01. Основные экологические факторы и их влияние на растения

Мы живем не в вакууме. Нам каждый раз приходится взаимодействовать с окружающей средой. Мы взаимодействуем с атмосферой, температурой, влажностью, другими людьми, животными. И всё это не может на нас не влиять. Когда слишком жарко, можно получить тепловой удар, если рядом стоящий человек болен гриппом, то для нас тоже высока вероятность заразиться. Также и жизнь, внешний вид растений напрямую зависят от окружающей среды. О том, как именно, мы узнаем на этом уроке.

Общие сведения

Экология — наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

Экологический фактор — явление или объект, воздействующий на организм. 

Экологическая ниша – совокупность условий, необходимых для существования определенного вида.

Любой живой организм способен существовать только при определённых значениях экологических факторов. 

Освещённость

Солнечный свет служит источником энергии для растений, так как необходим для осуществления фотосинтеза (гиперссылка) (рис. 1). Также свет оказывает регуляторное действие на рост растения, цветение, плодоношение.

Для тимофеевки и земляники освещённость необходима уже для прорастания семян (рис. 2а, рис. 2б)

Растения по отношению к освещённости

1. Светолюбивые (гелиофиты). Способны расти только на ярко освещённых поверхностях (ковыль, пшеница, сосна, робиния) (рис. 3а—3в).

1. Тенелюбивые (сциофиты). Могут расти только в затенённых местах. На ярком солнце могут появиться ожоги (вороний глаз, ветреница) (рис. 4а—4в).

1. Теневыносливые (сциогелиофиты). Хорошо растут в освещённых местах, но могут выносить и небольшое затенение (липа, дуб, ясень) (рис. 5а—5в).

Температура

Для любых растений губительны как перегрев, так и слишком низкая температура. Слишком высокие температуры приводят к потере влаги, ожогам, разрушению хлорофилла.

Действию высоких температур подвержены гелиофиты, в связи с этим они имеют ряд приспособлений: могут поворачивать листья, сбрасывать листовую пластинку, оставляя только черешок, листья превращены в колючки (кактусы) (рис. 6а, рис. 6б).

Уменьшение площади листовой пластинки помогает гелиофитам избежать чрезмерного испарения воды. Густое белое опушение или серебристая окраска листьев помогают растению отражать большую часть падающих на него лучей (астрагал) (рис. 7).

При замерзании воды в клетках образуются кристаллы льда, которые их повреждают. При понижении температуры до минусовых значений химические процессы в клетке замедляются, возникает дисбаланс, который может привести к гибели.

Внешний вид растений холодных мест обитания: вечнозелёные, с мелкой жёсткой листвой, низкие (не превышают высоту снежного покрова) (карликовая береза, ива) (рис. 8а, рис. 8б).

У многих деревьев и кустарников, в нормальных условиях или приполярье, в высокогорье начинает преобладать рост в горизонтальном направлении (у кедрового стланика, можжевельника или рябины) (рис. 9). Их ветви стелются по земле, не поднимаются выше глубины снежного покрова.

Многие растения на засушливый и холодный периоды могут впадать в состояние покоя, когда все жизненные процессы замедлены. У древесных растений древеснеют побеги этого года и увеличивается толщина пробкового слоя. Травянистые растения утрачивают все надземные органы. Кустарники и деревья сбрасывают листву. Водные растения опускаются на дно (ряска, рис. 10а), сохраняют только придонные листья (кувшинка и кубышка, рис. 10б).

Влажность

Склерофиты – растения засушливых мест обитаний (василек ложнопятнистый

Имеют жёсткие листья (рис. 11а, рис. 11б)

Суккуленты – растения засушливых мест обитания, которые способны запасать влагу в мясистых образованиях тела – стеблях, листьях (алоэ, кактусы).

Растения по отношению к влажности

1. Водные растения и растения, обитающие в условиях избытка влаги

2. Растения сухих местообитаний

3. Растения местообитаний с нормальным увлажнением

Химический состав почвы

Растения из почвы получают минеральные вещества. Больше всего они нуждаются в соединениях фосфора, азота, калия (рис. 13а—13в) Также им необходимы соединения бора, марганца и железа.

Биотические факторы

Животные питаются растениями, поэтому растения имеют защитные приспособления: иглы, колючки (акация), жёсткая листва (степные растения), яды (пасленовые растения) (рис. 14а, рис. 14б)

Другие животные вступают с растениями в мутуалистические отношения: пчелы, бабочки, опыляют растения (рис. 15). Птицы разносят их семена, поедая вкусные ягоды.

Мутуализм – взаимовыгодное отношение между 2 организмами.

Грибы, бактерии, паразитируют на растениях и вызывают их заболевания (фитофтороз, мучнистая роса).

Друг с другом растения вступают в конкурентные взаимодействия. Также существуют растения-паразиты (омела белая).

Крупные растения затеняют более мелкие, таким образом, существует деление на ярусы. Растения-эпифиты (орхидеи) могут использовать других в качестве опоры.

Влияние растений на окружающую среду

Растения участвуют в поддержании постоянства состава воздуха (выделяют кислород и поглощают углекислый газ).

Принимают участие в формировании почв (корневые системы поглощают одни вещества и выделяют другие). После гибели растения большая часть веществ возвращается обратно в почву.

Корни растений закрепляют склоны холмов, оврагов, предохраняют почву от эрозии (разрушения).

Лесопосадки (рис. 16) используются для защиты полей от суховеев и пожаров.

Крупные древесные растения, испаряющие большое количество влаги. Могут быть использованы для осушения заболоченных земель (эвкалипты) (рис. 17)

Влияние человека на растительный мир

Люди вырубают леса, осушают болота, орошают засушливые земли. Так уничтожаются естественные места обитания и создаются условия для сельскохозяйственных культур. Выводятся новые сорта растений.

Вырубка лесов может приводить к потере плодородного слоя почвы и образованию пустынь. При неграмотном орошении может происходить заболачивание почв.

Влияние освещённости на растения

В 3 одинаковых горшка с одинаковой почвой посадите 3 колеуса (рис. 18) Выращивайте их месяц в разных условиях: один на ярком свету и с дополнительной подсветкой, второй — при нормальном дневном освещении, третий — в полутени, в 3 метрах от окна. Наблюдайте за ростом и развитием растений. Попробуйте сделать выводы.

Схематично зарисуйте форму крон деревьев (березы, липы, сосны), выросших в условиях различной освещенности. Сделайте выводы.

Анабиоз

Крайняя форма приспособления растений к экстремальным условиям окружающей среды (холоду, сухости, жаре) – это анабиоз.

Анабиоз – это состояние организма, при котором следы жизнедеятельности малы настолько, что отсутствуют видимые признаки жизни.

Так, мхи переносят зимнее промерзание или полное высыхание в состоянии анабиоза, из которого они возвращаются к нормальной жизнедеятельности после оттаивания или дождя.

Список литературы

1. Биология: 7-й класс: базовый уровень: учебник / В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, З. Г. Гапонюк, Г. Г. Швецов; под ред. В. В. Пасечника. — Москва: Просвещение, 2023 (Линия жизни).

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Rae.ru.

Домашнее задание

1. Биология: 7-й класс: базовый уровень: учебник / В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, З. Г. Гапонюк, Г. Г. Швецов; под ред. В. В. Пасечника. — Москва: Просвещение, 2023 (Линия жизни). С.105 рубрика «Подумайте», вопросы 1–4.

2. Какие существуют группы растений по отношению к свету. Охарактеризуйте их.

3. Какие выделяют экологические факторы? Охарактеризуйте их.

• Выберите 2 растения разных видов и отнесите их к экологическим группам по отношению к свету, влажности, температуре.

Список использованных источников:

Рис. 1. Иллюстратор Ракитина К. В.
Рис. 2–18. Изображения используются согласно лицензии Shutterstock / FOTODOM