Protoplazma, živá hmota živočišných a rostlinných buněk, se skládá z 90 procent z vody – bez dostatečné vlhkosti nemůže existovat život. Adaptace rostlin na nedostatek vlhkosti je obzvláště důležitá. Voda má mnoho vlivů na suchozemská zvířata a rostliny.
Vlhkost je také důležitá pro kontrolu ztráty vody kůží, plícemi u zvířat a listy u rostlin. Všechna zvířata potřebují nějakou formu vody v potravě nebo pití, aby fungovala jejich vylučovací soustava.
Rostliny mají vnitřní instalační systém – paralelní trubice z odumřelé tkáně zvané xylém – které transportují vodu od špiček kořenů k listům. Rostliny se vyvinuly tak, aby se vyrovnaly s nedostatkem vody.
Celý rostlinný systém je pod tlakem (kapilární tlak) naplněn vodou. Pokud je hladina vlhkosti nedostatečná, rostlina uhyne – může selhat klíčení, sazenice se nemusí ukořenit a pokud k opadu dojde během kvetení, může se výrazně snížit výnos semen.
Nadměrný vodní stres rostliny zabíjí, jak ví každý, kdo se někdy pokusil pěstovat rostliny během sucha.
Bioklima přispělo k adaptaci rostlin na nedostatek vláhy
Na souši zásobují ekosystémy vodou srážky. Rostliny nemohou všechny srážky využít. Velká část srážek se odpaří a vrátí se do atmosféry. Z tohoto důvodu je dostupná vlhkost nejlepším vodičem vody v suchozemském ekosystému.
Tento bod lze snadno pochopit na příkladu: Průměrné roční srážky 400 mm mohou uživit les v mírném pásmu, kde je odpařování nízké, ale v Tanzanii, kde je odpařování vysoké, mohou uživit pouze suchou savanu.
Dostupná vlhkost do značné míry určuje hladinu vody v půdě, což zase výrazně ovlivňuje růst. Aby rostliny mohly fotosyntézou využívat sluneční energii k růstu, musí být k dispozici voda. Bez vody sluneční energie rostlinu jednoduše zahřeje a „spálí“. Stejně tak, aby rostlina mohla využívat vodu k růstu, musí být k dispozici sluneční energie. Bez zdroje energie voda odteče do půdy nebo odteče nevyužitá. Z těchto důvodů jsou teplota (jako míra energie) a vlhkost primárními limitujícími faktory, které působí společně. V tropických oblastech jsou teploty vždy dostatečně vysoké pro růst rostlin, přičemž limitujícím faktorem jsou srážky. V chladném prostředí je voda pro růst rostlin obvykle k dispozici po většinu roku – limitujícím faktorem jsou nízké teploty. Totéž platí pro limitující faktory v horách, kde teplo nebo voda (nebo obojí) stanovuje spodní limity pro výškovou polohu a absence tepla stanovuje horní limity pro výškovou polohu.
Srážky a teplota jsou tak důležité, že je někteří vědci používají k charakterizaci bioklimatu. Bioklima je aspekt klimatu, který se zdá být pro živé organismy nejdůležitější. Nejrozšířenější bioklimatickou klasifikací je „klimatický diagram“, který zahrnuje sezónní cyklus srážek.
Mokré prostředí
Rostliny jsou velmi citlivé na úroveň vlhkosti.
- Hydrofyty jsou vodní rostliny, které zakořeňují ve stojaté vodě.
- Helofyty jsou bahenní rostliny.
- Mezofyty jsou rostliny, které žijí v normálně vlhkých, ale ne vlhkých podmínkách.
- Xerofyty jsou rostliny, které žijí v suchých podmínkách.
Mokřady podporují hydrofyty a helofyty. Vodní pryskyřník a bahenní řasy jsou hydrofyty; ptačí zob – helofyt. Tyto rostliny zvládnou přežít tím, že si v kořenech, stoncích nebo listech vytvoří systém vzduchových prostorů.
Vzduchové prostory poskytují vztlak a zlepšují vnitřní ventilaci.
Mezofyty se velmi liší ve schopnosti tolerovat záplavy. Nížinné listnaté lesy zabírají bažiny a nivy, kde rostou mezofyty. Obsahují řadu druhů stromů, které mohou přežít v zatopených stanovištích. Vodní rostlina tupelo neboli nyssa, která se vyskytuje v lesích na úpatí, je dobře přizpůsobena takovým vlhkým podmínkám.
Povodně nebo vysoká vlhkost půdy mohou způsobit sezónní změny v rozšíření savců.
Mnoho organismů je zcela přizpůsobeno vodnímu prostředí. Kolonizace půdy je geologicky nedávnou událostí. Někteří obratlovci se vrátili do vodní existence. Mezi ty, kteří se vracejí do vody, patří krokodýli, želvy, vyhynulí plesiosauři a ichtyosauři, tuleni a velryby. Někteří, včetně vydry, přijali semi-vodní životní styl.
Suché prostředí
Rostliny jsou velmi citlivé na sucho a suchost představuje problém přežití. Vliv teploty na rostliny však ovlivnil i jejich vývoj. Některé druhy řas rostou v extrémně suché a horké poušti Gobi (v Mongolsku a Číně).
Vyšší rostliny přežívají v suchých podmínkách díky xerofytické adaptaci – suché půdy podporují xerofyty. Jedním ze způsobů, jak přežít, je jednoduše se vyhnout suchu ve formě semen (pluvioterophytes) nebo ve formě podzemních zásobních orgánů (cibule, hlízy nebo oddenky). Jiné xerofytické adaptace umožňují rostlinám zadržovat dostatek vody, aby udržely své protoplasty vlhké, čímž se zabrání vysychání. Voda je zadržována několika mechanismy.
Velmi účinným mechanismem je akumulace vody.
Sukulenty jsou rostliny, které uchovávají vodu ve svých listech, stoncích nebo kořenech. Příklady adaptace rostlin na nedostatek vláhy jsou kaktus saguaro a kaktus sudovitý. Sudový kaktus uchovává tolik vlhkosti, že ho domorodí Američané a další obyvatelé pouště používali jako nouzový zdroj vody.
Mnoho sukulentů má metabolickou cestu kyseliny crassulaceové k absorpci oxidu uhličitého. Tento typ fotosyntézy zahrnuje příjem oxidu uhličitého v noci s průduchy dokořán a jeho následné použití během dne s uzavřenými průduchy k ochraně před ztrátou. Jiní xerofyti, kteří žijí v suchých podmínkách (někdy považováni za skutečné xerofyty) vodu neskladují, ale vyvinuly velmi účinné způsoby, jak snížit ztráty vody – listy se silnou kutikulou, propadlé a menší průduchy, listy, které v suchých obdobích opadávají, zlepšená absorpce vody díky široce rozšířeným nebo hluboce pronikajícím kořenovým systémům a zlepšené vodivosti vody.
Pelyněk velký je příkladem pravého xerofytu. Larrea tridentata neboli kreasotový keř jednoduše snáší sucho a přestává růst, když není k dispozici voda.
Adaptace rostlin na nedostatek vláhy se liší v jejich schopnosti. Nejhůře trpí mladé rostliny. Tolerance sucha se měří specifickou dobou přežití (doba mezi dobou, kdy kořeny již nemohou absorbovat vodu, a počátkem poškození vysycháním).
Specifická doba přežití bez vody pro rostliny je 1000 hodin u kaktusu opuncie, 50 hodin u borovice lesní, 16 hodin u dubu, 2 hodiny u buku a 1 hodina u pomněnky.
VII Mezinárodní soutěž vědeckovýzkumných a tvůrčích prací studentů
Začněte ve vědě
- Hlavní
- Seznam sekcí
- Biologie
- Adaptace rostlin na šíření semen
Adaptace rostlin na šíření semen
Glukhov D.A. 1
1 Střední škola MBOU č. 5 v Kaluze
Gavryunkina Yu.A. 1
1 MBOU “Střední škola č. 5” Kaluga
Autor práce byl oceněn diplomem vítěze III. stupně
Text práce je umístěn bez obrázků a vzorců.
Plná verze práce je k dispozici v záložce “Job Files” ve formátu PDF
Jednoho dne jsem na své zahradě objevil keř kaliny. Ptal jsem se rodičů, kdo to zasadil? Ukázalo se, že ho nikdo neuvěznil. U našich sousedů jsem viděl obrovský keř kaliny. Vzhled této rostliny mě zaujal a chtěl jsem vědět, jak se rostliny přizpůsobují šíření semen. Pro svůj projekt jsem si vybral téma „Adaptace rostlin na šíření semen“.
Cíl projektu: seznámit se se zvláštnostmi adaptace rostlin na rozšíření plodů a semen v přírodě.
1. Pamatujte na hlavní metody šíření semen.
2. Zjistěte, jak jsou rostliny přizpůsobeny k šíření semen pomocí jednotlivých metod.
3.Analyzujte výsledky pozorování a vytvořte rostlinný herbář.
Každá kvetoucí rostlina produkuje velké množství semen. Pro rostlinu je ale také velmi důležité zajistit jejich distribuci. Ostatně díky tomu se druh šíří. Plody a semena jsou v životě člověka velmi důležité. Jedí se (plody jabloní, hrušek), jsou potravou pro domácí zvířata (dýně, řepa), používají se v průmyslu (bavlna) a lékařství (šípky). Kvůli ovoci a semenům lidé pěstují obilniny, ovocné stromy, keře bobulovin, jakož i zeleninu, olejnatá semena, průmyslové a jiné rostliny.
V hodině biologie jsme se učili o způsobech distribuce semen. Vzpomněl jsem si na hlavní způsoby šíření semen – vodou, větrem, hmyzem, ptáky, zvířaty, samorozptylováním. Dále jsem se rozhodl podívat na to, jak jsou rostliny přizpůsobeny jednotlivým metodám. K tomu jsem pozoroval rostliny a vytvořil herbář a fotografoval je.
Praktická část.
1. Šíří se větrem.
Adaptace semen a plodů v tomto ohledu se projevují ve vývoji letů, křídel a dalších letadel, ve snížení hmotnosti semen a plodů. Zkoumal jsem semena pampelišky, javoru, lípy a borovice.
Letáky. U pampelišky a mnoha dalších hvězdnic, než plody dozrávají, kalich, rostoucí, tvoří chlupatý chomáč, který je jako malý padák, který umožňuje, aby ovoce zůstalo dlouho na vzduchu. U topolu, vrby a osiky vylétají z otevřené tobolky semena vybavená chomáčky chlupů.
Plodem javoru je perutýn. Jedná se o nažku s kožovitým suchým oplodím a plochým, křídlovitým vláknitým výrůstkem. S jeho pomocí se javor rozmnožuje. Rozptyl semen větrem je docela zajímavý: perutýn se pohybuje vzduchem a rozptyluje se na velké vzdálenosti. Semena javoru dozrávají koncem léta a často zůstávají na stromě po celou zimu.
U lípy hraje roli křídla list listenu.
U jehličnatých rostlin (borovice, smrk) jsou semena okřídlená.
Závěr: plody rostlin, které jsou roznášeny větrem, mají speciální úpravy, které zvětšují jejich plochu, ale nezvětšují jejich hmotnost. Jde o různé načechrané chlupy (například plody topolu a pampelišky) nebo křídlové výrůstky (jako plody javoru). Díky takovým útvarům se semena dlouho vznášejí ve vzduchu a vítr je unáší dál a dál od mateřské rostliny.
2. Distribuce pomocí vody.
Dělal jsem praktickou práci. K tomu jsem vzal umyvadlo a nalil do něj vodu. Pak ponořil semínka olše do vody.
Všiml jsem si, že semena olše jsou velmi lehká, takže plavou a neklesají. Olše roste podél břehů řek a její semena, padající do vody, jsou snadno unášena proudem daleko od mateřské rostliny.
Závěr: Semena vodních a polovodních rostlin se šíří pomocí vody. Plody takových rostlin se neutopí, ale jsou unášeny proudem (například olše rostoucí podél břehů). Navíc se nemusí nutně jednat o drobné ovoce. V kokosové palmě jsou velké, ale lehké, takže se nepotopí.
3. Šíří se zvířaty a lidmi.
Zkoumal jsem semena lopuchu a viděl ostré zuby. S jejich pomocí se plody drží na zvířecí srsti nebo lidském oděvu. Takto se semena lopuchu přenášejí z jednoho místa na druhé.
Rostliny mají další způsob pohybu, při kterém jim pomáhají jak zvířata, tak lidé. Semena jitrocele jsou velmi lepkavá, lepí se na podrážky lidských bot nebo na tlapky zvířat. Semena jitrocele se tak přesunou na nové místo.
Šťavnaté, pestrobarevné plody s chutnou dužinou přitahují ptáky. Dužnina ovoce je strávena a semena chráněná slupkou jsou odstraněna trusem a rozptýlena v přírodě.
Závěr: plody nebo provázky lopuchu jsou opatřeny ostrými zuby nebo háčky. S jejich pomocí se plody přichytí na srst zvířat nebo na oblečení lidí, kteří je přenášejí na velké vzdálenosti. Šťavnaté plody brusinek, kaliny, borůvek, černého bezu aj. jedí zvířata, hlavně ptáci. Jejich semena jsou chráněna tvrdou skořápkou a nejsou trávena. Proto se vyhazují spolu s trusem.
4.Distribuce vlastním šířením.
Impatiens parviflora fazole
Moc se mi líbí rostlina impatiens. Název je dán kvůli zvláštnosti distribuce semen. Když semena dozrávají, linie spojení mezi plodolisty slábne a pak stačí nejlehčí dotek, aby se plodolisty prudce oddělily, silně se stočily dovnitř a semena vyletěla jako střela. Odtud název „nedotýkej se mě“.
Závěr:k samovolnému šíření dochází, když se plod samovolně otevře a semena opadnou (netýkavka, bláznivá okurka), nebo záklopky vyschnou, zkroutí se a semena vypadnou (hrách, fazole)
Podíval jsem se na všechny způsoby distribuce semen, shromáždil jsem herbář rostlin a nyní vím, jaké úpravy mají rostliny pro šíření semen v přírodě.
Teď už chápu, odkud se vzala naše kalina. Ptáci nám to dali. Patří jim velký dík!
1. Levina R.E. Distribuce ovoce a semen
2. NA. Naděždina. Knihy o rostlinách
3. Gulenkova M. A. Sergeeva M. N. Knihy ze série „Atlas přirozené přírody“.
4. Tsinger A.V. Zábavná botanika: Důmyslné amatérské rozhovory.
