Lekce 9: Životní formy vyšších rostlin.

Již víme, že většina závodů má obecný strukturální plán. Mají kořen, výhonek s pupeny a listy. Ale z nějakého důvodu vypadají jinak. Některé přiblíží četné stonky těsně k sobě a spadnou na zem, takže vypadají jako polštáře. Jiné se plazí po substrátu a rozhazují větve nekompaktně. Jiní omotávají ohebné stonky kolem kmenů stromů a větví a šplhají po nich. Naším úkolem je zjistit, proč jsou takové rozdíly ve vzhledu rostlin

Plán lekce:

Představa o životní formě rostlin

Jak se klima zhorší, vzpřímené stromy se mohou změnit a stát se plazivými. Například cedr je ve svém obvyklém klimatu vysoký strom s rovným, mohutným kmenem na Dálném severu se „promění“ v trpasličí cedr. Mezi druhy čeledi Heather jsou rozložité keře, nízké stromy, vytrvalé byliny, v horách a tundře jsou to polštářovité keře. Myslím, že už chápete, co je hlavním důvodem rozdílu ve vzhledu rostlin. Stali se takovými proto, aby lépe přežívali v jakémkoli stanovišti, odolávali větru, nedostatku vláhy a byli schopni získat potřebné látky, pokud je v blízkosti mnoho konkurentů (v rovníkových lesích).

Forma života se odráží ve vzhledu vegetativních orgánů rostlin, protože právě ty se primárně mění, když se mění klimatické a půdní parametry. Vzhledem k tomu, že druhy mají různé adaptivní formy, ve společenstvech plně využívají všechny zdroje (vodu, sluneční záření, půdní minerály). Někteří z nich jsou umístěni výše, jiní mohou přežít ve stínu a jiní se vyšplhají ke slunci a drží se svých sousedů. Všechna místa budou obsazena.

Životní formy tropických lesních rostlin

Životní formy rostlin ve stejných klimatických podmínkách mohou být různé. V tundře jsou polštářovité rostliny, jednoleté trávy, které se obnovují prostřednictvím podzemních výhonků, trpasličích stromů a keřů. Je to proto, že různé organismy mají svůj vlastní způsob přizpůsobení. Ale úplně nepříbuzné druhy mohou mít podobný vzhled. Proto je rozdělení na formy života něčím zvláštním a nemá nic společného s taxonomií.

Rozdílů ve tvaru rostlin si všiml „otec botaniky“ Theophrastus. Rozdělil je na byliny, podkeře, stromy a keře. Dnes vědci identifikují asi 80 životních forem rostlin. Podíváme se na základy nejznámějších klasifikací, abyste pochopili, jak identifikovat těchto 80 odrůd strategických typů jejich morfologie.

Příklady forem života vyšších rostlin

Věda, která studuje rostlinný hibitus, se nazývá biomorfologie. Objevil se na křižovatce několika kateder biologie. Teprve posouzením rostliny z pohledu všech těchto úseků lze hovořit o její životní formě. Vědci to nedokázali hned. Německý přírodovědec A. Humboldt věnoval pozornost pouze vnější podobnosti vzhledu nadzemních částí zástupců flóry. Rostliny klasifikoval do 16 forem: obiloviny, kaktusy, palmy, banány, orchideje, vavříny atd. Mezi rostliny podobné kaktusům zařadil i mléčnice. Pro přežití má samozřejmě velký význam vnější vzhled rostliny a neméně důležité jsou i její podzemní části.

J. E. Warming navrhl vzít v úvahu mnoho charakteristik rostlin při klasifikaci jejích životních forem. Včetně fyziologie, strukturních rysů rostlin, jejich délky života, délky existence výhonků a listů atd. Vzhledem k velkému množství charakteristik, které byly posuzovány, nebyl schopen vybudovat jasný systém forem života.

S takovým systémem dokázal přijít botanik z Dánska K. Raunkier, který byl uznáván po celém světě. Rostliny posuzoval pouze podle jedné, ale velmi důležité charakteristiky – umístění obnovovacích pupenů na rostlině vzhledem k půdě a sněhové pokrývce, když zažily nepříznivou roční dobu (zima nebo období sucha).

Za nejúspěšnější klasifikaci rostlinných životních forem je považován systém I.G. Serebryaková. Vytvořil složitou, ale pohodlnou a srozumitelnou typologii, rozdělující všechny rostliny do 4 sekcí, 8 typů, které byly zase rozděleny do forem. Analyzujte a zapamatujte si níže uvedenou tabulku.

Klasifikace životních forem krytosemenných rostlin podle I.G. Serebryakov

Serebryakov vzal jako základ jednu charakteristiku – délku života celé rostliny a jejích hlavních os, které jsou primárně ovlivněny klimatem. Podívejme se na hlavní životní formy rostlin známé od dob Theofrasta a vysvětleme jejich vzhled z pohledu dvou nejuznávanějších systémů – Raunkier a Serebryakov.

1. Životní formy rostlin jsou stromy. Raunkier klasifikoval stromy jako fanerofyty, protože obnovovací pupeny jsou umístěny na své hlavní ose výše než 30 cm nad půdou. V teplých oblastech Země jsou pupeny otevřené, v chladných oblastech jsou chráněny šupinami. Serebryakov klasifikoval stromy jako stromy s jedním kmenem, který žije stejně dlouho jako celá rostlina, nebo když je hlavní kmen poškozen, tvoří několik dceřiných kmenů. Stromy podle Serebryakova jsou rostliny:
   1. s jedním rovným kmenem přesahujícím výšku 3 m, vynášejícím na světlo listy a poupata v podmínkách konkurence s jinými rostlinami, např. v lese. Patří mezi ně bříza, dub, osika a borovice. Jsou stálezelené a opadavé, malolisté, širokolisté a jehličnaté. Většina z těchto stromů se nachází v tropických deštných pralesích. Podle výšky jsou rozděleny do 3 kategorií, do první patří nejvyšší rostliny, které přesahují značku 25 metrů, do druhé patří stromy od 10 do 25 m, do třetí patří nízké stromy nepřesahující 10 m výšky. Nejvyšším jednokmenným stromem na světě je sekvojovec, z nichž největší, zvaný Hyperion, dosahoval výšky 115,61 m;
   2. málokmenné formy. Objevují se v podmínkách nízkých teplot, vysoké vlhkosti a při poškození hlavního kmene. Vyvíjejí 2-3 i více kmenů, patří sem třešeň ptačí, jabloň, lípa malolistá a jeřáb;
   3. nízko rostoucí formy s jedním kmenem. Charakteristické pro aridní biotopy: pouště, polopouště, stepi a lesostepi. Příklady: olivy, černý saxaul, pravá pistácie;
   4. tvrdohlavý. Kmen takových stromů leží na substrátu pouze jejich mladé větve mohou zaujímat vertikální polohu. Slantsy se tvoří ve vysokohorských podmínkách, na skalách, v lesní tundře. Toto je zakrslý cedr, horská borovice. Dožívají se až 1000 let, což se vysvětluje tvorbou velkého množství náhodných kořenů.

   

   1. Keře jsou jako živé formy rostlin. V Raunkier – Fanerophytes. Serebryakov je klasifikoval jako rostliny s mnoha kmeny různých velikostí, z nichž každá může samostatně žít od 2 do 30 let. Ale celá rostlina existuje delší dobu. Při popisu keřů je rozdělil na nízké – do 1 m, střední – od 1 m do 2,5 m, vysoké – více než 2,5 m Mezi keři jsou plíživé formy (elfí stromy).

   

   Okrasný keř Jahodník

   Keře jsou rozděleny do 2 skupin podle toho, kde se kmeny tvoří:

   1. z bočních výhonů ve vzdušné spodní části hlavního kmene. Typy takových keřů: stepní třešeň, trnka, divoká mandle;
   2. keř vyrůstající z podzemní části rostliny rozvětvením postranních kořenů. Patří sem lesní keře: líska obecná, kalina obecná, euonymus evropský, bez černý, dále šeřík, akát atd.

   

   Stálezelený keř buxus

   1. Keře. Raunkier přisoudil životní formu keřů Chamephytes, protože pupeny, ze kterých vyrůstá v příznivém období, leží blízko půdy, ne vyšší než 20-30 cm V místech, kde jsou zimy, jsou pupeny obnovy pokryty sněhem. Podle Serebryakovovy klasifikace zahrnuje životní forma keřů rostliny s mnoha stonky, jejichž výška nepřesahuje 0,5 m. Tam byl hlavní stonek, ale nežil dlouho, a z podzemních spících pupenů oddenku, krátké. na jeho místě se vyvinou dřevité stonky, které žijí ne více než 5-10 let. Rostlina však existuje mnohem déle díky svému oddenku, například životnost brusinek dosahuje 200 let. To odlišuje keře od keřů. Tato forma života se tvoří v chladných, mírně chladných a vysokohorských podmínkách: v bažinách, v tundře, v tajze. Druhy keřů: borůvka myrtolistá, brusinka čtyřlistá, brusinka, borůvka, vřes obecný. Jejich podzemní částí je oddenek, často mnohonásobně větší než nadzemní část. Mezi keři jsou polštářovité a plazivé rostliny (stlanichki).
   2. Subkeř. Raunkier je klasifikoval jako jeden ze čtyř typů Hamephytes. Serebryakov řekl, že se jedná o přechodnou formu mezi dřevinami a bylinami. Spodní část jejich výhonů dřevnatí a dožívá se 3 až 7 let. Obvykle dorůstají výšky až 80 cm, méně často až 150-200 cm Borůvky, maliny, borůvky – v mírném pásmu. Ale většina podrostů se nachází ve stepích a lesostepích, tedy v suchých podmínkách.
   3. Subkeř. Podle Raunkier – Hamefit. Podle Serebryakova jsou rozdíly mezi podrosty a podrosty v objemu dřevnaté části výhonů. V podrostech nepřesahuje 7-8 cm Zbytek rostliny je bylinná kvetoucí rostlina, která v nepříznivých obdobích roku odumírá. Tato forma života je charakteristická pro pouštní, polopouštní a stepní rostliny. Příklady dílčích keřů: tymián, solyanka, potashnik, mnoho druhů pelyňku, kermek. Nejčastěji se rozmnožují semeny.
   4. Formou života rostlin jsou byliny. Podle Raunkiera se řadí do 2 skupin: Hemikryptofyty (pupeny v povrchové vrstvě půdy), Kryptofyty (pupeny v podzemních částech rostlin). Podle Serebryakova jde o zástupce flóry, jejíž nadzemní část odumírá s nástupem zimy nebo suchého období, u některých odumírají i podzemní orgány; Ale v podmínkách neustálého „léta“ (v rovníkových lesích) žijí nadzemní výhonky trav po mnoho let. Vědci u těchto bylin aplikují další parametry hodnocení: nepřítomnost lignifikovaných výhonků a schopnost sekundárního zahušťování, masitost, šťavnatost, slabý vývoj kambia atd. Při klasifikaci bylin věnoval Serebryakov zvláštní pozornost jejich podzemním orgánům. Trávy jsou převládající formou života jednoděložných rostlin.

   

   Životní formou rostlin třídy Monocot je tráva.

   1. Polykarpické byliny. Přinášejí ovoce více než jednou za život.
      1. Bylinky z kořenů. Po celý život si udržují prominentní kůlový kořen.

      Nepohlavní rozmnožování je možné pouze kořenovými výhonky. Mezi kohoutkovými travami vynikají pouštní rostliny, které tvoří tvar „mlátka“ – rostlina utržená větrem a tvořící pravidelný kulovitý tvar (roháč písečný, kachim paniculata, goniolimon nádherný, kermek Gmelin aj.).

      1. Dlouhokořenné rostliny – vojtěška, modrásek, šalvěj.
      2. Krátkokořenná – pampeliška, spánek-bylina.

      

      Květenství Gmelinova kermeku (Limonium gmelinii) během kvetení (1) a tvořící tvar „tumbleweed“ (2) (po: Alekhine, 1944).

      Mezi kořenové byliny patří také polštářovité rostliny, které žijí v horách, tundře a chladných pouštích. Takové druhy, jako je žvýkačka bez stonků a lomikámen obecný, mají polštářovitý tvar.

      1. Trsově zakořeněné polykarpické byliny. Jejich hlavní kořen brzy odumírá a na jeho místě se tvoří adventivní kořeny, které žijí 2-4 roky. Jsou slabé, jsou na nich 2-3 obnovovací pupeny. Proto se rostlina dodává s jedním nebo více stonky. Sypavý pryskyřník, měsíček evropský.
      • Krátký oddenek. Tvoří šťavnatý oddenek se zásobou živin, dožívá se 10-15 let. Obyčejná manžeta, kupena vícekvětá, sasanka dubová.
      1. Travní trávy. Častěji se vyskytuje mezi obilovinami. Rostliny tvoří mnoho adventivních kořenů, na kterých vyrůstá hromada obnovovacích pupenů. Ostřice, bluegrass, timotejka, pšenice plazivá.

      

      Skupiny trávníkovitých rostlin: 1 – hustá keřovitá, 2 – volně keřovitá, 3 – dlouhý oddenek (podle: Serebryakov, 1964).

      1. Stolonotvorné byliny. Stolony, na rozdíl od oddenků, neukládají živiny a rychle odumírají. Jedná se o adaptaci na místa s nadměrnou vlhkostí v půdě. Stolony mohou být podzemní, tvoří se u šťovíku obecného, ​​dvoulistého a nadzemního – u jahodníku plazivého.
      2. Popínavé trávy. Jejich stonek leží na zemi a může žít několik let. Pěstujte na místech s mírným osvětlením a dostatkem vláhy. Veronica officinalis, bílý jetel, luční čaj.
      • Tváření hlíz. Hlízy jsou zásobní vegetativní orgány kořenového, stonkového nebo listového původu. Hlízy kořenového původu se tvoří u Crassulaceae a prvosenky, například Cyclomen, a nacházejí se také v bramborách. Hlízy také slouží k vegetativnímu množení rostlin.
      • Cibulovité bylinky. Žárovky jsou nejen pod zemí, ale i nad zemí. Mnoho takových rostlin se vyznačuje velmi krátkou životností nadzemních výhonků. Říká se jim efemeroidy. Patří mezi ně například husa cibulka, scilla, tulipán, sněženka.
      1. Kořenový výhonek vytrvalých trav. Vyznačují se značnou rychlostí větvení postranních kořenů, ze kterých vzniká mnoho obnovovacích pupenů. Mezi kořenovými výhonky trav je mnoho plevelů, např. pcháč polní a pryšec.
      1. Monokarpické byliny. Nejsou schopni vegetativního rozmnožování a plody se semeny produkují pouze jednou za život. Patří sem byliny jednoleté, dvouleté (vytvářejí semena ve druhém roce života – kopr, mrkev, zelí, řepa atd.) a trvalky (plodí buď mnohokrát za život, nebo jednou před smrtí – bambus). Letničky se dělí na efemérní (vytvářejí semena a velmi rychle hynou – rozrazil jarní) a dlouhorostoucí (pastýř, mák alpský).

      V rámci každého typu formy života se rozlišují další třídy. Mezi ně v Serebryakovově klasifikaci patří:

      • parazité (heterotrofy bez chlorofylu) – metlice, dodder, kříženec Petrův;
      • poloparaziti (mají chlorofyl a jsou částečně autotrofní) – okurky, maryanniki, chrastítka;
      • saprofyti (živí se kořeny hub – mykorhizae) – molice obecná.

      Krytosemenné rostliny mají všechny výše popsané formy. Jsou dřevité, polodřevité a bylinné. A životními formami nahosemenných jsou pouze stromy a keře.

      Ale kam zahrneme kaktus, pryšec, palmu a vinnou révu? Jaké formy života mají rostliny divize Fern? Je baobab opravdu strom? Pokuste se najít odpovědi na tyto otázky sami.

      

      Příklady forem života rostlin