Приспособительные формы живых организмов

Афонина Марина ПТ-459

Приспособительные формы живых организмов.

Цель: выявить основные черты приспособленности растительных организмов к среде обитания.

Оборудование: гербарные экземпляры растений.

Работа:

1.1). Растения не поедаемые животными. Например Крапива жгучая:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2).  Раннецветущие растения. Например Ландыш майский.

                  

 

 

1.3).  Теневыносливые растения. Например Вороний Глаз.

 

 

Светолюбивые растения. Например Клевер.

 

 

 

 

 

 

1.4).  Растения обладающие различными способами распространения семян. Например Одуванчик лекарственный.

 

 

 

 

 

 

1.5). Влаголюбивые растения. Например Береза, Рябина и Осина.

БЕРЕЗА                                      РЯБИНА                                            ОСИНА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Засухоустойчивые растения. Например  Ель и Туя.

                       ЕЛЬ                                                               ТУЯ

 

 

 

 

 

 

 

2.1. Фенотипические  особенности не поедаемых животными  растений. Крапива.

Многие виды крапивы  защищаются от травоядных животных при  помощи жгучих волосков, располагающихся  на частях растений. Каждый волосок  представляет собой крупную клетку, по форме напоминающую медицинскую ампулу. Верхняя часть «ампулы» выступает за пределы окружающих клеток внешней поверхности растения. В этом наконечнике содержатся соли кремния. Даже при небольшом воздействии кончик надламывается, острый конец проникает под кожу, и содержимое клетки поступает в организм животного. Сок клеток содержит гистамин, холин и муравьиную кислоту, воздействие которых проявляется ощущением резкого «ожога» в месте прикосновения к растению.

 

2.2. Фенотипические  особенности раннецветущих растений. Ландыш.

Холодоустойчив в связи с ранним цветением. Листья ландыша появляются раньше. Они туго свернутые торчат из земли словно копья. Если ландышей в одном месте много, то земля кажется ощетинившейся. Когда же они развернутся, окажется два сложенных фунтиком (как воронка) два листочка. Между ними вскоре появляется граненый стебелек. На нем, склонившись к земле, висят на тоненьких ножках, повернутые все в одну сторону зеленые бутончики. Эти бутончики вскоре начнут белеть, поочередно снизу по одному.

 

2.3. Фенотипические  особенности теневыносливых растений. Вороний глаз.

Внешний облик теневыносливых растений также отличается от светолюбивых. Теневыносливые растения обычно обладают более широкими, более тонкими и мягкими листьями, чтобы улавливать больше рассеянного солнечного света. По форме они обычно плоские и гладкие (тогда как у гелиофитов часто встречается складчатость, бугорчатость листьев). Характерно горизонтальное расположение листвы (у гелиофитов листья нередко расположены под углом к свету) и листовая мозаика. Лесные травы обычно вытянуты, высоки, имеют удлинённый стебель. Многие теневыносливые растения обладают высокой пластичностью своего анатомического строения в зависимости от освещённости (прежде всего это касается строения листьев).

Фенотипические особенности  светолюбивых растений. Клевер.

Приспособленность к интенсивному освещению обеспечивается особенностями морфологии и физиологии светолюбивых растений. У них обычно довольно толстыелистья, нередко расположенные под большим углом к свету (иногда почти вертикально); лист блестящий (за счёт развитой кутикулы) или с опушением. У светолюбивых растений гораздо чаще (по сравнению с тенелюбивыми) встречается одревеснение побегов с образованием шипов, колючек. Характерно большое число устьиц, которые сосредоточены в основном на нижней стороне листа; многослойную палисадную паренхиму составляют мелкие клетки. По сравнению с тенелюбивыми растениями у гелиофитов значительно выше содержание хлоропластов в клетках листа — от 50 до 300 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа в десятки раз превышает его площадь. За счёт этого обеспечивается высокая интенсивность фотосинтеза — отличительная черта гелиофитов. Другим морфологическим отличием от тенелюбивых растений является большее содержание хлорофилла на единицу площади и меньшее — на единицу массы листа.

 

2.4. Фенотипические особенности растений обладающих различными способами распространения семян. Одуванчик.

Семенное и вегетативное размножение. Разрезав на части одуванчик, неопытный огородник порадуется, что победил садового вредителя, но это не так. Из каждого отрезанного  кусочка: корня, стебля и листка, вырастет новый одуванчик. Как гидра - сколько  голову не руби, а новая вырастает. Поэтому при перекопке огорода  дачникам нужно тщательно выбирать все кусочки одуванчиков.

Семян на одном цветке одуванчика до 200 штук, а на всем кусте – более 7 тысяч. Чем позже обрезать цветы  одуванчика – тем больше уживется новых растений. В мае всходят 6 % обрезков, в июне – 35%, а в июле – почти все. Если обрезать цветок в сентябре, то он не успеет взойти, но сможет порадовать нас своим цветом весной, сохранившись под снежным  покровом.

У одуванчика длинные, надрезанные, собранные в розетку  листья. Тот самый белый пух, в  который превращается цветок в июне-июле и есть семена с помощью которых они размножаются.

2.5. Фенотипические особенности влаголюбивых растений. Береза, рябина, осина.

Растения нуждаются в  регулярном обильном поливе. При малейшей нехватке влаги растение засыхает и  погибает. Листья насыщены влагой и  очень упруги.

 

Фенотипические  особенности засухоустойчивых растений. Ель и Туя.

1. Растения, запасающие влагу (ложные ксерофиты, по Н.А. Максимову). К этой группе растений относятся суккуленты, прежде все кактусы, а также растения, принадлежащие к семейству толстянковых (Crassulaceae — Sedum, Sempervivum). Эти растения накапливают влагу в толстых, мясистых стеблях или в утолщенных листьях. 
2. Эвксерофиты (настоящие ксерофиты) — растения, обладающие способностью резко сокращать транспирацию в условиях недостатка воды. Для этой группы растений характерен ряд приспособлений к сокращению потери воды: высокая эластичность цитоплазмы, низкая оводненность, высокая водоудерживающая способность и вязкость. 
3. Гемиксерофиты (полуксерофиты) —это растения, у которых сильно развиты приспособления к добыванию воды. У них глубоко идущая, сильно разветвленная корневая система. Клетки корня обладают, как правило, высокой концентрацией клеточного сока, низким (очень отрицательным) водным потенциалом. 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 путь передвижения 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, шалфей, резак. Листья некоторых из них покрыты волосками. Волоски создают как бы экран, который дополнительно защищает листья от перегрева.
4. Пойкилоксерофиты — растения, не регулирующие своего водного режима. В период засухи эти растения впадают в состояние анабиоза. Криптобиоз — это состояние, при котором обмен веществ либо прекращается, либо резко тормозится, однако вся организация жизни сохраняется. К этой группе растений относится большинство лишайников, некоторые водоросли, папоротники и небольшое число покрытосеменных. Отличительной особенностью пойкилоксерофитов является способность протопласта при сильном обезвоживании переходить в гель. Эта группа растений может, не теряя жизнеспособности, доходить до воздушно-сухого состояния и в таком виде переносить периоды засух. После дождей растения этого типа быстро переходят к нормальной жизнедеятельности. Таким образом, обезвоживание для них является не патологией, а нормальным физиологическим состоянием.

 

3. Плюсы адаптации.

Генетическая основа. У каждого вида программа развития признаков заложена в генетическом материале. Материал и закодированная в нем программа передаются от одного поколения другому, оставаясь относительно неизменными, благодаря чему представители того или иного вида выглядят и ведут себя почти одинаково. Однако в популяции организмов любого вида всегда присутствуют небольшие изменения генетического материала и, следовательно, вариации признаков отдельных особей. Именно из этих разнообразных генетических вариаций процесс приспособления отбирает те признаки или благоприятствует развитию таких признаков, которые в наибольшей степени увеличивают шансы на выживание и тем самым на сохранение генетического материала. Адаптация, таким образом, может рассматриваться как процесс, посредством которого генетический материал повышает свои шансы на сохранение в последующих поколениях. С этой точки зрения, каждый вид олицетворяет собой успешный способ сохранения определенного генетического материала. Чтобы передать генетический материал, особь любого вида должна иметь возможность питаться, дожить до периода размножения, оставить потомство и затем распространить его на возможно большей территории. 
Питание. Все растения и животные должны получать из окружающей среды энергию и различные вещества, прежде всего кислород, воду и неорганические соединения. Почти все растения используют энергию Солнца, трансформируя ее в процессе фотосинтеза. Животные получают энергию, питаясь растениями или другими животными. Каждый вид определенным образом приспособлен к тому, чтобы обеспечивать себя питанием. Ястребы имеют острые когти для захватывания добычи, а расположение глаз в передней части головы позволяет им оценить глубину пространства, что необходимо для охоты при полете на большой скорости. Разнообразные способы получения питательных веществ можно наблюдать не только у животных, но и у растений. Многие из них, в первую очередь бобовые - горох, клевер и другие - развили симбиотические, т.е. взаимовыгодные, отношения с бактериями: бактерии переводят атмосферный азот в химическую форму, доступную для растений, а растения предоставляют бактериям энергию. Насекомоядные растения, такие, как саррацения и росянка, получают азот из тел насекомых, пойманных ловчими листьями.

Защита.  Некоторые виды растений покрыты шипами или колючками, отпугивающими животных. Многие растения имеют отвратительный для животных вкус. Факторы окружающей среды, в частности климатические, нередко ставят живые организмы в трудные условия. Размножение. Критическим этапом в обеспечении непрерывности жизни является размножение - процесс, в ходе которого происходит передача генетического материала следующему поколению. Размножение имеет два важных аспекта: встречу разнополых особей для обмена генетическим материалом и выращивание потомства. Многие насекомые выделяют т.н. аттрактанты - химические вещества, привлекающие особей противоположного пола. Запахи цветков являются эффективной адаптацией растений для привлечения насекомых-опылителей. Некоторые цветки сладко пахнут и привлекают питающихся нектаром пчел; другие пахнут отвратительно, привлекая мух, питающихся на падали. Зрение тоже очень важно для встречи особей разного пола. У птиц брачное поведение самца, его пышные перья и яркая окраска привлекают самку и подготавливают ее к копуляции. Окраска цветка у растений часто указывает, какое животное необходимо для опыления этого растения. Например, цветки, опыляемые колибри, окрашены в красный цвет, который привлекает этих птиц .

Расселение.  Многие растения приспособились к распространению семян с помощью животных. Так, соплодия дурнишника имеют на поверхности крючочки, которыми они цепляются за шерсть проходящих мимо животных. Другие растения образуют вкусные мясистые плоды, например ягоды, которые поедаются животными; семена проходят через пищеварительный тракт и неповрежденными "высеваются" в другом месте. Для распространения растения используют и ветер. Например, ветром переносятся "пропеллеры" семян клена, а также семена ваточника, имеющие хохолки из тонких волосков. Степные растения типа перекати-поле, приобретающие к моменту созревания семян шарообразную форму, перегоняются ветром на большие расстояния, по пути рассеивая семена.

 

Вывод : Практически каждый признак любого вида является результатом адаптации. Все эти признаки составляют гармоничную совокупность, что позволяет организму успешно вести свой особый образ жизни. Человек во всех его признаках, от структуры головного мозга до формы большого пальца на ноге, является результатом адаптации. Адаптивные признаки способствовали выживанию и размножению его предков, имевших те же самые признаки. В целом концепция адаптации имеет большое значение для всех направлений биологии.