Растения на болоте

В воздухе, как известно, содержится 21 процент кислорода. Этого вполне достаточно для растений. Однако в ряде случаев они испытывают затруднения в его получении.
Чаще всего от недостатка кислорода страдают корни.

В почве с хорошей комковатой структурой воздух содержит 7—12 процентов этого газа. При плохой обработке его количество снижается до двух процентов. Еще меньше кислорода содержится в бесструктурных и сильно заболоченных почвах. В этом случае корневая система начинает повреждаться, что приводит к торможению ее роста, к отмиранию корней и гибели растений.
Мимоза стыдливая, моментально складывающая свои листочки даже от легкого прикосновения, в анаэробных условиях впадает в состояние оцепенения. Чрезвычайно чувствительное растение, она не реагирует ни на какие раздражители.
Следует заметить, что у растений разных видов реакция на дефицит кислорода неодинакова. Рис — одно из самых нетребовательных к содержанию кислорода культурных растений. Более того, он лучше растет при недостатке кислорода, нежели в обычной атмосфере, поэтому его высаживают на поля, затопленные водой.
Среди дикорастущих видов есть немало таких, которые хорошо приспособились к условиям дефицита кислорода. Так, например, некоторые болотные растения (камыш, ситник) имеют особую воздухоносную ткань — аэренхиму. Аэренхима состоит из клеток, отделенных друг от друга большими межклетниками. Воздух, находящийся в них, обеспечивает все органы растений кислородом.
Летом во время купания срежьте черешок листа кувшинки. На срезе можно заметить, что он имеет ячеистую структуру и напоминает губку. Это так называемые воздухоносные ходы, посредством ко-

торых лист сообщается с аэренхимой корневища.
Убедиться в том, что корневища водных растений сообщаются с атмосферным воздухом через лист, нам поможет следующий опыт. Закроем склянку, наполненную 'до половины водой, резиновой пробкой с двумя отверстиями. В одно плотно вставим черешок листа кувшинки или стрелолиста. Для большей герметичности края отверстия обмажем пластилином или вазелином. Черешок листа должен почти касаться дна склянки. Во второе вставим короткую стеклянную трубку, через которую будем откачивать воздух. Если нет под рукой специального насоса, можно отсосать воздух из склянки ртом. Вскоре из основания черешка будут выделяться многочисленные пузырьки воз
духа. Это связано с тем, что он легко проходит через устьица (у кувшинки они расположены на верхней стороне листа) и воздухоносные ходы черешка.
Любопытно отметить, что, когда ученые поместили корневища аира, тростника, манника и вахты трехлистной в обычную воздушную среду, они по-прежнему получали большую часть необходимого им кислорода через листья. Так что болотные растения хорошо приспособлены к жизни в своеобразных условиях затопления корневой системы. Изменение содержания кислорода в среде, окружающей корневища, не влияет на процесс его поглощения через поверхность подземных органов и уровень концентрации внутри корневища. А вот если срезать побег и закупорить
место среза, то концентрация кислорода в корневище начнет резко сокращаться, хотя оно и находится в атмосфере, богатой кислородом.
По берегам Юго-Восточной Азии, Океании, Австралии, Мадагаскара, Экваториальной Африки на границе моря и суши, подверженной приливам и отливам, обитают так называемые мангровые растения. К ним относятся свыше 40 видов деревьев и кустарников, приспособившихся к жизни в специфических условиях — два раза в сутки во время прилива они по самые кроны бывают погружены в воду По этой причине мангры по праву можно назвать растениями-амфибиями. Когда же вода покидает мангровые заросли, обнажается илистый грунт, пронизанный хитросплетениями корней. Из за интенсивного разложения органических остатков воздух здесь пахнет гнилью и сероводородом, а илистый субстрат практически лишен кислорода. Как же мангровые растения, их корни могут дышать в этих очень своеобразных условиях?
Мангры получают кислород из воздуха при помощи особых дыхательных корней-пнев- матофоров, которые в отличие от обычных растут не вниз, а вверх. У сиририты из семей ства комбретовых дыхатель ные корни выступают над водой на 10—12 сантиметров и имеют толщину два-три сантиметра. Поверхность их ноздреватая. К мангровым растениям принадлежат и представители родов — лагункулария и люмнитцера. Лагункулария встречается в мангрове Атлантического океана — в Центральной и Южной Америке и Западной Африке. Люмнитцера распространена у берегов Восточной Африки, Мадагаскара, тропической Азии, Северной Австралии и Полинезии.

Лагункулария и люмнитцера — это небольшие деревца, возвышающиеся на шесть — десять метров. Дыхательные корни люмнитцеры образуются на горизонтальных корнях и имеют вид коленчатых выростов.
У авиценнии из семейства вербеновых, названной так в честь прославленного врача древности Абу Али ибн Сины (Авиценны) и распространенной практически во всех тропических странах океанического побережья, дыхательные корни представляют собой прямостоячие отростки, возвышающиеся на 20—25 сантиметров над поверхностью почвы. Они состоят из рыхлой ткани, между клетками которой находятся большие полости. Благодаря интенсивному развитию межклетников воздух успешно проникает в находящиеся в иле корни.
Приспособлены к условиям анаэробиоза не только корни мангровых растений, но и их листья. Так, например, у ави- ценнии, которая во время прилива почти полностью покрывается водой, нижияя их поверхность сильно опушена волосками. При погружении в воду между волосками задерживаются многочисленные пузырьки воздуха, кислород которого растение использует, находясь под водой.
Пневматофоры имеются не только у мангров, но и у растений, произрастающих на пресноводных боЛотах тропических и умеренных широт. В Новой Гвинее они обнаружены у ротанговой пальмы — лазающей лианы, стебли которой достигают иногда 200— 300 метров.
В Северной Америке они встречаются у болотного кипариса — величественного дерева высотой 36—45 метров, с диаметром ствола до двух метров. Нежно-зеленая хвоя этого растения осенью приобретает багряный оттенок и вскоре опадает. Оно ценится в декоративном садоводстве. Дендрологи создали немало его декоративных форм. Древесина кипариса болотного прочная, красивого цвета, устойчива к гниению даже во влажном теплом климате. Характерная особенность дерева — образование пневмато- форов. Они подобно цилиндрам выступают над поверхностью субстрата. Особенно хорошо развиты пневматофоры у экземпляров, растущих недалеко от кромки (уреза) воды. Помимо участия в газообмене дыхательные корни придают дереву устойчивость в зыбком грунте. При перемещении по болотам люди ступают по пневматофорам кипариса, как по мостовой. Мексиканцы устраивают в них ульи.
В Европу болотный кипарис завезли в 1640 году, а в 1813 он был интродуцирован в Никитский ботанический сад (Ялта). Но в Крыму растение чувствует себя неважно. На территории Узбекистана первые посадки были произведены в 1882 году. До нас сохранилось только пять деревьев, растущих на берегу пруда в городском парке культуры и отдыха Самарканда. Единичные деревья приблизительно такого же возраста имеются в Фергане, Намангане, Андижане. В Ботаническом саду АН УзССР (Ташкент) на берегу искусственного водоема произрастает около трех десятков 33-летних деревьев. В условиях Самарканда растение успешно образует пневматофоры, расположенные в одну линию по урезу воды и сросшиеся в живую стенку длиной более чем 27 метров. Верхняя ее часть напоминает гребень из коленообразных верхушек пневматофоров. Такая стенка из воздушных корней успешно защищает почвогрунты от волнобоя. В условиях Ботанического сада АН УзССР образование пневматофоров начинается в возрасте 16 лет.
В последние годы ученые заинтересовались биохимическими особенностями растений, успешно произрастающих в сырых местах, и выяснили много любопытного Оказалось, что камыш, манник, ива в условиях нормального снабжения кислородом дышат в два-три раза слабее, чем растения, не приспособленные к кислородному дефициту (фасоль, горох, пшеница, тополь). Пониженная интенсивность дыхания болотных растений связана с их низкой потребностью в кислороде. Содержание углеводов в их корнях выше, а траты при недостатке кислорода более экономны, чем у обычных растений. Любопытно, что болотные и водные растения в условиях анаэробиоза накапливают не этиловый спирт, а менее ядовитые вещества — молочную и яблочную кислоты. Эти соединения либо выделяются в окружающую среду, либо транспортируются из корней в листья, где могут подвергаться дальнейшим превращениям.
Итак, водные и болотные растения приспособились переносить недостаток кислорода в субстрате, на котором они растут, двумя способами: путем изменения обмена веществ и с помощью особой структуры. Ученые считают, что биохимические приспособления к дефициту кислорода менее эффективны, чем анатомические. Как бы ни были экономны в своих энергетических тратах устойчивые к анаэробиозу растения, при длительном кислородном голодании они все равно повреждаются. Вместе с тем наличие аэренхимы и пневматофоров позволяет им успешно осваивать субстраты, где другие организмы жить не могут.

| >>

Источник: Артамонов В. И.. Занимательная физиология растений. 1991

Еще по теме Растения на болоте:

- Биология индивидуального развития - Для внеклассного чтения - История биологии - Книги по биологии - Научно-популярная биология - Теория эволюции - Физиология животных -

- 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 -