Жизненные формы растений

В истории исследования растений было предложено немало систем классификаций их жизненных форм. Остается основополагающей главная идея: сходные типы приспособлений растений к среде есть прежде всего сходные способы перенесения наиболее трудных условий. Наиболее популярной до сих пор (а этой классификации уже больше ста лет) остается система датского ботаника К. Раункиера (1903 год), основанная на единственном признаке, имеющем, по мнению автора, большое приспособительное значение - положении почек возобновления. Согласно «Биологическому энциклопедическому словарю» этим понятием определяют положение почек или верхушек побегов по отношению к поверхности почвы и снежного покрова в течение неблагоприятного времени года (зимы или засушливого периода). С наступлением теплого и влажного сезона почки возобновления (проще говоря – зимующие почки) дают новые побеги.

К. Раункиер различал пять основных жизненных форм с множеством подтипов:

1. Фанерофиты – растения, у которых почки возобновления расположены высоко над землей. Удаленное от поверхности положение почек означает возможность их открытой перезимовки, без защиты снегом или иным покровом, предохраняющим от вымерзания. Поэтому фанерофиты – это растения мягкого климата, которые наиболее обильны и разнообразны в тропических областях. Однако это жизненная форма представлена и в других, более суровых условиях (сюда отнесены также хвойные деревья). Фанерофиты чаще всего являются обитателями верхних ярусов растительности и видами-эдификаторами. Представители – высокорослые деревья (тополя, березы, дубы, клены и др.).

2. Хамефиты – невысокие растения с почками возобновления на зимующих на побегах, расположенных вблизи поверхности земли и реже – прямо на ней. Зимуют они под защитой снежного покрова или опада. Среди хамефитов есть кустарнички с вечнозелеными (брусника) или опадающими (черника, голубика) листьями, у которых в неблагоприятный период отмирают не только листья, но и части побегов. Особенно много таких видов в средиземноморском климате, где отмирание части побегов происходит в засушливые периоды. К этой группе относят также некоторые травянистые растения, сохраняющие на зиму лежачие или приподнимающиеся побеги с почками на их концах или в пазухах отмерших листьев (пырей ползучий).

3. Гемикриптофиты – травянистые многолетники, у которых надземные органы или их большая часть в конце вегетации отмирают, а почки возобновления находятся на уровне почвы и защищены собственными отмершими листьями, лиственной подстилкой и снегом. Гемикриптофиты распространены весьма широко и составляют значительную часть травянистых видов в луговых, степных, лесных растительных сообществах внетропических областей. Представители: одуванчик, росянка, примула.

4. Криптофиты имеют почки возобновления, располагающиеся под землей (геофиты) или на дне водоемов (гидрофиты). Геофиты – травянистые многолетники, имеющие почки на подземных органах. По характеру подземных органов различают луковичные геофиты (тюльпаны, луки, пролески), клубневые (цикламен, георгин, чистяк), корневищные (ландыш), корневые (многие сорняки).К этой же группе относятся многие лесные травы, весенние эфемероиды степей (маки), пустынь и лиственных лесов – то есть это однолетники и многолетники с коротким циклом вегетации и длительным летним покоем. Углубление в почву наиболее уязвимых частей растения эффективно защищает как от холода, так и от засухи. Запасание значительных количеств питательных веществ в подземных органах дает возможность быстро возобновить развитие весной, обеспечить стремительный рост и начало цветения в очень ранние сроки, когда температурные условия для фотосинтеза еще неблагоприятны. Все перечисленные условия объясняют широкое распространение геофитов в различных климатических условиях.

Гидрофиты (см. также выше) имеют плавающие или погруженные листья, отмирающие на зиму, причем почки возобновления зимуют на дне водоемов, на многолетних корневищах (кувшинки, кубышки) или на т.н. турионах – зимующих почках, представляющих особые органы вегетативного размножения (ряски, рдесты). Турионы опускаются на дно осенью и всплывают весной.

5. Терофиты – растения, переживающие неблагоприятный период в виде семян или спор. Такая жизненная форма не слишком широко представлена в областях умеренного и холодного климата, но весьма разнообразна в аридных зонах. К этой группе относят степные и пустынные весенние эфемеры, заканчивающие цикл до наступления знойного лета. Эфемеры известны и в достаточно увлажненных районах, где они имеют очень краткий период развития, благоприятный для вегетации. Сюда относят незимующие однолетники (яровые сельскохозяйственные культуры), зимующие озимые формы (также сельскохозяйственные культуры), монокарпические двухлетники (размножаются только один раз).

К. Раункиер справедливо считал, что жизненные формы складываются исторически как результат приспособления растений к климатическим условиям среды. Он предложил определять процентное распределение видов по жизненным формам в растительных сообществах на конкретных территориях биологическим спектром. Были составлены биологические спектры для разных зон и стран (влажных тропиков, субтропиков, умеренного пояса, пустыни, арктического пояса), которые могли бы служить биоиндикаторами климата. Однако система жизненных форм К. Раункиера далеко не универсальна, поскольку выявлено много растений, не вписывающихся в эту систему. Она неприемлема, например, для тропиков, где нет необходимости защищать почки возобновления от холодов при практически постоянных плюсовых температурах.

Известна другая система жизненных форм, предложенная ботаником Б. Холдриджем и основанная на анализе климатических воздействий на растительные сообщества. В 1960-х гг. появилась система И.Г. Серебрякова, разработанная для древесных, кустарниковых и кустарничковых растений. А.П. Зозулин (1961 год) предложил оригинальную систему жизненных форм высших растений, основанную на приспособлениях к удержанию растительным организмом площади обитания и возможностях ее расширения. И.Г. Серебряков выделял такие формы как древесные, полудревесные, наземные травянистые и водные травянистые, каждая из которых представлена многочисленными, более мелкими типами жизненных форм.

В России часто употребляется система Г.Н. Высоцкого и Л.И. Казакевича, разработанная в первой половине ХХ века для растительности степных сообществ умеренного пояса. За основу выделения взят способ вегетативного размножения и расселения однолетних и многолетних трав. При этом к многолетним травам были отнесены:

а) осевые (стержнекорневые), с отсутствующим вегетативным размножением;

б) дерновые, со слабым вегетативным размножением;

в) луковичные и клубнелуковичные со слабо выраженным вегетативным размножением;

г) корневищные (стелющиеся и укореняющиеся) и корнеотпрысковые – с интенсивным вегетативным размножением.

Вопросы к семинару по Экологии животных

1. Жизненные формы животных

2. Простейшие, губки и кишечнополостные: распространение и экологические особенности

3. Плоские, Круглые и Кольчатые черви – сравнительная характеристика и экологические особенности

4. Тип Членистоногие

5. Класс Насекомые

6. Тип Моллюски

7. Общая характеристика типа хордовых

8. Классы Хрящевые и Костистые рыбы

9. Класс Земноводные

10. Класс Пресмыкающиеся

11. Класс Птицы

12. Класс Млекопитающие

13. Аквакультура – искусственное разведение гидробионтов

14. Животные – объекты одомашнивания, разведения и выращивания

15. Растения и животные, внесенные в Красные Книги Волгоградской области – по этому вопросу имеется несколько курсовых работ (растения – Юля Белик, животные – Наташа Корнейчук)

16. Беспозвоночные животные Волгоградской области

17. Позвоночные животные Волгоградской области

18. Животные, представляющие опасность для человека

Вопросы 16 и 17 – в курсовой Полины Апраксиной

Описание любого типа или класса можно вести по следующему плану:

1. Отличительные особенности строения и функций.

2. Сколько видов включает и в какой среде обитают его представители

3. Экологические особенности (распространение и отношение к факторам среды) и систематика

4. Возможности использования в качестве биологических ресурсов

5. Степень опасности или полезности для человека.