Эколого морфологическое описание растений
Обновлено: 07.07.2024
Экологические группы растений — это совокупность видов растений, которые характеризуются сходными потребностями в величине какого-либо экологического фактора и возникшими в результате его воздействия в процессе эволюции сходными признаками, закрепившимися в генотипе.
Экологические группы делятся по отношению организмов к тому или иному фактору среды (влага, температура, свет, хим.е свойства среды обитания), но границы между ними условные и плавно переходят от одной экогруппы к другой, члибо входят сразу в несколько экогрупп.
Экологические факторы природы:
— Факторы неживой природы (свет, влажность, температура, состав окружающей среды)
— Факторы живой природы (влияние других живых организмов - растений, животных, бактерий и т.д.)
Таблица экологические группы растений
Справочная таблица содержит экологические группы растений по отношению к воде, к свету, к температуре, к плодородности почвы (торфности) и по отношению к кислотности почвы.
Экологические группы растений
Гелиофиты
— растения открытых мест обитания;
— листья плотные, с толстой кожицей, светло-зеленые, много устьиц;
— хорошо развиты механические ткани и корневая система.
степные и луговые травы, сосна, береза, и другие.
Сциогелиофиты
— хорошо растут на свету, но выносят и затенение.
липа, дуб, лесные травы, сенполия, монстера
Сциофиты
— хорошо растут только в затененных местах (ветреница, вороний глаз, папоротники);
— листья тонкие, тонкая кожица с хлоропластами;
— плохо развиты проводящие и механические ткани.
водоросли, лесные мхи, лишайники, плауны, папоротники
Гидрофиты
(растения водных мест обитания)
— погружены в воду полностью или большей своей частью;
— корневая система развита слабо или отсутствует;
— слабо развиты механические ткани;
— имеется воздухоносная ткань
Лотос, водокрас, сусак, папирус, пистия, талия, эйхорния
Мезофиты
(Растения достаточно увлажненных мест обитания)
— Растения достаточно (но не избыточно) увлажненных мест обитания
— Мезофиты составляют наибольшую экологическую группу наземных растений
полевица, тимофеевка, ромашка, клевер, золотарник, ландыш, медуница, бук, сирень, лещина
Ксерофиты
(растения сухих мест обитания)
— хорошо развита корневая система, многие запасают воду (в листьях, стеблях, корнях);
— листья с толстой кожицей или опушением, устьиц мало, восковой налет
Флора пустынь и полупустынь: кактус, агавы, алоэ, саксаул, песчаная акация и другие
Мегатермофиты
— жаростойкие и теплолюбивые растения,
— могут переносить высокие температуры,
— среда обитания - жаркий и сухой климат пустынь и степей (являются также ксерофитами)
Мезотермофиты
— теплолюбивые растения, но не жаростойкие
— это растения влажного тропического климата
— не выносят перепадов температуры
Микротермофиты
— холодостойкие растения, не требовательны к теплу
— растения умеренного и арктического климата
ель сибирская, также тундровые и высокогорные растения
Гекистотермофиты
— очень холодостойкие растения
Олиготрофы
— растения бедных почв с низким содержанием питательных веществ,
— обитают в полупустынях, сухих степях, верховых болотах
сосна обыкновенная, сосна горная, можжевельник, береза повислая , лишайники, кошачья лапка, толокнянка, болотные мхи, багульник
Мезотрофы
— растения умеренно плодородных почв, с умеренным содержанием минеральных элементов питания
зеленые мхи, ель, черника, брусника, кислица, майник
Эутрофы
— растения, обитающие на плодородных почвах (или в водоёмах) с высоким содержанием питательных веществ
травы пойменных лугов - пырей, костёр; растения чернозёмных степей - ковыль
Ацидофиты
— растения, которые произрастают на кислых почвах (условия высокой кислотности)
— делятся на 3 подгруппы: крайние (pH 3-4,5), умеренные (pH 4,5-6) и слабые (pH 6-6,7)
(рН 3,5—4,5): клюква, багульник, сфагновые мхи
(рН 4,5—6,5): полевица собачья, щучка дернистая, погремок
Нейтрофиты
— растения нейтральных почв
— делятся на 2 подгруппы: обычные (pH 6,7-7) и окололинейные (pH 6-7,3)
многие бобовые, борщевик сибирский
Базофиты
— растения щелочных и слабощелочных почв
мать-и-мачеха, лядвенец рогатый, люцерна серповидная, осока мохнатая, лиственница европейская, дуб известковый
_______________
Источник информации:
1. Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, - СПб.: 2004.
2. Биология.Растения.Бактерии.Грибы и лишайники /В.П.Викторов,А.И.Никишов. —М.:ВЛАДОС,2012.—256с.
1.Название растения,систематическая принадлежность(семейство,род,вид).
2.Место обитания(указать растительное сообщество,в котором собрано анализирован-
3.К какой экологической группе по отношению к воде относится растение:
4.К какой экологической группе по отношению к свету относится растение:
5.Определить жизненную форму растения:
-наземные травы:многолетние или однолетние;
-водные травы:плавающие,подводные или наземные.
6.Подземные вегетативные органы:
-по особенностям размещения в почве:интенсивная,поверхностная;
-стебель-тип листорасположения,характер листовых пластинок(цельные,лопастные,
раздельные,рассеченные),форма листьев,характер края листа,жилкование.
-на цветоножке или сидячий;
-обоеполый или однополый;
-чашечка:форма,число чашелистиков,их форма,степень срастания,окраска,опушение;
-венчик:форма,наличие отгибов,окраска,срастание лепестков;
-андроцей-число тычинок,характер их расположения,степень срастания,особенности
тычиночных нитей и пыльников,характер раскрывания пыльников;
-геницей-число плодолистиков,положение и форма завязи,степень выраженности
столбика,форма и окраска рыльца, способ опыления.
10.Практическая значимость растения,использование человеком(лекарственное,
Оборудование: живые растения и гербарные образцы для описания, лупы или бинокулярные микроскопы, препаровальные иглы, лезвия, чашки Петри.
Предварительное домашнее задание
Определите термины:
Жизненная форма – ___________________________________________________________________
Травянистое растение – ________________________________________________________________
Работа 99. Эколого-морфологическое описание цветковых растений.
Ход работы
Пользуясь справочными материалами, изучите схему эколого-морфологического описания цветковых растений.
Используя предложенную схему, на отдельных листах опишите избранное модельное растение: а) однолетнее травянистое растение; б) многолетнее травянистое растение;
3. Описание необходимо сопроводить рисунком, включающим схему соцветия, формулу и диаграмму цветка.
Справочные материалы примерные планы эколого-морфологических описаний
I. Для травянистых растений
Название растения (русское и бинарное латинское), систематическая принадлежность (семейство).
Место обитание (указать растительное сообщество, в котором собрано анализируемое растение).
Условия освещения (открытое место, среди разреженных деревьев и кустарников, тенистый сомкнутый лес);
условия увлажнения (избыточное, умеренное, недостаточное, крайняя сухость);
тип почвы и ее механический состав (подзолистая, серая лесная, дерново-луговая, чернозем, песчаная, супесчаная, суглинистая, глинистая).
Общая характеристика жизненной формы: однолетник (яровой, озимый), двулетник, многолетник (моно- или поликарпический).
Подземные вегетативные органы.
а) Корневая система по форме (стержневая, мочковатая, кистевая, бахромчатая и т.д.), по происхождению (первичная, вторичная, смешанная), по особенностям размещения в почве (экстенсивная, интенсивная, поверхностная и т.д.);
Корни – толщина, степень разветвленности; морфологическая и функциональная дифференциация, специализация и метаморфозы корней (запасающие, контрактильные, дыхательные и пр.)
б) Подземные побеги:
корневище – характер роста (длинное, короткое, укороченное, вертикальное, горизонтальное, косое, моно- или симподиально нарастающее, гипо- или эпигеогенное), толщина, цвет, поверхность; морфологическая и функциональная дифференциация корневищ;
клубни – форма, величина, окраска, характер поверхности, происхождение (гипокотильные, на столонах);
луковицы – форма, величина, окраска, характер поверхности, пленчатые, чешуйчатые, моно- или симподиально нарастающие (неопределенные и определенные), многолетние и однолетние, простые и сложные, морфологическая природа луковичных чешуй (низовые листья, основания срединных);
столоны – длина, окраска, толщина, степень разветвленности;
клубнелуковицы – форма, величина, цвет, характер покровов.
а) Морфология надземных побегов: дифференциация по функциям (генеративные, вегетативные, вегетативно-генеративные), типы побегов по длине междоузлий (розеточные, полурозеточные, безрозеточные), по направлению роста и положению в пространстве (орто- и плагиотропные, ползучие, стелющиеся, приподнимающиеся, вьющиеся и пр.), по длительности жизни (цикличность: моно-, ди- или полициклические побеги), наличие побегов с неполным циклом развития видоизменения надземных побегов, положение почек возобновления.
Стебель – форма на поперечном сечении, толщина, цвет, характер поверхности и степень опушения, видоизменения стебля.
Листья – тип листорасположения (очередное, супротивное, мутовчатое), наличие листьев разных формаций (низовых, срединных и верховых), разнообразие срединных листьев (гетеро- или анизофилия), тип срединных листьев (простые, сложные), степень выраженности у них черешка, прилистников, влагалища и их форма. Характер листовых пластинок (цельные, лопастные, раздельные, рассеченные), их форма (для лопастных, раздельных и рассеченных указать также форму лопастей, сегментов и долей), форма основания и верхушки листовой пластинки, характер края и жилкования листа, окраска верхней и нижней поверхности, особенности опушения.
б) Соцветия – тип (простые, сложные), название (кисть, колос, метелка, тирс и т.д.), характер олиственности (фрондозные, брактеозные, фрондулезные, эбрактеозные), особенности апикальных меристем и последовательность распускания цветков (открытые, неопределенные, бокоцветные, верхоцветные. Закрытые, определенные), тип и характеристика синфлоресценции (объединенных соцветий) – моно- или полителические, метельчатые, тирсоидные, пр.
а) Цветок – на цветоножке или сидячий, цветоложе (выпуклое, плоское, вогнутое), характер симметрии (правильный, неправильный), расположение частей на цветоложе (циклический, гемициклический, ациклический), обоеполый или однополый, тип околоцветника (простой, сложный); простой околоцветник (форма, число листочков, их окраска, опушение, и пр.), чашечка (форма, число чашелистиков, их форма, степень срастания, окраска, опушение), венчик (форма венчика, форма и срастание лепестков, наличие отгибов, окраска, особенности зева и пр.); андроцей – число тычинок, характер их расположения, степень срастания (для бобовых – одно- или двубратственный андроцей), особенности строения тычиночных нитей и пыльников, характер раскрывания пыльников (интрорзные, экстрорзные), раскрываются щелями или дырочками, слипание пыльников (сложноцветные и колокольчиковые); гинецей – тип (апокарпный, ценокарпный: син-, пара- или лизикарпный), число плодолистиков (для апокарпного – моно- или полимерный) положение и форма завязи, степень выраженности столбика, форма и окраска рыльца; способ опыления, формула и диаграмма цветка.
б) Плоды и семена. Плоды – тип (апо- или ценокарпии), название (орешки, листовки, бобы, коробочки, стручки, ягоды и т.д.), особенности вскрывания сухих многосемянных, консистенция и окраска сочных плодов. Семена. Размеры, форма, окраска, наличие присемянника, особенности структуры и окраски семенной кожуры; экология распространения плодов и семян (баро- или аллохорные, эктозоохорные, эндозоохорные, анемохорные и т.п.). Все ли плоды и семена одинаковы по форме и биологическим особенностям, имеет ли место гетерокарпия и гетероспермия.
Детальная характеристика жизненной формы с учетом структуры надземных и подземных органов, принадлежности к экологическим группам по факторам влаги, света и т.д. Биологический тип по Раункиеру.
Практическая значимость, использование человеком (лекарственное, кормовое, техническое, декоративное, сорное и т.д.).
1. Название растения (семейство).
2. Подземные вегетативные органы
2.1. Корневая система
- по составу корней (главного корня, придаточных корней, смешанного типа).
2.2. Метаморфоз корней и корневой системы (если есть).
2.3. Подземные побеги (корневище, клубень, луковица, столоны и т.д. - описать)
3. Надземные органы
3.1. Морфология побегов
- по функциям (генеративные, вегетативные, вегетативно-генеративные)
- по длине междоузлий (безрозеточные, полурозеточные, розеточные)
- по положению в пространстве и направлению роста (ортотропные, плагиотропные, анизотропные; ползучие, стелющиеся, вьющиеся и т.д.)
- по длительности жизни (цикличность)
- наличие метаморфозов
3.2. Стебель
- по форме
- по особенностям поверхности, опушения
3.3. Листья
3.3.1. Листорасположение
3.3.2. Наличие листьев разных формаций (низовые, срединные, верховые)
3.3.3. Описание срединных листьев:
- по наличию прилистников
- по наличию черешка (черешковые, сидячие)
- по числу листовых пластинок (простые, сложные)
Сложные листья - описать (тройчато-, перисто-, пальчатосложные; варианты)
Простые листья (форма, изрезанность, основание, верхушка, край)
3.4. Соцветие
- по степени ветвления оси (простые, сложные)
Название соцветия:
- моноподиальное (кисть, колос, корзинка, початок, зонтик, щиток, головка, сложное моноподиальное…)
- симподиальное (монохазий - завиток, извилина; дихазий (развилина); плейохазий (ложный зонтик)
- моноподиально-симподиальное (тирс)
4. Репродуктивные органы
4.1. Цветок
- по наличию цветоножки
- цветоложе (плоское, выпуклое, вогнутое)
- расположение частей цветка на цветоложе (циклическое, гемициклическое, спиральное)
- строение околоцветника (простой, двойной)
- описать окраску, число, срастание, особенности строения листочков (для простого околоцветника), чашелистиков и лепестков венчика (для двойного)
- андроцей (число, срастание, особенности строения тычинок)
- гинецей (тип - апокарпный, синкарпный, паракарпный; число плодолистиков), положение завязи (нижняя, верхняя, полунижняя), особенности строения пестика
Способ опыления
Формула цветка
Диаграмма цветка
4.2. Плод
- по консистенции околоплодника
- по числу семян
- по способу вскрывания
Название плода
5. Жизненная форма
6. Экологическая группа
7. Фитоценотическая приуроченность
8. Практическое значение
Прежде, чем приступать к определению растения, его следует тщательно изучить. Анализ внешнего строения растения и его органов сопровождается проведением некоторых измерений и препарированием цветков, семян и плодов, для чего надо пользоваться линейкой, препаровальными иглами, скальпелем или бритвенными лезвиями, ручными лупами с увеличением ´ 3, ´ 6, ´ 10. В ряде случаев нужна бинокулярная лупа с бóльшим увеличением.
Анализ морфологических признаков растений требует определенного навыка. Для его приобретения необходимо сделать детальное описание10–15 растений из разных семействотдела Покрытосеменных (Magnoliophyta, или Angiospermae). Для выполнения описаний следует брать травянистые растения. Это связано с тем, что анализ признаков растений и описания растений выполняются до их определения по собранным на экскурсиях образцам, описание же древесных растений следует проводить в основном на экскурсии. Для древесных растений важны такие признаки, как архитектура кроны и характер нарастания побегов в разных ее частях, особенности корки и перидермы на разновозрастных ветвях и др. Кроме того, полное описание многих древесных растений умеренной зоны требует наблюдения за ними в течение всего вегетационного сезона, поскольку им свойственно раннее цветение до распускания листьев.
Морфологическое описание выполняется по следующему плану:
- название растения (латинское и русское), систематическая принадлежность (название семейства – латинское и русское);
- продолжительность жизненного цикла (однолетник, двулетник, многолетник), жизненная форма (растение стержнекорневое, кистекорневое, корнеотпрысковое, корневищное, дерновинное, луковичное и т.д.), общая высота или длина для наземно-ползучих форм и лиан;
- строение корневой системы: стержневая, мочковатая, бахромчатая и пр., ее размещение в почве (поверхностная, глубинная, ярусная), морфология корней в корневой системе (диаметр, цвет, длина, степень ветвления и другие признаки), наличие специализированных (например, втягивающих) и видоизмененных корней, другие особенности корневых систем;
- строение подземных органов побегового происхождения у многолетних трав: каудексов, корневищ, клубней, луковиц, реповидных органов (“корнеплодов”), клубнелуковиц, подземных столонов: их размеры, цвет и характер поверхности, форма, глубина расположения в почве, наличие, число и расположение придаточных корней и другие особенности;
- строение надземных побегов: количество, положение относительно уровня почвы, направление роста, тип ветвления побегов, расположение боковых побегов на материнском и их число, тип побегов по длине междоузлий (удлиненные, укороченные, полурозеточные, розеточные), листорасположение и другие особенности;
- строение стеблей: наличие граней, крыльев, форма на поперечном сечении, диаметр, характер опушения, цвет и другие особенности;
- строение листьев: сложные или простые, пальчатые или перистые, черешковые или сидячие; части листа и их строение, форма листовых пластинок и их основания, края, верхушки, типы листовых пластинок по степени рассечения, наличие и характер опушения, другие особенности;
- строение соцветий: цветки одиночные или в соцветиях (простых, сложных), тип соцветий по способу ветвления (рацемозные, цимозные, тирсоидные) и характеру облиственности (фрондозные, фрондулезные, брактеозные, голые), типы частных соцветий (кисть, зонтик, колос, корзинка и т.д.), число цветков, длина цветоножек, другие особенности строения соцветий;
- строение цветков, их формула и диаграмма: последовательно анализируются и описываются все части цветка – цветоложе, околоцветник, андроцей и гинецей, нектарники (их форма, размеры, число, цвет, запах, наличие или отсутствие срастания одноименных и разных частей цветка частей цветка), тип их симметрии и другие морфологические особенности;
- строение семян и плодов: форма, размеры, цвет плодов; типы плодов – генетические (в зависимости от строения гинецея: апокарпные, синкарпные, лизикарпные, паракарпные) и по строению и консистенции околоплодника, числу семян; способы вскрытия плодов; наличие соплодий, их строение, другие особенности строения семян и плодов;
- сведения о биологических особенностях растения: время цветения, способ опыления, способы распространения диаспор и др.;
- сведения об экологической приуроченности растений к определенным местообитаниям (условиям освещения, увлажнения, почвам и пр.), растительным сообществам, частоте встречаемости на территории, где проводится практика.
Для описания выбираются виды тех растений, которые в данный момент вегетационного сезона обладают всеми необходимыми для составления полного описания органами. Сведения о биологических и экологических особенностях должны основываться на результатах собственных наблюдений во время экскурсий. Морфологический анализ и описание растений сопровождается зарисовками внешнего облика растений и более детальными рисунками их важных частей – цветков и их частей, плодов и пр.
При анализе признаков растений для составления их описаний надо пользоваться учебной и справочной литературой по морфологии растений, словарями ботанических терминов, атласами по морфологии растений. Часто краткие морфологические справочники имеются в определителях растений.
В качестве образца морфологического описания приводится характеристика широко распространенного сорно-лесного растения чистотела большого, часто встречающегося в лесах, садах, лесополосах, городских парках, близ жилья, в огородах, и в иных более или менее тенистых сорных местах (рис. 13).
« Chelidonium majus L. – Чистотел большой.
Семейство Papaveraceae Juss. – Маковые.
Многолетнее травянистое короткокорневищное растение высотой от 25 до 80 см. Все растение покрыто редкими волосками или голое, его надземные части содержат остро пахнущий оранжевый млечный сок.
Корневая система стержневая, с многочисленными боковыми корешками на стержневом корне. Корневище короткое, вертикальное, несущее вегетирующие побеги и почки возобновления.
Надземные побеги прямостоячие, полурозеточные, разветвленные выше середины удлиненной части побега. Стебли зеленые, округлые. Листо-
Рисунок 13 – Чистотел большой Chelidonium majus L. (фото Т.А. Карасевой)
расположение спиральное (очередное).
Листья сверху зеленые, снизу сизоватые, от 7 до 20 см длины и от 2.5 до 9 см ширины. Нижние листья побегов собраны в розетку и имеют черешки от 2 до 10 см длины, стеблевые листья на удлиненной средней части побега сидячие. Все листья непарноперисторассеченные с почти супротивными расставленными парами боковых сегментов, размеры которых увеличиваются по направлению к наиболее крупному непарному конечному сегменту. Сегменты листьев от 1,5 до 6 см длины и от 1 до 3 см ширины, округлые или округло-яйцевидные, в основании с добавочной лопастью в виде ушка, низбегающие на ось листа, цельные или иногда с нижней стороны глубоко надрезанные. Конечный сегмент листа более или менее глубоко надрезан на 3 доли, реже цельный. По краю сегменты листьев неравномерно городчато-зубчатые.
Соцветие – зонтики из 3–7 цветков на концах главного побега и его боковых ветвей – паракладиев. Цветки на цветоножках от 0,5 до 2 см длины.
Цветки правильные (актиноморфные), с двойным раздельнолепестным околоцветником. Цветоложе точечное. Чашечка состоит из двух выпуклых округлых, опадающих при распускании цветков желтовато-зеленоватых чашелистиков. Венчик желтый, из 4 округлых лепестков 10–15 мм в диаметре. Тычинки многочисленные, по длине вдвое короче лепестков. Пестик примерно равен по длине тычинкам, с линейной верхней завязью и сидячим выемчатым или лопастным рыльцем. Гинецей паракарпный из двух плодолистиков.
Плод – длинная стручковидная коробочка с одним гнездом внутри. Коробочка вскрывается двумя створками снизу вверх. Ее длина от 3 до 6 см, ширина – от 2 до 3 мм. Семена около 1,5 мм длины и 1 мм ширины, многочисленные, яйцевидные, черно-коричневые, блестящие, с белым гребневидным придатком, расположены на стенках завязи в 2 ряда. Цветоножки при плодах удлиняются до 5 см.
Цветки опыляются насекомыми. Цветет в V – VII, плоды созревают в VI – VIII. Семена распространяются муравьями (мирмекохор).
Выбор растений для составления описаний не должен быть случайным. Поскольку одна из целей учебной практики – закрепление знаний по систематике растений, для детального анализа надо отобрать растения из ведущих семейств местной флоры. Для юга европейской части России это следующие: бобовые (Fabaceae), бурачниковые (Boraginaceae), гвоздичные (Caryophyllaceae), гречишные (Polygonaceae), губоцветные (Lamiaceae), злаковые (Poaceae), зонтичные (Apiaceae), крестоцветные (Brassicaceae), маревые (Chenopodiaceae), норичниковые (Scrophulariaceae), осоковые (Cyperaceae), розовые (Rosaceae), сложноцветные (Asteraceae).
Приступая к практике, следует повторить характеристики ведущих семейств по учебной литературе, уточнить и усвоить все важнейшие признаки строения вегетативных и репродуктивных органов относящихся к ним растений. Тщательно проанализировав основные признаки семейств у конкретных их представителей, в конечном итоге можно безошибочно устанавливать принадлежность растений к ним на ботанических экскурсиях, не прибегая к помощи определителей.
В последующей работе по определению растений после приобретения известного навыка в анализе их морфологических признаков можно отказаться от подробных описаний. Однако предварительный морфологический анализ и установление главных отличительных черт всех органов растения является непременным условием успешного определения.
Читайте также: