami na svetlo a vystúpil nad korunu oporného stromu.
Neexistuje pre neho žiadna ďalšia cesta: márne budú jeho výhonky hľadať oporu vo vzduchu. Starnúce listy postupne odumierajú a dlaň sa ich zbavuje. Palmové výhonky zbavené "kotvičiek-hákov" skĺznu pod váhou vlastnej váhy, až kým sa vrchné listy s hrotmi opäť nezachytia o nejakú oporu.
Na úpätí stromov možno často vidieť početné výhonky palmy, skrútené do slučiek, úplne holé, bez listov, často hrubé ako paže dospelého človeka. Zdá sa, že výhonky, ako hady, sa plazia a hľadajú novú podporu. V Bogorskej botanickej záhrade dosahuje najdlhší kmeň ratanu 67 metrov. V nepreniknuteľnej divočine tropických dažďových pralesov sa nachádzajú ratany dlhé 180 metrov a niekedy až 300 metrov!
