Какая черта характерна для светолюбивых растений.. Экологические группы растений по отношению к свету и их адаптивные особенности. Характерные признаки светолюбивых и тенелюбивых растений. Свет, как условие ориентации животных.

Какая черта характерна для светолюбивых растений.. Экологические группы растений по отношению к свету и их адаптивные особенности. Характерные признаки светолюбивых и тенелюбивых растений. Свет, как условие ориентации животных.

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы: 1)  светолюбивые   (световые), или   гелиофиты,   – растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний; 2)  тенелюбивые   (теневые), или   сциофиты ,  – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами; 3)  теневыносливые,   или   факультативные гелиофиты,  – могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения.

Световые адаптации гелиофитов и сциофитов.   Гелиофиты  часто имеют побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями. У ряда растений листья фотометричные, т. е. повернуты ребром к полуденным лучам или могут менять положение своих частей в зависимости от высоты стояния Солнца. Оптический аппарат гелиофитов развит лучше, чем у сциофитов, имеет большую фотоактивную поверхность и приспособлен к более полному поглощению света. Обычно у них лист толще, клетки эпидермы и мезофилла мельче, палисадная паренхима двухслойная или многослойная (у некоторых саван‑ных растений Западной Африки – до 10 слоев), нередко развита под верхней и нижней эпидермой. Мелкие хлоропласты с хорошо развитой гранальной структурой в большом числе (до 200 и более) расположены вдоль продольных стенок.

Светолюбивые и теневыносливые растения

С помощью процесса фотосинтеза, зеленые растения создают органическое вещество из простых неорганических соединений, выделяя при этом кислород в атмосферу. Свет оказывает большое формирующее влияние на древесные растения, энергию их роста, цветение и плодоношение, ход естественного возобновления в природе, на пример смену древесных пород в лесу после рубки.

По реакции на освещенность группы растений разделяют на:

• Светолюбивые (гелиофиты) - растения, у которых максимальная интенсивность фотосинтеза (световое насыщение) происходит при 25-50% от полной освещенности. Световой минимум для них 10-15% от полной дневной освещенности, ниже которого растения начинают отмирать. Это деревья и кустарники открытых местообитаний или хорошо освещенных экологических ниш. У светолюбивых древесных растений кроны сквозистые, прозрачные: у вечнозеленых видов листья живут на побегах обычно до 3 лет, на пример у сосны обыкновенной в нашей климатической зоне. Отдельно растущие сосны образуют могучие раскидистые кроны, а в лесу деревья, конкурируя за солнечный свет, вытягиваются и имеют гораздо более тонкие стволы, нижние сучья отмирают на них рано.
• Теневыносливые (сциофиты) – растения, которые лучше растут и развиваются при достаточно полной освещенности, но могут приспосабливаться и к слабому свету. Это большая группа древесных растений способных выживать при световом минимуме (1-3% от полной дневной освещенности. У теневыносливых пород листья как правило более темные, кроны плотные и густые, листья живут у вечнозеленых 5-10 и более лет (до 30), нижние сучья долго остаются живыми и стволы медленно очищаются от них. Отмирание угнетенных деревьев в лесу происходит медленно.

Особенности строения тенелюбивых растений. Строение и физиологические особенности светолюбивых и теневыносливых растений

Светолюбивые растения - гелиофиты, растения, произрастающие на открытых местах и не выносящие длительного затенения; для нормального роста им необходима интенсивная солнечная или искусственная радиация. Взрослые гелиофиты, как правило, более светолюбивы, чем молодые экземпляры.

К светолюбивым растениям относятся как травянистые (подорожник большой, кувшинка и др.), так и древесные (лиственница, акация и др.) растения, ранневесенние - степей и полупустынь, а из культурных -- кукуруза, сорго, сахарный тростник и др. Древесные или кустарниковые гелиофиты образуют обычно разреженные посадки.

Приспособленность к интенсивному освещению обеспечивается особенностями морфологии и физиологии светолюбивых растений. У них обычно довольно толстые листья с мелкоклеточной столбчатой и губчатой паренхимой и большим числом устьиц, нередко расположенные под большим углом к свету (иногда почти вертикально); лист блестящий (за счёт развитой кутикулы) или с опушением.

У светолюбивых растений гораздо чаще (по сравнению с тенелюбивыми) встречается одревеснение побегов с образованием шипов, колючек. Характерно большое число устьиц, которые сосредоточены в основном на нижней стороне листа; многослойную палисадную паренхиму составляют мелкие клетки. По сравнению с тенелюбивыми растениями у гелиофитов значительно выше содержание хлоропластов в клетках листа - от 50 до 300 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа в десятки раз превышает его площадь. За счёт этого обеспечивается высокая интенсивность фотосинтеза - отличительная черта гелиофитов. Другим морфологическим отличием от тенелюбивых растений является большее содержание хлорофилла на единицу площади и меньшее - на единицу массы листа.

Теневыносливые растения - растения (древесные, многие травянистые под пологом лиственных пород, тепличные и др.), выносящие некоторое затенение, но хорошо развивающиеся и на прямом солнечном свету. С возрастом, а также в высоких широтах, горах, в более сухом климате теневыносливость понижается. Ряд растений под пологом леса (например, копытень, сныть и др.) ранней весной, до распускания листьев древесного яруса, физиологически светолюбивы, а летом, при сомкнувшемся пологе, - теневыносливы.

Физиологически теневыносливые растения характеризуются относительно невысокой интенсивностью фотосинтеза .

Листья теневыносливых растений имеют ряд анатомо-морфологических особенностей: слабо дифференцирована столбчатая и губчатая паренхима, характерны увеличенные межклеточные пространства - клетки содержат небольшое число (10-40) хлоропластов, величина поверхности которых колеблется в пределах 2-6 см²на 1 см²площади листа. Эпидермис довольно тонкий, однослойный, клетки эпидермиса могут содержать хлоропласты (чего никогда не встречается у гелиофитов). Кутикула обыкновенно тонкая. Устьица обычно размещены на обеих сторонах листа с несущественным преобладанием на оборотной стороне (у светолюбивых растений, как правило, на лицевой стороне устьица отсутствуют или расположены преимущественно на оборотной стороне). По сравнению с гелиофитами у теневыносливых растений значительно ниже содержание хлоропластов в клетках листа -- в среднем от 10 до 40 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа ненамного превышает его площадь (в 2--6 раз; тогда как у гелиофитов превышение составляет в десятки раз).Для некоторых теневыносливых растений характерно образование антоциана в клетках при произрастании на ярком солнце, что придаёт красноватую или буроватую окраску листьям и стеблям, нехарактерную в естественных условиях местообитания. У других при произрастании при прямом солнечном освещении отмечается более бледная окраска листьев.

Светолюбивые растения примеры. Светолюбивые растения в оранжерейных и комнатных условиях

Ещё со времени начала широкого распространения оранжерей в Европе в XVIII веке гелиофиты составляли основу ботанических коллекций, так как многие красивоцветущие растения — а именно они прежде всего привлекали внимание коллекционеров — светолюбивы. Выращивание тропических гелиофитов в условиях северных широт всегда представляло проблему: существенное сокращение светового дня и резкое падение освещённости в осенне-зимний период неблагоприятно отражалось на состоянии светолюбивых растений. В оранжереях Санкт-Петербургского ботанического сада освещённость в пасмурные дни декабря-января не превышает 600 лк . Некоторые особо чувствительные виды не зацветают впоследствии после такой зимовки и даже погибают в течение зимы.

Если регулировать необходимую влажность и поддерживать должный температурный режим в оранжереях научились достаточно быстро, то создавать нужную освещённость удалось только с развитием методов искусственной досветки во второй половине XX века . Искусственное освещение применялось в Главном ботаническом саду в Москве и Ленинградском ботаническом саду ещё в начале 1950-х годов, однако в силу неэкономичности ламп накаливания и их относительньно небольшой светоотдачи применение метода было ограниченным. Появление мощных люминисцентных и газоразрядных ламп позволило добиться цветения многих требовательных тропических гелиофитов в ботанических садах, расположенных в северных широтах. Так, в викторной (водной) оранжерее Санкт-Петербургского ботанического сада регулярно цветут и плодоносят весьма светолюбивые водные растения тропиков: например, лотос орехоносный , кувшинка голубая, кувшинка капская и др. Для достижения подобного результата растения приходится досвечивать в период интенсивной вегетации весной и в пасмурные дни в начале лета.

Какова характерная черта растений, живущих в избыточно влажном климате. . Влажность, как экологический фактор. Экологические группы растений по отношению к влаге

• Вспомните , какую роль играет вода в жизни растений.
• Как вы думаете? Почему у растений, сорванных в местообитаниях с различным водным режимом (в заболоченной местности, на влажном и суходольном лугу), увядание наступает через разные промежутки времени?
• Вы узнаете о разнообразии адаптаций растений к разной степени водообеспечения их среды обитания.

Влажность как экологический фактор среды

В наземных условиях влажность чаще других экологических факторов лимитирует рост и развитие организмов. Объясняется это тем, что вода играет огромную роль в их жизни. Она является универсальным растворителем, средой для биохимических реакций в клетке. Молекулы воды могут непосредственно участвовать в обмене веществ. Являясь основным структурным компонентом клеток, вода обусловливает поддержание их формы при отсутствии клеточной стенки. У некоторых животных (круглые и кольчатые черви) она служит гидростатическим скелетом. Обладая высоким поверхностным натяжением, вода выполняет транспортную функцию (передвижение веществ) в организме. Благодаря высокой удельной теплоемкости, теплопроводности и теплоте парообразования вода обеспечивает поддержание теплового баланса в организме и предотвращает его перегрев.

Недостаточная или избыточная увлажненность среды — главная экологическая проблема наземных обитателей. Степень увлажненности среды влияет на внешний облик и внутреннее строение организмов. В связи с этим выделяют различные экологические группы растений.

Какие ткани слабо развиты у теневыносливых растений?. Теневыносливые растения

Теневыносливые растения (сциофиты) растут преимущественно в тенистых местах, куда попадает малое количество прямых солнечных лучей, но они также могут произрастать и на открытой местности. Границы групп условные, поэтому много видов растений на разных фазах развития можно отнести то к одной, то к другой группе. Теневыносливые растения — это, в основном, обитатели нижнего яруса леса.

В растениеводстве применяется термин «теневыносливость». Это означает, что растения могут переносить пониженную освещённость. Термин «теневыносливость» относительный. Если сравнивать различные растения, например, деревья, кустарники и траву, то под теневыносливостью понимают разные уровни освещенности. Теневыносливость растений зависит от многих факторов, в том числе, от плодородия почв, достаточного количества воды и других абиотических факторов. Поэтому растения одного вида, произрастающие в разных условиях, могут иметь различную степень теневыносливости. Так растения (например, копытень, сныть и др.) до распускания листьев высоких деревьев в лесу светолюбивые, но летом под пологом сомкнувшейся листвы – теневыносливые.

Для жизни всем растениям необходим солнечный свет, за исключением лишь нескольких видов. Но высокая интенсивность освещенности способствует нормальному развитию далеко не всех растений, поэтому если в почве не хватает влаги, то растениям легче существовать в затенённых местах, чем на открытых. Все растения поглощают световую энергию. Теневыносливые растения, располагающиеся в нижних ярусах леса, поглощают излучение близкое к инфракрасному, а также могут поглощать свет из крайней красной зоны спектра. Из-за недостаточной освещенности растения получают меньшее количество энергии. Для растений, растущих на открытых местах, ограничением в росте является недостаток влаги, в тенистых местах – недостаток солнечной энергии. Поэтому теневыносливые растения для выживания поглощают большее количество питательных веществ, которыми обогащена почва в лесах за счет продуктов разложения опавшей листвы. В свою очередь, теневыносливость в некоторой степени зависит от плодородия почвы.

Строение

Теневыносливые растения (сциофиты) постоянно находятся в условиях сильного затенения, поэтому физиологически у них относительно невысокая интенсивность фотосинтеза. В этой связи листья таких растений имеют такие анатомо-морфологические особенности: слабо развита столбчатая и губчатая паренхима, увеличены межклеточные пространства, а сами клетки содержат небольшое количество хлоропластов (10-40), величина поверхности которых находится в пределах 2-6 см2 на 1 см2 площади листа. Эпидермис очень тонкий, однослойный, его клетки могут содержать хлоропласты (чего нет у гелиофитов), кутикула также тонкая. Устьица на листьях размещаются с обеих сторон с небольшим преобладанием на оборотной стороне. Сциофиты имеют меньше хлорофилла, чем гелиофиты. У теневыносливых растений физиологические процессы такие, как транспирация, дыхание, протекают с меньшей интенсивностью. Интенсивность фотосинтеза, достигнув максимума, при увеличении освещенности не возрастает, и может даже понизиться при ярком солнце.

Какова характерная черта растений тенелюбивых. Все дело в фотосинтезе

Представители этой группы чувствуют себя угнетенно на свету из-за того, что скорость образования хлорофилла у них низкая и фотосинтез идет эффективнее при низком уровне освещения. Важно также, что тенелюбы на ярком свету быстро теряют много воды путем транспирации, в результате чего им приходится закрывать устьица, а это ведет к прекращению дыхания и фотосинтеза. Механизмы, устанавливающие равновесие между дыханием и фотосинтетической деятельностью, у теневых и световых растений отличаются в главном – в способности первых поддерживать эффективный фотосинтез при слабом уровне освещения и в его более узком диапазоне. Между двумя полюсами – гелиофитами и сциофитами – множество вариантов и переходов, которые объединяют их в группу теневыносливых растений, хорошо себя чувствующих на открытом солнце и в полутени.

Свет обладает значительной динамикой, изменяясь зависимости от географической широты местности и времени года, от погоды и времени суток. Опосредованно световое довольствие растений зависит от типа растительного сообщества, а именно от его пространственной структуры и морфологии образующих видов. Поэтому и приспособление к недостатку света у растений шло в разных направлениях. Так, например, в высоких арктических широтах интенсивность света ниже, а день длиннее. Арктические растения имеют физиологически более высокий уровень фотосинтеза при низком уровне освещения и часто наблюдаемых здесь низких температурах, что позволяет им эффективно существовать даже в вечерние часы и при плохой погоде и в среднем наращивать не намного меньше биомассы, чем растения средних широт.

Морфологически тенелюбивые растения можно опознать по широким и тонким листовым пластинкам (для увеличения площади поглощения света) темно-зеленого цвета. В анатомическом строении листьев отмечено больше клеток в верхнем эпидермисе, что позволяет эффективнее использовать лучистую энергию, поступающую сверху. В то же время рыхлое расположение клеток в мезофилле листа позволяет улавливать рассеянный свет, который многократно преломляется в межклетниках. Сами хлоропласты также крупнее и имеют увеличенную площадь поверхности. Для многих сциофитов характерно более слабое развитие механических тканей.

Мезофилл, или паренхима, – внутренняя хлорофиллоносная ткань, выполняющая основную функцию – фотосинтез.