Сравнение гелиофитов и сциофитов

ЗАНЯТИЕ 5. ГЕЛИОФИТЫИ СЦИОФИТЫ

Цель: установить основные адаптации растений к различным условиям освещенности.

Литература для самоподготовки

1. Березина Н.А., Афанасьева Н.Б. Экология растений. – М.: ИЦ «Академия», 2009, с. 143-157.

2. Горышина Т.К. Экология растений. – М.: Высшая школа, 1979, с. 15-61.

3. Ржевуская Н.А. Практикум по экологии растений. – Липецк, 2004, с. 47-49.

Предварительное домашнее задание

Приведите примеры гелиофитов и сциофитов флоры Липецкой области с указанием их местообитаний, заполнив таблицу.

Справка. По отношению к световому режиму местообитания выделяют три экологические группы растений. Гелиофиты, или светолюбивые растения – это растения, чей экологический оптимум находится в области полного солнечного освещения, в связи с чем сильное затенение действует на них угнетающе (обитатели открытых местообитаний). Сциофиты, или тенелюбивые растения – это растения, чей экологический оптимум располагается в области слабой освещенности, в связи с чем они не могут расти при полном солнечном освещении (обитатели затененных экотопов). Теневыносливые растения – это растения, имеющие по отношению к свету широкую экологическую амплитудусоптимумом, сдвинутым в сторону сильной освещенности. Представители каждой из этих групп растений характеризуются рядом анатомо-морфологических и физиологических адаптаций к условиям светового режима.

РАБОТА 11. СРАВНЕНИЕ СЦИОФИТОВ И ГЕЛИОФИТОВ.

Оборудование: Коллекция комнатных растений; гербарий по экологии растений; демонстрационный гербарий «Сциофиты», «Гелиофиты», микроскопы и оборудование для микроскопирования, атласы «Сциофиты» и «Гелиофиты»; таблицы «Разнообразие листьев растений», «Кислица обыкновенная», «Схема поперечного среза листа фикуса эластичного», «Поперечный срез листа фикуса».

ХОД РАБОТЫ

1. Рассмотрите гербарные экземпляры сциофитов хвойных лесов (кислица обыкновенная, седмичник европейский) и дубравы (копытень европейский, вороний глаз четырехлистный), найдите их общие черты; укажите морфологические адаптации к низкой освещенности.

2. Рассмотрите гербарные экземпляры гелиофитов из разных местообитаний, найдите общие черты; укажите морфологические адаптации к обитанию при полном солнечном освещении.

3. Изготовьте микропрепараты поперечных срезов листьев кислицы обыкновенной и фикуса эластичного, сделайте реплики с верхнего и нижнего эпидермиса.

4. Зарисуйте препараты, выделив основные анатомические особенности листьев сциофитов на примере кислицы и листьев гелиофитов на примере световых листьев фикуса эластичного.

5. Полученные данные занесите в таблицу 7, выделив морфологические и анатомические особенности сциофитов и гелиофитов.

Описание препаратов. Гелиофиты, растущие в сильно освещенных местообитаниях, характеризуются сильным развитием проводящих и механических тканей, структурами эпидермиса, отражающими избыток света, сравнительно мелкими листьями и другими признаками. Сциофиты характеризуются комплексом противоположных признаков. Кислица обыкновенная – многолетний травянистый длиннокорневищный поликарпик, облигатный сциофит, гигрофит, обитатель темнохвойных лесов Евразии. Лист тройчатый, листочки дорзо-вентральные, гипостоматические. Эпидермис однослойный, из относительно крупных выпуклых снаружи, особенно на нижней стороне пластинки, клеток, покрытых тонкой кутикулой. Хлоренхима дифференцирована на палисадный и губчатый мезофилл. Палисадный мезофилл однослойный, из округло-треугольных клеток, обращенных вершинами внутрь листа. Губчатый мезофилл состоит из клеток разной формы, сильно вытянутых в парадермальномй плоскости в разных направлениях. Фикус эластичный – вечнозеленое дерево дождевых тропических лесов горных районов Суматры, Явы и северной Малайи. Гелиоморфный лист простой, с глянцевой поверхностью, гипостомный, дорзо-вентральный с чертами изолатеральности. Эпидерма покрыта толстой кутикулой, трехслойная, верхняя значительно более толстая, чем нижняя в связи с размерами клеток. В верхней эпидерме, под наружным слоем местами развиваются гигантские клетки-литоцисты, содержащие гроздья цистолитов на ножке, представляющие собой вырост клеточной оболочки внутрь клетки. Устьица погруженные (находятся на уровне границы между средним и внутренним слоем эпидермиса) в устьичной ямке. Замыкающие клетки с мощными клювиками. Хлоренхима дифференцирована на столбчатый и губчатый мезофилл. Столбчатый мезофилл располагается субэпидермально с обеих сторон листовой пластинки (с верхней стороны – 2 слоя, с нижней – один). Средняя часть листовой пластинки занята губчатым мезофиллом из многолопастных клеток.

Рис. 13. Поперечный срез листа сциофита кислицы обыкновенной (Oxalis acetosella L.)

1 – верхний эпидермис, 2 – столбчатый мезофилл, 3 – губчатый мезофилл, 4 – нижний эпидермис, 5 – устьица, 6 – хлоропласты.

Рис. 14. Схема поперечного среза гелиоморфного листа фикуса эластичного (Ficus elastica Roxb.)