ЗАНЯТИЕ 3. ПСИХРОФИТЫ
Цель: установить анатомо-морфологические адаптации психрофитов к условиям среды обитания.
Литература для самоподготовки
- Горышина Т.К. Экология растений. – М.: Высшая школа, 1979, с. 141-143, 187-194.
Предварительное домашнее задание
Приведите классификацию наземных растений по отношению к фактору «влажность», добавив экологические группы, выделенные по совокупности факторов «влажность» и «температура».
Справка. Психрофиты – растения холодных биотопов с влажными почвами, населяющие высокогорья и высокие широты, где величина осадков превышает испарение. Несмотря на достаточное увлажнение почвы, они часто испытывают недостаток влаги (или из-за физиологической сухости, вызванной низкими температурами, или в связи с преобладанием в почве недоступной влаги).
РАБОТА 7. ПСИХРОФИТЫЭРИКОИДНОГО ТИПА
Оборудование: гербарные экземпляры психрофитов, произрастающих на торфяных болотах; атлас «Психрофиты», микроскопы и оборудование для микроскопирования, зафиксированные растительные объекты, таблицы по теме «Психрофиты».
ХОД РАБОТЫ
1. Изучите гербарные экземпляры психрофитов эрикоидного типа, обитающих на торфяных болотах (багульник болотный, мирт болотный, водяника, представители родов клюква). Отметьте особенности листьев (форма и размеры, завернутые края листьев, защитные структуры эпидермиса), характер нарастания побегов.
2. Зарисуйте разнообразие листьев психрофитов эрикоидного типа с верхней и нижней стороны, отметив особенности их строения.
3. По временным микропрепаратам изучите анатомические особенности строения листьев психрофитов эрикоидного типа.
4. Найдите в строении листьев гигроморфные и ксероморфные черты; объясните эти особенности растений условиями среды обитания.
5. Зарисуйте поперечные срезы листьев избранных психрофитов эрикоидного типа.
Описание объектов.
Багульник болотный – вечнозеленый кустарник или кустарничек торфяных болот со специфическим запахом. Листья кожистые, линейные или ланцетные, короткочерешковые, морщинистые, с сильно загнутыми внутрь краями листовых пластинок, покрытые с нижней стороны рыжеватыми волосками. Верхняя эпидерма мелкоклеточная с хорошо выраженной кутикулой. Мезофилл дифференцирован на двухслойный палисадный мезофилл с плотным расположением клеток и многослойный губчатый мезофилл с крупными воздухоносными полостями. Между клетками мезофилла встречаются группы склеренхимных волокон, которые приурочены и к углам листовой пластинки. Проводящий пучок коллатеральный, со стороны флоэмы располагается склеренхимная обкладка. Нижняя эпидерма с длинными простыми и короткими головчатыми железистыми волосками рыжеватого цвета.
Водяника черная – вечнозеленый кустарничек торфяных болот, тундр, хвойных лесов. Его мелкие листья кажутся довольно толстыми в поперечном сечении в связи с тем, что края сильно загнуты вниз, поэтому очертание пластинки ромбовидное или округлое. Нижняя поверхность листа открывается в полость, защищенную волосками, которые образуют ясно заметную полоску на нижней стороне, в связи с этим устьица оказываются надежно защищенными. На поперечном разрезе листовой пластинки последовательно расположены верхний эпидермис с сильно развитой кутикулой, дифференцированный мезофилл с ясно выраженными столбчатой и губчатой хлоренхимой, в которой расположены крупные воздухоносные полости, три проводящих пучка, из которых средний более крупных размеров, а два боковые – более мелкие. Нижний эпидермис кроме кроющих, несет и железистые головчатые волоски.
Рис. 6. Листья психрофитов эрикоидного типа:
А – багульника болотного (Ledum palustre L.), Б – водяники черной (Empetrum nigrum L.)
I – внешний вид с верхней стороны, II – внешний вид с нижней стороны, III – поперечный срез
1 – верхний эпидермис, 2 – кутикула, 3 – столбчатый мезофилл, 4 – губчатый мезофилл,
5 – проводящий пучок, 6 – склеренхима, 7 – нижний эпидермис, 8 – простые кроющие волоски,
9 – железистые волоски, 10 – воздухоносные полости, 11 – устьица.
Выводы: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
РАБОТА 8. ПСИХРОФИТЫПЛАСТИНЧАТОГО ТИПА
Оборудование: гербарные экземпляры психрофитов пластинчатого типа; атлас «Психрофиты», микроскопы и оборудование для микроскопирования, зафиксированные растительные объекты, таблицы «Психрофиты».
ХОД РАБОТЫ
1. Изучите гербарные экземпляры психрофитов пластинчатого типа (голубика, брусника, карликовая береза). Отметьте особенности листьев (форма, защита эпидермиса) и корневых систем, характер нарастания побегов.
2. Зарисуйте внешний вид листьев психрофитов пластинчатого типа.
3. По временным микропрепаратам изучите морфологические и анатомические (на выбор) особенности строения листьев психрофитов пластинчатого типа: карликовой березы, голубиуи и брусники.
4. Найдите в строении растений гигроморфные и ксероморфные черты; объясните эти факты, докажите принадлежность растений к экологической группе психрофитов.
5. Зарисуйте микропрепараты поперечных срезов листьев психрофитов пластинчатого типа карликовой березы голубики или брусники.
6. Изучите гербарные коллекции психрофитов и, сравнив характерные особенности психрофитов двух групп, заполните таблицу 10, указав разнообразие примеров.
Описание объектов.
Брусника – вечнозеленый кустарничек хвойных лесов и сфагновых болот Евразии с листьями пластинчатого типа. Лист простой черешковый. Листовая пластинка цельная, дорзо-вентральная, гипостомная. Эпидерма однослойная из клеток с толстыми наружными клеточными оболочка ми, покрыта хорошо заметной кутикулой. Хлоренхима дифференцирована на 1-2-слойный палисадный и многослойный губчатый мезофилл с довольно крупными межклетниками.
Береза карликовая – листопадный низкорослый распростертый кустарник тундр и сфагновых болот Европы с листьями пластинчатого типа. Лист простой черешковый. Листовая пластинка цельная, дорзо-вентральная, гипостомная. Эпидерма однослойная, покрытая хорошо заметной кутикулой. Хлоренхима дифференцирована на однослойный, плотный палисадный и многослойный губчатый мезофилл с довольно крупными межклетниками.
Рис. 7. Листья психрофитов пластинчатого типа:
А – брусники (Vaccinium vitis-idaea L.), Б – березы карликовой (Betula nana L.).