Вода
является существенным фактором,
определяющим жизнедеятельность растений. Воду, поступающую в
растительный организм, К. А. Тимирязев подразделял на организованную
(которая связывается организмом) и расхожую (испаряемую листовой
поверхностью). Из 1000 г воды, поглощенной растением, около 990 г
испаряется, а 10 г задерживается в растении. Тело растений на 50-98%
состоит из воды. Все физиологические процессы протекают при участии
воды, поэтому она является одним из наиболее существенных экологических
факторов, влияющих на рост и развитие растительного организма, на
распространение растений на земле.
Воду растения получают из почвы и из воздуха. Но количество воды в
различных участках суши не одинаково (болота и пустыни). В связи с этим
у растений можно видеть различные приспособления.
Сухопутные растения в большинстве случаев получают воду из почвы. Этому
способствует хорошо развитая корневая система. Углубляясь в почву до
водоносного горизонта, корни могут достигать значительной длины. В
песчаных пустынях, большое значение имеет вода, выпадающая в виде росы,
и у растений можно наблюдать развитие тонких корней в поверхностном
слое песка.
Некоторые растения очень сухих мест приспособились удерживать влагу в
своем организме в сочных стеблях (кактусы, некоторые молочаи) или
листьях (алоэ, агавы, очитки, молодила и др.). Внешний вид этих
растений очень своеобразен.
Атмосферные осадки могут играть и положительную и отрицательную роль.
Снежный покров предохраняет зимующие растения от вымерзания. В
высокогорных районах и на Крайнем Севере, где снег лежит большую часть
года, растения приспособились к короткому периоду вегетации.
Механическое воздействие на растения оказывают снег и град, вызывая
порой значительные повреждения растений.
Большое значение для растений имеет распределение осадков в течение
вегетационного периода. В районах с засушливым летом и влажной весной
развились растения, успевающие завершить свой цикл развития до
наступления засушливого периода. В засушливое время года они прячутся
под землей в виде луковиц или корневищ (эфемероиды) или сохраняются в
виде семян (эфемеры).
Для получения хорошего урожая для хлебных злаков имеют большое значение
майские и июньские дожди.
Условия водоснабжения оказывают влияние на внешний облик и внутреннее
строение растений. По внешнему виду нетрудно определить, в каких
условиях увлажнения росло растение.
По отношению к влаге различают три основные экологические группы
растений: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.
Гигрофиты
– растения обильно увлажненных мест обитания с
высокой влажностью атмосферы. У этих растений кутикула тонкая, сильно
развиты внутренние полости в листьях и стеблях, листовые пластинки
тонкие, на листьях имеются особые железки – гидатоды (водяные
устьица), через которые выделяется вода. Это растения: недотрога,
болотный подмаренник, цирцея.
Мезофиты
– растения местообитаний со средним увлажнением. Это
большинство луговых и лесных растений.
Ксерофиты
- растения местообитаний с недостаточным увлажнением. Эти
растения имеют разнообразные приспособления, повышающие их
засухоустойчивость. Они способны резко сокращать транспирацию в сухой
период, имеют приспособления, усиливающие добывание воды при ее
недостатке в почве, а также приспособления, позволяющие создавать
запасы воды на время длительного перерыва в водоснабжении. Сокращение
транспирации достигается разными способами: сокращением поверхности
листьев, развитием слоя кутикулы или воскового налета, густым опушением
листьев, углублением устьиц в мезофилл, плотным соединением клеток
паренхимной ткани листа. С добыванием воды из почвы связано мощное
развитие корневой системы вглубь (у верблюжьей колючки корень достигает
18-20 м глубины) и горизонтально поверхности. Запас воды содержится в
водозапасающей ткани листа (у алоэ, очитков, агав) или стебля (у
кактусов). По разным способам приспособления растений к недостатку
влаги различают склерофиты и суккуленты. У склерофитов жесткие листья и
стебли, часто все растение сильно опушено или покрыто толстым слоем
кутикулы. Суккуленты - сочные мясистые растения.
Еще одна группа ксерофитов получила распространение в засушливых
районах нашей планеты. Это эфемеры и эфемероиды.
Растение может испытывать недостаток влаги не только в тех случаях,
когда ее мало в почве. Сильная кислотность почвы и высокая концентрация
легкорастворимых солей в почве могут ограничивать всасывающую силу
корней при достаточном содержании воды. Такое состояние почвы в отличие
от физической сухости называют физиологической сухостью.
Особую экологическую группу образуют водные растения – гидрофиты.
Среди них различают растения, погруженные в воду неполностью
(наполовину или на одну треть) - тростник, камыш, стрелолист,
некоторые
осоки и др., и растения, погруженные в воду полностью (над водой у них
возвышаются только соцветия или листья находятся на поверхности воды) -
рдест, кувшинка, кубышка, кабомба. Среди этой группы растений можно
найти яркие примеры влияния водного образа жизни на их внешний вид.
Так, у стрелолиста и кабомбы листья, погруженные в воду, резко
отличаются от листьев, плавающих над водой (рис.1). У погруженных в
воду растений имеются характерные особенности: очень тонкие листовые
пластинки, состоящие всего из 2-3 слоев клеток, иногда сильно
рассеченные; стебель травянистый с воздухоносными полостями, проводящие
сосуды занимают центральное положение в стебле; механические ткани
отсутствуют. Это позволяет растению свободно изгибаться в толще воды.
Клетки имеют низкое осмотическое давление. Обитающие на заболоченных
почвах или по берегам рек растения имеют иные приспособления к условиям
обитания: листья крупные, нежные, но более толстые и устьица
расположены на обеих сторонах листа; корневая система проникает в грунт
неглубоко; стебли с крупными воздухоносными полостями, проводящими
сосудами и слаборазвитой механической тканью.
Рис.1. Экологическая гетерофиллия:
А - кабомба (1 - листья, возвышающиеся над водой, 2 - подводные
листья); Б – стрелолист (1 - общий вид; 2 - подводный лист; 3
- лист, возвышающийся над водой; 4 - соцветие).
