Особливості водного обміну у рослин різних екологічних груп

Рослини, що живуть у воді - гідратофіти або гидрофіти, занурені в воду повністю або частково. Вони регулюють сталість складу внутрішнього середовища за допомогою механізмів захисту від надлишкового надходження води. У монадних форм зелених водоростей, що заселяють, в основному, прісні води, клітинні стінки замкнуті в повному обсязі через наявність виростів цитоплазми - джгутиків, за допомогою яких вони пересуваються. У всіх монадних форм є пульсуючі вакуолі, за допомогою яких з клітин видаляються надлишок води і відходи життєдіяльності. У гидрофитов із замкнутою клітинною стінкою її противодавления досить для запобігання надходження надлишків води в клітину. Первинними гідрофітамі є водорості. Водні квіткові рослини - це вторинні гидрофіти, що походять від наземних форм.

За здатністю пристосовувати водний обмін до коливань водопостачання розрізняють дві групи наземних рослин: пойкілогідріческіе і гомойгідріческіе.

Пойкілогідріческіе організми (бактерії, синьо-зелені водорості, нижчі зелені водорості, гриби, лишайники і інші) пристосувалися переносити значний недолік води без втрати життєздатності. При цьому у них знижується інтенсивність обміну речовин, клітини рівномірно стискаються. Протопласт їх клітин при сильному зневодненні переходить в стан гелю. Збільшення кількості води в середовищі призводить до відновлення активного метаболізму в клітинах. За характером зміни таких показників водного режиму, як інтенсивність транспірації, осмотичний тиск, вміст води протягом доби вони відносяться до гідролабільним рослинам, так як у них значно змінюються зміст води і випаровування.

Гомойгідріческіе рослини (наземні папоротеподібні, голонасінні, квіткові) складають більшість мешканців суші. Вони володіють механізмами регуляції устьичной транспірації, а також кореневою системою, що забезпечує доставку води. Тому навіть при значних змінах вологості середовища у цих рослин не спостерігається різких коливань вмісту води в клітинах, в яких, як правило, розвинена вакуолярна система. Їх клітини не здатні до оборотного висихання. У цих рослин гідростабільний тип водного режиму. Стабілізації водного режиму у багатьох видів рослин сприяють запаси води в коренях, стеблах і запасають органах. Гомойгідріческіе рослини діляться на три екологічні групи:

1. Гігрофіти (тонколисті папороті, деякі фіалки та інші), які ростуть в умовах підвищеної вологості і недостатнього освітлення. Тіньовитривалі гігрофіти, з майже завжди відкритими устьицами, мають гідатоди, через які виділяють надлишок води в капельножидком стані. Гігрофіти погано переносять грунтову і повітряну засуху.

2. Мезофіти (листяні дерева, лісові та лугові трави, більшість культурних рослин) мешкають в середовищі із середнім рівнем забезпеченості водою і не мають ясно виражених пристосувань до надлишку або нестачі води.

3. Ксерофіти живуть в місцях з жарким і сухим кліматом і пристосовані до перенесення атмосферної та ґрунтової посухи. Ксерофіти ділять на наступні групи:

1. Рослини, що уникають посухи (ефемери). Ці рослини мають коротким вегетаційним періодом, приурочивши весь життєвий цикл до періоду дощів і посуху переносять в формі насіння.

2. Рослини, що запасають вологу (помилкові ксерофіти). До цієї групи рослин відносяться сукуленти (кактуси і рослини сімейства Товстолисті). Ці рослини живуть в районах, де посушливі періоди змінюються періодами дощів. Вони мають товсті і м`ясисті стебла. Листя часто скорочені, вся поверхня рослин покрита товстим шаром кутикули, що істотно знижує їх транспирацию. Сукуленти мають неглибокої, але широко розповсюджується кореневою системою. Клітини кореня характеризуються порівняно низькою концентрацією клітинного соку. Вода, що запасається в м`ясистих органах, витрачається дуже повільно.

Сукуленти мають своєрідним обміном речовин. У них днем продихи закриті, а вночі вони відкриваються, що забезпечує зниження витрати води в процесі транспірації. Вуглекислий газ надходить через продихи вночі і засвоюється з утворенням органічних кислот. У денні години вуглекислий газ знову звільняється і використовується в процесі фотосинтезу. Тому ці рослини фотосинтезируют при закритих днем продихах. Рослини цієї групи не стійкі до тривалого водного стресу.

3. Геміксерофіти або полуксерофіти - це рослини, у яких сильно розвинені пристосування до видобутку води. У них глибоко йде, сильно розгалужена коренева система. Клітини кореня мають високою концентрацією клітинного соку і дуже негативним водним потенціалом. Рослини цієї групи мають добре розвиненою провідною системою. Листя у них тонкі, з дуже густою мережею жилок, що скорочує шлях пересування води до клітин листа. Навіть в дуже спекотні дні вони тримають продихи відкритими. Завдяки високій інтенсивності транспірації температура листя значно знижується, що дозволяє здійснювати фотосинтез при високій температурі повітря. Листя деяких рослин покриті волосками, які створюють екран, додатково захищає листя від перегріву.

4. Еуксерофіти або справжні ксерофіти - це рослини, що володіють здатністю різко скорочувати транспирацию в умовах нестачі води. Вони мають пристосування до скорочення втрат води: підземні органи, а іноді і стебла покриті товстим шаром пробки, листя покриті товстим шаром кутикули, багато хто має волоски, продихи розташовані в поглибленнях, устьічниє щілини закупорені восковими і смолистими пробочками, листя згорнуті в трубочку, де створюється свій мікроклімат і зменшується контакт устьічних щілин з атмосферою. Для рослин цієї групи характерна здатність переносити зневоднення і стан тривалого завядания. Особливо добре переносять втрату води рослини з жорсткими листям - Склерофіти, які і в стані тургору мають порівняно мало води. Ці рослини характеризуються великим розвитком механічних тканин.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі