I. Абиотические факторы.

А. Экологические группы растений по отношении к влажности.

Вода – один из важнейших экологических факторов. Приспособление к этому фактору у растений хорошо выражено внешне.

Вода играет огромную роль в жизни растений (в клетках растений более 90% воды):

1. вакуоли;

2. все физиологические процессы протекают в водных растворах;

3. необходимое вещество для фотосинтеза;

4. для транспирации (для охлаждения и передвижения воды).

Всякие колебания содержания воды в растении резко сказываются на его жизнедеятельности.

Поэтому строение растений, особенно в засушливых местообитаниях направлено на экономию воды, а там, где её много и экономить не надо - у растений другие особенности внешнего вида.

Выделяют:

1. гидрофиты – целиком водные растения (высшие) (кувшинка, кубышка и др.). Иногда среди гидрофитов выделяют группу полностью погружённых в толщу воды растений – гидатофитов (элодея, рдесты и др.).

У гидрофитов обычно верхние части растений (цветки) находятся над водой.

Водная среда отличается от воздушной:

а) более плотная;

б) меньше света;

в) меньше кислорода и т.д..

1. У гидрофитов слабо развиты механические ткани, а иногда и совсем отсутствуют. Аналогичная картина с водопроводящими тканями, так как воду можно поглощать из окружающей среды всей поверхностью тела (но ситовидные трубки развиты нормально). Стал маленьким центральный цилиндр, а кора занимает большой объём, как в корне, так и в стебле.

2. Растение создаёт внутренние запасы кислорода в полостях первичной коры (крупные межклетники). Аэренхима также помогает растениям держаться во взвешенном состоянии.

3. Листья не имеют широких листовых пластинок. Тонкие и длинные, полупрозрачные – приспособление к недостатку света и кислорода.

4. Сильно подавлено семенное размножение, т.к. семена плохо прорастают в воде из-за недостатка кислорода, но хорошо развито вегетативное размножение.

5. Устьица редуцированы.

2) гелофиты (земноводные растения).

Обитают в прибрежной зоне или иногда на берегу, часто заливаемому водой. Большая часть органов у них находится над водой, под водой – нижняя часть растения и подземные органы. Очень близки к гидрофитам. Имеют с ними и сходство (например, система межклетников), и различия:

а) гетерофиллия;

б) более хорошо выражено семенное размножение, хотя все же вегетативное преобладает.

3. гигрофиты - сухопутные растения, но обитающие в сильно увлажнённых местах.

Это растения сырых лугов, болот, сырых лесов. У них сочетаются черты водных и типично сухопутных растений.

Главная их особенность - отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды и неспособность переносить её недостаток (сразу вянут).

Характерно: а) листья тонкие, нежные, обычно довольно крупные;

б) устьиц мало, они практически всегда открыты, часто бывают

гидатоды;

в) нет толстой кутикулы, характерно рыхлое сложение тканей

листа с крупными межклетниками, слабая дифференцировка

мезофилла;

г) слабо развиты проводящие и механические ткани (но лучше чем

у предыдущих групп);

д) тонкие, слабо развитые и неглубокие кони;

е) вегетативное размножение преобладает над семенным, но и

семенное размножение развито неплохо.

4. Мезофиты – растения умеренно увлажнённых местообитаний.

Это типичные растения лесов, лугов, полей, большинство культурных растений.

У них высокая семенная продуктивность и типичное внутреннее, анатомическое строение.

Среди мезофитов следует выделить особую группу эфемеров и эфемероидов, которые имеют очень короткий жизненный цикл - приспособление для избегания неблагоприятных условий или сезонов года.

В степях и пустынях эти растения избегают жаркого и холодного неблагоприятного периода, в широколиственных лесах – летнего недостатка освещенности.

Эфемеры – это короткоцикловые однолетники. Переносят неблагоприятные сезоны в виде семян (крупка, веснянка, арабидопсис, мортук, рогоглавник).

Эфемероиды – короткоцикловые многолетники. Переносят неблагоприятные сезоны в виде семян, клубней, луковиц, корневищ (тюльпаны, ветренички, хохлатки, гусиные луки, чистяк).

5. Ксерофиты – это засухоустойчивые растения, живущие в условиях недостаточного, малого увлажнения. Растения степей, полупустынь и пустынь.

Имеют приспособления для перенесения недостатка увлажнения:

а) сильно развиты корневые системы, всасывают воду либо с большой глубины, либо собирают её с большой окружающей площади.

б) для экономии воды:

- толстостенная эпидерма;

- мощная кутикула;

- мертвые, заполненные воздухом трихомы (серебристо-белый цвет многих опушенных ксерофитов);

- погруженные устьица (в углублениях эпидермы), устьиц очень много, больше чем у мезофитов, ксерофиты активно транспирируют воду для охлаждения поверхности и быстрого передвижения воды. Но устьица открыты недолго: ночью, вечером или утром, днем – закрыты.

Выделяют две основные группы ксерофитов:

1. Склерофиты. 2. Суккуленты.

Склерофиты – жестколистные ксерофиты, с развитыми механическими тканями.

Имеют узкие, щетиновидные листья, которые у ряда видов в жару сворачиваются в трубку (злаки: ковыль, типчак). У некоторых литья сильно редуцированы до чешуй (эфедра) или колючек (верблюжья колючка, ряд астрагалов) или их вообще нет (дрок испанский). Функцию фотосинтеза при этом выполняют стебли.

Сильно развиты механические ткани, листья жесткие, вечнозеленые, хорошо выдерживают большие потери воды в засуху (иглицы).

Часто опушены мертвыми волосками.

Много устьиц, активно транспирируют.

Корневая система глубокая.

Суккуленты – сочные ксерофиты, с развитой водозапасающей паренхимой.

Бывают:

1. Листовые суккуленты – водозапасающая ткань развита в листьях (агава, алоэ, толстянки, гастерия, гаворция, эониум).

2. Стеблевые суккуленты – водозапасающая ткань развита в стеблях (кактусы, пустынные молочаи, стапелии).

Имеют мясистые стебли или листья, в которых содержится запас воды. Корневые системы поверхностные, диффузного типа и собирают влагу с большой поверхностной площади, поэтому большинство суккулентов не образуют заросли. а растут на расстоянии друг от друга.

Устьиц мало. У кактусов и ряда других суккулентов листья редуцированы

в колючки.

Б. Экологические группы растений по отношении к свету.

Свет необхоим растениям для фотосинтеза, ультрафиолетовые лучи стимулируют рост растений, инфракрасные лучи оказывают на них тепловое воздействие.

1. Гелиофиты – светолюбивые растения.

растут только в условиях хорошего, полного освещения, не переносят затенения. Это растения открытых местообитаний: степей, пустынь, лугов, светлых лесов. Это деревья 1 яруса: сосна, береза, лиственница.

Характерно:

- много хлорофилла, в листе сильно развита столбчататая ткань, хлоропласты мелкие, но их много. Иногда столбчатая ткань м.б. с двух сторон (если лист повернут ребром к солнцу).

- высокая энергия образования орг. веществ (поэтому среди культурных растений преобладают светолюбивые р-я).

- часто хорошо выражены признаки ксерофитов.

2. Сциофиты – тенелюбивые растения.

Не могут жить в условиях хорошего освещения, на ярком свету быстро погибают, т.к. в клетках разрушается хлорофилл.

Это чаще всего травянистые растения, растущие под пологом леса в тенистых местах в еловых и широколиственных лесах, могут жить в узких ущельях, пещерах (недалеко от входа).

Характерно: - в листьях преобладает губчатая ткань, столбчататя ткань выражена слабо или ее нет вообще.

• хлоропластов мало, но они крупные.

• листья тонкие, но часто большие, чтобы улавливать рассеяннный солнечный свет.

3. Гелиосциофиты – теневыносливые растения.

Промежуточная группа растений, хорошо растущих на ярком свету, и выдерживающих затенение. Экологический оптимум смещен в сторону хорошего освещения, поэтому они лучше растут при хорошем освещении. Это деревья, кустарники и травы полян и опушек лесов (липа, ель, клен и др.).

В. Экологические группы растений по отношении к температурам.

Температуры – важный экологический фактор. Распространение растений по Земному шару зависит в основном именно от температурного фактора.

Приспособления к разным температурам не всегда внешне заметны у растений. У каждого вида растений выражена приспособленность к определенной амплитуде температур.

1. Криофиты (микротермные растения) – развиваются в условиях низких температур (чуть выше 0⁰С). Например, некоторые водооросли могут жить на поверхности снега (хламидомонада снежная), растения тундр и высокогорий.

Эти растения вместе с цветками могут уходить под снег, а весной снова продолжать свое развитие. подснежники – начинают своё развитие под снегом. а когда он сходит – сразу же расцветают. Подснежники растут у нас в широколиственных (ветренички алтайская, хохлатка плотная, гусиный лук, ветреничка лютиковая).

2. Термофилы (мегатермные растения) – теплолюбивые растения. Могут переносить очень высокие температуры.

Есть водоросли, живущие в горячих источниках с температурой +90⁰С. Многие высшие растения пустынь могут переносить температуру почвы до +80⁰С. У них в области корневой шейки развит толстый слой пробки или остатки старых отмерших листьев.

3. Мезотермные растения – большинство растений. Их оптимум – средние температуры. Это культурные, многие декоративные растения, растения лугов. лесов, полей. у таких растений от температуры зависят сроки зацветания. Например, у нас черемуха цветет в начале мая, а в Мурманске – в конце июня.

Г. Экологические группы растений по отношении к ветру.

Различают: 1) ветроустойчивые р-я. Пример: сосна с глубокими корнями.

2) ветровальные р-я. Пример: ель – поверхностной корневой

системой.

В значительной степени под воздействием ветра у растений формируются механические ткани. У растений, где постоянно дуют ветра сформировалась жизненная форма растений-подушек или флаговидная форма деревьев, или форма стланника.

Д. Экологические группы растений по отношении к особенностям почвы.

По отношению к богатству почв различают:

1) эвтрофы – растения богатых питательными веществами почв (крапива);

2) олиготрофы – растения бедных почв, встречаются на болотах (клюква, сосна, мирт болотный);

3) мезотрофы – растения почв со средним содержанием питательных веществ.

По отношению к содержанию определённых веществ или химических элементов:

1) нитрофилы – требуют большого количества азота в почве (крапива встречается у жилья человека, в зарослях ольхи, на вырубках).

2) кальцефилы – растут на щелочных почвах с высоким содержанием Ca²⁺ (на мелах, мергелях идр.). Например., копеечник крупноцветковый, эфедра хвощовая, пион тонколистный и др..

3) галофиты – растут на засолённых почвах (солерос, солянки). Растения имеют специальные приспособления: а) чтобы не всасывать солёные растворы, либо б) активно выделяют соли.