Приспособление суккулентов к условиям среды обитания

Обновлено: 05.10.2024

Корни, помимо всасывающей и запасающей функций, выполняют еще одну, очень важную: они втягивают растение в землю в период засухи за счет сморщивания тканей. Это явление наблюдается не у всех суккулентов, но все же встречается довольно часто. Луковичное растение альбука однолистная так глубоко уходит в землю, что ее трудно обнаружить. Поэтому о ее существовании не подозревали в течение десятилетий. Стебель и листья являются главными вместилищами влаги у суккулентов. Поэтому их условно делят на две большие группы: листовые и стеблевые. Характерными представителями последних являются кактусовидные молочаи и стапелии. Стебли у них зеленые и выполняют функцию фотосинтеза. Листья же или очень маленькие и быстро опадающие, или отсутствуют вообще. Листовых суккулентов в природе значительно больше, чем стеблевых (если не принимать во внимание кактусы). Достаточно назвать такие растения, как агавы, алоэ, толстянки, очитки, каланхоэ. Иногда сильно разрастается только нижняя часть стебля, ткани которой, подобно губке, могут долго сохранять накопленную влагу. Такие растения получили название каудексовидных суккулентов (от лат. часть растения между корнем и цветущим стеблем). Это ятрофы (Jatropha, семейство молочайных), кедростис африканский (Kedrostis africana, семейство тыквенных), диоскорея, или слоновая нога (Dioscorea elephantipes, семейство диоскорейных), адения (Adenia glauca, семейство пассифлоровых) и многие, многие другие.

У алоэ, литопсов, мезембриантемумов и других суккулентов лист и стебель на 95% состоит из водозапасающей ткани. Ткань, содержащая хлорофилл, расположена в тех частях растения, которые скрыты в почве. Клеточный сок суккулентных растений содержит много коллоидных веществ, препятствующих быстрому испарению влаги. Этим же целям служит и опушение на листьях и стеблях. У псаммофоры (Psammophora) поверхность листа выделяет липкую смолу, к которой прочно прилипает песок и тем самым защищает растение от перегрева. Выделение железками листа пахучих эфирных масел, как например у растений Канарских эониума бальзамического и эониума виргинского, также способствует уменьшению испарения воды. Листья у многих суккулентных растений мелкие или имеют очень короткий период развития, после которого они засыхают. У анакампсероса бумажного (Anacampseros papyracea) мельчайшие листья прикрыты как черепицей тонкими прилистниками; у южноафриканских литопсов все растение состоит из одной-двух пар ежегодно сменяющихся сросшихся на 2/3 листьев. А у конофитумов пара листьев срастается полностью, остается лишь небольшая, в щель между ними. У таких растений стебля практически нет. Все растение погружено в почву, а на поверхности остается самая верхняя плоская часть листа. У кислицы суккулентной (Oxalis succulenta) роль листа берет на себя черешок, который становится с наступлением засухи сочным, в то время как тонкая пластинка листа засыхает.

Приспособление суккулентов к пустынному образу жизни особенно ярко выражено у вегетативных органов (стебель, лист, корень), но они проявляются и у генеративных (цветок, плод, семя). Цветки аизооновых быстро закрываются, как только небо покрывается иначе во время дождя быстро портится пыльца. Раскрытие плода-коробочки у них происходит только в дождливую погоду. Специальные гигроскопические пластинки разбухают с первыми каплями дождя, давят на стенки плода, и он раскрывается. Током воды семена отрываются и благодаря все увеличивающемуся давлению выбрасываются на расстояние У аизооновых плоды сохраняются на растении до наступления дождливой погоды. Интересен способ распространения семян у дорстении (семейство тутовых). Они с силой выбрасываются под воздействием разбухающей от влаги ткани. У герани мясистой каждое семя имеет нить, закрученную наподобие пружины. Падая в почву, такая пружина под воздействием воды закручивается сильнее и буквально вбуравливает семя в почву. У суккулентов, как правило, семена долго сохраняют еще одно свидетельство приспособления к среде обитания.

Очень важным фактором приспособления суккулентных растений является особый тип фотосинтеза. В отличие от мезофитных растений, устьица суккулентных листьев днем закрыты. Ночью при открытых устьицах в растение поступает углекислый газ (СО2). В ходе усвоения СО2 образуются органические кислоты. Вот почему листья очитков, каланхоэ вкуснее утром, чем вечером. Днем кислоты разрушаются, освобождая СО2, который, вступая в реакцию с водой, образует углеводы и кислород, выделяемый растениями ночью.

Жизнь в сходных климатических условиях, в данном случае засушливых, нередко делает растения похожими по внешнему виду несмотря на принадлежность их к разным, далеко не родственным семействам. Это явление получило название конвергенции. Молочай огромный напоминает цереус (семейство кактусовых); молочай астрофитум звездчатый (семейство кактусовых); толстянка мезембриантемосходная (семейство толстянковых) похожа на титанопсис (семейство аизооновые); эхеверия агавовая (семейство толстянковые) на агаву (семейство агавовые); ариокарпус треугольный (семейство кактусовых) напоминает хавортию (семейство асфоделовых); молочай дидиереевый (семейство молочайных) похож на дидиерею (семейство дидиереевые).

Помимо декоративных качеств, о чем и пойдет речь в этой книге, многие суккуленты снискали славу как технические (агава сизаль, агава кантала) и лекарственные растения(алоэ древовидное, алоэ настоящее и др.). Из агавы темно-зеленой, агавы Сальма путем сбраживания сока после удаления соцветия получают напиток пульке.

Биологи причисляют к этой обширной группе растения, способные в своих тканях накапливать воду и питательные вещества. Это помогает пережить им неблагоприятный период засухи. Как правило, суккуленты в природе можно встретить в пустыне и полупустыне, степных районах регионов с жарким климатом. Большинство этих растений произрастают в Африке и Южной Америке, в Мексике.

Корневая система

Корни суккулентов приспособлены для быстрого поглощения любой поступающей влаги:

Существуют каудексоформные суккуленты — у них сильно утолщена часть стебля или корня. Каудекс — запасающее воду образование — не имеет древесных волокон и может достигать нескольких метров в диаметре.

Стебель и листья

Являются главными вместилищами влаги, поэтому все суккуленты условно делят на 2 группы: стеблевые и листовые (иногда выделяют еще и корневые).

Стеблевые

стебли зеленые и выполняют функцию фотосинтеза;
листья очень маленькие и быстро опадающие или отсутствуют вообще;
некоторые имеют шарообразную форму, что позволяет максимально сократить площадь поверхности, через которую уходит влага.

Листовые

толстые, мясистые листья различной формы (часто — шаровидной или цилиндрической);
стебель тонкий, но сочный, либо отсутствует;
у многих растений листья собраны в густую розетку.

Стебли и листья суккулентов иногда до 90-95% состоят из водозапасающей ткани.

Кактус привычно наблюдать в виде маленького растения, которое стоит на подоконнике и радует глаз.

Но кактусы в естественных условиях обитания могут достигать крупных размеров и устрашающих форм.

Необычное строение растения, его внешние черты – имеют относительный характер приспособленности к окружающей среде обитания. Итак, что помогает кактусу адаптироваться к местности? Рассмотрим подробнее в данной статье.

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.

Наземный побег.
Деревянистый стебель.
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.

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:

маммилярия;
необессия;
эскобария;
телокактус.

Шаровидное строение и короткоцилиндрические стебли помогают видам выживать в горных условиях.

эхинопсис;
астрофитум;
опунция (об опунции и агаве можно узнать тут, а об опунции мелковолосистой рассказано здесь).

К чему не может приспособиться?

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

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.

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

Когда растения попадают в условия стресса – засухи, излишнего увлажнения, экстремальных температур, они либо выживают, вырабатывая защитные механизмы, либо быстро погибают. В природе растения выработали разные способы адаптации. Например, высокая плотность у деревьев помогает сохранить тепло, а каноническая форма не дает снегу задерживаться на ветвях.

Суккуленты – растения, которые имеют специальные ткани для запаса воды, чтобы переживать длительную засуху. Эти умные создания могут хранить влагу не только в толстых листьях, но и в стеблях и корнях. Запасание влаги – их самый главный способ адаптации к неблагоприятным условиям. Однако, этому миру свойственна изменчивость и непостоянность. Суккуленты – это растения, которые непрерывно приспосабливаются к меняющимся условиям внешней среды. В ходе эволюции, они выработали дополнительные способы адаптации, порой даже причудливые. В прошлой статье вы узнали о способах адаптации суккулентов к лету, а сегодня мы поговорим о еще более интересных способах, которые делают их настоящими борцами по выживанию!

Плиссированные сферы кактусов

Ворсистые листья у суккулентов

Еще одна необычная адаптация к условиям среды – войлочное опушение (ворсистость) на листьях суккулентов. Примером таких суккулентов может быть Echeveria Setosa. Эти белые ворсинки формируются особыми эпидермальными клетками и выполняют несколько функций. Например, защищают жизненно необходимые запасы влаги внутри листьев как от насекомых так и от животных. Удивительно, но оленям и кроликам не нравится кусать ворсистые листья! 🙂 Опушение также играет роль затенения от полуденного солнца и спасает от перегрева, не давая растению терять много влаги. Более того, если жаркие дни затягиваются, волоски могут притягивать молекулы воды их воздуха охлаждая и немного увлажняя растение.

Изменение в направлении роста и круглая форма листьев

Опунция – один из самых крупных в семействе кактусовых по разнообразию, включающий 190 видов. Листья этого культового растения пустыни обычно круглые или овальные от 10 до 40 см длиной в зависимости от вида и ветвятся, образуя куст в 2—4 метра. Как правило, у опунции листья растут в западно-восточном направлении, благодаря этому во время жарких часов солнце попадает только на края листьев. Этот маневр защищает от жары большую часть растения в течения дня.

Кактусы не только научились запасать влагу, но и смогли сократить испаряющую поверхность стебля. Отношение объема тела растения к величине его поверхности уменьшается, если колонновидная форма превращается в шарообразную. У шара (по сравнению с другими геометрическими телами) отношение площади поверхности к объему минимальное, поэтому не случайно большинство кактусов пустынь обладает шарообразным стеблем.

Гигантские цветоносы Агавы и дурной аромат Стапелии

Размножение – это главнейшая часть жизненного цикла любого растения. Здесь суккуленты тоже выработали хитрейшие способы адаптации. Например, агавы. В домашних условиях агавы содержатся редко из-за своих огромных размеров и колючести, однако есть миниатюрные виды, которые могут легко поместиться на стеллажах. Известно, что 50-летняя голубая агава в одной из теплиц Америки дала цветонос высотой 10 метров, для цветения которого понадобилось проделать отверстие в крыше. Такие длинные цветоносы нужны не для того, чтобы достать до небес, а с целью размножения, чтобы привлечь внимание любимых опылителей – летучих мышей. Такие энергетические затраты суккулента оправданы и растение получает вознаграждение. От одной летучей мыши агава получит намного больше пыльцы, чем от целого пчелиного улея.

Образование защитной паутины Молодила и каннибализм Литопсов

Молодило – суперхолодостойкий суккулент, который может выдержать заморозки от -15° до -26° градусов, а некоторые виды вообще -40°- 45° градусов. Самая удивительная и жутко выглядящая адаптация, которую выработали некоторые виды молодила – это использование волосоподобных волокн – трихом. Например, sempervivum arachnoideum (молодило паутинистое). Паутина дает растению ряд преимуществ. Во-первых, преломляет воздушный поток вокруг растения, не давая листьям засыхать. Во-вторых, крошечные волоски пересекающиеся на листьях предотвращают образование кристалликов льда между листьями розетки. Более того, паутина собирает на себе росу из атмосферного воздуха, которую растение потом использует для своих нужд. Трихомы выполняют разнообразные функции, которые до конца еще не исследованы.

CAM – фотосинтез

Большинство суккулентов и кактусов выработали удивительную адаптацию к дыханию. Растения тоже дышат, как люди и животные. Мы вдыхаем кислород и выдыхаем углекислый газ, как побочный продукт нашей жизнедеятельности. У растений же все наоборот. Они вдыхают углекислый газ, чтобы продолжать свой рост и высвобождают кислород обратно в воздух. Поэтому мы испытываем удовольствие, когда находимся среди растений! Растения освежают воздух.

Суть этого фотосинтеза в том, что суккуленты почти полностью останавливают дыхание в течение дня, если стоит жара. Их устьица закрыты в целях ограничения утраты воды и открываются только ночью, когда температура воздуха снижается.

Теперь вы знаете еще больше об удивительных способностях суккулентов! Скорее всего, наука еще многое не знает об этих необычных растениях и предстоят дальнейшие исследования. Но даже то, что сейчас известно заставляет удивляться и восхищаться этой группой растений!

Кактус — это небольшое растение, которые может жить как дома, так и в дикой природе, иногда его вид очень устрашающий.

Природные условия среды обитания кактуса

Известно, что дикие кактусы более предпочтительные к засушливым полупустынным регионам, а также к пустыням Африки, Азии, Южной и Северной Америки. К тому же встретить их можно на побережье Средиземного моря и в Крыму.

Кактусы живут в следующих природных условиях:

1. При резких колебаниях дневных и ночных температур. Не секрет, что в пустынях днем бывает очень жарко, а ночью слишком прохладно, бывают резкие перепады температуры до 50 градусов.

2. Небольшой уровень влажности. В регионах, где обитают кактусы, выпадает до 300 мм осадков в год. Однако, есть некоторые виды кактусов, которые живут в тропических лесах, где уровень влажности высокий, около 3500 мм в год.

3. Рыхлые почвы. Также кактусы можно встретить на рыхлых почвах, которые содержат большое количество песка. Причем такие почвы обычно имеют кислую реакцию.

Среда обитания кактуса, как произошло их приспособление в процессе эволюции?

Из-за малого количество осадков, семейство кактусов обладает очень мясистым стеблем, а также толстым эпидермисом. В нем запасается вся влага на время засухи. Кроме того, кактусы имеют колючки, восковый налет на стебле, ребристость стебля, все это предотвращает испарение влаги кактуса. Помимо этого, у большинства видов кактуса очень развит корень, он уходит глубоко в почву, или просто распространяется на поверхности земли для сбора влаги.

Читайте также: