Фізіологічні різноманітності ксерофітів

Типи водного обміну у рослин:

Світ рослин

↓

↓ ↓

Водні рослини Наземні рослини

(гідратофіти) ↓

↓ ↓

↓ ↓ ↓ ↓

Первинні Вторинні Пойкілогідричні Гомойогідричні

↓

↓ ↓ ↓

Гігрофіти Мезофіти Ксерофіти

Гідрофіти регулюють склад внутрішнього середовища механізмом захисту від надлишкового надходження води, яку вони поглинають всією поверхнею тіла. Первинні гідратофіти - водорості. Вторинні - водні квіткові рослини (мають риси первинних гідратофітів та наземних рослин). Наземні рослини випаровують воду, тому механізми регуляції пов’язані з захистом від зневоднення. За здатністю пристосовувати водний обмін до коливань водозабезпечення їх поділяють - на пойкілогідричні та гомойогідричні.

Пойкілогідричні організми: бактерії, ціанеї, водорості, гриби, лишайники. Нестача води не призводить до втрати їх життєдіяльності. Дані організми відносяться до гідролабільних. До даної групи відносяться лише деякі покритонасінні (злаки сухих степів), алеїх пилкові зерна і зародки (насіння) є пойкілогідричними.

Гомойогідричні організми: наземні папороті, голонасінні та квіткові. Для них характерний механізми регуляції кутикулярної та продихової транспірацій. У даних рослин різкого коливання вмісту води не спостерігається, вони відносяться до гідростабільних видів. Їх поділяють на 3 групи:

1. Гігрофіти - рослини занурені у воду повністю або частково та рослини вологих місць зростання (калюжниця, деякі фіалки).

2. Мезофіти - рослини умов середнього рівня водозабезпечення. Вони не мають яскравих пристосувань до надлишку або нестачі вологи (листяні дерева, трави лісів та луків, культурні рослини).

3. Ксерофіти - рослини посушливих місць зростання. Вони здатні пристосовуватися до переривів водозабезпечення в процесі онтогенезу.

Дана група рослин фізіологічно неоднорідна: є рослини з низькою інтенсивністю транспірації, а також рослини з високою інтенсивністю. За фізіологічними особливостями виживання у посушливих умовах вони поділяються на 4 групи.

1. Ефемери. Вегетаційний період даних рослин приурочений до вологого періоду, тобто рослиниуникають посухи. Наприклад, маки.

2. Несправжні ксерофіти (за Н.А.Максимовим) або сукуленти. Дані рослини також уникають посухи, але шляхом накопичення вологи в м’ясистих органах (стеблах, листках, коренях). Для зниження інтенсивності транспірації органи наземної частини часто вкриті товстим шаром кутикули, листки видозмінюються в колючки, вдень продихи закриті. Сукуленти живуть у місцях з чергуванням періодів дощів та посухи. Тому коренева система даних рослин розгалуджена і розміщена в поверхневих шарах ґрунту (для швидкого поглинання якомога більшої кількості води). Осмотичний тиск клітин низький. При використанні накопиченої вологи вони швидко в’януть і гинуть, тобто до зневоднення вони не стійкі. До даної групи відносяться кактуси, алое, очиток їдкий, молодило руське тощо.

3. Справжні ксерофіти. Це рослини, які активно борються з посухою, добуваючи воду. Їх коренева система добре розгалужена, глибоко проникає в ґрунт, іноді сягаючи ґрунтових вод. Рослини мають добре розвинену провідну систему. Для них характерна ксероморфна структура (листя тоненьке з густою сіткою жилок та великою кількістю продихів, клітини листка малі, але їх дуже багато). Навіть при високих денних температурах продихи даних рослин відкриті, інтенсивність транспірації дуже висока. Фотосинтез рослин даної групи відбувається при досить високих температурах, оскільки листкові пластинки охолоджуються внаслідок випаровування, а також покриті волосками для захисту від перегрівання. Дані рослини здатні до тривалого в’янення без необоротних наслідків. До даної групи відносяться степова люцерна, дикий кавун тощо.

4. Склерофіти. Дані рослини уникають посухи, переживаючи її в стані спокою подібному до анабіозу. У них добре розвинута механічна тканини, яка протидіє зморщуванню рослин внаслідок в’янення. При в’яненні кількість води в листках може зменшуватись до 25%. Цитоплазма має високу в’язкість. При достатній кількості води інтенсивність транспірації висока, при нестачі води зменшується. Випаровування сповільнюється за рахунок того, що:

- листя скручується у трубочку продихами всередину;

- продихи розміщені в спеціальних заглибинах, які закриваються смоляними корками;

- листя видозмінюється.

До них відносяться ковила, типчак тощо.