Экологические группы растений

Экологические группы растений – группы растений со сходными чертами организации, отражающими приспособленность к определенному лимитирующему фактору
Лимитирующим называется фактор, оказывающий настолько мощное влияние на растения, что влиянием остальных можно пренебречь
Основные лимитирующие факторы растений:
-температура (мега-, микро- и мезотермные);
- влага (гидро-, гигро-, мезо-, ксерофиты);
- свет (сцио- и гелиофиты);
- субстрат (лито- и псаммофиты, кальце- и нитрофилы, оксило- и галофиты, эпифиты)

Гидрофиты
реофиты
аэрогидатофиты
гелофиты
Экологические группы растений
по отношению к влаге
склерофиты
Ксерофиты
суккуленты
Мезофиты
стеблевые
суккуленты
листовые
суккуленты
гидатофиты
гигрофиты

Гидрофиты – растения, обитающие в воде
Гидатофиты – отрастающие от дна или свободно плавающие водные растения, все вегетативные органы которых находятся в толще воды
Аэрогидатофиты – растения с плавающими на поверхности воды листьями, остальные части которых погружены в воду (могут отрастать от дна или свободно парить в толще воды)
Реофиты – прикрепленные, полностью погруженные в воду растения, обитающие в ручьях и реках с быстрым течением
Гелофиты – полупогруженные в воду растения, населяющие мелководья и влажные берега
Гигрофиты – наземные растения, обитающие в условиях очень высокой влажности воздуха (около 100%) – под пологом тенистых лесов и в глубоких темных ущельях

Особенности водной среды
Недостаток света (особенно на глубине)
Питательные вещества растворены в воде
Недостаток кислорода
Высокая плотность воды, поддерживающая растения
Температурные колебания сглажены (если водоем не промерзает на всю глубину)

Гидрофиты
А – реофит Aponogeton fenestralis;
Б – аэрогидатофит лютик водный (Ranunculus aqvatilis);
В – гидатофит валиснерия спиральная (Vallisntria spiralis);
Г – гидатофит уруть мутовчатая (Myriophyllum verticillatum);
Д - аэрогидатофит водокрас лягушачий ( Hydroharis morsus-ranae)

Растения с плавающими листьями (аэрогидатофиты)
в ботаническом саду им. В.Л. Комарова

Плавающие листья
Кувшинки амазонской (Victoria regia)

Особенности строения гидрофитов
Корневая система развита слабо или отсутствует.
Большая поверхность органов по сравнению с массой тела, сильное расчленение листьев («листья-жабры»).
Наличие хлоропластов в клетках эпидермы
Отсутствие кутикулы и устьиц (кроме аэрогидатофитов).
Нет хорошо выраженной механической ткани, слабо развита проводящая система.
Крупные межклетники – увеличение плавучести и газообмена.
Появление разнолистности (гетерофиллии)у листьев, произрастающих в разных средах (вода и воздух).
Семенное размножение угнетено, преобладает вегетативное (частями побегов, корневищами, особыми почками – турионами)

Анатомическое строение гидрофитов
Б – сегмент листа урути (Myriophyllum sp.);
Г – стебель элодеи канадской(Elodea canadensis);
Д – листовая пластинка гидатофита зостеры морской (Zostera marina)
1- астросклереида;
2- воздухоносный ход;
3- гидатода;
4- губчатая паренхима;
5- ксилема;
6- кортикальная паренхима;
7- мезофилл;
8- проводящий пучек;
9- столбчатая хлоренхима;
10- склеренхимные волокна;
11- устьице;
12- флоэма;
13- эпидерма

Внешний вид, строение стебля (А,Б) и листа (В)
рдеста пронзеннолистного (Potamogeton perfoliatus)
А – схема строения стебля;
Б - фрагмент стебля;
В – половина листовой пластинки

Гелофиты – полупогруженные в воду растения
А – Стрелолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia); Б – деталь поперечного среза листовой пластинки Сыти очереднолистной (Cyperus alternifolius): 1- воздухоносный ход; 2- губчатая хлоренхима; 3- кутикула; 4- надводный лист;
5- подводный лист; 6- палисадная хлоренхима; 7- плавающий лист; 8- эпидерма

Гигрофиты – растения, обитающие на сильно увлажненной почве при относительной влажности
80-100% (под пологом леса, в глубоких ущельях)
Особенности строения гигрофитов
Тонкая кутикула листа
Листовые пластинки тонкие (иногда однослойные), хлоропласты могут содержаться в основных клетках эпидермы
Постоянно открытые и приподнятые устьица
Мезофилл только губчатый
Редкие живые трихомы

Внешний вид и строение листа гигрофита
Сыти очереднолистной (Cyperus alternifolius)
Видна мощная система воздухоносных межклетников,
все клетки сильно обводнены

Строение листовой пластинки гигрофита руелии (Ruellia portelle)
1- губчатая хлоренхима; 2- палисадная хлоренхима; 3- трихома; 4- устьице; 5- эпидерма

Фрагмент экспозиции тропического леса
в ГБС им. В.Л. Комарова

Фрагмент экспозиции биотопа с высокой влажностью
в ГБС им. В.Л. Комарова (растения – гигрофиты)

Гидрофиты
реофиты
аэрогидатофиты
гелофиты
Экологические группы растений
по отношению к влаге
склерофиты
Ксерофиты
суккуленты
Мезофиты
стеблевые
суккуленты
листовые
суккуленты
гидатофиты
гигрофиты

Ксерофиты – растения, приспособленные к существованию при длительном сезонном дефиците влаги Суккуленты – растения, запасающие большое количество воды в короткие влажные периоды и экономно расходующие ее во время засухи
Запас влаги осуществляется водозапасающей паренхимой, придающей некоторым органам суккулентов (стеблям или листьям) мясистость
Склерофиты – растения, обитающие в условиях длительной засухи и содержащие запас воды в водоносной склеренхиме. Главный механизм борьбы с водным дефицитом - высокая сосущая сила (60-80 атм) и глубоко проникающая в почву корневая система

Особенности строения ксерофитов
Особое строение эпидермы, снижающее транспирацию: мощная кутикула, восковой налет, густое опушение из мертвых кроющих трихомов, толстые наружные стенки клеток
Погруженные устьица
Способность всасывать конденсационную влагу трихомами эпидермы
Сильное развитие водозапасающих тканей - паренхимы (суккуленты) или склеренхимы (склерофиты)
Создание высокой сосущей силы в водоносных тканях и корнях
Клетки тканей сильно склерефицированы, межклетников мало – уменьшается внутренняя испаряющая поверхность (склерофиты)
Уменьшение поверхности листа (от скручивания до полной редукции листьев)
Хорошо развита корневая система (комбинированного типа), способность образовывать временные корни (на время влажного периода)

Стеблевые суккуленты
1 – схема строения побегов кактуса (а- ареолы);
2 – часть побега и цветок кактуса;
3 - часть побега и цветок молочая ( Euphorbia );
4 – солерос ( Salicorina herbacea);
5 - опунция

Листовые суккуленты
1 – алоэ (р.Aloe);
2 – очиток (р.Sedum);
3 – агава (р.Agave);
4 – молодило (р.Sempervivum)

Анатомическое строение листовых суккулентов
А,Б – схема и фрагмент листовой пластинки дазилириона;
В – лист очитка;
Г – псаммофит джузгун (лист)

Внешний вид и строение листа олеандра
(Nerium oleander)
Видна хорошо развитая кутикула и гиподерма

Экологические группы автотрофных растений по отношению к субстрату
Литофиты (петрофиты)
Псаммофиты
Кальцефилы
Нитрофилы
Оксилофиты (ксероморфные олиготрофы)
Галофиты
Эпифиты

Псаммофиты (А,Б) и литофит (В)
в условиях пустыни
А – образование придаточных корней на побегах песчаной акации (Ammodendron sp.), Б – песчаные чехлы на корнях селина (Aristida karelinii), В –остролодочник углубленный (Oxytropis immersa) в расщелине камней

Гребенщик многоветвистый (Tamarix ramosissima ) общий вид и отдельная ветвь

Ксероморфные олиготрофы
(Багульник обыкновенный, Мирт болотный,
Подбел болотный)

Анатомическое строение листа багульника (Ledum palustre) (А,Б)
и стебля тамарикса (Tamarix ramosissima )(В,Г)
В.п.-воздухоносная полость; в.пфл.-волокна протофлоэмы; в.эп.-верхняя эпидерма; г.в.- головчатые волоски; г.мзф.-губчатый мезофилл; к-кутикула; кмб-камбий; кс-ксилема; л.п-листовой прорыв; л.с-листовой след; мж-межклетник; н.эп-нижняя эпидерма; о.л- основание чешуйчатого листа ; п.п-проводящие пучки; сл.ж-солевая железка; у-устьице; фл-флоэма

Внешний вид и строение галофитов
А- внешний вид солероса; Б- попреречный срез стебля Артрокнеума;
В- поперечный срез листовой пластинки Лебеды мягкой; Г- поперечный срез листовой пластинки Авиценнии морской

Внешний вид и строение сциофита и гелиофитов
А- лист кислицы (Oxalis acetosella); Б,В-внешний вид компасного растения сильфиума (Silphium laciniatum ) с разных сторон; Г-поперечный срезлиста фикуса каучуконосного (Ficus elastica); Д-срез листа иссопа мелового; Е-схема листа литопса (Lithops sp.)

Эпифитные растения

Экологические группы высших гетеротрофных растений
Полупаразиты и паразиты
корневые
стеблевые
микотрофные
2. Хищные растения

Растения - полупаразиты
А – Марьяник полевой
Б – стадии прорастания
Марьяника лесного
В – гаустория ленца
Г – омела (корни под корой растения-хозяина;
Д – омела на ветви ветви растения-хозяина;

Растение-паразит повилика (Cuscuta)
1 – часть стебля с присосками;
2,4 – схема поперечного разреза стебля растения-хозяина и повилики;
3, 5 – отдельный побег и общий вид растения, паразитирующего на клевере;
6 – стадии развития проростков