Сезонные изменения в жизни растений.

Растения зимой

Растения в зимнем лесу кажутся нам совершенно безжизненными. А между тем, это впечатление обманчиво. Даже в самые трескучие морозы жизнь растений не прекращается. В это время они отдыхают, набираются сил для весеннего возрождения. «То, что мы называем сном природы,- писал С. Покровский,- есть лишь особая форма жизни, полная глубокого смысла и значения". Такая форма жизни растительных организмов называется состоянием покоя.
В это время обмен веществ у растения заторможен, прекращается и видимый рост. Но процессы жизнедеятельности продолжаются, хотя и в замедленном темпе. Например, накопленный за лето крахмал, превращается в сахара и жиры, дающие питание растению. В состоянии зимнего покоя в растениях происходит интенсивная деятельность образовательной ткани или меристемы, которая преобразуются в новые клетки и ткани.
Этот период очень важен для растений. Именно в это время закладываются зачатки листьев в вегетативных почках и элементы цветков – в цветочных почках. Это позволяет растению в весенний период быстро перейти к активной фазе жизнедеятельности. Поэтому для всех многолетних форм растений, период покоя является необходимым условием нормального роста в период вегетации.
У разных растений разная продолжительность периода покоя. Одни из них, например жимолость, сирень, бузина, крушина отличаются коротким периодом покоя. Глубокий покой у них заканчивается уже в октябре-ноябре. До января длится глубокий покой у берёзы, тополя, боярышника. Самый длинный период покоя наблюдается у липы, ели, сосны, бука, дуба. Сигналом к покою служит для них уменьшение длины светового дня. Изменение длины дня воспринимают у растений листья, а в отсутствие их - почки. Известно, что снег укрывший травяные растения предохраняет их от вымерзания. А что позволяет «выжить» деревьям и кустарникам с из обнажёнными ветвями? Почему не гибнут от трескучих морозов их почки и побеги? Выживанию растений в период зимних холодов способствует изменение химического состава клеток. В период подготовки растения к зиме в его клеточном соке накапливаются сахара, снижающие температуру замерзания. Чем больше растение накопит сахаров, тем успешнее будет противостоять зимним холодам. Известно, что после обильного урожая яблони часто вымерзают, потому что не успели накопить необходимое количество сахаров. Питательные вещества у них ушли в основном на формирование плодов.
Плохо переносят морозы и те растения, которые осенью интенсивно росли, например, вследствие длительной тёплой погоды или обильной азотной подкормки. Питательные вещества расходовались на рост растения, а не откладывались про запас. Весной, когда накопленные сахара начинают использоваться растением в процессах жизнедеятельности, его морозостойкость тоже падает. Поэтому весенние, даже небольшие, заморозки, опаснее зимних трескучих морозов.
Накопленные сахара, позволяют растениям, особенно в широколиственных лесах, начинать жизнедеятельность ещё под снежным покровом. Уже в феврале, при трескучих морозах под снегом можно найти бледно-жёлтые ростки со свёрнутыми листьями, а порой и бутонами. Поскольку в таких лесах под снежным покровом почва не промерзает. Наличие большого количества перегноя и снежный покров создают прекрасную теплоизоляцию. Благодаря этому температура почвы здесь практически никогда не опускается ниже 0 градусов. Незамёрзшая влага остаётся доступной дл ярастений.
Интенсивное использование, отложенных про запас питательных веществ, повышает температуру самого растения. Вокруг него, порой даже подтаивает снег. Так в феврале начинают расти под снегом побеги мать-и-мачехи, заложенные еще осенью. Если в это время откопать растение, то можно увидеть, что вокруг него в снежном покрове протаяла крошечная пещерка.
Еще трещат суровые морозы, а под снегом уже начинается весна

Растения весной.

Очистив от снега небольшой участок почвы, посмотрим, что происходит сейчас под ним в лесу. Делать это следует возможно осторожней, чтобы, удаляя нижние слои снега, не повредить находящиеся под ним растения. Мы увидим здесь, наряду с перезимовавшими вечнозелеными стеблями зеленчука (Galeobdolon luteum), копытня (Asarum europaeum) и волосистой осоки (Carex pilosa), целый ряд нежных, желтоватых или едва позеленевших ростков, пробившихся сквозь слой слежавшейся прошлогодней опавшей листвы. У многолетней пролески (Mercurialis perennis), обычного лесного растения, образующего летом фон в травянистом ярусе леса, мы обнаружим под снегом крупные дугообразные ростки с бутонами. Также найдем мы молодые стебли с бутонами и листьями у медуницы (Pulmonaria officinalis), чистяка (Ficaria ranunculoides) и ветреницы (Anemone ranunculoides) — наших обычных весенних растений, а также у адоксы мускусной (Adoxa moschatellina), сныти и некоторых других. Эти нежные стебельки с молодыми еще свернутыми листочками, резко отличаются от грубых кожистых частей перезимовавших растений, поэтому трудно предположить, чтобы они развились с осени или с предыдущего лета и зимовали в таком виде. Кроме того, осенью на поверхности почвы не найти у всех этих растений таких крупных проростков, не говоря уже о развитых листьях или даже окрашенных бутонах, которые нередко можно встретить под снегом у медуницы. Лишь у многолетней пролески с осени под толстым слоем опавших листьев можно заметить маленькие дугообразные изогнутые ростки с кисточкой едва заметных зачаточных листочков.
Таим образом, остается придти к выводу, что наши весенние растения обладают замечательной способностью развиваться под снегом зимой. Уходя осенью под снег с покоящимися подземными органами - корневищами и клубнями, — они выходят из него уже с развившимися стеблями, листьями и нередко даже с окрашенными бутонами. В лесу во время снегосхода молодые части весенних растений пробиваются сквозь снег.

Растения летом.

Лето – это то время года, когда растения бурно развиваются и выполняют все свои жизненные функции, прежде всего у них образуются органы размножения. В самом деле, в это время года у большинства растений появляются цветки, которые затем превращаются в плоды, содержащие семена, из которых разовьются новые растения.

Вот поэтому-то в летние месяцы растения требуют особого ухода и внимания; за ними нужно ухаживать регулярно, соблюдая все правила, внимательно следя за температурой. Действительно, жара летних месяцев усиливает испарение, которое происходит с помощью листьев и цветов, а земля быстро сохнет. Недостаток воды мешает правильной циркуляции питательных веществ, и, если вовремя не вмешаться, может приостановиться развитие растения, что приведет к его гибели.

Литература: Никонова М.А., Землеведение и краеведение,2000

 

Животные

Общие сведения о животных.

Беспозвоночные животные

У растений и животных есть много общего, однако имеется ряд явных и скрытых отличий.

Если клетки растений имеют твердую наружную целлюлозную оболочку, то клетки животных, как правило, ее лишены. Растения могут расти в течение продолжительного времени, у животных же окончательные размеры формируются после определенного периода роста. Большинство растений неподвижно, животные активно передвигаются в поисках пищи.

Основное отличие наблюдается в способе питания. Растительные организмы (за исключением грибов и бактерий) строят свое тело в основном за счет производства органических веществ из неорганических (фотосинтез), животные же живут за счет растений и других животных.

Чем сложнее организовано животное, тем больше различий между ним и растением. Организм высших животных обладает сложными системами, состоящими из органов, которые в сою очередь построены из тканей (покровная, мышечная, нервная и др.), состоящих из клеток.

Как правило, более простые по своей организации животные обитают в водной среде, где значительно легче найти пищу, а наземные животные имеют более сложный организм.

Зоологи пользуются системой классификации, похожей на ту, которую применяют ботаники. Она состоит из видов, родов, семейств, подотрядов, отрядов, подклассов, классов, подтипов и типов.

К типу простейших относятся микроскопические животные. простейшие распространены повсеместно, встречаясь в морях и океанах, в пресных водоемах, почве. Многие простейшие ведут паразитический образ жизни.

Тело простейших состоит всего из одной клетки. Но внутри клетки имеется разделение на отдельные участки, которые выполняют различные жизненные функции. Временные выступы протоплазмы выполняют роль органов дыхания. Есть у клетки реснички и жгуты, которые также помогают ей в движении. Пищеварительная и сократительная вакуоли служат для осуществления процессов пищеварения и выделения.

Различные одноклеточные организмы в океане образуют известковые раковины; оседая на дно и спрессовываясь, они превращаются в мел. Амебы часто встречаются на дне стоячих водоемов, некоторые из них являются паразитами.

К простейшим организмам относятся инфузории и эвглены, которые стоят на промежуточном уровне организации между растениями и животными.

К типу губок относятся самые примитивные многоклеточные организмы. Тело их состоит из двух слоев – наружного и внутреннего,но ткани они не образуют. Для губок характерно наличие скелета, состоящего из углекислого кальция. Животные эти неподвижны, питаются за счет фильтрования воды, которую пропускают через свое тело. Размеры колеблются от нескольких миллиметров до 1,5 м. обитают губки в основном в морях.

Многие губки ярко окрашены в желтый, коричневый, оранжевый, красный, зеленый, фиолетовый цвета, при отсутствии красящих веществ они имеют серую или белую окраску.

В реках европейской части СССР водится губка – бадяга, которую используют в медицине.

Тип кишечнополостных представлен низкоорганизованными многоклеточными животными. Тело кишечнополостных имеет вид полого мешка, состоящего из наружного и внутреннего слоев. У многих кишечнополостных имеется скелет, расположенный между двумя слоями. В наружном слое есть клетки, служащие для нападения и защиты. Нервная система представлена разбросанными отдельными нервными клетками. С внешней средой кишечнополостных общаются при помощи рта, имея в своем строении мышечные волокна, которые могут сокращаться.

Стрекающие кишечнополостные имеют две жизненные формы.

Неподвижная форма – полипы, которые располагаются обычно колониями. У них сильно развит скелет. Полипы имеют то форму шара, то гриба, то колючей елочки.

Подвижная форма – медузы. Они имеют более развитую нервную систему, специальный орган чувств, поддерживающий равновесие, и светочувствительные клетки.

Обитают кишечнополостные в основном в морях (медузы, актинии, кораллы), а в пресных водоемах живет гидра.

Представители типа плоских червей живут в пресной и соленой воде, многие из них являются паразитами человека.

По сравнению с кишечнополостными их строение усложняется, кроме двух основных слоев, появляется промежуточный – мезодерма, из которого образуются простейшие органы (глотка, «глазки», органы размножения). Хорошо развита мускулатура. Кровеносная система и органы дыхания отсутствуют. Имеются органы выделения. Нервная система состоит из головных узлов и отходящих стволов.

К свободноплавающим относятся планарии, а к паразитам человека – ленточный червь – бычий солитер. Прикрепляясь к стенкам кишечника специальными присосками, он питается уже готовыми веществами, так как у него отсутствуют органы пищеварения. Черви обладают большой плодовитостью. Они достигают в длину до 12 м.

Тип кольчатых червей характеризуется более высоким уровнем развития. Большинство из них живет в морской воде. У кольчатых червей появляется вторичная полость тела с системной внутренних полостей, имеющих собственную стенку, состоящую из эпителий. Тело, расчленено на сегменты, в которых повторяются жизненно важные структуры – кровеносная, выделительная, пищеварительная, нервная, половая система. Тело подразделено на три части: голову, туловище и задний конец. Типичным представителем кольчатых является дождевой червь, длина которого бывает до 30 см. число сегментов достигает 140 – 150. У него хорошо развита мускулатура, которая путем сокращения позволяется ему передвигаться. Пищеварительная система состоит из глотки, пищевода, прямой кишки и выводного отверстия. Кровеносная система состоит из замкнутых сосудов с укрупнение в спинной и брюшной части. На переднем конце спины имеются утолщения в виде сердец. Органы дыхания отсутствуют. Дыхание происходит через кожу. При увлажнении кожи получается недостаток кислорода, черви выползают наружу (отсюда и название – дождевые черви). Нервная система представлена окологлоточным нервным кольцом (это как бы простейший «головной мозг») с отходящей от него брюшной нервной цепочкой.

Дождевые черви, пропуская почву через свой организм, значительно улучшают ее плодородие, разрыхляют почву, способствуют улучшению ее механического состава и накоплению органических веществ.

В строении типа моллюсков наблюдается дальнейшее усложнение. Их тело в большинстве случаев состоит из головы, туловища и ноги. Нога представляет утолщенную за счет мускулатуры брюшную стенку туловища и служит органом движения. На спинной стороне тела имеется защитная раковина, чаще всего цельная. С внутренней стороны располагается особая складка – мантия, в полости которой расположены органы дыхания, представленные жабрами или легкими. На голове расположены ротовое отверстие, органы чувств (органы зрения хорошо развиты у осьминогов), специальные органы – щупальца для схватывания добычи. В глотке большинства моллюсков есть терка, выполняющая роль зубов (соскабливание растений, перетирание пищи). Органы кровообращения представлены околосердечной сумкой. Сердце состоит из предсердий (их, как правило, два) и желудочка. Органы выделения представлены почками. Увеличивается концентрация нервных узлов.

Класс двустворчатых моллюсков характеризуется малоподвижными животными, живущими на дне водоемов. Они часто зарываются в ил, выставляя только задний конец с сифоном (к неподвижным относятся устрицы). Пропуская воду через мантию до 3,5 л в час, они обеспечивают себя питание и кислородом. Устрицы и мидии человек употребляет в пищу. Из раковин пресноводных – перловицы и беззубки – изготавливают перламутровые изделия (пуговицы). В морях, среди двустворчатых встречается жемчужница, в раковине которой образуется жемчуг. Жемчужины образуются из – за попадания песчинок внутрь раковины, где мантия моллюска покрывает их перламутровым слоем.

К классу брюхоногих относятся моллюсков, у которых мантийная полость лежит впереди или сбоку головы, раковина как правило, завита. Животные подвижные, движение осуществляется с помощью ноги. Наземные брюхоногие – улитки и слизни – могут причинять значительный ущерб сельскому хозяйству. Хорошими объектами наблюдений в начальной школе являются водные моллюски - прудовик и катушка.

Класс головоногих – самые подвижные из моллюсков и очень крупные (некоторые из кальмаров достигают длины до 18 м). Тело их состоит из состоит из головы с щупальцами и туловища. На брюшной стороне имеется воронка, выбрасывая из которой воду они могут двигаться, как реактивный снаряд. Щупальца – это измененная нога, отсюда и название головоногих моллюсков. Рот, помимо терки, снабжен роговыми челюстями в виде клюва, который помогает разрывать добычу на части. Имеется «чернильный мешок», из которого при опасности выпускается особое вещество в виде темного облака, по форме напоминающего очертание животного. Мясо кальмаров и осьминогов употребляют в пищу. Во всех странах мира добывают головоногих моллюсков ежегодно около 1 млн. т.

Членистоногие

Тип членистоногих среди всех беспозвоночных выделяется наибольшим разнообразием и приспособлением к различным условиям существования. Общее число видов доходит до 1 млн. В горах, лесах, пустынях, в различных водоемах, почве – везде встречаются членистоногие (муравьи, пауки, жуки, бабочки, стрекозы и др.).

В своем строении они имеют много общего с кольчатыми червями, однако стоят на более высокой ступени организации. В их теле обычно можно различить три части: голову, грудь, брюшко. На голове расположены органы чувств, служащие для ориентировки в пространстве (глаза, которые у насекомых имеют сложное строение; усики, чувствительные к прикосновениям и химическим раздражителям; органы слуха и т.д.), и органы захватывания пищи. К груди прикреплены ноги, а у многих еще и крылья. При тесном срастании головы с грудью передние ноги часто превращены в челюсти. Конечности членистоногих подвижно сочленены с сегментами, разделены на членики, которые соединены сочленениями, что позволяем животным совершать сложные движения. Отсюда и название этого типа.

Тело членистоногих покрыто плотным покровом, который служит «наружным скелетом», предохраняющим животных от неблагоприятных условий и врагов. Со скелетом связаны различные выросты и придатки – волоски, щетинки, играющие подчас большую роль в жизни животных. С наружными покровами связаны разнообразные железы. В силу твердости наружный панцирь препятствует росту, поэтому его время от времени животным приходится сбрасывать (например, ракообразным)

Мускулатура членистоногих разбита на отдельные тяжи, она является поперечнополосатой, что позволяет мышцам быстро сокращаться. Например, у комаров и мух мышцы сокращаются до 500 раз в секунду. От быстроты передвижения зависит обеспеченность питанием.

У наземных членистоногих органы дыхания представлены легкими или трахеями, а у водных имеются жабры или трахейные жабры.

Кровеносная система у наиболее развитых членистоногих состоит из спинного сосуда, образующего сердце, и отходящих от него в разные стороны артериальных сосудов. Кровь из сердца поступает в полость тела. Таким образом, кровеносная система является незамкнутой.

Разнообразие питания отразилось на строении ротовых органов: у кузнечиков, саранчи, жуков - грызущие, а у клопов, тлей, бабочек, комаров -сосущие. В остальном их пищеварительная система мало чем отличается от пищеварительной системы кольчатых червей.

Нервная система (головной мозг) характеризуется парным скоплением нервных клеток над пищеводом, которые связаны с брюшной полостью нервной цепочкой. Более высокая организация нервной системы позволяем членистоногим иметь сложное поведение, которое связано с различными инстинктами: строительными, по уходу за потомством, добыванием пищи и т.д. Выработавшиеся на протяжении поколений инстинкты подчас создают впечатление разумных поступков, на самом деле целесообразность инстинктов относительна и проявляется только при наличии определенных условий. Достаточно их изменить, как поступки насекомых становятся бессмысленными (на поле, где раньше рос клевер, продолжают летать пчелы; если у осы в гнезде сделать отверстие, то она все равно продолжает заделывать даже пустую ячейку).

Класс насекомых – очень многочисленная группа животных. Они плодовиты и прожорливы, а главное, у них быстро вырабатываются приспособления к разным условиям существования, что позволяет играть им большую роль в жизни природы. Насекомые опыляют растения (пчела, шмель), заселяют почву (муравьи), способствуя улучшению ее механического состава и плодородия. Огромная часть насекомых живет за счет падали, являясь санитарами в природе (навозники, падальники), служат они также пищей для многих птиц и зверей. Вместе с тем часть насекомых приносит огромный вред человеку в его хозяйственной деятельности, развиваясь за счет культурных растений (озимая совка саранча, тля, кольчатый шелкопряд, короед), повреждая продукты питания и товары (амбарный долгоносик, моль), нанося ущерб животноводству (слепни, оводы). Наконец многие насекомые являются опасными переносчиками болезней (мухи переносят кишечные заболевания, комары – малярию, москиты – лейшманиоз и т.д.).