Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 34. Адаптації в рослин

Поміркуйте

  • Які чинники найсильніше впливають на життєдіяльність рослин?

Згадайте

  • Фотосинтез
  • Терморегуляція
  • Транспірація
  • Гутація
  • Вічнозелені рослини

Особливості адаптацій рослин

Неможливість вільно пересуватись у пошуках оптимальних місцеперебувань змусила рослини призвичаїтись до різких коливань зовнішніх умов, а жорстка конкуренція за ресурси змусила їх до поширення в районах із дуже суворим кліматом. Виживання в таких обставинах було б неможливим без спеціальних пристосувань.

Пристосування до низьких і високих температур

Вплив як низьких, так і високих температур на рослину призводить до майже однакових результатів: руйнування органів та втрати води. Тож пристосування до низьких і високих температур мають багато спільного і полягають у зменшенні площі листкових пластинок для обмеження випаровування води (хвойні, вересові, кактуси) та посиленні захисту поверхні через потовщення клітинних стінок епідермісу й утворення воскової кутикули (ялиця, алое). Рослини полярних широт часто набувають приземистої, подушкоподібної або сланкої форми, щоб захиститись від холодних вітрів (полярні види верби та берези) (мал. 34.1).

Мал. 34.1. Сланка форма полярної верби — пристосування до сильних вітрів

Пристосування до нестачі і надлишку вологи

Листки рослин, що мешкають в умовах нестачі вологи, вкриті щільним багатошаровим епідермісом, а іноді й численними волосками, на яких уранці збирається роса. Продихи в таких рослин розташовані лише на нижній поверхні листка і заглиблені у спеціальні ямки, щоб завадити надлишковому випаровуванню води. Листки посухостійких рослин стають дрібними і жорсткими (чебрець, самосил), закручуються у трубочку (типчак, ковила), а іноді зовсім зникають (віничник) (мал. 34.2).

Кореневі системи в таких рослин сягають значної глибини (верблюжа колючка) або, навпаки, залягають поблизу поверхні, щоб збирати дощову вологу та росу (кактуси). Особлива група рослин, сукуленти, розвивають водоносні тканини і набувають «здутого» вигляду (кактуси, очитки, тропічні молочаї) (мал. 34.3).

У рослин, що мешкають в умовах надлишку вологи, листки широкі й мають тонкий епідерміс, а продихи розташовуються на опуклих ділянках поверхні. Зайву вологу ці рослини можуть виділяти в рідкому вигляді шляхом гутації (приворотень).

Мал. 34.2. Втрата листків у віничника — пристосування до нестачі води

Мал. 34.3. Здуті листки, що накопичують воду,— пристосування очитка до нестачі води

Мал. 34.4. Накопичення антоціанів, що надають листкам сектріазії пурпурового кольору,— пристосування до надлишку світла

Пристосування до недостатнього і зайвого освітлення

Тіньовитривалі рослини компенсують нестачу світла збільшенням площі листкової пластинки та кількості хлорофілу, тому їхні листки зазвичай темно-зелені (копитняк, щитник). Інша стратегія полягає в тому, щоб проходити фазу активного розвитку рано навесні, поки листки дерев іще не розкрилися і не затінили лісову підстилку (проліски, підсніжники, анемони).

Рослини, які потерпають від зайвої кількості світла, розташовують хлоропласти вздовж клітинних стінок, що розміщуються перпендикулярно до променів світла. Деякі види рослин накопичують у клітинах пігменти антоціани, що захищають хлорофіл від «перевантаження»(сектріазія, колеус) (мал. 34.4).

Пристосування до життя на оліготрофних ґрунтах

Рослини одержують із ґрунту численні мінерали, серед яких найважливішими є сполуки Нітрогену. Однак деякі ґрунти, зокрема й болотяні, дуже бідні на Нітроген. Рослини боліт можуть компенсувати нестачу Нітрогену, вдаючись до полювання на комах (росичка, товстянка) або водних безхребетних (пухирник).

Фотоперіодизм

Рослини здатні узгоджувати свої життєві процеси із сезонними явищами, обираючи час для проростання, квітування, листопаду. «Календарем» для них зазвичай слугує тривалість світлового дня, що закономірно змінюється протягом року. Так звані рослини короткого дня (перець, кавун, кукурудза) квітують у період коротких днів. Рослини довгого дня (картопля, пшениця, шпинат), навпаки, потребують для квітування понад 12 годин освітлення на добу. Деякі рослини квітують за будь-якої тривалості дня (томат, кульбаба). Фізіологічна реакція рослин на ритм освітлення називається фотоперіодизмом.

Практична робота

Вплив температури та рівня зволоженості ґрунту на інтенсивність транспірації (або закриття і відкриття продихів)

1. Візьміть два пагони кімнатної рослини та поставте у склянки з підфарбованою водою.

2. Одну склянку розташуйте в тіні, іншу — на сонці. Залиште на 2-3 години.

3. Зробіть ряд поперечних зрізів через стебло, починаючи з верхівки. Визначте висоту підняття води по стеблу.

4. Обчисліть швидкість підняття води у см/год. Зробіть висновок про причини різниці цієї швидкості між двома пагонами.

Практична робота

Виявлення морфологічних та фізіологічних адаптацій рослин до умов існування (екскурсія)

1. Складіть морфологічний опис п'яти видів рослин, які ви побачили під час екскурсії.

2. Спробуйте визначити за будовою листків, які з цих видів пристосовані до нестачі, а які — до надлишку світла, води, тепла.

Ключова ідея

Життєдіяльність рослин залежить від кількості світла, вологи, тепла, ґрунтових мінералів. Рослини пристосовуються до нестачі або надлишку кожного з цих чинників шляхом зміни гістологічної будови органів, видозмінення листків, стебел і коренів, а також завдяки різноманітним сезонним явищам.

Запитання та завдання

1. Чому під час морозу рослини страждають від нестачі води? 2. Чому в одних пустельних рослин кореневі системи сягають великої глибини, а в інших тягнуться під поверхню? 3. Навіщо листки ковили скручені у трубочку?