Из за каких свойств кактус устойчив к засухе

Абсолютно все представители этого семейства научились выживать в самых экстремальных условиях окружающей среды. Они с легкостью переносят долгую засуху. Выдерживают знойное пекло под прямыми лучами солнца. Также с легкостью переносят крайне высокие температуры воздуха. Давайте вместе разберемся и поймем почему адаптация кактусов настолько высока, практически к любым условиям.

Адаптация видов

За счет длительного времени в ходе общей эволюции видов, наши колючие друзья очень сильно менялись внешне и внутренне. Например, листья на стебле редуцировались в острые шипы. Они научились впитывать ценную влагу и запасать её внутри себя. Как ни странно, но во-многом, это тоже заслуга острых шипов и колючек. Их функции со временем стали очень значимы и разнообразны. Это только лишь на первый взгляд они могут только уколоть. Это, отнюдь, далеко не все задачи, которые на них возлагает суккулент.

Водные ресурсы в пустыне очень ограничены и умение распоряжаться ими правильно в засушливые времена года тоже особое умение наших колючих «ежиков». Интересный факт заключается в том, что даже если этому пустынному растению катастрофически не хватает воды, оно может уменьшаться в размерах. Это происходит за счет «сморщивания» стебля и побегов экземпляра. Естесственно, что это происходит благодаря расходованию внутренней влаги в мясистой части стебля. Размер некоторых экземпляров во время засух может уменьшаться до 70-80% от исходного.

Интересно, что несмотря на схожие функциональные особенности этого семейства, отдельные его представители могут разительно отличаться внешностью.

Среди кактусистов — коллекционеров очень растпространены и популярны миниатюрные виды. Речь идет о ребуции крошечной, блоссфельдия и др. В тоже время в природе очень распространены гиганты — цефалоцереус. Его размер нередко превышает 5-ти этажный дом! Экземпляр такого размера запасает порой по несколько тонн воды внутри себя. Огромные, эффектные шары — это эхинокактусы в пустынях Перу и Боливии.

Среда обитания

Однако, преимущественно, всю эту красоту можно наблюдать на территориях Южной Америки и Мексики.Горная цепь Анд, проходящая по территориям Аргентины, Боливии, Перу и Чили является родиной для более чем 1000 видов семейства кактусовых. Отдельные представители даже умудряются выживать на горных, обрывистых склонах и оврагах, на высотах более 4000-5000 метров над уровнем моря. Колебания температуры в течении суток порой достигают 35-40 °С. Такие же жесткие колебания происходят и с влажностью. Выжить в такой среде обитание крайне тяжело и под силу только этим суровым, пустынным жителям.

Особенности строения

Устроены наши колючие питомцы не менее интересно. Чтобы защититься от палящих лучей солнца и продолжительных засух суккуленты обзавелись очень крепкой, утолщенной кожей из клеток эпидермеса — внешнего слоя. Он покрыт многослойной кутикулой — надкожицей. Весьма распространенным явлением у многих видов является наличие слоя из воска. Именно благодаря ему ствол растения и отливает разными оттенками на солнце.

Биологическая роль

На стебле в изобилии располагаются ребра и бугорки, сосочки (например, у маммиллярий) и шипы, пушистые волоски и загнутые к рючок колючки. Природа очень тщательно продумывала каждый сорт. Во многом, именно благодаря всему вышеперечисленному, растению и удается так успешно сохранять жизненно ценную влагу. Не меньшую роль играет и возможность захватывать воду из окружающего воздуха во время росы или тумана по всей поверхности стебля.

Источник

Не всегда у нас есть возможность выбраться на садовые участки в жаркую солнечную погоду, чтобы полить растения. И не все растения способны выдержать недостаток влаги в почве. Некоторые начинают замедлять свой рост, другие — терять тургор и листва у них начинает увядать, третьи — и вовсе засыхают. Особенно часто это происходит на почвах, не способных задерживать в себе влагу. Например, на супесчаных и песчаных.

Поэтому, недостаток влаги — не повод отказываться от обустройства цветника на садовом участке. Просто для него нужно выбирать самые засухоустойчивые растения.

Как правило, такие засухоустойчивые растения способны хорошо расти на обедненных почвах. Но всё же, засухоустойчивым растениям нужен полив. Только поливать их нужно редко, но обильно, глубоко промачивая почву.

Полынь

Особенно декоративна полынь Шмидта. Многолетник с ажурной серебристой листвой 15-30 см высотой. Лучше растет на бедных суховатых песчаных почвах, на самых солнечных местах. Поливать нужно изредка, прямо под корень растения, давая почве глубоко пропитаться влагой. Затем делают большой перерыв — это стимулирует образование глубоких корней и повышает засухоустойчивость.

Армерия

В природных условиях встречается в каменистых ландшафтах гор и морских побережий. Предпочитает солнечное место и легкие песчаные или супесчаные почвы с кислой реакцией.

Тысячелистник

Многолетнее растение. Мелкие корзинки из белых, розовых, пурпуровых и желтых цветов собраны в плотные щитковидные соцветия. Растение абсолютно неприхотливое. В засушливые периоды поливают изредка, но обильно, глубоко промачивая почву.

Арабис (резуха)

Низкий многолетник с множеством мелких белых или розовых цветов. Высаживаем на легких некислых почвах без застоя влаги. Для формирования пышной компактной куртины побеги, идущие в стороны, регулярно обрезаем.

Аллиум (декоративный лук)

Его листья прикорневые, сочные, трубчатые, со специфическим ароматом. Соцветия зонтиковидные, на коротком или длинном безлистном цветоносе — стрелке. Цветки самой разнообразной окраски: белые, розовые, пурпурные, желтые и фиолетовые. Недостаток у лука — отмирание надземной части летом.

Ясколка

Ясколки — многолетние травянистые растения с серебристыми опушенными листьями и побегами, образующие подушки высотой 20-30 см. На бедных суховатых почвах хорошо противостоит сорнякам. Требует полива только в засушливые периоды.

Синеголовник

Синеголовники — высокорослые растения. Их цветки, голубые или синие, собраны в продолговатое головчатое соцветие. Высаживать синеголовник нужно в солнечном месте. Почву вокруг растения рыхлят, поливают редко, только в самые засушливые периоды.

Эхинацея

Эхинацея пурпурная образует красивый мощный куст в период цветения высотой до 100 см. Высаживаем ее на солнце. Предпочитает достаточно питательные, хорошо окультуренные, суховатые почвы.

Антеннария (кошачья лапка)

Многолетник с серебристо-зелеными или серыми листьями, собранные в плотные куртины. Предпочитает бедную суховатую почву. Изредка нужно рыхлить почву вокруг растения.

Молочай

У молочая много видов. И все они засухоустойчивые. Особенно декоративен молочай кипарисовый. Его игольчатой формы листья напоминают иголки хвойных растений. Молочай не выносит застоя влаги зимой и в весенний период.

Очиток (седум)

Необычайно красивый почвопокровник. Очиток — растение светолюбивое, морозостойкое и абсолютно неприхотливое. Не выносит застойного увлажнения. Его мясистые листья способны удерживать в себе влагу. Поэтому все его виды засухоустойчивы. Низкие виды этого растения образуют роскошный ковер.

Молодило (живучка)

Молодило паутинистое — растение с многочисленными опушенными розетками, до 5 см в диаметре. Сначала они зеленые, затем, по мере роста, краснеющие. По краю листьев имеются белые волоски, которые при сомкнутых листьях образуют в серединке розетки паутинку.

Все виды молодила — засухоустойчивые. Растения идеально подходят для каменистых садиков.

Мальва (шток-роза, просвирник)

В наших условиях выращивается как двулетник. Засухоустойчивое, нетребовательное к плодородию почвы растение. Не выносит застоя влаги. На открытых местах, продуваемых ветрами, требует подвязки.

Чистец (стахис)

Чистец шерстистый — многолетнее растение высотой 45-50 см. Неприхотливо, засухоустойчиво. Светолюбиво, но может расти и в полутени.

Овсяница (фестука)

Многолетнее травянистое корневищное растение. Не выносит переувлажнения. Интересна овсяница сизая с ее серебристо-голубыми листьями.

Ожидайте продолжения статьи.

Спасибо, что читаете!

Если было интересно и полезно, ставьте палец вверх!

Подписывайтесь на мой канал, чтобы быть в курсе всего самого интересного про цветы!

Не забывайте делиться с друзьями!

Интересные статьи:

Схемы цветников во дворе. Возьмите на заметку

Пример оформления сада 5 соток

Интересные сорта хост

Топ-18 самых неприхотливых растений для вашего сада

Почему иголки у хвойных растений желтеют?

Источник

По
отношению к воде все растения делятся
на три экологические группы: 1) водные
растения, которые погружены в воду
целиком или частично,
а также растения увлажненных местообитаний
— гигрофиты;
2) растения,
обитающие в среде со средним уровнем
обеспеченности водой, не имеющие
ясно выраженных приспособлений к
избытку
или недостатку воды, —- мезофиты;
3)
растения, обитающие в среде,
характеризующейся резким недостатком
воды, — ксерофиты.

Остановимся па
физиологической характеристике
ксерофитов.

Ксерофиты
— растения засушливых местообитаний,
которые в высокой
степени обладают способностью к
приспособлению в процессе
онтогенеза к перерывам в водоснабжении.

Ксерофиты
не представляют собой физиологически
однородной группы. Некоторые ксерофиты
обладают малой интенсивностью
транспирации,
вместе с тем есть ряд ксерофитов, которые
характеризуются
весьма интенсивной транспирацией.
Возможность
переносить резко засушливые условия
достигается разными
физиологическими средствами. В связи
с этим ксерофиты можно разделить
на ряд подгрупп:

1) растения,
избегающие засуху (эфемеры). Эти растения
обладают
коротким вегетационным периодом,
приурочивая весь жизнен
ный
цикл к периоду дождей;

2)растения,
запасающие влагу (ложные ксерофиты).
К этой группе растений относятся
суккуленты, прежде всего
кактусы — растения с толстыми и
мясистыми стеблями (или толстыми
листьями), испаряющая поверхность у
которых сильно сокращена.
Листья часто редуцированы, вся поверхность
покрыта толстым
слоем кутикулы. Благодаря этому кактусы
являются ограничен
но
транспирирующими растениями. Кактусы
обладают неглубокой,
но
широко распространяющейся корневой
системой. Клетки корня
характеризуются
сравнительно низкой концентрацией
клеточного сока,
а, следовательно, низким осмотическим
давлением. Кактусы растут
в районах, где периоды резко засушливые
сменяются периодами
дождей,
их корневая система приспособлена к
поглощению этой дож
девой
воды. В остальное время кактусы живут
за счет воды, запасаемой
в их мясистых органах, причем эту воду
они тратят чрезвычайно
медленно. По мере уменьшения содержания
воды в клетках
интенсивность
транспирации падает.

Суккуленты,
в частности кактусы, обладают своеобразным
обменом
веществ. У них днем устьица закрыты,
однако ночью они открываются,
чтобы обеспечить доступ в лист углекислого
газа, который акцептируется
органическими кислотами. В клетках
кактуса благодаря
неполному сгоранию углеводов в процессе
дыхания накапливается
большое количество органических кислот.
Основное количество СО2
поступает в ткани кактуса через открытые
устьица в ночной период
и акцептируется этими органическими
кислотами. В дневные часы
акцептированный СО2
вновь высвобождается и используется в
процессе фотосинтеза. Указанная
особенность позволяет этим растениям
осуществлять фотосинтез при закрытых
днем устьицах. Все же фотосинтез
идет у кактусов чрезвычайно медленно.
Как следствие, для
кактусов характерно крайне медленное
накопление сухого вещества
— низкие темпы роста. Кактусы не являются
устойчивыми к засухе,
к водному стрессу. Обезвоживание кактусы
переносят сравнительно плохо, начинают
страдать и погибают. Это растения,
запасающие
воду и экономно ее расходующие в процессе
медленного роста;

3) растения,
у которых сильно развиты приспособления
к добыванию воды. У них глубоко идущая,
сильно разветвленная корневая
система.
Клетки корня обладают, как правило,
высоким осмотическим
давлением, высокой сосущей силой.

Благодаря
указанным особенностям эти растения
могут использовать для сбора воды
очень большие объемы почвы. Их корневые
системы достигают даже грунтовых вод,
если последние лежат не слишком
глубоко. Растения данного типа обладают
хорошо развитой проводящей
системой. Листья у них тонкие, с очень
густой сетью жилок,
что сокращает сопротивление передвижению
воды к живым клеткам
листа до минимума. Это растения с очень
высокой интенсивностью
транспирации. Даже в очень жаркие, сухие
дни они держат
устьица открытыми. Благодаря высокой
интенсивности транспирации,
температура листьев значительно
понижается, что позволяет осуществлять
процесс фотосинтеза при высоких дневных
температурах. К таким тонколистным,
высокотранспирирующим ксерофитам
принадлежат
степная люцерна, дикий арбуз, полынь и
др. Листья некоторых
из них покрыты волосками. Волоски создают
как бы экран,
который дополнительно защищает листья
от перегрева. Очень важной
особенностью данного типа ксерофитов
является их способность
переносить достаточно глубокое
обезвоживание — длительное завядание
без необратимых повреждений. При
улучшении водоснабжения этот тип
растений быстро переходит к нормальной
жизнедеятельности;

4) растения,
переносящие засуху в состоянии анабиоза.
Это растения
с жесткими листьями (склерофиты),
которые и в состоянии
тургора
характеризуются сравнительно малым
содержанием воды.
При завядании
содержание воды в этих растениях может
опускаться
до
25%. В обезвоженном состоянии склерофиты
впадают в анабиоз
(состояние
покоя). Эти растения характеризуются
большим развитием
механических тканей. Листья у них
жесткие, что позволяет им
при
потере тургора избежать механических
повреждений. Они отличаются исключительно
высокой вязкостью протоплазмы. При
достаточном
количестве воды интенсивность транспирации
у них высокая.
Вместе
с тем при недостатке воды у этих растений
имеется ряд приспособлений
к сокращению транспирации. Так, многие
из них обладают способностью к свертыванию
листьев в трубку, так что устьица
оказываются внутри ее. У некоторых
растений устьица находятся
в
специальных углублениях и сверху еще
закрываются смоляными
пробками. Иногда
листья редуцированы. К этому типу
ксерофитов
относятся
такие растения, как ковыль, типчак и др.
Таковы основные типы ксерофитов.
Естественно, что в природе нет
строгого разграничения и существует
много переходных типов. Устойчивыми к
засухе являются лишь последние два
типа, которые действительно способны
переносить обезвоживание. С
агрономической точки зрения чрезвычайно
важным является вопрос,
чем определяется степень устойчивости
к засухе растений среднего
типа — мезофитов, к которым относятся
и все наши культурные
растения. Засухоустойчивость
—
это комплексный признак, связанный
с целым рядом физиологических особенностей.
Основным, определяющим
признаком является способность
растений переносить обезвоживание
без резкого снижения ростовых процессов
и урожайности.
В
свою очередь, это свойство определяется,
по-видимому, прежде
всего устойчивостью цитоплазмы или ее
способностью сохранять особенности
структуры при уменьшении гидратных
оболочек, окружающих
молекулы белка, а также устойчивостью
ферментных систем.
Иначе говоря, засухоустойчивость
определяется способностью растительного
организма как можно меньше изменять
процессы обмена веществ в условиях
недостаточного водоснабжения. Так,
засухоустойчивые
сорта обладают способностью поддерживать
синтетическую
деятельность ферментов на высоком
уровне даже при сильном
завядании.

Большое
значение имеют также анатомо-морфологические
признаки.
Показано,
что анатомическая структура листьев
правильно изменяется
в зависимости от их ярусности. Оказалось,
что, чем выше расположен
лист, тем более в нем выражены определенные
признаки:
мельче клетки, мельче величина устьиц,
большее число устьиц, большее число
жилок на единицу поверхности листа,
более сильно разбита
палисадная паренхима. Одновременно,
чем выше расположен
лист, тем более высокой транспирацией
и большей интенсивностью
фотосинтеза он обладает. Указанные
закономерности получили название
закона
Заленского. При
изучении причин данного явления
выяснилось,
что оно является следствием худшего
водоснабжения верхних
листьев. Одновременно было показано,
что у листьев растений,
выращенных в более засушливых условиях,
проявляются те же изменения, как и у
листьев более верхнего яруса. В связи
с этим совокупность
названных анатомо-физиологических
признаков получила
название ксероморфной структуры.
Растения, листья которых обладают
ксероморфной структурой, более устойчивы
к засухе.

Для
характеристики устойчивости того или
иного растения к засухе
имеет значение величина транспирационного
коэффициента. Этот
показатель может служить характеристикой,
указывающей на более
экономное расходование воды. Сравнение
расходования воды с накоплением
сухого вещества растением правомерно
потому, что интенсивность
того и другого процесса связана в
определенной мере со
степенью открытости устьиц.

Подводя
итоги, можно сказать, что при оценке и
выведении засухоустойчивых сортов
селекционеры могут использовать
совокупность всех рассмотренных
признаков. Наряду с селекционной работой
в настоящее
время предложены методы так называемого
предпосевного
закаливания растений к засухе. Было
подмечено, что растения, перенесшие
засуху, становятся более устойчивыми
к обезвоживанию. Однако,
если завяданию подвергается взрослое
растение, темпы роста
и продуктивность его снижаются. В этой
связи предложено проводить подсушивание
намоченных семян перед посевом.
Из таких семян вырастают растения, более
устойчивые к засухе.
По-видимому, при подсушивании
перестраивается характер белков-ферментов
и они становятся менее чувствительными
к потере воды.
Вместе с тем новые клетки и органы,
возникающие из меристем, перенесших
обезвоживание, характеризуются
сравнительной мелкоклеточностыо
и другими ксероморфными признаками и,
как следствие,
большей устойчивостью.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Особенности внешнего и внутреннего строения: что помогает приспосабливаться и как?

Какие есть у кактуса приспособления к среде обитания, к примеру, предотвращающие перегрев растения?

Кактус имеет мясистый стебель и уплотненный эпидермис, что позволяет ему выживать в регионах, где практически нет воды.

Именно в эпидермисе растение накапливает влагу, чтобы воспользоваться ей в период засухи.

Во избежание испарения кактус имеет налет в виде воска на стебле, ребристую поверхность и колючки. Многие виды являются обладателями массивной корневой системы, которая прорастает глубоко в землю. Она также может разрастаться и на поверхности земли, при этом помогая всему растению питать влагу.

Корневая система. При помощи особого строения корневой системы кактусы могут легко и быстро приспосабливаются к среде обитания. Какие же есть приспособительные признаки у корней? Большинство видов растения имеет уплотненный стержневидный корень. Уходя глубоко в почву, он создает вспомогательные корневые нити, делая при этом корневище более прочным. Здесь также скапливается влага и полезные элементы. Утреннюю росу тонкие корешки втягивают в себя даже на глубине до 20 см.
Стебель. У разных видов бывают разные стебли. Существуют такие виды:
1. Наземный побег.
2. Деревянистый стебель.
3. Сочная, мясистая основа без листьев.
Как стебель кактуса приспособился к среде обитания, к примеру, к жизни в пустыне? Стебель содержит хлоропласты с хлорофиллом, они распадаются, ускоряя процесс фотосинтеза. Происходит все это в ночное время суток – это основное отличие кактуса от остальных растений. Покрыты стебли кожицей, которая обеспечивает надежную защиту от агрессивного внешнего воздействия. На 95% стебель состоит из воды, что позволяет видам выживать в самых засушливых условиях.
На стебле кактуса находятся зачатки листьев (ребра, бугорки, сосочки с колючками). Эти элементы защищают растение от активного солнечного воздействия, образуя вокруг кактуса немного тени.
Ареолы (колючки). Бывают различной формы, размеров и цветов. С их помощью кактус насыщается влагой из окружающей среды. Другая функция ареол – защита стебля от перепадов температур то есть эти его приспособления предотвращают перегрев, а также защищают растение от животных.
Цветы. Бывают обоеполые, сидячие, трубчатые. Самый большой цветок у Многокорешкового Гилоцереуса (составляет 30 см). Цветение длится от пары минут до целой недели. Через цветы происходит размножение, распространение и сохранение вида.

Где обитает растение?

Родиной вида является Америка. Но это растение экологически пластично. Это свойство позволяет ему приспосабливаться практически к любым климатическим зонам.

Кактусы можно встретить по всему миру:

в тропических лесах;
в саваннах;
в пустынях и полупустынях;
в горах до высоты 4,5 км выше уровня моря.

Подробнее о среде обитания кактусов:

Горы. В горных массивах растение получает солнечное облучение, на него влияют резкие скачки температуры и сильные ветра. Почва в горах не может долгое время контролировать уровень влаги. К горным видам относится:
- маммилярия;
- необессия;
- эскобария;
- телокактус.
Шаровидное строение и короткоцилиндрические стебли помогают видам выживать в горных условиях.
Пустыня. В пустынях живут те представители вида, которые не имеют листьев. Это необходимо для экономии «драгоценной» влаги. Пустынные жители отличаются ребристым стеблем и длинными колючками (о том, как не уколоться кактусом и что делать, если это произошло, читайте тут). Именно в пустынях растут самые стойкие и не привередливые виды так они приспособились к жизни в этой среде:
- эхинопсис;
- астрофитум;
- опунция (об опунции и агаве можно узнать тут, а об опунции мелковолосистой рассказано здесь).
Леса и джунгли. В этой местности кактусы выступают в роли паразитов, живут они на стеблях других растений. Это род Шлюмбергера, Эпифиллюм. Селятся на кронах крупных деревьев.
Домашние условия. В искусственно созданной среде обитания может расти большинство видов (о том, как растут кактусы и что делать, если цветок не развивается, рассказано в этом материале). Основное условие ухода – правильный полив, контроль температуры и подкормка. Но в отличие от природных условий, дома кактусы будут отличаться меньшими размерами и менее пышным цветением (либо его отсутствием). О видах кактусов и о выращивании их в домашних условиях читайте тут.

К чему не может приспособиться?

К каким условиям внешней среды кактус не приспособлен и как это объясняется?

«Колючки» не любят большое количество солнца. Только 70% видов растения нормально реагируют на него, оставшиеся – предпочитают притемненные места. Это является первой проблемой для растения.
Не стоит высаживать кактус под солнцем или ставить на подоконник, где много света. Самым верным местом для домашнего выращивания будут восточные части помещения, где солнечные лучи сменяются тенью.
Скачки температур – вторая сложность для роста и развития. Границы приемлемых температур: от -10 до +350С (при условии, что температура будет меняться постепенно). Если скачек будет резкой, растение умрет.
Избыток влаги – третья опасность. Если влаги много, появляются бактерии и грибки. Лучше больше проветривать помещение (как минимум 1 раз в день), где стоит «колючка».

Кактус – древнейшее экзотическое растение. Эти «колючки» отличаются необычным внешним видом, мясистым строением, уникальными цветами. Благодаря этому растение – частый обитатель флористических коллекций. К окружающей среде кактусу позволяет приспособиться корень, стебель, колючки и цветы. Встретить вид можно по всему миру: от гор до пустынь.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник