Рослинний світ боліт

Смирнов И.А.

Дуже своєрідний рослинний світ верхових боліт. Це пов'язано з унікальними грунтовими та водними умовами, що складаються в цих місцепроживання.

До особливостям боліт верхового типу можна віднести:

1. велика кількість вологи,

2. різка нестача кисню в грунті,

3. болотний тип грунтоутворення як наслідок перших двох факторів,

4. крім того, в торф'яної грунті відсутні необхідні рослинам солі азотної і фосфорної кислот - нітрати і фосфати.

Вологість багато в чому підтримується завдяки вологолюбні рослини, наприклад, таким як сфагнум. Грунтоутворення на верхових болотах йде повільно і з-за анаеробних (безкисневих) умов характеризується оглеєні - біохімічним процесом відновлення окислених грунтових сполук, головним чином заліза. З цієї ж причини спостерігається накопиченням торфу.

Ко всіх вказаних факторів пристосовані рослини боліт. Які пристосування дозволяють їм виживати в таких непростих умовах?

Як не дивно зовні пристосування до умов верхового болота виражається в ксероморфном вигляді рослини. Під ксероморфним виглядом зазвичай розуміється особливе будова надземних частин рослин, яке зменшує випаровування. Така будова часто зустрічається в пустельних рослин або видів, що ростуть у сухих місцепроживання. Дивно бачити рослини ксероморфного вигляду на болоті. Тим часом, у багатьох болотних рослин листя дрібне, краї їх загнуті вниз або листя згорнуті в трубочки. У пустельних рослин при такій будові листя продихи випаровують менше води, так як вони розташовані на нижньому боці листків. Тим часом у багна болотного (виду, що росте начебто у вологих умовах) нижня поверхню листя опушена, листя шкірясті, а краї листя загнуті вниз. На шкірястих листках мирта болотного (Кассандра, чи інакше - хамедафни болотної) розташовані лусочки, у Андромеди й журавлини листя знизу покриті восковим нальотом. З чим же пов'язані всі перераховані особливості будови рослин? Всі вказані рослини відносяться до сімейства вересових (Ericaceae sl). Тому для позначення сукупності названих ознак часто говорять про рослини ерікоідного типу (від латинської назви сімейства). Але, мабуть, справа не в систематичному положенні. У росички (зі свого власного сімейства -- росянковие) листя щільно притиснуті до поверхні моховий подушки. Логічно припустити, що це захищає її від вітру і висихання - адже саме так роблять багато пустельні рослини. Чим же викликана ця дивна особливість рослин? існує кілька пояснень.

Згідно однією з точок зору причина ерікоідного вигляду рослин - надлишок вологи. У цьому випадку рясне опушення, лусочки на листах і стеблах розуміються як пристосування для випаровування надлишкової води. Дійсно за деякими даними опушення може призвести до значного збільшення випаровуючий поверхні. При це транспірація (випаровування) відбувається не через продихи як звичайно, а через всю поверхню кутикули.

Інша точка зору - діаметрально протилежна. У цьому випадку хід міркування Наступне. Якщо для болотних рослин характерні ті ж ознаки, що і для пустельних, напевно, це говорить про їх адаптації до схожих екологічним умов. Чи може таке бути? Начебто немає: пустельні рослини явно відчувають недолік вологи, в той час як болотні в прямому сенсі ростуть у воді! Хіба не парадокс? Однак треба враховувати, що водний режим на болоті не зовсім звичайний. Хоча і, здається, що води на торфовищі більш ніж достатньо, як не дивно: води-то якраз і не вистачає. Вона просто недоступна коріння рослин. Відбувається це тому, що сфагнум і торф - погані провідники тепла. Влітку Мохова подушка погано прогрівається (в спекотні сонячні дні поверхню мохів прогрівається до 30 - 40 ° C). Якщо прийняти, що теплоізоляція повітря дорівнює одиниці, то для торфу вона складе 1,38. Температура в торфовищі (на глибині 25 см) зазвичай не перевищує 0,5 ° С, навіть у той час, коли на поверхні вона досягає +27 ° С. в такі дні поверхня торфовища може сильно нагрітися і болото буквально димить, а коріння рослин перебувають у крижаній воді. Таким чином, для сфагнових торфовищ характерний різкий контраст умов на поверхні мохового килима і на глибині кореневих систем рослин. Листя рослин, що знаходяться на поверхні сильно випаровують воду. При цьому всмоктування води країнами сильно залежить від температури води, що оточує коріння. У сонячний літній день крихка рівновага порушується: випаровування води листям посилюється, а поглинання її країнами залишається слабким. У результаті розкладання рослинних залишків у сфагнових торфовищах утворюється багато кислот і отруйних речовин, що також знижує здатність коренів поглинати воду. Це явище отримало назву - Фізіологічна сухість. Рослини, перебуваючи у воді, відчуває гострий її недолік. Вперше фізіологічна сухість була відзначена у акліматизованих тропічних рослин. Південні рослини, що вирощуються в умовах помірного клімату, незважаючи на рясний полив засихали. Виявилося, що причина всихання і в'янення полягає в тому, що мінімальна температура води, при якій її можуть всмоктувати кореневі волоски, становила близько 18? C. У той час як полив зазвичай проводився 15-ти градусної водою. У результаті незважаючи на полив реально рослина не отримувало води. Щось схожі відбувається з деревами в зимовий період (саме тому деревні рослини скидають листя).

Між тим явище фізіологічної сухості до кінця не доведено у наших болотних рослин. Тому є третя точка зору, що пояснює ксероморфность болотних рослин взагалі і їх ерікоідний вигляд зокрема. За деякими даними кількість випаровується води у болотних видів нічим не відрізняється від інших рослин помірного клімату. Тоді може "ксероморфность" зовсім не є адаптацією? Може це просто наслідок зростання в несприятливих умовах? Як було сказано вище, крім водного режиму до особливостей боліт слід віднести брак найважливіших компонентів мінерального живлення: фосфатів і нітратів. За результатами ряду робіт за відсутності цих сполук у рослин і виробляється той комплекс ознак, який ми звикли називати ксероморфним виглядом. Цікаво, що в посушливих та пустельних умовах також спостерігається брак цих мінеральних речовин. Тобто може бути особливості будови болотних рослин - не адаптація, а просто наслідок голоду. Це явище називається пійноморфоз (від "пійнос - голод"). Обійтися повністю без фосфатів і нітратів неможливо. Значить, рослини повинні або знайти спосіб концентрувати мінеральні з'єднання з грунту, або використовувати альтернативне джерело поживних речовин. У першому рослинам на допомогу приходять гриби. Болотні чагарнички і напівчагарники з сімейства вересові вступають у симбіоз з грибом і утворюють мікоризу. Нитки симбіотичне гриба в сотні разів збільшують площу всмоктування поживних речовин, тому на болотах ростуть тільки ті рослини, які можуть утворювати мікоризу. Інший варіант - використання альтернативного непочвенного джерела азотистих речовин. У цьому рослинам можуть допомогти ціанобактерії (синьо-зелені водорості). Ціанобактерії здатні фіксувати атмосферний азот і переводити його у форму, придатну для рослин. Ціанобактерії поширені дуже широко і ростуть на найрізноманітніших субстратах (грунті, камінні, частинах рослин і, звичайно ж, у воді). Симбіотичні ціанобактерії можуть селитися всередині або на поверхні листя. Всередині листя (в міжклітинниках) ціанобактерії відомі у багатьох тропічних рослин (наприклад, водних папоротей). Серед болотних рослин численні водорості і ціанобактерії виявлені в листі мохів, у тому числі і найбільш характерного для верхових боліт сфагнуму. Як один з компонентів ціанобактерії входять до складу лишайників, у тому числі і що ростуть на болотах. Явище фіксації атмосферного азоту ціанобактеріями, що живуть на поверхні листових пластинок рослин отримало назву листова азотофіксації. листова азотофіксації показано у деяких тропічних видів рослин, але передбачається також і в деяких болотних чагарнички.

Крім особливостей водного режиму боліт і дефіциту мінеральних речовин болотні рослини повинні бути пристосовані і до нестачі кисню. Цю проблему види, характерні для верхових боліт, вирішують за допомогою потужних міжклітинниками у стеблах і листках. У міжклітинниках скупчується повітря. Деякі чагарники, наприклад верби, вирішують цю проблему інакше. Частина бічних коренів змінює напрямок росту і починають рости не убік, а вгору. Таким чином, формуються спеціалізовані дихальні корені.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.portal-slovo.ru