Приспособления растений к световому режиму

На Земле существует огромное разнообразие местообитаний, отличающихся по световому режиму (интенсивность света, его спектральный состав, продолжительность освещения, распределение света в пространстве и времени).

Растения живут и при очень сильном освещении в пустынях и высокогорьях, и в темных пещерах и подводных глубинах. В процессе длительной эволюции растительные организмы приобрели эффективные приспособления к успешной жизни при световом режиме их местообитаний.
Экологические группы растений по отношению к свету. В.Н. Лю-
бименко предложил выделять три группы растений по отношению к свету: гелиофиты (от греч. helios — солнце), или световые (светолюбивые), сциофиты (от греч. skia — тень), или теневые (тенелюбивые), и теневыносливые. Они отличаются прежде всего положением светового оптимума и кардинальных точек светового довольствия (рис. 6.25). У гелиофитов оптимальное световое довольствие LonT находится в области почти полного освещения,
Рис. 6.25. Экологические оптимумы
растений по отношению к свету (по
Т.К.Горышиной, 1979):
/ — тенелюбивый вид; 2 — светолюби-
вый вид; 3 — теневыносливый вид

и сильное затенение их угнетает. Световое довольствие этих растений близко к 100%, они растут на открытых местах, где инсоляция велика и растительный покров изрежен. К этой группе относятся виды жарких пустынь, тундр, высокогорий, скал и каменистых осыпей, рудералы пустырей и обочин дорог, большинство культурных растений открытого грунта и сорняков, многие прибрежные и водные растения с надводными листьями, деревья первого яруса и ранневесенние травы листопадных лесов. Гелиофитами являются, в частности, сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), береза повислая (Betula pendula), мать-и-мачеха (Tussilago farfara), очиток едкий (Sedum acre) и др.
Однако границы между дискретными экологическими группами условны: гелиофиты образуют непрерывный ряд по изменению светолюбия. Действительно, некоторые из них могут расти в слабозатененных условиях. Поэтому различают облигатные гелиофиты, не выносящие затенения, и факультативные, хорошо растущие и при небольшом затенении. Кроме того, их экологические предпочтения пластичны в онтогенезе и конкурентной среде. С хозяйственной точки зрения, поскольку полевые сорняки большей частью светолюбивы, действенное средство борьбы с ними — затенение. Засорены же в первую очередь поля с зерновыми, дающими мало тени (Г. Вальтер, 1982).
Теневыносливые растения имеют широкую экологическую амплитуду по отношению к свету, и их точнее называть свето- и теневыносливыми. Максимальное световое довольствие (Lmax) их равно 100%, а минимальное (Lmin) разнообразно и характеризует способность углубления в тень. Как правило, световая кривая их асимметрична: они лучше растут при большой освещенности, но хорошо адаптируются и к слабому свету. Экспериментально показано, что многие растения затененных мест при предоставлении им несколько большего освещения развиваются лучше, т.е. они именно теневыносливы. Это распространенная и очень пластичная группа. Сюда относятся, например, многие лесные травы. А в соответствии с континуальным изменением данного признака у лесоводов давно существуют шкалы теневыносливости древесных пород.
Сциофиты имеют оптимум в области слабой освещенности и не выносят сильного света. Он подавляет их, так как интенсивно разрушает хлорофилл, а они медленно его производят.

Кроме того, теневые растения при сильной инсоляции так быстро теряют влагу при транспирации, что вынуждены закрывать устьица, что приводит к торможению фотосинтеза и голоданию. Поэтому сциофиты не растут на полном свету (у них всегда Lmax lt; 100 %). Также они заходят в более глубокую тень, чем теневыносливые виды, и их минимальное световое довольствие всегда ниже. Сциофиты предпочитают ослабленное освещение.
К тенелюбивым видам принадлежат растения сильно затененных мест. При этом исходно затененные местообитания (пещеры, расщелины скал, водные глубины и т. п.) сравнительно редки. В основном в экосистемах затенение — результат перехвата света более высокими растениями. Поэтому среди сциофитов много лесных видов нижних ярусов (мхи, папоротники, ряд трав, например грушанки — Ру го 1а, и др.). Оказавшись на вырубке, эти растения желтеют из-за разрушения хлорофилла и вскоре погибают. К тенелюбам относятся также многие комнатные растения, являющиеся выходцами из травяного покрова или эпифитов тропических лесов. По способности расти на свету среди сциофитов тоже можно выделить факультативные и облигатные виды.
Степень теневыносливости или светолюбия не является строгим видовым признаком. Внутривидовые анатомо-морфологические и физиологические различия выражены у особей, растущих в разных условиях освещенности, в глубине леса и на опушке, в густом травостое и при одиночном произрастании, на северной и южной стороне стволов и т.д. Дозируя интенсивность и продолжительность освещения в период закладки и формирования листа, из саженцев можно получить особи и со световыми, и с теневыми листьями. Так, листья вырастающих в тени сеянцев эвкалиптов (Eucalyptus) сохраняют черты теневыносливости (Т. К. Горышина, 1979). Существуют различия световых кривых фотосинтеза у глубоководных и мелководных форм водорослей одного вида. Есть различия в структуре и физиологии листьев разных частей кроны: с ослаблением света в нижних и внутренних частях кроны они приобретают теневой характер. Так же на опушке сторона дерева, обращенная к лесу, имеет листья теневого типа, а на открытой стороне преобладают листья световые.
Способность растений выносить недостаток света в большой степени зависит от комплекса других экологических факторов. В оптимальных климатических и почвенных условиях теневыносливость вида обычно выше. Этим объясняются закономерные географические изменения по отношению к свету широко распространенных видов. Например, в северных частях ареала виды средней полосы более светолюбивы, чем в южных. Световое довольствие увеличивается и при подъеме в горы, что отмечено на примере дикого ячменя (Hordeum): на высоте 180 м он выносит % полного освещения, а на 2 500 м ему требуется не менее ’/5 (Т. К. Горышина, 1979). Возрастание светолюбия при понижении температуры по мере продвижения растений к полюсу — одна из причин смены местообитаний некоторых видов на более осветленные. Так, лесная черника (Vaccinium myrtillus) в тундре хорошо растет на открытых местообитаниях, а сныть (Aegopodium podagra - ria), один из наиболее теневыносливых видов дубрав, на севере России обитает на опушках и лугах. Аналогично отношение растений к свету и при подъеме в горы. Особо меняется светолюбие у растений арктической зоны, где летом освещение круглосуточно: в холодные ночи они лучше используют свет слабой интенсивности (как тенелюбы), а днем хорошо используют интенсивный свет (как светолюбы).

<< | >>

Источник: Березина Н.А.. Экология растений: учеб, пособие для студ. высш. учеб, заведений. 2009

Еще по теме Приспособления растений к световому режиму:

- Геоботаника - Комнатные растения - РАСТЕНИЯ - Экология растений -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -