Кроме сосны на сфагновых торфяниках растут и некоторые другие древесные породы. Так, в Западной Сибири на вечномерзлых торфяниках сосна замещается кедром сибирским (Pinus sibirica). В отличие от сосны он сравнительно хорошо растет на мерзлых сфагновых торфяниках, так как способен образовывать придаточные корни выше слоя вечной мерзлоты. Кроме того, хороший рост кедра объясняется еще и тем, что в районах вечной мерзлоты сфагновый ковер нарастает медленно, вследствие чего это дерево достигает высоты 15 м и живет до 250 лет. На более южных болотах сфагновый ковер нарастает быстрее и, несмотря на отсутствие вечной мерзлоты, кедр в этих широтах невысок и угнетен.
Для сфагновых торфяников Восточной Сибири и Дальнего Востока характерна лиственница даурская (Larix dahurica). Она образует сравнительно редкие насаждения на торфяниках с неглубоким залеганием вечной мерзлоты. В Восточной Сибири эта порода доходит до северной границы леса. Лиственница даурская относится к самым холодоустойчивым древесным породам и растет на сфагновых торфяниках, подстилаемых вечной мерзлотой, потому что так же, как кедр сибирский, развивает придаточные корни, залегающие выше уровня вечной мерзлоты. Эта порода обычно образует поверхностную коневую систему, залегающую непосредственно под ковром мхов и лишайников или проникающую вглубь не более 30 – 35 см.
Кроме упомянутых древесных пород на сфагновых торфяниках встречаются береза пушистая (Betula pubescens) и различные виды ив. Но они имеют меньшее значение, чем хвойные породы.
Подавляющее большинство растений (кроме насекомоядных), произрастающих на сфагновых болотах, – сфагнумы, травянистые растения, кустарнички, кустарники и деревья – малотребовательны к питательным веществам, т. е. относятся к олиготрофным растениям. Все они типичные ацидофилы – растения, предпочитающие кислые почвы. Отбор растений, малотребовательных к зольным элементам и азоту, произошел благодаря крайней бедности торфяников солями азота, фосфора, калия, кальция, магния и другими макро- и микроэлементами. Растения торфяников не могут извлекать эти соли из минерального грунта, так как он отделен от их корней слоем неразложившегося торфа. Корни растений не могут получить необходимые элементы и из грунтовых вод и верховодки, также находящихся под слоем торфа. Питательные элементы в торфе находятся в основном в форме органических соединений, не доступных для растений. Минерализация растительных остатков торфа до легкоусвояемых минеральных солей не происходит вследствие очень высокой влагоемкости сфагнового торфа и недостатка в нем кислорода. Большая влагоемкость обусловлена тем, что сфагнумы имеют много мертвых бесцветных и пустых (гиалиновых) клеток в листьях и на стеблях. Они приспособлены к энергичному впитыванию и удержанию воды, количество которой может в 20 раз превышать сухую массу. Влагоемкость сфагнума обусловливает перенасыщенность сфагнового болота застойной влагой и затрудняет доступ кислорода воздуха. Таким образом, на верховых болотах создаются крайне анаэробные условия, препятствующие минерализации растительных остатков. Деятельность аэробных организмов в торфе кратковременная и слабая. Лишь в верхних слоях торфа на просыхающих местах возможен аэробный процесс.
Ацидофильность растений сфагновых болот объясняется приспособлением их к более полному использованию элементов питания из пыли, оседающей на болота из воздуха, так как соль пыли легче переходит в раствор в кислой среде, чем в нейтральной и тем более в щелочной.
Кроме атмосферной пыли источником доступных форм азота является деятельность синезеленых водорослей, живущих среди стеблей сфагнума и способных фиксировать атмосферный азот.
Несмотря на обилие воды в субстрате, некоторые болотные растения, особенно такие типичные кустарнички верховых болот, как багульник, подбел, вереск обыкновенный, водяника черная (Empetrun nigrum) и др., имеют признаки ксероморфной структуры: их листья мелкие, кожистые, покрыты волосками или восковым налетом, свернуты. Это объясняется солевым, особенно азотным голоданием, бедностью субстрата минеральными солями, в основном нитратами. Недостаток минерального питания обусловливает переход некоторых высших растений к микотрофному способу питания и к насекомоядности (росянка и др.). росянка, венерина мухоловка (Dianea muscipula) и другие насекомоядные растения требовательны к азоту, калию, фосфору и другим элементам питания и эту потребность удовлетворяют за счет насекомых.
Растения сфагновых торфяников неодинаково относятся к влажности субстрата. В связи с этим их подразделяют на следующие экологические группы:
1. Настоящие водные растения.
2. Растения очень мокрых местообитаний (сильно обводненных мочажин): шейхцерия болотная (Scheuchzeria palustris), очеретник белый (Rhynchospora alba), росянка (Drosera anglica); из осок – Carex limosa, C. rariflora; из мхов – Cladopodiella fluitans, Sphagnum majus S. cuspidatum, S. balticum и др.
3. Растения влажных местообитаний, где почвенная вода находится ниже поверхности мхов. К этой группе относятся пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum), подбел (Andromeda polifolia), осока (Carex pauciflora) и др. эти растения лучше всего растут в умеренно влажных мочажинах и на переходах от мочажин к кочкам.
4. Растения сухих местообитаний. Они селятся на кочках средней высоты. Это багульник болотный, мирт болотный, морошка (Rubus chamaemorus), клюква мелкоплодная (Oxycoccus microcarpus), сфагнумы (Sphagnum medium, S. fuscum) и др.
5. Растения очень сухих местообитаний, которые встречаются на вершинах очень высоких кочек, на торфяных буграх в тундре. К этой группе относятся прежде всего лишайники: виды рода Cladonia (C silvatica, C. rangiferina, C. alpestris и др.), Cetraria (C. nivalis), Ochrolechia tartarea и некоторые мхи.
Псаммофиты и литофиты. В морфологии и биологии псаммофитов и литофитов сказывается прежде всего своеобразие механического состава почв и обусловленная им экологическая обстановка.
Песчаные массивы распространены не только в аридных, но и в более умеренных зонах. По происхождению пески могут быть приморскими, приозерными, приречными; связанными с деятельностью ледниковых потоков (современных или древних) - флювиогляциальными, или с деятельностью ветра – эоловыми. Различают сыпучие, или подвижные, пески, свободно перевеваемые ветром (например, подвижные пустынные барханы или подвижные дюны на морских побережьях) и пески, закрепленные растительностью.
Песок как субстрат имеет ряд особенностей, вызывающих необходимость адаптации со стороны растений. Во-первых, это тепловой режим: обладая малой теплоемкостью и высокой теплопроводностью, песок способен к сильному нагреванию и резким суточным колебаниям температуры (особенно на поверхности). В пустынях Средней Азии в жаркие дни температура поверхности песка доходит до 70 – 78ºС при температуре воздуха в тени 40 – 43ºС (на высоте 2 м). отсюда и сильное нагревание приземного слоя воздуха.
Водный режим растений на песках складывается не совсем благоприятно. Это объясняется тем, что осадки быстро и беспрепятственно просачиваются вниз, так как водоудерживающая сила песка очень низкая, а скважность и водопроницаемость очень высокие. В связи с малой капиллярностью песка обратный восходящий ток от грунтовых вод очень мал. Эти особенности песчаных почв приводят к тому, что в поверхностных горизонтах для корневых систем растений создаются условия весьма скудного водоснабжения.
В летние месяцы в пустынях верхние слои песка иссушаются почти полностью. Вместе с тем на песчаных почвах создаются благоприятные условия для накопления влаги атмосферных осадков в глубоких горизонтах. Пески имеют очень небольшую величину мертвого запаса влаги (коэффициент завядания). При небольшом количестве осадков, выпадающих в пустынных областях, верхние слои песка промачиваются дождями неглубоко (до 1 м), поэтому гравитационная вода не доходит до уровня грунтовых вод, а образует «подвешенный» влажный горизонт, за счет которого и существует большая часть растительности пустынь. Для кустарников с глубокой корневой системой существенным источником водного питания может служить капиллярная кайма над грунтовыми водами. иногда (особенно в осенние месяцы) растения могут дополнительно использовать влагу, которая образуется в результате внутрипочвенной конденсации.
Поскольку пески всегда хорошо промыты и поглощающий комплекс их невелик, содержание солей здесь очень мало. Количество органических веществ в песках также невелико. Особенно бедны ими незакрепленные барханные пески; лишь под кронами редких пустынных кустарников и деревьев несколько повышено содержание гумуса, соединений азота, минеральных солей.
Наиболее яркая экологическая особенность песка как субстрата для растений – его подвижность, обусловленная весьма слабой связью между почвенными частицами.
В сухом состоянии перевеянные пески рыхлы, сыпучи и совершенно бесструктурны. В песчаных пустынях или на приморских дюнах непрерывный перенос песка ветром – фактор постоянный, и без приспособления к нему растений не могут существовать. В качестве защиты у пустынных псаммофитов выработалась способность при погребении песком образовывать придаточные корни от ствола на любой высоте. Так, кустарники рода джузгун (Calligonum) при засыпании развивают сильные придаточные корни на стеблях выше корневой шейки, а быстрый рост стеблей дает им возможность обогнать наступающие барханы. При отступлении песка придаточные корни обнажаются. У пустынных злаков из рода селин – Aristida (A. karelini, A. pennata) при раскопках видно несколько ярусов корней, располагающихся друг над другом на расстоянии 3 – 10 см, – свидетельство неоднократного засыпания, при котором корни развиваются на новой высоте.
Такая же способность образовывать придаточные корни на засыпанных стволиках и ветвях свойственна и другим растениям сыпучих песков: саксаулу песчаному (Haloxylon persicum), солянке Рихтера (Salsola richteri) и др.
Кроме придаточных корней у таких растений, как эремоспартон (Eremosparton flaccidum), акация песчаная (Ammodendron conollyi), смирновия туркестанская (Smirnowia turcestanica), на корнях имеются придаточные почки, из которых после обнажения корней и гибели материнского куста появляются корневые отпрыски.
Приспособление к возможному обнажению корней – образование на корнях защитных футляров из пробковой ткани или из песчинок, сцементированных выделениями корней. Такие корневые чехлики встречаются не только у настоящих пустынных растений, но и у видов, населяющих в наших широтах приречные и приморские пески, например, у овсяницы Беккера (Festuca beckeri).
У многих псаммофитов подземные части имеют приспособления, направленные на то, чтобы закрепиться в подвижном субстрате: распространены длинные, сильно разветвленные корневые системы экстенсивного типа. Часто они расположены почти горизонтально в поверхностных слоях песка (например, корни у видов рода Aristida, длинные шнуровидные корневища осоки вздутой (Carex physodes); из более северных обитателей песков такие корневища имеет вейник наземный (Calamagrostis epigeios) и др.)
Большую опасность для растений подвижных песков представляет погребение плодов и семян. В связи с этим у многих видов семена имеют приспособления к переносу ветром («парусные» выросты у солянок и саксаулов, перистые ости у Селина, вздутия у осоки песчаной). Весьма специфическое «псаммофильное» приспособление – развитие упругих ветвистых щетинок на семенах джузгунов. Они облегчают прыгучесть семян и передвижение их ветром вместе с массами песка. Семена пустынных псаммофитов устойчивы к высокой температуре и долго сохраняют жизнеспособность даже при засыпании песком.
В связи с большими затруднениями в водоснабжении у псаммофитов выработались черты ярко выраженной ксероморфной организации. Среди них много суккулентов. Большинство древесных и кустарниковых пород песчаных пустынь безлистны (саксаулы, джузгуны, солянки); фотосинтез у них осуществляется зелеными веточками цилиндрической формы. У других лисья сильно редуцированы (песчаная акация). В самок жаркое время многие пустынные псаммофиты сокращают испаряющую поверхность путем сбрасывания части листьев и сочных ветвей или сезонной смены листьев.
Еще одна особенность, помогающая псаммофильным кустарникам преодолевать недостаток воды,– использование влаги глубоких горизонтов благодаря развитию мощной, глубоко проникающей корневой системы, как у крупных кустов и деревьев саксаула.
Среди травянистых псаммофитов много эфемеров и эфемероидов, вегетирующих только ранней весной, когда в пустыне еще есть влага.
Растения-псаммофиты встречаются на песчаном субстрате и вне пустынь, в областях более умеренного климата – по берегам морей, крупных озер, на пойменных песчаных террасах вдоль рек и т. д. Это волоснец (Elymus giganteus), цмин песчаный (Helychrysum arenarium), лапчатка песчаная (Potentilla arenaria) и др. произрастая не в столь жестких условиях, как пустынные псаммофиты, эти растений не имеют яро выраженных специализированных черт; но и у них встречаются корневые чехлики, длинные цепкие корневища, защищающие подземные части от выдувания, а также ксероморфные черты, в структуре надземных частей (например, восковой голубоватый налет на листьях волоснеца, густое серебристое опушение листьев и цветки «бессмертники» с сухим околоцветником у цмина и т. д.).
Литофиты. Это растения, обитающие на камнях, скалах, каменистых осыпях, в жизни которых преобладающую роль играют физические свойства субстрата. К этой группе принадлежат прежде всего первые (после микроорганизмов) поселенцы на скальных поверхностях и разрушающихся горных породах: сначала автотрофные водоросли (Nostoc, Chlorella и др.), за ними накипные лишайники, плотно прирастающие к субстрату и окрашивающие скалы в разные цвета, и, наконец, листоватые лишайники. Выделяя продукты метаболизма, литофильные лишайники способствуют разрушению горных пород (биологическое выветривание) и на ранних стадиях колонизации каменистых субстратов играют существенную почвообразующую роль. Со временем на поверхности и особенно в трещинах камней накапливается слой органических остатков, на которых поселяются мхи. Под моховым покровом создается уже слой примитивной почвы, на которой поселяются и литофиты из высших растений. Используя трещины в камнях и скала, заполненные почвой, некоторые виды способны жить на очень малом количестве субстрата (их называют хасмофитами – растениями щелей). Среди них виды рода камнеломка (Saxifraga), кустарники и древесные породы (можжевельник, сосна; в Крыму и на Кавказе – скальные формы бука, дуб скальный). Они обладают особой формой роста (ползучей, искривленной, карликовой и т. д.), связанной как с недостатком питательного субстрата, так и с жестким водным и тепловым режимом на скалах, сильными ветрами. Часто побеги горных кустарников плотно прижимаются к крупным камням. Такие формы роста позволяют растениям использовать тепловое излучение нагретого каменного субстрата. Одна из главных особенностей растений скал и осыпей – неглубокая, но очень прочная и цепкая корневая система.
Своеобразные условия для растений-литофитов создаются на горных каменистых осыпях – новых субстратах, возникающих в результате выветривания и разрушения скал, или вторичных, образующихся под влиянием неумеренного выпаса на горных склонах и обнажения щебнистого грунта. Растения вынуждены приспосабливаться здесь не только к режимам экологических факторов, обусловленным каменистым субстратом, но прежде всего к подвижности осыпей. У многих видов отмечаются различные способы закрепления стеблевых частей: например, они погружены в каменистый субстрат так, что над поверхностью поднимаются лишь невысокие розетки листьев и соцветия. У других на небольшой глубине под поверхностью развиваются удлиненные ползучие побеги. При засыпании растений осыпей, следуя за движением субстрата, способны формировать придаточные корни и новые побеги. Корневые системы на осыпях обычно ориентированы вверх по склону. Часто развиваются контрактильные (втягивающие) корни.
Пронизывая осыпь сеткой корневищ, растения-литофиты могут замедлить и приостановить ее движение, давая возможность селиться видам с надземными побегами и глубокими корневыми системами, которые хорошо удерживают субстрат. На следующем этапе происходит накопление мелкозема и растительных остатков – начинается почвообразовательный процесс. Впоследствии там могут появиться и группы дерновинных растений – очаги будущих высокогорных лугов.
В роли случайных литофитов оказываются растения самых разных видов, поселяющиеся на старых каменных строениях, старинных крепостях, каменных оградах и т. д. В расщелинах между камнями, где скапливаются пыль и мелкозем, нередко можно видеть травянистые многолетники и даже небольшие деревца.
Жизненные формы растений.
1. Определение жизненной формы.
2. Классификации жизненных форм.
3. Классификация древесных растений.
4. Классификация травянистых растений.
1. Экологические группы обычно выделяют по отношению к какому-либо одному фактору среды, имеющему важное формообразовательное и физиологическое значение и вызывающему приспособительные реакции. Наиболее существенные экологические факторы, влияющие на структуру растений,– влажность почвы, воздуха и свет, хотя большое значение имеют также тепловые условия, особенности почв, конкурентные отношения в сообществе и ряд других условий. К сходным условиям растения могут приспосабливаться по-разному, вырабатывая разную «стратегию» использования имеющихся и компенсации недостающих жизненных факторов. Поэтому в пределах многих экологических групп, например, ксерофитов или сциофитов, обычно можно найти растения, резко отличающиеся друг от друга по внешнему облику (габитусу) и по анатомической структуре органов. При этом среда влияет на организмы как нераздельное целое, и адаптации вырабатываются у них ко всему комплексу факторов.
Потребность типизировать растения по сходству их приспособлений к среде привела к возникновению понятия об основных группах растений, имеющих сходный облик в результате сходства путей приспособления. На первых порах такие группы выделяли по чисто внешним признакам. Так, в трудах древнегреческого естествоиспытателя и философа, «отца ботаники» Теофраста, все растения подразделяются на деревья, кустарники, полукустарники и травы. По мере расширения географического кругозора ботаников и накопления экологической информации о растениях все яснее оформлялась идея о сходных типах приспособления растений в сходных условиях. В 1806 г. Известный ботаник, основоположник ботанической географии А. Гумбольдт, изучивший растительный мир разных континентов, предложил выделить 19 «основных форм» растений, такие как:
1) форма пальм;
2) форма бананов;
3) форма хвойных деревьев;
4) форма кактусовидных растений;
5) форма лиан;
6) форма лавровых деревьев;
7) форма злаковидная;
8) форма мхов;
9) форма орхидей.
Принцип выделения этих групп в основном физиономический: хотя они и названы по имени определенных таксонов, но далеко не всегда совпадают с ними (так, «форма лавровых деревьев» кроме лавра включает олеандры, магнолии и прочие жестколистные породы; «форма злаковидная» – злаки, осоки, ситники). Вместе с тем некоторые группы имеют определенное экологическое и географическое содержание: например, «форма хвойных деревьев» подразумевает приспособление к климату с холодной зимой, «форма кактусовидных растений» – к летней сухости, «форма лиан» – светолюбие, отсутствие собственной опоры, «форма орхидей» – эпифитный образ жизни и т. д.
Таким образом, «основные формы» растений А. Гумбольдта отражали первую попытку выделить основные типы растений со сходным приспособлением ко всему комплексу факторов среды. В последующие годы число этих «форм» было одними авторами увеличено (до 54 Х. Гризебахом в 1872 г.), другими уменьшено (до 11 А. Кернером в 1863 г.). принцип их выделения оставался неопределенным: использовались и особенности роста, и морфология листовой пластинки, и принадлежность к определенной таксономической группе. Само разделение на группы скорее выражало идею о разнообразии растительного мира вообще, чем о путях приспособления к среде. Только с оформлением основных понятий экологии растений «основным формам» растений стали придавать экологическое содержание.
Один из основоположников экологии растений Е. Варминг ввел понятие о жизненной форме как совокупности приспособительных признаков. По его определению, это форма, в которой вегетативное тело растения (индивида) находится в гармонии с внешней средой в течение всей его жизни. Современное определение этого понятия, более краткое и общее имеется у А.П. Шенникова (1964): «Виды растений, сходные по форме и приспособлению к среде, объединяют в одну жизненную форму». Та же мысль по-иному выражена В.В. Алехиным (1944): «жизненная форма – это результат длительного приспособления растений к местным условиям существования, выраженный в его внешнем облике».
Поскольку необходим какой-то критерий этого сходства, нужно выбрать определенные признаки, в наибольшей степени отражающие приспособление растений к среде. Очевидно, для этого непригодны так называемые «конституционные», или «организационные», признаки, закрепленные в генотипе и не подвергающиеся быстрым изменениям под влиянием среды (характер листорасположения, число лепестков и других частей околоцветника и т. п.), поскольку они не изменяются под влиянием условий. Сравнительно мало экологической информации дают и такие признаки, которые унаследованы от предковых форм и отражают приспособление к прошлым, уже изменившимся условиям (например, вечнозеленость у некоторых травянистых и кустарничковых видов еловых лесов). Для определения жизненных форм наиболее применимы так называемые «приспособительные» признаки, пластичные и быстро реагирующие на изменение среды (форма роста, ритм сезонного развития, степень защищенности от неблагоприятных условий наиболее уязвимых частей, способность к вегетативному размножению и т. д.). Часто такие признаки бывают конвергентными, т. е. развиваются в сходной экологической среде у систематически отдаленных групп. Вот почему жизненные формы не совпадают с систематическими единицами (видами, родами, семействами). Но в экологии растений они являются своего рода единицами классификации. Подобно тому как в систематике принадлежность растений к одной и той же таксономической единице означает общий путь происхождения, в экологии отнесение к одной жизненной форме означает одинаковый путь приспособления растений к среде. В этом смысле некоторые авторы называют жизненные формы таксономическими единицами в экологии растений.
Таким образом, под жизненной формой, или биоморфой, понимают своеобразный внешний облик (габитус) растения, который возник в онтогенезе в результате роста в определенных экологических условиях и отражает совокупность основных приспособительных черт. Понятно, что габитус зависит в первую очередь от особенностей роста вегетативных органов, надземных и подземных.
Жизненная форма, характерная для особей того или иного вида, есть результат длительной эволюции и закреплена наследственно. Тем не менее в определенных пределах жизненная форма вида обладает лабильностью и в зависимости от конкретных условий может варьировать довольно широко. Так, например, обыкновенная липа относится к древесным жизненным формам и ни при каких условиях не станет травянистым растением. Однако конкретные особи этого вида могут представлять собой не только стройные одноствольные деревья (как в старом липняке, в парках, на улицах), но и «кустовидные» многоствольные деревья (в разреженных лесах, на опушках) и стелющиеся кустарники (в условиях сильного угнетения от недостатка света и других неблагоприятных факторов).
Другими словами, в пределах «нормы реакции» особь каждого вида приобретает в онтогенезе жизненную форму, наилучшим образом приспособленную ко всему комплексу факторов в данной конкретной ситуации.
При этом одни из жизненных форм наиболее древние и исходные, другие возникли сравнительно недавно. По мнению Раункиера, первичной формой, по-видимому, следует считать ту, которая соответствовала климату в эпоху возникновения цветковых растений, т. е. теплому, влажному и сезонно равномерному. Очевидно, это должна быть форма с побегами, рост которых ничто не тормозит и которые достигают большой высоты над поверхностью почвы, – форма деревьев и кустарников. По мере ухудшения климата – появления сухого или холодного периода года – уменьшался рост побегов, вырабатывалась низкорослость, почки приобретали защиту на поверхности земли или углублялись, сокращался жизненный цикл.
В настоящее время концепция этого основного направления эволюции жизненных форм – переход от древесных форм к травянистым и от многолетних трав к однолетним – принята большинством ботаников и хорошо аргументирована данными сравнительной анатомии, морфологии, палеоботаники, ботанической географии.
Основная линия эволюции хорошо прослеживается в пределах отдельных семейств и родов, например, в роде Potentilla (переходы от кустарников к длиннокорневищным многолетникам), в роде Rubus (от корнеотпрысковых кустарников к травам) и т. д. Очевидно, конкретные пути эволюции жизненных форм в пределах основной линии были многообразны в различных климатических зонах и в разные исторические периоды. Так, по мнению ряда авторов, эволюция древесных форм, по-видимому, шла вначале по линии увеличения размеров, а затем уже под влиянием ухудшения климата во внетропических областях по линии уменьшения размеров и перехода к неодревесневшим надземным частям. В особых условиях могли иметь место и «обратные повороты»: так, в роде Artemisia по мере аридизации климата совершался переход от лесных мезофильных многолетних трав к ксерофильным полукустарничкам, у которых почки возобновления подняты над поверхностью почвы (своеобразный уход от обжигающего действия поверхности песка в пустынях и полупустынях).
2. Классификация жизненных форм Раункиера. В пределах крупных экологических групп, различаемых по отношению к какому-либо одному важному фактору – воде, свету, особенностям субстрата, способу питания,– выделяются своеобразные жизненные формы (биоморфы), характеризующиеся определенным внешним обликом, который создается совокупностью наиболее броских физиономических приспособительных признаков. Таковы, например, стеблевые суккуленты, растения-подушки, ползучие растения, лианы, эпифиты и т. п. Существуют разные классификации жизненных форм растений, не совпадающие с классификацией систематиков, основанной на строении генеративных органов и отражающей «кровное родство» растений. Сходную жизненную форму принимают в сходных условиях растения совсем не родственные, принадлежащие к разным семействам и даже классам. Таким образом, та или иная группа жизненных форм обычно базируется на явлении конвергенции или параллелизма в выработке приспособлений.
В основу биоморфологических классификаций можно, в зависимости от цели, положить разные признаки. Одна из наиболее распространенных и универсальных классификаций жизненных форм растений была предложена в 1905 г. Датским ботаником К. Раункиером. В основу ее положена идея о том, что сходные типы приспособлений растений к среде – это прежде всего сходные способы перенесения наиболее трудных условий (действительно, благоприятные условия в целом благоприятны для всех растений, если исключить случаи резкого сдвига экологических оптимумов в особых условиях, и не требуют особых приспособлений; адаптивные же изменения связаны в основном с преодолением условий, лежащих за пределами оптимальных). В областях с сезонной периодичностью климата такие трудные для растений условия наступают главным образом в осенне-зимний сезон, а аридных областях – еще и в период летних засух. Значит, основное сходство приспособлений растений к среде должно заключаться в сходстве способов перенесения неблагоприятного периода года.
В качестве признака, выражающего приспособленность к перенесению неблагоприятного сезона, Раункиер использовал способ перезимовки почек возобновления, т. е. их положение в пространстве (относительно поверхности земли) и способ защиты. Этот признак, на первый взгляд как будто частный, имеет глубокий биологический смысл (именно защита меристем, предназначенных для продолжения роста, обеспечивает непрерывное существование особи в условиях резко переменной среды) и широкое экологическое содержание, так как речь идет о приспособлении не к одному какому-либо фактору, а ко всему комплексу факторов среды. Вот почему выбранный Раункиером признак оказался коррелятивно связанным с целым рядом других, в том числе и чисто физиономических.
Основные жизненные формы в системе Раункиера следующие.
Фанерофиты. Эта группа объединяет растения, у которых почки возобновления расположены высоко над землей. В связи с этим они обычно защищены почечными чешуями. Впрочем, бывают фанерофиты и с открытыми почками, преимущественно во влажнотропических лесах. К этой группе принадлежат главным образом деревья и кустарники. Раункиер весьма дробно подразделил эту группу, выделив 15 подтипов по признакам размеров (мега-, мезо-, микро- и нанофанерофиты), длительности жизни листьев (вечнозеленые и с опадающими листьями) и степени защищенности почек возобновления. Отдельно выделен подтип стеблесуккулентных фанерофитов (древесные кактусы, молочаи и др.). в группу фанерофитов отнесены также растения совсем иной морфологии и биологии, но подходящие под определение фанерофитов по пространственному положению почек возобновления (эпифиты, растущие на деревьях и кустарниках, полупаразиты типа омелы, деревянистые лианы).
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 457 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |