Работа с определителем.

Самым распространенным способом определения растений является определение с помощью дихотомических таблиц, введенных впервые Ламарком. Они построены по принципу расхождения признаков по 2-м направлениям. Текст таблиц разбит на ряд ступеней, каждая из которых имеет слева порядковый номер и делится на 2 части – тезу и антитезу. (Теза обычно имеет порядковый номер ступени, а антитеза обозначается знаком «-»). Для успешного определения следует внимательно и полностью прочитать текст двух утверждений «тезы» и «антитезы», и выбрать то из них, признаки которого более соответствуют определяемому растению. Когда выбор сделан, переходят на следующую ступень, номер которой указан в конце признаков тезы или антитезы. Эту процедуру продолжают до тех пор, пока на одной из ступеней ключа не будет встречена совокупность признаков, наиболее полно соответствующая семейству, роду или виду определяемого растения. В дневнике записывается ход определения (номера ступеней).

Проходя по ступеням определителя, следует обратить внимание на те ключевые признаки, которые позволяют правильно определить систематическую принадлежность растения, они и будут диагностическими. Их следует зарисовать при составлении отчета в дневнике.

Тема 3. Характеристика основных жизненных форм растений.

Под влиянием комплекса условий окружающей среды растения в процессе исторического развития приобрели различные приспособительные черты, выражающиеся в особенностях обмена веществ, в строении, в способах нарастания, в динамике жизненных процессов. Все это находит отражение во внешнем облике растений. Большой вклад в изучение жизненных форм внес И.Г.Серебряков. По его определению, жизненная форма это своеобразная внешняя форма организмов, обусловленная биологией развития и внутренней структурой их органов, возникшая в определенных почвенно- климатических и ценотических условиях как приспособление к жизни в этих условиях, т.е. она представляет собой форму приспособленности видов к жизни в той или иной среде, исторически сложившуюся под длительным влиянием экологических факторов. Например, майник двулистный, седмичник европейский, грушанка круглолистная, кислица обыкновенная и другие, живая в сходных условиях, приобретают одинаковые черты, по которым их можно отнести в одну группу – столонообразующих растений.

Одна и та же жизненная форма характерна разным видам. В то же время один и тот же вид в разных условиях может приобретать разные жизненные формы. Например, дуб черешчатый в оптимальных условиях приобретает жизненную форму – дерево, на крайних восточных границах ареала встречается лишь в кустарниковой форме.

Жизненные формы организмов нужно отличать от экологических групп организмов. Жизненные формы отражают приспособленность растений ко всему комплексу экологических факторов, т.е. к специфике данного местообитания в целом, проявляющуюся в своеобразии внешнего облика и особенностях строения и физиологии, тогда как экологические группы отражают приспособленность организмов к отдельным факторам внешней среды. Например, выделяют экологические группы по отношению к условиям увлажнения – гидрофиты, гигрофиты, мезофиты, ксерофиты, суккуленты; к условиям освещения – сциофиты, гелиофиты и факультативные гелиофиты; по отношению к типам почв – криофиты, галофиты, петрофиты, псаммофиты и др.

Представители одной и той же жизненной формы могут принадлежать к разным экологическим группам. Например, манжетка обыкновенная и копытень европейский – представители короткокорневищных растений, но по отношению к свету они относятся к разным экологическим группам: манжетка – светолюбивое (гелиофит), а копытень – тенелюбивое растение (сциофит). В то же время по отношению к влажности они оба принадлежат к одной группе – мезофитов.

Многообразие условий на Земле повлекло за собой формирование большого разнообразия жизненных форм. По классификации И.Г.Серебрякова можно выделить – деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники, травянистые поликарпики (в течение всей жизни цветущие и плодоносящие многократно) и травянистые монокарпики (в течение своей жизни цветущие и плодоносящие однократно).

Жизненная форма дерево представлена многолетними растениями с одним одревесневшим стволом, сохраняющимся на протяжении всей их жизни. Все деревья – обитатели влажных, частично аридных областей, от экваториального пояса до умеренно холодных зон. Среди них имеются формы, у которых ствол всегда растет прямо вверх (ортотропно), например, у дуба черешчатого, березы пушистой, липы мелколистной, осины и др.

Большим числом видов представлена жизненная форма кустарник. Она характеризуется развитием множества равных по размеру стволов. Главный ствол имеется только в начале жизни, живет недолго, и, когда он есть, почти не выделяется среди боковых. Все стволы живут от 2-3 до 20-30 лет, хотя сами особи могут жить продолжительное время. Жизненная форма кустарника сформировалась в процессе эволюции под воздействием условий среды, характеризующейся зимними дождями и сухим, жарким летом. Большинство кустарников мировой флоры сосредоточено в районах аридного климата тропических областей и тепло-умеренных зон северного и южного полушарий.

Кустарнички – третий тип жизненных форм древесных растений. К ним относятся брусника, черника, вереск, голубика, багульник и др. Для них характерен низкий рост стеблей (от 5-7 до 50-60 см). Главный стебель существует недолго (3-7 лет). На смену ему развиваются из спящих почек укореняющиеся боковые подземные одревесневающие стебли. Каждый вновь появляющийся куст первоначально растет под землей параллельно поверхности почвы (т.е. плагиотропно), затем переходит к вертикальному (ортотропному) росту главной оси, выйдя на поверхность, начинает ветвиться. Такой разветвленный укоренившийся побег называют парциальным кустом. У взрослых кустарничков может быть сразу несколько парциальных кустов. Продолжительность жизни каждого из них не превышает 5-15 лет, тогда как сами растения (как особь) живут очень долго. Формирование этой жизненной формы в историческом развитии происходило под влиянием условий умеренно холодных, холодных зон и высокогорных областей.

Особую жизненную форму представляют полудревесные растения – полукустарники и полукустарнички. К ним относятся многие полыни, прутняк (кохия), терескен и др. Эта жизненная форма связана с аридными условиями, где количество годовых осадков меньше того, что может испариться с той же площади в течение года. Характерным признаком этих растений является отмирание верхних частей надземных побегов. Оставшиеся части стеблей одревесневают и в таком виде сохраняются на протяжении нескольких лет. Длина травянистых стеблей, отрастающих в течение вегетационного периода, у полукустарников достигает 150-200 см, а у полукустарничков – 20-30 см, тогда как одревесневающая часть у первых составляет лишь 20-30 см, а у вторых – не более 3,5-7 см. На этих одревесневших надземных частях у тех и других всегда имеются почки возобновления, из которых на следующий год развиваются многочисленные новые травянистые побеги.

Очень много разнообразных жизненных форм выделяют среди наземных травянистых растений. Они делятся на травянистые поликарпики (т.е. плодоносящие много раз в течение своей жизни) и травянистые монокарпики (плодоносящие лишь однажды).

Травянистые поликарпики широко распространены от экваториальных до арктических и субантарктических стран. Они очень разнообразны, среди них различают:

- стержнекорневые растения, к ним относятся многолетние травы, у которых на протяжении всей жизни сохраняется хорошо выраженный стержневой главный корень. Длинностержнекорневые поликарпики характерны для местообитаний с глубоким залеганием грунтовых вод (шалфей, люцерна, кермек и др). Короткостержнекорневые (сон-трава, крестовник, зопник, одуванчики и др.) произрастают в местах со сравнительно близким залеганием грунтовых вод, на довольно сильно задернованной почве.

- кистекорневые и короткокорневищные растения широко распространены от тундровой до степной зоны, в местообитаниях с достаточным увлажнением воздуха и почв. К ним относятся лютики, купальница, калужница, примулы, золотая розга и др. К короткокорневищным - манжетка, купена, ветреница, копытень, ирисы.

- дерновинные травянистые поликарпики представлены плотнокустовыми, рыхлокустовыми и длиннокорневищными растениями. Все они обладают корневой системой, состоящей из придаточных корней. Ежегодно у этих растений раскрывается множество почек, в результате чего развиваются довольно большие кусты растений. Растения этой группы обычны среди лесных и луговых трав, степных, тундровых и пустынных растений. Плотнокустовые приурочены к степям и сильно задернованным лугам, болотам, т.е. к местам, где почва очень плотная и плохо снабжается кислородом. Это ковыли, луговик дернистый, овсяница овечья, белоус, пушица и др. Рыхлокустовые широко распространены на лугах, к ним относятся тимофеевка, овсяница луговая, ежа сборная, мятлик луговой, многие осоки. Длиннокорневищные приурочены к хорошо аэрируемым и увлажненным почвам, это пырей ползучий, костер безостый, осока вздутая и волосистая и др.

- столонообразующие поликарпики встречаются в затененных местообитаниях с рыхлой, малоплодородной почвой, например, в широколиственных и темнохвойных лесах. У них слабо выражено семенное размножение, которое компенсируется вегетативным. Столоны легко разрываются на части, давая начало новым растениям. Майник двулистный, седмичник европейский, фиалка удивительная развивают подземные столоны, а земляника, камнеломка, лютик ползучий имеют надземные столоны (усы).

- ползучие травянистые поликарпики (луговой чай, вероника лекарственная, барвинок малый и др.) имеют лежачие, хорошо олиственные многолетние стебли, которые способны легко укореняться. Такие растения встречаются в местах с достаточно влажной почвой и умеренным освещением.

- клубнеобразующие поликарпики обладают специализированными органами для запасания питательных веществ – клубнями корневого, стеблевого и листового происхождения. Все эти растения характерны для мест, где четко выражены периоды покоя (холодный зимний или сухой летний). Среди них много видов, у которых с помощью клубней осуществляется возобновление и расселение растений. К этой группе относятся Любка двулистная, таволга шестилепестковая, цикламены, хохлатки, гладиолусы, картофель, стрелолист и др.

- луковичные поликарпики характерны для засушливых районов, где жаркое сухое лето надолго прерывает вегетацию. Одни из них являются эфемероидами (гусиный лук, тюлбпаны, мускари, пролеска сибирская и др., другие могут вегетировать и в сухое время – многие виды луков.

Травянистые монокарпики обычно являются выходцами областей с засушливым климатом и спутниками полевых культур в агрофитоценозах. Они широко распространены в засушливых районах умеренной зоны северного полушария. Многолетние (и двулетние) монокарпики часто имеют утолщенный корень, в котором содержатся запасные питательные вещества (тмин, морковь и др) Среди однолетних монокарпиков есть виды, длительно вегетирующие (пастушья сумка, дымянка лекарственная, василек синий) и эфемеры (крупка весенняя, рогоглавник и др.) полупаразиты (очанки, погремки, марьянники, мытники и др.) и паразиты (повилика).

Более широко применяется в экологических научных исследованиях классификация жизненных форм К. Раункиера, в основу которой автор положил 2 критерия: место расположения почек возобновления и их защиту в неблагоприятное время года. Исходя из этого К. Раункиер выделил 5 форм:

- фанерофиты – растения, почки возобновления которых расположены высоко над землей, чаще всего открытые или защищены почечными чешуйками. Это деревья и кустарники.

- хамефиты – растения, почки возобновления которых расположены на высоте не больше 30 см, в неблагоприятное время укрываются снегом и отмершими частями растений. Это кустарнички и полукустарнички, например, черника, голубика, полыни.

- гемикриптофиты - это растения, почки возобновления которых располагаются на уровне почвы или в подстилке. В неблагоприятное время укрываются опавшими листьями и снегом. Это розеточные растения, как одуванчик, примула, растения с ползучими столонами, крапива, чистец лесной и др.

- криптофиты – растения, почки возобновления которых находятся под водой (гидрофиты) или под землей (геофиты), например, тюльпан, цикламен, гусиный лук, хохлатка, картофель, кувшинки, ряска и др.

- терафиты – однолетние растения, переносящие неблагоприятное период (зиму или лето) в виде семян. Общая черта всех терафитов – способность в краткие сроки проходить годичный цикл от семени до семени. Терафиты широко распространены в аридных зонах и приспособлены к экстремальным условиям существования. Это пастушья сумка, ярутка полевая, крупка весенняя и др.

Понятие о жизненных формах растений с незапямятных времен применялось для характеристики растений и растительных сообществ.

Изучение многообразия жизненных форм, присутствующих в том или ином фитоценозе, помогает глубже понять структуру, динамику, развитие растительных сообществ и их взаимосвязи со средой. Оно является надежным средством экологической оценки местообитания. Например, наличие в фитоценозе стержнекорневых травянистых поликарпиков является показателем достаточной аэрации почвы и сравнительно глубокого залегания грунтовых вод. Индикатором рыхлых, нормально увлажненных и достаточно аэрируемых почв служит длиннокорневищные поликарпики, столонообразующие – свидетельствуют о рыхлых, но малоплодородных почвах. Поэтому, сопоставляя состав жизненных форм фитоценозов, можно охарактеризовать условия жизни в них, экологическую сущность местообитаний.

Распределение жизненных форм по земной поверхности неодинаково в разных ботанико-географических зонах и разных сообществах. В большинстве зон России особенно многочисленны травянистые поликарпики, гемикриптофиты. В тундровой зоне преобладают хамефиты и стержнекорневые поликарпики. С продвижением на юг увеличивается число корнеотпрысковых растений, и особенно возрастает процент монокарпиков (терафитов). Луковичные и клубневые растения широко распространены в сухих степях.

Дата добавления: 2015-07-08