Значення життєвих форм у фітоценозі.

Розглядаючи питання про життєві форми рослин необхідно освітити ще два питання: роль різних життєвих форм і становлення життєвих форм.

На перше питання досить добре відповів вже відмічений нами І.Г. Серебряков. він говорив, що вчення про життєві форми має два аспекти –еколого-морфологічний та еколого-ценотичний. Вони тісно зв’язані між собою. З еколого-морфологічних позицій життєві форми представляють собою “своєрідний загальний вигляд (габітус) певної групи рослин, який виникає у них в онтогенезі в результаті росту і розвитку в конкретному середовищі. Даний габітус виникає в даних грунтово-кліматичних умовах як вираз пристосування рослин до цих умов”. З еколого-ценотичної точки зору життєві форми – це “вираз здатності певної групи рослин до просторового розселення і закріплення на території, до їх участі у формуванні рослинного покриву”.

Відповідаючи на друге питання можна повторити думку Раункієра, яку підтримують багато вчених. Первинними формами слід вважати ті, які відповідали умовам клімату в період виникнення квіткових рослин. Очевидно, це повинні бути форми з пагонами, які сягали великої висоти – форми дерев і кущів. По мірі погіршення клімату, появи сухих і холодних пір року у рослин вироблялись – низькорослість, заглиблення в грунт і воду.

23. Значення тварин у поширенні рослин. 24. Значення тварин у розмноженні рослин.

Т ривале співіснування тварин і рослин не могло не привести до того, що б у рослин не виробились би пристосування, які б дозволяли використовувати їм тварин. Прикладом може бути запилення квіткових рослин за допомогою комах (дуже рідко птахів, летючих мишей). В процесі пристосування до запилення тваринами квітки виробляють нектар, надають тваринам у якості їжі пилок, іноді віск і смолу, іноді комахи поїдають волоски та їстівні тканини квітки, а квітки імітують самок комах.

В різних природних зонах запилення квітів проходить по різному. В тундрі частіше проходить самозапилення, перехресне запилення за допомогою вітру або розвинуте вегетативне розмноження рослин. Це пояснюється малою кількістю комах-запилювачів. У викогір’ї умови запилення дуже різні. Так, у Альпах комах-запилювачів значно менше, ніж у долинах. З підняттям на висоту зменшується кількість бджолиних, за виключенням шмелів, збільшується кількість метеликів. У рослин, в зв’язку з цим, виробилася своєрідна будова квітів – до певних видів комах запилювачів.

У тропічних лісах існують рослини які запилюються птахами, летючими мишами та великими метеликами. Звідси велика кількість квітів з довгими трубами вінчика. В Австралії кенгуру п’ють нектар з квітів одного виду кущів і також запиляють при цьому квіти (рід Driandra).

Своєрідні відносини іноді складаються між рослинами та мурашками. Таке явище, при якому мурашки використовують рослини у їжу, чи для помешкання і в той же час, захищають рослину від комах-шкідників, називають – мірмекофілією.

Ще один приклад позитивного значення тварин для рослин слід розглянути: зоохорія – переніс та поширення діаспор тваринами. Способи переносу діаспор рослин тваринами можна об’єднати в п’ять груп:

- ендозоохорія, поширення плодів, насіння рослин, які непошкодженими проходять шлунково-кишковий тракт, з їх екскрементами;

- епізоохорія, поширення плодів, насіння рослин, які прикріпилися до поверхні тварин за допомогою різних пристосувань;

- синзоохорія, поширення плодів, насіння рослин в процесі запасання кормів, будівництва гнізд;

- мірмекохорія, поширення насіння рослин за допомогою мурашок;

- орнітохорія, рознесення діаспор птахами.

Значна кількість насіння м’яких плодів проходить через шлунок тварин і птахів непошкодженими і переноситься на значні віддалі від місця поїдання. Таким чином проходить розповсюдження рослинного виду на нові території. Крім того, дія шлункового соку тварин на насіння є позитивним фактором, оскільки ослабляють оболонку насіння, створюють кращі умови для проникнення вологи і, тим самим, підвищує їх схожість. Численні види жуйних (антилопи) африканських саван харчуються плодами акацій, які мають щільні покривні тканини. Завдяки ним не всі плоди розкушуються і тому у неперетравленому вигляді потрапляють на грунт. Знаходження в тваринних екскрементах забезпечує часто добрі умови для їх проростання та розвитку.

Відомі вам череда та лопух мають спеціальні зачіпки, за допомогою яких вони чіпляються за тварин і тому також переносяться на значні віддалі.

Насіння також відомої вам рослини-паразита омели білої дуже клейкі. При вживанні плодів у їжу насіння прилипає до дзьобів птахів, вони перелітають на інші дерева, чистять дзьоби і насіння приліпає до кори нових дерев-господарів.

В наших лісах сойка не тільки харчується жолудями, але й робить їх значні запаси на зиму. При цьому деякі запаси не використовуються, частина жолудів проростає і таким чином виростають нові дерева дуба. Цей переніс жолудів відбувається на невеликі відстані 2-4 км, але часто забезпечує добре відновлення дубових насаджень.

За даними деяких вчених, які проводили свої дослідження в басейні р. Печори на кожному гектарі тайги існує від 4000 до 34000 схованок кедрових горіхів, які робить невелика пташка – кедрівка. Вона ховає по 6 – 12 горішків під мох і лишайник на віддалі до 2 – 3 км від місця збору, внаслідок чого створюються добрі умови для поширення та проростання насіння кедру. За звичай в зимовий період використовується половина зроблених схованок. Подібні запаси роблять білка й бурундук. Це також сприяє поширенню та відновленню сосни сибірської та іншим видам рослин.

Мурашки досить часто збирають дрібне насіння, яке має олійні придатки – копитняк, пролісок, ряст, чистотіл, фіалка. Вони відгризають придатки, а насіння кидають. Останнє не втрачає своєї схожості. Переносять мурашки насіння й без придатків. Частина насіння губиться. Або викидається. Утворюються так звані алеї мурашок, вздовж основних їх шляхів. Звичайно більша кількість зібраного насіння з’їдається. У мар’янника дібровного біле продовгувате насіння нагадує кокони мурашок, останні переносять його у гніздо, а коли воно потемніє (дозріє) викидають на земну поверхню. Насіння деяких видів – кульбаби, модрини, мурашки використовують в якості будівельного матеріалу для своїх мурашників. В цілому, вчений В. Шафер (1956 р.) нарахував у буковому лісі 45 видів трав’янистих рослин насіння яких використовували мурашки, у мішаному дубовому – 80 видів, сосновому – 16 і ялиновому – 9 видів.

25. Значення тепла для рослин.

Температурні межі, при яких можливий ріст рослин, дуже широкі. Спостерігається велика амплітуда коливань мінімальних температур, при яких уже можливий ріст рослин різних систематичних і, головне, екологічних груп. У рослин південних районів ростові процеси починаються при набагато вищій температурі, ніж у рослин, які призвичаїлися до життя у північних районах, де температура далеко нижча. Наприклад, гарбуз, бавовник, рис починають активно рости лише при температурі 12 – 14°С. Корені ж гороху виявляють ознаки росту вже при температурі –2°С. Взагалі переважна більшість рослин починає рости при температурі, вищій від 0°С. Найкраще ростові процеси проходять (оптимум температури) у більшості рослин при температурі від 20 до 30°С.

Фізіологами встановлено, що численні процеси, які проходять у рослинах, залежать від трьох температурних величин: мінімальної, оптимальної та максимальної При мінімальній температурі той чи інший процес розпочинається, при оптимальній він проходить найбільш інтенсивно і при максимальній припиняється.

Температурний максимум для різних рослин неоднаковий. Так, для гарбуза, кукурудзи і квасолі він настає приблизно при 46º С, для льону – в межах від 39º до 40º, а для клена звичайного при 26º С. Ще більші коливання кардинальних точок росту (мінімум, оптимум і максимум) у представників нижчих рослин. Найкраще вони ростуть при 60-75º С, а крайні максимальні температури для росту термофільних бактерій дорівнюють 80-85º С. Вищі і нижчі рослини, які можуть рости і розвиватись при температурах, близьких 0º С (при 1-3º), називають психрофітами. До них, крім частини нижчих рослин (дечкі водорості, лишайники), належать високогірні і полярні вищі рослини. Їм властивий дуже низький рівень інтенсивності ростових процесів, у результаті чого ці рослини виростають карликовими.

Спеціалісти сільського і лісового господарства, фенологи, геоботаніки дуже часто для оцінки кількості тепла, яке можуть отримати рослини (з метою прогнозування проходження тих чи інших процесів і фаз), використовують показники “сума активних температур”, “сума ефективних температур” за весь вегетаційний період. Він встановлюється шляхом додавання всіх середньодобових температур повітря починаючи з того часу коли вони перевищують якийсь поріг початку ветеції – частіше це +5ºС та +10ºС. Проведення ціх розрахунків пов’язане з тим, що швидкість розвитку рослин пропорціональна накопиченню сумі температур. В цій закономірності є й виключення, оскільки при дуже швидкому зростанні температури повітря, може відбуватися торможення їх розвитку.

На основі фенологічних спостережень видатний російський вчений Г.Ф.Морозов розробив першу шкалу відношення деревних рослин до тепла, починаючи найбільш теплолюбними:

Каштан їстівний

Дуб

Ясен

Ільмові

Граб

Сосна кримська

Сосна австрійська

Сосна звичайна

Горобина

Вільха

Береза

Ялиця

Ялина

Кедр

Модрина

 

Різні органи однієї і тієї ж рослини мають неоднакові температурні межі росту. Зокрема, корені відзначаються активним ростом при нижчій температурі, ніж надземна частина цієї ж рослини. Крім того, реакція рослини на зміну температурних умов залежить як від величини температурних меж, так і від фізіологічного стану рослин. При недостачі води, наприклад, у період посухи, ростові процеси уповільнюються і залежно від тривалості безводного періоду зупиняються зовсім. Шкідливий вплив посух, як правило, посилюється високою температурою. Такі умови можуть не тільки припинити ріст рослини, а й призвести до її загибелі.

При підвищенні температури повітря на 10°С інтенсивність фотосинтезу рослин приблизно подвоюється. Але цей процес спостерігається лише до температури +30 - +35°С, подальше збільшення температури уповільнює фотосинтез, а при +40 - +45°С він зупиняється. Це пов’язується з тим, що частина ферментів при температурі +30°С розпадається. Більш того, при цьому збільшується дихання рослин і при високих температурах воно перевищує фотосинтез. І, зрештою, при високих температурах відбувається загибель клітин (понад +55°С).

Від температурного режиму залежить накопичення органічної маси рослин. В дечому цей процес схожий з фотосинтезом, але на нього впливає процес дихання, який при підвищенні температури також збільшується, а при пониженні – зменшується. З підвищенням температури повітря на кожні 10°С швидкість хімічних реакцій при диханні майже подвоюється. Якщо рослини не мають захисту від перегріву, то при нагріванні до температури +50°С, що є верхньою межею дихання для більшої частини рослинних організмів, інтенсивність їх дихання різко падає, внаслідок пошкодження цитоплазми. Наприклад, у картоплі пошкодження листя спостерігається вже при температурі +40°С. Нижня межа температури дихання залежить від біологічних особливостей видів. Теплолюбиві рослини (бавовник, рис) пошкоджуються і гинуть при низьких позитивних температурах. Какао – навіть при +8ºС.

Температура впливає на хід кореневого живлення у рослин. Цей процес відбувається лише тоді, коли температура ґрунту, де розміщені сисні корені, буде на декілька градусів нижча температури, в якій знаходиться надземна частина рослин. Так, скажімо, відомий вам льон має кращий розвиток при температурі ґрунту +10°С, а біля надземної частини рослини +22°С.

На різних стадіях свого розвитку рослини потребують певний температурний режим. Наприклад, проростки ялини звичайної дуже погано переносять низькі температури, особливо без захисту снігу. Вони краще зберігаються під наметом інших дерев або трав’янистих рослин. В той же час дорослі особини ялини чудово переносять низькі зимові температури, тому даний вид заходить далеко на північ і піднімається у гори.

26. Значення фітоіндикації для людини.

Людина з давніх часів використовувала методи фітоіндикації у повсякденному житті. В аридних зонах за видовим складом рослинності визначали місця з близьким заляганням ґрунтових вод і засоленість грунту. За тими ж ознаками визначали багатство грунту і спалювали певні лісові насадження з метою вирощування сільськогосподарських рослин на звільнених площах. Пізніше за допомогою рослин знаходили родовища корисних копалин. Тобто, здійснювалась фітоіндикація природних екологічних факторів для конкретних життєвих і виробничих потреб. В останні десятиріччя, в зв’язку із значним антропогенним забрудненням середовища, фітоіндиакцію почали широко застосовувати з метою визначення стану довкілля.

27. Зоогенні екологічні фактори.

Взаємовідносини тварин і рослин дуже різноманітні, грають суттєву роль у житті фітоценозів, дуже часто визначають їх структуру, склад і особливості. Зелені рослини разом з деякими (хемотрофними) незеленими бактеріями являють собою виробників-продуцентів органічної речовини, а тварини та більша частина не зелених рослин – споживачами, консументами органічної речовини. Крім того існує ще одна група організмів, які перетворюють органічну речовину у мінеральні з’єднання – редуценти.