Экологические факторы. Неповторимость внешнего вида и строения каждого вида организмов является отражением продолжительного процесса его приспособления к конкретным условиям внешней среды. Условия среды — это комплекс условии, в котором можно различить много компонентов, связанных с климатом, почвой, рельефом, а также с имеющимися видами живых организмов и взаимодействием между ними. Каждый из таких компонентов, влияющий на живые организмы, в том числе и на растения, называется экологическим фактором.

Экологические группы. Экологических факторов очень много, и все они влияют на растения. Но при определённых условиях какой-то один фактор может стать основным. Группа растений, выделенная по отношению к отдельному основному фактору, называется экологической группой. Для растений важнейшими экологическими факторами преимущественно являются степень обеспечения водой, светом, а также температурные условия. Приспособление ко всему комплексу факторов среды отображается в жизненных формах растений.

По отношению к обеспечению водой растения делятся на засухоустойчивые, умеренно влаголюбивые, влаголюбивые и водные.

Рис. 190. Засухоустойчивые растения испаряют мало воды благодаря наличию утолщённой кутикулы. К тому же овсяница (слева) уменьшает испарение благодаря узким свёрнутым в трубочку листьям, а сухолюбивое молодило (справа) в листьях запасает воду

Засухоустойчивые виды произрастают там, где влаги мало. Основным приспособлением к недостатку воды у растений является уменьшение её испарения. Такие растения имеют утолщённую кутикулу, и, как правило, мелкие или свёрнутые в трубочку твёрдые листья (рис. 190). Немало засухоустойчивых видов поглощают воду из глубоких водоносных слоёв почвы при помощи длинных корневых систем. Например, у верблюжьей колючки длина главного корня достигает 20 м. Другое особое приспособление — это запасание воды в сочных мясистых стеблях (кактусы, пустынные молочаи) или листьях (агавы, алоэ) во время редких дождей или выпадения росы. Таких растении много в пустынях. Они не выдерживают чрезмерного увлажнения. Поэтому они называются сухолюбивыми.

К умеренно влаголюбивым относится большинство растений, живущих на суше в условиях умеренного увлажнения. Листья у них обычно широкие и мягкие, без воскового налёта, умеренно опушенные или голые. Это дуб, фиалка, ландыш (рис. 191).

Рис. 191. Умеренно влаголюбивые растения: а — фиалка; влаголюбивые: б — калужница, в — камыш

Влаголюбивые растения произрастают на постоянно переувлажнённых почвах, в частности на болотах (ольха, ситник, осока), по берегам водоёмов (камыш, рогоз, калужница) (рис. 191). Чтобы облегчить проветривание тканей, стебли и листья таких растении часто имеют большие межклеточники.

Водные растения населяют водоёмы. Некоторые растения полностью погружены в воду (элодея, валиснерия, роголистник). Их листья не имеют устьиц. У других водных растений листья плавают по поверхности воды, при этом растение может быть или укоренённым (водяные лилии, рдесты), или свободно плавающим (водяной орех, ряска, сальвиния). Верхняя сторона листьев у них благодаря кутикуле блестящая, и устьица размещены именно на ней. Часть водных растений — полупогружённые растения — укоренённые, имеют надводные листья и стебли, которые по строению похожи на листья влаголюбивых растений (камыш, телорез) (рис. 192). У некоторых из них, как у стрелолиста, имеются листья всех трёх типов — погружённые, плавающие и надводные (рис. 193).

Рис. 192. Водные растения: а) погружённые — роголистник; б) неукоренённые с плавающими листьями — ряска малая; в) укоренённые с плавающими листьями — кувшинка; г) полупогружённые — телорез

Рис. 193. Стрелолист — полупогружённое водное растение с погружёнными, плавающими и надводными листьями

По условиям освещения растения делятся на светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые (рис. 194).

Светолюбивые виды предпочитают хорошо освещённые места произрастания и не растут в тени. Их листья имеют развитую столбчатую ткань, часто — множество устьиц и толстую кутикулу. Светолюбивыми являются: берёза, сосна, подорожник, большинство засухоустойчивых растений и водных растении с плавающими листьями.

Теневыносливые растения, например, граб, сирень, земляника — лучше развиваются при высокой освещённости, но способны также произрастать в тени.

Среди теневыносливых растений немало таких, которые с возрастом могут «изменять свои вкусы». Например, молодые ели лучше растут в тени других растений, а взрослые — при полной освещённости.

Рис. 194. Растения светолюбивые (подорожник), теневыносливые (земляника) и тенелюбивые (копытень)

Тенелюбивые растения лучше всего развиваются только в тени (копытень, сенполия, некоторые папоротники). Их листья обычно большие, губчатая ткань хорошо развита, а столбчатая — часто вообще отсутствует.

По температурным условиям растения делятся на холодостойкие и теплолюбивые. Температурные предпочтения почти не влияют на строение растений, поскольку приспособление к определённым температурам связана преимущественно с физиологическими процессами.

Холодостойкие растения способны переживать температуры ниже 0 °C, хотя растут лишь при температуре выше 0 °C. К ним относятся деревья и кустарники наших широт, а из сельскохозяйственных культур — морковь, горох, рожь.

Теплолюбивые растения не выдерживают холода, и для нормального произрастания требуют довольно высоких температур. Теплолюбивыми является большинство видов, растущих в тропиках и тёплых субтропиках, а среди наших культурных растений — огурец, тыква, дыня, томаты и баклажаны.

Жизненная форма — это внешний вид растения, отображающий его приспособленность к условиям среды. Она также характеризует продолжительность жизни вегетативных органов и всего растения. По жизненным формам растения делятся на древесные (деревья и кустарники), полудревесные (полукустарники и полукустарнички) и травянистые (многолетние и однолетние травы) (рис. 195).

Рис. 195. Жизненные формы растений: древесные (а, б), полудревесные (в) и травянистые (г, д). Дерево (а), кустарник (б), полукустарник (в), многолетние (г) и однолетние (д) травянистые растения. Многолетние части показаны чёрным; отмершие ранее — красным; отмирающие на зиму — зелёным

Древесные растения имеют многолетние одревесневшие побеги с почками восстановления. Деревья имеют лишь один главный побег ствол. Он живёт столько же, столько и всё растение — десятки и даже сотни лет. Кустарники отличаются от деревьев наличием нескольких стволов, постепенно сменяющих друг друга. Продолжительность жизни каждого ствола у разных видов разная (у малины — два года, у сирени — до 60 лет), но, в общем, за счёт замены старых стволов новыми возраст растения может достигать нескольких сотен лет. Маленькие, до 50 см в высоту (черника, брусника), кустарники называются кустарничками. У древесных растений стволы могут быть не прямостоячими, а стелющимися (карпатская сосна жереп) или вьющимися (плющ, девичий виноград) (рис. 196). Древесные растения с вьющимися стволами называются древовидными лианами.

Рис. 196. Стелющаяся горная сосна (жереп) в Карпатах (слева), древовидная лиана на стволе дерева — плющ (в центре) и травянистая лиана — берёзка трёхцветная (справа)

У полудревесных растений верхняя часть надземных побегов травянистая и каждый год отмирает, а нижняя часть — одревесневшая: она остаётся живой и несёт почки восстановления. Продолжительность жизни полудревесных растений — десятки, иногда — сотни лет. Растения до 20 см в высоту (например, чебрец) — это полукустарнички, более высокие (полынь, шалфей, лаванда) — полукустарники.

У травянистых растений наземная часть не одревесневает и ежегодно после цветения и плодоношения отмирает. Многолетние травы обычно переживают зимний период при помощи подземных видоизменённых побегов — корневищ (пырей), клубней (хохлатка) или луковиц (нарцисс). Благодаря этому такие травы живут много лет. У однолетних трав (лебеда) всё растение живёт лишь один год, успевая вырасти, образовать цветки и семена и полностью отмереть. Весной новые растения вырастают только из семян. У многих, преимущественно многолетних, травянистых растении наземные побеги вьющиеся. Это травянистые лианы (например, хмель и берёзка) (рис. 196).

Знание основных экологических групп растении и их жизненных форм необходимо для правильного ухода за растениями: их поливом, выбором места расположения или посадки, обрезкой, пересевом, укрытием на зиму, размножением и т.п.

ВЫВОДЫ

• 1. Экологические группы растений выделяют по степени их зависимости от одного из основных факторов внешней среды: уровня увлажнения, освещённости и температуры.
• 2. Жизненные формы растений выделяют по внешнему строению, связанному с приспособлением ко всем факторам среды. Жизненная форма также определяют продолжительность жизни растения.
• 3. Основными жизненными формами растении являются древесные (деревья и кустарники), полудревесные и травянистые (многолетние и однолетние) формы.

ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ, КОТОРЫЕ ВАЖНО ЗНАТЬ

Условия среды, экологический фактор, экологическая группа, жизненная форма растений.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

• 1. Что такое экологическая группа растений?
• 2. Что такое жизненная форма?
• 3. Какие жизненные формы растений вам известны?

ЗАДАНИЯ

• 1. Назовите экологические группы растений, которые выделяют по отношению к уровню увлажнённости, освещённости и температуры. Для каждой экологической группы назовите примеры растений.
• 2. Для растений разных жизненных форм охарактеризуйте продолжительность жизни всего растения и его наземных вегетативных органов.

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

Растения паразиты, полупаразиты и симбиотрофы

(Ответы на вопросы школьников: Бывают ли растения другого цвета, или только зелёные? Есть ли растения-паразиты?)