Приспособляемость растений к среде обитания

3

План

Введение
I. Основные среды обитания.

II. Приспособление у растений к разным температурным режимам и другим неблагоприятным факторам.

2.1.Холодостойкость растений

2.2.Морозоустойчивость растений

2.3. Зимостойкость растений.

2.4.Яровизация.
          2.5. Жароустойчивость растений.

2.6. Засухоустойчивость растений

III. Типы растений по отношению к водному режиму.

Заключение.
Список литературы.

Введение

Целью данной  работы - исследовать, приспособляемость растений  к условиям среды обитания.

Для этого я поставила следующие задачи:

1.      Изучить, какую нишу занимают растения в окружающей среде обитания;

2.      Рассмотреть, какое влияние оказывает среда обитания  на развитие растений;

3.      Выяснить, какие факторы вызывают стресс у растений;

4.      Показать, как приспосабливаются  растения к разным температурным режимам;

5.      Выявить типы  растений  по их отношению к водному режиму.

Влаголюбие и теневыносливость, жароустойчивость, холодоустойчивость и другие экологические особенности конкретных видов растений сформировались в ходе эволюции в результате длительного действия соответствующих условий. Так, теплолюбивые растения и растения
короткого дня характерны для южных широт, менее требовательные к теплу
и растения длинного дня для северных.

В природе в одном географическом регионе каждый вид растений занимает экологическую нишу, соответствующую его биологическим особенностям: влаголюбивые ближе к водоемам, теневыносливые под пологом леса и т.д.

Наследственность растений формируется под влиянием определенных
условий внешней среды. Важное значение имеют и внешние условия
онтогенеза растений. В большинстве случаев растения и посевы (посадки)
сельскохозяйственных культур, испытывая действие тех или иных
неблагоприятных факторов, проявляют устойчивость к ним как результат
приспособления к условиям существования, сложившимся исторически, что
отмечал еще К. А. Тимирязев.

I. Основные среды обитания.

При изучении окружающей среды (среды обитания растений и
животных и производственной деятельности человека) выделяют
следующие ее основные составляющие: воздушную среду; водную среду
(гидросферу); животный мир (человек, домашние и дикие животные, в том
числе рыбы и птицы); растительный мир (культурные и дикие растения в
том числе растущие в воде); почву(растительный слой); недра(верхняя
часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных
ископаемых); климатическую и акустическую среду.
         Воздушная среда может быть наружной, в которой большинство людей
проводят меньшую часть времени (до 10-15%), внутренней производствен
ной (в ней человек проводит до 25-30% своего времени) и внутренней
жилой, где люди пребывают большую часть времени (до 60-70% и более) .
Наружный воздух у поверхности земли содержит по объему: 78,08%
азота; 20,95% кислорода; 0,94% инертных газов и 0,03% углекислого
газа. На высоте 5 км содержание кислорода остается тем же, а азота
увеличивается до 78 - 89%. Часто воздух у поверхности земли имеет
различные примеси, особенно в городах: там он содержит более 40 ингредиентов, чуждых природной воздушной среде. Внутренний воздух в
жилищах, как правило, имеет повышенное содержание углекислого газа, а
внутренний воздух производственных помещений обычно содержит примеси, характер которых определяется технологией производства. Среди газов выделяется водяной пар, который попадает в атмосферу в результате
испарений с Земли. Большая его часть (90%) сосредоточена в самом
нижнем пятикилометровом слое атмосферы, с высотой его количество
очень быстро уменьшается. Атмосфера содержит много пыли, которая попадает туда с поверхности Земли и частично из космоса. При сильных
волнениях ветры подхватывают водяные брызги из морей и океанов. Так
попадают в атмосферу из воды частицы соли. В результате извержения
вулканов, лесных пожаров, работы промышленных объектов и т.д. воздух
загрязняется продуктами неполного сгорания. Больше всего пыли и других
примесей в приземном слое воздуха. Даже после дождя в 1 см содержится
около 30 тыс. пылинок, а в сухую погоду их в сухую погоду их в
несколько раз больше. Все эти мельчайшие примеси влияют на цвет неба. Молекулы газов рассеивают коротковолновую часть спектра солнечного луча, т.е. фиолетовые и синие лучи. Поэтому днем небо голубого цвета.

А частицы примесей, которые значительно крупней молекул газов, рассеивают световые лучи почти всех длин волн. Поэтому, когда воздух запылен или в нем содержатся капельки воды, небо становится белесоватым. На больших высотах небо темно-фиолетовое и даже черное.
В результате происходящего на Земле фотосинтеза растительность
ежегодно образует 100 млрд. т. органических веществ (около половины
приходится на долю морей и океанов), усваивая при этом около 20 0млрд. т. углекислого газа и выделяя во внешнюю среду около 145 млрд.т. свободного кислорода, полагают, что благодаря фотосинтезу
образуется весь кислород атмосферы.

О роли в этом круговороте зеленых насаждений говорят следующие данные: 1 га зеленых насаждений в среднем за 1 час очищает воздух от 8 кг углекислого газа (выделяемого за это время при дыхании 200 человек). Взрослое дерево за сутки выделяет 180 литров кислорода, а за пять месяцев (с мая по сентябрь) оно поглощает около 44 кг углекислого газа.
Количество выделяемого кислорода и поглощаемого углекислого газа
зависит от возраста зеленых насаждений, видового состава, плотности
посадки и других факторов. Не меньшее значение имеют и морские растения фитопланктон (в основном водоросли и бактерии), высвобождающие путем фотосинтеза кислород.

Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических километров около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши - территории, занимающей 149 млн.квадратных километров. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. кубических километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру, примерно равную 3 - 70 С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных
морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно
уменьшается на глубине 50-60 метров.

Подземные воды бывают солеными, солоноватыми (меньшей солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру (более 300 С).

Для производственной деятельности человечества и его хозяйственнобытовых нужд требуется пресная вода,
количество которой составляет всего лишь 2,7% общего объема воды на
Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в
легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды
содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в
основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3тыс. кубических километров. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. кубическим километрам. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 кубических километров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории. Климатическая среда является важным фактором, определяющим развитие различных видов животного, растительного мир а и его плодородие. Характерной особенностью России является то, что большая часть ее территории имеет значительно более холодный климат, чем в других странах.
Все рассмотренные составляющие окружающей среды входят в
Биосферу: оболочку Земли, включающую часть атмосферы, гидросферу и
верхнюю часть литосферы, которые взаимно связанны сложными
биохимическими циклами миграции вещества и энергии, геологическую
оболочку Земли, населенную живыми организмами. Верхний предел жизни
биосферы ограничен интенсивной концентрацией ультрафиолетовых лучей;
нижний высокой температурой земных недр (свыше100`0С). Крайних пределов ее достигают только низшие организмы бактерии.
Адаптация (приспособление) растения к конкретным условиям среды
обеспечивается за счет физиологических механизмов (физиологическая
адаптация), а у популяции организмов (вида) — благодаря
механизмам генетической изменчивости, наследственности и отбора
(генетическая адаптация). Факторы внешней среды могут изменяться
закономерно и случайно. «Закономерно изменяющиеся условия среды (смена
сезонов года) вырабатывают у растений генетическую приспособленность к
этим условиям»1.

В естественных для вида природных условиях произрастания или
возделывания растения в процессе своего роста и развития часто
испытывают воздействие неблагоприятных факторов внешней среды, к
которым относят температурные колебания, засуху, избыточное
увлажнение, засоленность почвы и т. д. Каждое растение обладает
способностью к адаптации в меняющихся условиях внешней среды в
пределах, обусловленных его генотипом. Чем выше способность растения
изменять метаболизм в соответствии с окружающей средой, тем шире норма
реакции данного растения и лучше способность к адаптации. Это свойство
отличает устойчивые сорта сельскохозяйственных культур. Как правило,
несильные и кратковременные изменения факторов внешней среды не
приводят к существенным нарушениям физиологических функций растений,
что обусловлено их способностью сохранять относительно стабильное
состояние при изменяющихся условиях внешней среды, т. е. поддерживать
___________

              1Володько И.К. ''Микроэлементы и устойчивость растений к
неблагоприятным условиям''. – Минск: Наука и техника, 2003.

гомеостаз. Однако резкие и длительные воздействия приводят к нарушению
многих функций растения, а часто и к его гибели.
При действии неблагоприятных условий снижение физиологических
процессов и функций может достигать критических уровней, не
обеспечивающих реализацию генетической программы онтогенеза,
нарушаются энергетический обмен, системы регуляции, белковый обмен и
другие жизненно важные функции растительного организма. При
воздействии на растение неблагоприятных факторов (стрессоров) в нем
возникает напряженное состояние, отклонение от нормы — стресс.
Стресс — общая неспецифическая адаптационная реакция организма
на действие любых неблагоприятных факторов. Выделяют три основные
группы факторов, вызывающих стресс у растений:

Физические — недостаточная или избыточная влажность, освещенность, температура, радиоактивное излучение, механические воздействия;

Химические — соли, газы, ксенобиотики (гербициды, инсектициды, фунгициды, промышленные отходы и др.);

Биологические — поражение возбудителями болезней или вредителями, конкуренция е другими растениями, влияние животных, цветение, созревание плодов.

Сила стресса зависит от скорости развития неблагоприятной для
растения ситуации и уровня стрессирующего фактора. При медленном
развитии неблагоприятных условий растение лучше приспосабливается к
ним, чем при кратковременном, но сильном действии. В первом случае,
как правило, в большей степени проявляются специфические механизмы
устойчивости, во втором — неспецифические.

В неблагоприятных природных условиях устойчивость и продуктивность растений определяются рядом признаков, свойств и
защитноприспособительных реакций. Различные виды растений обеспечивают устойчивость и выживание в неблагоприятных условиях тремя основными способами: с помощью механизмов, которые позволяют им избежать неблагоприятных воздействий (состояние покоя, эфемеры и др.);
посредством специальных структурных приспособлений; благодаря
физиологическим свойствам, позволяющим им преодолеть пагубное влияние
окружающей среды. Однолетние сельскохозяйственные растения в умеренных зонах, завершая свой онтогенез в сравнительно благоприятных условиях, зимуют в виде устойчивых семян (состояние покоя). Многие многолетние растения зимуют в виде подземных запасающих органов (луковиц или корневищ), защищенных
от вымерзания слоем почвы и снега. Плодовые деревья и кустарники
умеренных зон, защищаясь от зимних холодов, сбрасывают листья.
Защита от неблагоприятных факторов среды у растений обеспечивается
структурными приспособлениями, особенностями анатомического строения
(кутикула, корка, механические ткани и т. д.), специальными органами
защиты (жгучие волоски, колючки), двигательными и физиологическими
реакциями, выработкой защитных веществ (смол, фитонцидов, токсинов,
защитных белков). К структурным приспособлениям относятся мелколистность, и даже отсутствие листьев, воскообразная кутикула на поверхности листьев, их густое опущение и погруженность устьиц, наличие сочных листьев и стеблей, сохраняющих резервы воды, эректоидность или пониклость листьев и др. Растения располагают различными физиологическими механизмами, позволяющими приспосабливаться к неблагоприятным условиям среды. Это сам тип фотосинтеза суккулентных растений, сводящий к минимуму потери воды и крайне важный для выживания растений в пустыне и т. д.

II. Приспособление у растений к разным температурным режимам и другим неблагоприятным  факторам.

2.1. Холодостойкость растений.

Устойчивость растений к низким температурам подразделяют на
холодостойкость и морозоустойчивость. Под холодостойкостью понимают
способность растений переносить положительные температуры несколько
выше О0С. Холодостойкость свойственна растениям умеренной полосы
(ячмень, овес, лен, вика и др.). Тропические и субтропические растения
повреждаются и отмирают при температурах от 00С до 100С (кофе,
хлопчатник, огурец и др.). Для большинства же сельскохозяйственных
растений низкие положительные температуры негубительны. Связано это с
тем, что при охлаждении ферментативный аппарат растений не
расстраивается, не снижается устойчивость к грибным заболеваниям и
вообще не происходит заметных повреждений растений.
Степень холодостойкости разных растений неодинакова. Многие растения
южных широт повреждаются холодом. При температуре 3 °С повреждаются
огурец, хлопчатник, фасоль, кукуруза, баклажан. Устойчивость к холоду
у сортов различна. Для характеристики холодостойкости растений
используют понятие температурный минимум, при котором рост растений
прекращается. Для большой группы сельскохозяйственных растений его
величина составляет 4 °С. Однако многие растения имеют более высокое
значение температурного минимума и соответственно они менее устойчивы
к воздействию холода.