Растения водной среды: Разновидности водных речных растений: плавающие, мелководные и подводные

Разновидности водных речных растений: плавающие, мелководные и подводные

В любом пруду, озере, реке обязательно присутствуют водные растения. Если говорить об искусственном садовом водоеме, ему тоже необходима растительность, которая составляет важную часть биотопа и может закрывать собой до 20% водной глади. Для нормального развития этим растениям необходимо освещение поверхности воды прямыми солнечными лучами в течение 5−6 часов в день.

Типы водной растительности

Многочисленные растения водоемов выполняют не только функцию декорирования поверхности воды и прибрежной линии. Одни виды дополнительно служат защитой водных обитателей от перегрева, покрывая гладь водоема своими листьями. Другие являются природным фильтром очистки воды от вредоносных бактерий и нежелательных примесей. Кроме того, растения используются обитателями водоема в качестве источника пищи.

Большая часть из них — многолетние, но встречаются и однолетние виды.

Согласно классификации водяные растения делятся на:

• плавающие;
• подводные;
• мелководные.

Истинно водными среди них можно назвать те растения, которые постоянно находятся в толще воды. Это гидрофиты, корни которых закрепляются в грунте (уруть, элодея) и свободноплавающие виды, лишенные корней — плестофиты (пузырчатка, роголистник). Корни у водных растений развиты слабо, большую часть питательных веществ они получают через листья.

Растительности, обитающей в воде, свойственна гетерофиллия (разнолистность), когда на одном и том же экземпляре листья различаются своим внешним и внутренним строением. Подводные листья лишены устьиц, те, что плавают на поверхности — имеют устьица с нижней стороны листа, а возвышающиеся над поверхностью — с двух сторон. Некоторые разновидности приспособились к периодическому пересыханию водоемов (такие как стрелолист, частуха).

Распространенные мелководные виды

Присутствие растений в водоемах очень важно для рыб. Это для них укрытие, источник кислорода и корм. Многим видам рыб растительность необходима для размножения, так как икра откладывается на листья.

Наиболее распространены в средней полосе России вблизи берегов такие речные растения:

1. Камыш. Часто является убежищем для многих рыб. В зарослях присутствуют различные беспозвоночные, которые служат пищей для сазана, карася, окуня, судака, плотвы, ерша. Узнать камыш легко по возвышающемуся над водой темно-зеленому стеблю, лишенному листьев. Относится он к семейству осоковых, хотя и лишен внешнего сходства с осокой. На разломе стебля можно увидеть желтоватую массу, пронизанную множеством воздушных каналов. Растение выделяет в воду много кислорода, чем и привлекает к себе рыб и беспозвоночных. Образует плотные заросли недалеко от берега.
2. Тростник. Его стебли, так же как и у камыша, имеют губчатую структуру и выделяют в воду большой объем кислорода. Именно поэтому растение пользуется большой популярностью при создании искусственных водоемов, где содержат рыб. Тростник часто используется щукой, а также другими рыбами для откладывания икры и привлекает к себе красноперку, карася, окуня, сазана, плотву, леща. Рыбалка на реке с тростниковыми зарослями в безветренную погоду обязательно окажется удачной.
3. Рогоз. По незнанию его многие путают с камышом. На жестком стебле рогоза расположены длинные широкие листья, а макушку венчает початок темно-коричневого цвета с бархатистой поверхностью, в котором находятся созревшие семена. Растение часто используют в срезке для декорирования помещений. Растет рогоз на мелководье, нередко встречается на заболоченных участках. Его листья используются речной рыбой как субстрат для откладывания икры. Молодые побеги объедаются карпом, плотвой, карасем, линем.
4. Хвощ. В водоемах можно встретить несколько видов хвоща, чаще всего встречается приречный, иловатый или болотный. Для растения характерен тонкий цилиндрический стебель, состоящий из члеников, отделенных друг от друга своеобразным зубчатым кольцом. Хвощи образуют густые заросли и быстро разрастаются на небольшой глубине. Хвощ ощелачивает воду, что очень нравится большинству рыб. Щелочная вода избавляет их от паразитов и заживляет раны.

Там, где они произрастают, обязательно есть и речная рыба, рыбакам это хорошо известно. Стайки мелких рыбешек любят ходить вдоль речной кромки, привлекая, в свою очередь, более крупных хищников. К сожалению, неблагоприятная экологическая обстановка сказывается на состояние водоемов. Токсические вещества переходят в растения, что сказывается и на популяции рыб.

Плавающие и подводные растения

Плавающие растения не имеют прикрепления ко дну. Они состоят из розетки листьев и прикрепленной к ним мочки корней. Размножение происходит с помощью образования дочерних розеток. Растения прекрасно фильтруют воду, делая ее прозрачной и чистой. Эта растительность не только приносит пользу, но еще и украшает водоем. В группу плавающих растений входят:

1. Ряска. Неприхотливая, легко размножающаяся растительность. Предпочитает водоемы, открытые солнцу, с прохладной водой, богатой органическими веществами. Если условия ей благоприятствуют, быстро покрывает водную поверхность сплошным зеленым ковром.
2. Водокрас. Представлен в пресных водоемах двумя разновидностями, лишь слегка отличающимися друг от друга. Имеет декоративные небольшие листья, похожие на листья кувшинки. Над поверхностью воды выпускает белые трехлепестковые цветы с желтой серединкой.
3. Пузырчатка. На территории России представлена 8 видами. Листья полностью скрыты под водой. Декоративность имеют яркие желтые цветки, которые возвышаются над поверхностью водоема.
4. Водяной гиацинт (эйхорния). Относится к экзотическим растениям, используемым для декорирования водоема. Может существовать в плавающем или прикрепленном состоянии. Чтобы эйхорния зацвела, ей требуется повышенная температура.
5. Пистия. Произрастает в водоемах, представлена единственным видом. Внешне пистия похожа на небольшие салатные кочаны. Зимой может содержаться в аквариуме. На своей родине в теплом климате достигает внушительных размеров.
6. Рдест. В средней полосе России род представлен погруженными и плавающими видами. Некоторые разновидности рдеста выглядят весьма декоративно и способны переносить низкие температуры, поэтому их применяют для озеленения искусственных садовых водоемов.
7. Рогульник плавающий. Редкое для природных условий и культуры растение. Имеет высокую декоративную и хозяйственную ценность. Растение занесено в Красную книгу России, в климате средней полосы выращивается как однолетнее. Для существования требует достаточного количества тепла и питательных веществ.
8. Азолла (однолетний водный папоротник). Быстро распространяется по поверхности воды, образуя сплошное покрытие, напоминающее ковер изо мха. В искусственных водоемах содержится как сезонное растение. В зимнее время требует аквариумного содержания.

Все плавающие растения помогают бороться с появлением в водоеме сине-зеленых водорослей. Закрывая своими листьями водную гладь, ряска, пистия и другие виды препятствуют попаданию света в толщу воды, что сдерживает рост низших растений. Плавающие виды конкурируют с водорослями и за питательные вещества, поглощая нитевидными корнями из воды минеральные соли.

Подводные растения получили название «окси-генераторов» за свою мощную способность вырабатывать кислород. Отдельные виды используют для питания минеральные соли, находящиеся в воде, тем самым смягчая ее. У водной растительности этого типа очень высокая скорость размножения.

Представители подводной группы:

1. Роголистник. Немногочисленный вид, который представляют растения без корней, живущие в толще воды. Дает длинные, ветвистые и ломкие побеги до 1,5 м. Листья жесткие, игловидные, расположенные мутовками. Все разновидности между собой очень схожи.
2. Элодея. Многолетнее подводное растение, плавающее в толще воды или укореняющееся в грунте, родом из Северной Америки. Побеги хрупкие, с полупрозрачными листьями, образуют целые заросли. Элодея отлично фильтрует воду, собирая муть. Служит укрытием для мелких организмов. Чаще культивируется в аквариуме. Любит стоячую воду.
3. Уруть. Его же называют перистолистником. Привлекательное растение, обитающее в толще воды ближе к поверхности. Стебель длинный, полый внутри. Перисто-раздельные листья расположены частыми мутовками. Уруть хорошо очищает воду, является ценным кормом и убежищем для рыб. Имеет два зимостойких вида, остальные разновидности культивируются в аквариуме.
4. Турча. K роду относятся два вида свободно плавающих растений. Декоративность турче придают белые мутовчатые соцветия, возвышающиеся над водой.
   Осенью листья отмирают и растение зимует на дне в виде спящих почек, из которых весной образуются новые побеги. Поглощает из воды минеральные соли, взамен выделяя кислород.
5. Болотноцветник щитолистный. Плавающее растение, образующее на поверхности воды ковер из листьев. Во время цветения над водой возвышаются желтые трубчатые околоцветники с тычинками и пестиком внутри. Листья располагаются очередно. В узлах плавающих стеблей могут образовываться дополнительные корешки.

Все перечисленные растения играют в водоеме важную роль, служат пищей для рыб, а также прибежищем для амфибий и мальков. Это позволяет сохранять популяции подводных жителей. Немаловажную роль окси-генераторы занимают в создании биобаланса водоема, поглощая выделения рыб.

Глубоководные разновидности для пруда

Такая растительность укореняется на дне водоема, а ее цветки и листья расположены на поверхности водной глади или возвышаются над ней. Поскольку площадь листьев довольно большая, вода в пруду не перегревается. А значительное затенение способствует сохранению прозрачности воды, сдерживая рост водорослей. Наиболее распространенным представителем этой группы является кувшинка, которая также называется нимфея и водяная лилия. Усилиями селекционеров выведены зимостойкие гибриды.

Яркой разновидностью семейства кувшинковых можно назвать кубышку. Помимо желтых и белых кубышек, в искусственных водоемах также культивируются североамериканский и японские виды, которые пока не получили широкого распространения. К глубоководным разновидностям можно отнести апоногетон двухколосый и бразерию. Лотос относится к этой же группе, но он подходит только для южных районов.

Классификация растений по отношению к воде

1.      Водные растения, либо гидатофиты — большей частью погружены в воду. Примеры — валлиснерия, роголистник, пузырчатка. В эпидермисе устьиц не имеется, кутикула отсутствует, у определённых растений (ряска) нет и корневой системы. Хорошо развита аэренхима — воздухоносная ткань для обеспечения плавучести и доставки кислорода.

2.      Наземно-водные растения, или гидрофиты. Погружены нижней частью в воду, растут на мелководьях, болотах. Тростник, кувшинка, вахта, рогоз, осока, калужница. У них лучше, чем у водных растений развита проводящая и механическая ткань, есть устьица, аэренхима. 

3.      Растения влажных мест суши, или гигрофиты растут в условиях высокой влажности. Это растения нижних ярусов сырых лесов, примеры — недотрога, папоротники, на открытых влажных местах — бодяк огородный, рис, папирус, росянка. Обводненность тканей достигает 80 процентов. На листьях имеются водяные устьица — гидатоды, выделяющие капельножидкую влагу. Во влажных тропиках к гигрофитам относят папоротников, в умеренных широтах — ряд тенелюбивых растений, таких, как кислица, зведчатка.

4.     Растения умеренно-влажных мест суши, или мезофиты обитают в условиях нормального увлажнения. Вечнозелёные деревья верхних ярусов тропических, субтропических лесов, лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники, травы дубрав, лугов. Сюда относят и большинство сельскохозяйственных культур (горох, пшеница, кукуруза), многие сорные растения (пырей, сныть). Очень большая группа.

5.     Растения сухих мест суши, или ксерофиты растут в степях, пустынях, высокогорьях. Покрыты кутикулой, восковым налётом или опушены, корни добывают влагу из глубоких слоёв почвы. Выделяют суккуленты (имеют сильно развитую запасающую ткань — алоэ, кактусы, агавы) и склерофиты (сухие растения с узкими и мелкими листьями — полынь, типчак, ковыль, эдельвейс).

Приспособления животных к изменению водного баланса. Как животные возмещают потери воды?

1.     Питье. 

2.     Всасывание воды посредством покровов тела в жидком состоянии или в виде пара (земноводные, некоторые насекомые, клещи).

3.     Никогда не пьют, используют воду пищи (животные пустынь). Например, насекомые не выделяют влагу в окружающую среду, а продукты обмена выводят в виде кристаллов. 

4.     Использование метаболической (эндогенной) воды в процессе окисления жиров (верблюд, мучной хрущак, платяная моль). 

Способы экономии воды 

1.     Ночной образ существования. 

2.     Плотные покровы тела. 

3.     Обезвоженные продукты выделения (мочевая кислота, гуанин). 

4.     Понижение выделения пота. 

5.     Летняя спячка (пустынные и степные грызуны, насекомые, черепахи). 

 

Дайте характеристику особенностей приспособлений водных растений к условиям среды. Каковы причины их возникновения?

В водной среде, как среде обитания, большое значение имеют такие факторы, как плотность воды, солевой режим, скорость течения, пере­пады давления, содержание органических веществ, свойства грунта, по­глощение света и насыщенность кислородом.

Своеобразие условий водной среды способствовало появлению у рас­тений особых черт в строении и жизнедеятельности.

1. Развивается относительно большая поверхность, особенно за­метно увеличиваются поверхности листьев, сопровождающиеся со­кращением их толщины.

2. Все органы водных растений покрыты слизью, которая защищает от вымывания солей и предохраняет растения от поедания животными.

3. Большая плотность водной среды обусловливает слабое развитие механических тканей. Имеющиеся элементы этих тканей располагают­ся не по периферии, как у сухопутных, а в центральных частях стеблей и листьев, обеспечивая их гибкость и прочность.

4. Во всех органах растений: в листьях, стеблях и корнях сильно развиты межклеточные воздухоносные полости. Нередко развивается особая воздухозапасающая ткань — аэренхима.

5. Очень слабо развиты эпидермис и кутикула, что позволяет погло­щать газы и питательные вещества всей поверхностью тела прямо из воды.

6. В эпидермисе тех частей растения, которые постоянно погружены в воду, отсутствуют устьица. У плавающих листьев устьица расположе­ны на верхней стороне листовых пластинок.

7. Листья, находящиеся в воде, имеют типичную теневую структуру, плавающие на поверхности воды — ярко выраженную световую структуру.

8. Слабо развита корневая система, у некоторых — отсутствует.

9. Широко распространено вегетативное размножение, семенное раз­множение у многих видов носит второстепенный характер.

К водным растениям, тело которых полностью погружено в воду, относятся элодея, валлиснерия, роголистник, водяной лютик, водокрас и др. Примером приспособления к жизни в водной среде являет­ся роголистник (одно из аквариумных растений). Роголистник все­гда погружен в воду целиком, он имеет хорошо выраженный олиственелый стебель, приподнимающийся в воде. Проводящая система ро­голистника развита слабо, поглощение минеральных веществ у него осуществляется всей поверхностью тела растения. Стебель густо по­крыт рассеченными сидячими листьями, расположенными мутовчато, которые никогда не поднимаются на поверхность воды. Листья, как и другие части растения, покрыты своеобразными волосками. Корень у роголистника отсутствует — один из примеров специализа­ции растений в условиях водной среды. Для удержания в донных от­ложениях у роголистника развиваются особые белесые ризоидные ветви, одетые очень тонко рассеченными листьями, они проникают в ил, одновременно выполняют роль якорей и абсорбирующих органов. Цветки роголистника мелкие, сидячие, едва заметные, однополые; опыление происходит под водой. Транспортировка пыльцы водой — явление, свидетельствующее о высокой специализации рода роголистных. Плод — орешек.

Характерные особенности роголистника свидетельствуют о при­способленности его к жизни в водной среде. Возникновение этих при­способлений шло под воздействием условий водной среды, в процессе эволюции возникало много различных признаков (явление изменчи­вости), некоторые из них передавались из поколения в поколение (на­следственная изменчивость), полезные наследственные признаки (на­личие воздухоносных полостей, ризоидные ветви, выполняющие роль якорей и абсорбирующих органов, поглощение минеральных веществ всей поверхностью тела, приспособление к опылению под водой, на­личие тонких рассеченных листьев) способствовали выживанию осо­бей в борьбе за существование и давали плодовитое потомство. Этот процесс продолжался и в последующих поколениях, среди них с боль­шей вероятностью выживали и эффективнее размножались растения, обладающие набором свойств, обеспечивающих им наибольшую при­способленность к условиям обитания в водной среде, т.е. происходил естественный отбор, его результат — растение с целым комплексом приспособлений к жизни в водной среде.

Водная среда обитания характеристика, особенности и факторы (Таблица)

Факторы водной среды	Характеристика
Температурный режим	Колебания воды в Мировом океане сравнительно невелики: от -2°С до +36°С. В пресных внутренних водоемах умеренных широт температура поверхностных слоев воды колеблется от -0,9°С до +25°С. Исключением являются термальные источники, теплые, горячие и кипящие, температура воды в которых может достигать +100°С. Благоприятный температурный режим исключает как слишком высокие температуры, которые вызывают свертывание белков, так и слишком низкие, когда прекращается работа ферментов.
Плотность и вязкость.	Плотность воды превышает плотность воздуха в 800раз, поэтому у водных растений очень слабо или вообще не развита механическая ткань, обеспечивающая растению прочность, вследствие чего их стебли эластичны и легко изгибаются. Большинству водных растений присуща плавучесть и способность находиться в толще воды во взвешенном состоянии. Они то поднимаются к поверхности, то вновь опускаются. У многих водных животных покровы обильно смазываются слизью, уменьшающей трение при передвижении, а тело имеет обтекаемую форму. На разных глубинах животные испытывают различное давление. В среднем в водной толще на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атм. Глубоководные приспособились к высокому давлению (до 1000 атм), обитатели же поверхностных слоев ему не подвержены.
Прозрачность и световой режим	К данным факторам наиболее чувствительны фотосинтезирующие растения. В мутных водоемах они обитают только в поверхностном слое, а там, где прозрачность воды более высока, они проникают на значительные глубины. Мутность воды создается огромным количеством взвешенных в ней частиц минеральных веществ (глина, ил) и мелких организмов, что ограничивает проникновение солнечных лучей. Световой режим обусловлен также закономерным убыванием света с глубиной. При этом лучи солнечного света с разной длиной волны поглощаются неодинаково: быстрее всего поглощаются красные, тогда как сине-зеленые проникают на значительные глубины. Цвет среды с глубиной меняется, постепенно переходя от зеленоватого к зеленому, затем к голубому, синему, сине-фиолетовому, сменяемому постоянным мраком. Соответственно этому с глубиной зеленые водоросли уступают место бурым и красным, пигменты которых приспособлены к улавливанию солнечных лучей с более короткими длинами волн.
Соленость водной среды	В водах Мирового океана содержатся почти все встречающиеся на Земле элементы. Масса минеральных веществ (в граммах), растворенных в 1 л воды, называется соленостью. Единицей солености является промилле (‰), что соответствует содержанию 1г минеральных веществ в 1 литре воды. В морях, где испарение превышает осадки и сток пресных вод с материков, соленость повышена (до 40-45 %о), а там, где осадки и сток больше испарений, соленость понижена (3-5 %о), и вода становится пресной. В подземных водах с концентрацией солей свыше 270 Ко жизнь отсутствует. Средняя соленость воды близка к 35 %о, т. е. в 1 л воды содержится около 35 г растворенных солей, главным образом, хлоридов, сульфатов и карбонатов. С соленостью растворов связано явление осмоса. Осмос — односторонняя диффузия растворенных в воде веществ через клеточную полупроницаемую мембрану. Мембраны клеток легко проницаемы для воды и почти не прони-цаемы для веществ, растворенных в клеточном соке. Интересен механизм осморегуляции у пресноводных и морских рыб. Из-за разницы в осмотическом давлении вне и внутри тела в организм постоянно проникает вода, и гидробионты пресных вод вынуждены ее интенсивно удалять. В связи с этим у них хорошо выражены процессы осморегуляции. Концентрация солей в тканях морских организмов равна концентрации растворов солей в окружающей среде. Поэтому осморегуляторные функции у них не развиты в такой степени, как у пресноводных, и они не сумели заселить пресные водоемы.
Кислород	Кислород попадает в водную среду двумя путями: во-первых, поступает из атмосферы, во-вторых, образуется в результате фотосинтеза зеленых растений. Разные животные проявляют неодинаковую потребность в кислороде. Например, форель и гольян очень чувствительны к его дефициту, поэтому обитают лишь в быстро текущих, холодных и хорошо перемешиваемых водах. Плотва, ерш, карась неприхотливы в этом отношении, а личинки комаров хирономид и малощетинковые черви трубочники обитают на больших глубинах, где кислород практически отсутствует. С понижением температуры растворимость кислорода, как и других газов, увеличивается.
Углекислый газ	Углекислый газ растворяется в воде примерно в 35 раз лучше кислорода (при 0°С). В воде его почти в 700 раз больше, чем в атмосфере, откуда он поступает. Большая часть углекислоты присутствует в водной среде в виде карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов. Углекислый газ обеспечивает фотосинтез водных растений и принимает участие в формировании известковых скелетных образований беспозвоночных животных.
Кислотность водной среды	Водородный показатель pH — это величина, характеризующая кислотность воды. Он определяется как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода Сн+ в воде при 22°С, выраженный в молях на литр: pH = -lg Сн+. Значение pH воды легко определяется с помощью универсальной индикаторной бумаги. Вода бывает кислая (рН<7), нейтральная (рН=7) и щелочная (рН>7). С глубиной кислотность воды увеличивается (pH уменьшается). Большинство пресноводных рыб выдерживает кислотность со значением водородного показателя от 5 до 9. При рН<5 наблюдается массовая гибель рыб, а если pH выше 10, погибают все рыбы и многие животные.

Жизненные среды — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

В пределах биосферы можно выделить четыре основные среды обитания. Это водная среда, наземно-воздушная среда, почва и среда, образуемая самими живыми организмами.

Водная среда

Вода служит средой обитания для многих организмов. Из воды же они получают все необходимые для жизни вещества: пищу, воду, газы. Поэтому, как бы ни были разнообразны водные организмы, все они должны быть приспособлены к главным особенностям жизни в водной среде. Эти особенности определяются физическими и химическими свойствами воды.

 

Гидробионты (обитатели водной среды) обитают как в пресной, так и в солёной воде и по месту обитания делятся на \(3\) группы:

• планктон — организмы, живущие на поверхности водоёмов и пассивно передвигающиеся за счёт движения воды;
• нектон — активно передвигающиеся в толще воды;
• бентос — организмы, обитающие на дне водоёмов или зарывающиеся в ил.

В толще воды постоянно парит множество мелких растений и животных, ведущих жизнь во взвешенном состоянии. Способность к парению обеспечивается не только физическими свойствами воды, обладающей выталкивающей силой, но и специальными приспособлениями самих организмов, например многочисленными выростами и придатками, значительно увеличивающими поверхность их тела и, следовательно, повышающими трение об окружающую жидкость.

Плотность тела таких животных, как медузы, очень близка к плотности воды.

Удерживаться в толще воды помогает им к тому же характерная форма тела, напоминающая парашют.

У активных пловцов (рыб, дельфинов, тюленей и др.) веретенообразная форма тела, а конечности — в виде ласт.

Их передвижение в водной среде облегчается, кроме того, благодаря особому строению внешних покровов, выделяющих специальную смазку — слизь, снижающую трение о воду.

Вода обладает очень высокой теплоёмкостью, т. е. свойством накапливать и удерживать тепло. По этой причине в воде не бывает резких колебаний температуры, которые часто случаются на суше. Очень глубокие воды могут быть очень холодными, однако благодаря постоянству температуры у животных смог развиться ряд приспособлений, обеспечивающих жизнь даже в этих условиях.

Животные могут жить на огромных океанских глубинах. Растения же выживают только в верхнем слое воды, куда попадает лучистая энергия, необходимая для фотосинтеза. Этот слой называют фотической зоной.

Так как поверхность воды отражает большую часть света, даже в наиболее прозрачных океанских водах толщина фотической зоны не превышает \(100\) м. Животные больших глубин питаются либо живыми организмами, либо останками животных и растений, постоянно опускающимися вниз из верхнего слоя.

Подобно наземным организмам водные животные и растения дышат, им требуется кислород. Количество растворённого в воде кислорода снижается с увеличением температуры. Причём в морской воде кислород растворяется хуже, чем в пресной. По этой причине воды открытого моря тропического пояса бедны живыми организмами. И наоборот, полярные воды богаты планктоном — мелкими рачками, которыми кормятся рыбы и крупные китообразные.

Очень важен для жизни солевой состав воды. Особенное значение для организмов имеют ионы \(Ca2+\). Моллюскам и ракообразным кальций необходим для построения раковины или панциря. Концентрация солей в воде может сильно изменяться. Вода считается пресной, если в одном её литре содержится менее \(0,5\) г растворённых солей. Морская вода отличается постоянством солёности и содержит в среднем \(35\) г солей в одном литре.

Наземно-воздушная среда

Наземно-воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позже водной, более сложна и разнообразна, и её населяют более высокоорганизованные живые организмы.

Наиболее важным фактором жизни обитающих здесь организмов являются свойства и состав окружающих их воздушных масс. Плотность воздуха гораздо ниже плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани — внутренний и наружный скелет. Формы движения очень разнообразны: бегание, прыгание, ползание, полёт и др. В воздухе летают птицы и некоторые виды насекомых. Потоки воздуха разносят семена растений, споры, микроорганизмы.

Воздушные массы постоянно находятся в движении. Температура воздуха может меняться очень быстро и на больших пространствах, поэтому живущие на суше организмы имеют многочисленные приспособления, позволяющие выдерживать резкие перепады температуры или избегать их.

 

Наиболее замечательным из них является развитие теплокровности, возникшее именно в наземно-воздушной среде.
Большое значение для жизни растений и животных имеет химический состав воздуха (\(78\) % азота, \(21\) % кислорода и \(0,03\) % диоксида углерода). Диоксид углерода, например, является важнейшим сырьевым источником для фотосинтеза. Азот воздуха необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот.

Количество водяных паров в воздухе (относительная влажность) определяет интенсивность процессов транспирации у растений и испарения с кожи некоторых животных. Организмы, живущие в условиях низкой влажности, имеют многочисленные приспособления, предотвращающие сильные потери воды. Так, например, у пустынных растений мощная корневая система, способная насасывать в растение воду с большой глубины. Кактусы запасают воду в тканях и экономно её расходуют. У многих растений для уменьшения испарения листовые пластинки превращены в колючки. Многие пустынные животные в самый жаркий период впадают в спячку, которая может длиться несколько месяцев.

Почва

Почва — это верхний слой суши, преобразованной в результате жизнедеятельности живых существ. Это важный и очень сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими её частями. Жизнь почвы необычайно богата. Некоторые организмы проводят в почве всю жизнь, другие — часть жизни. Между частицами почвы имеются многочисленные полости, которые могут быть заполнены водой или воздухом. Поэтому почву населяют как водные, так и воздуходышащие организмы. Огромную роль играет почва в жизни растений.

Условия жизни в почве во многом определяются климатическими факторами, важнейшим из которых является температура. Однако по мере погружения в почву колебания температуры становятся всё менее заметными: быстро затухают суточные, а по мере увеличения глубины — и сезонные изменения температур.

Даже на небольшой глубине в почве царит полная темнота. Кроме того, по мере погружения в почву падает содержание кислорода и растёт содержание углекислого газа. Поэтому на значительной глубине могут обитать лишь анаэробные бактерии, в то время как в верхних слоях почвы помимо бактерий в изобилии встречаются грибы, простейшие, круглые черви, членистоногие и даже относительно крупные животные, прокладывающие ходы и строящие убежища, например кроты, землеройки, слепыши.

Среда, образуемая самими живыми организмами

Тела многих организмов служат жизненной средой для других организмов. Это относится не только к паразитизму, но и к некоторым другим формам взаимоотношений между организмами, о чём более подробно будет сказано в следующих разделах.

Очевидно, что условия жизни внутри другого организма характеризуются большим постоянством по сравнению с условиями внешней среды.

Поэтому организмы, находящие себе место в теле растений или животных, часто полностью утрачивают органы и системы, необходимые свободноживущим видам. У них не развиты органы чувств или органы движения, зато возникают приспособления (часто весьма изощрённые) для удержания в теле хозяина и эффективного размножения.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Жизнь в пресных водах стр. 178

1) Опишите водоём по фотографии.

На фотографии мы видим пресноводный водоём со стоячей водой. Это может быть небольшое озеро или пруд. На поверхности воды плавают различные водные растения, некоторые из которых цветут крупными белыми цветами.

А также видим стебли стоящих в воде растений, а значит глубина воды в водоёме небольшая.

2) Рассмотрите в гербарии растения пресного водоёма. Определите их с помощью атласа — определителя.

В гербарии мы видим несколько растений, обычных для пресного водоёма.

Это кувшинка и похожая на неё кубышка. Только цветы кувшинки белого цвета, а цветы кубышки — жёлтого.

Ещё одно растение пресного водоёма — стрелолист. Его листья похожи на наконечники стрел, отсюда его название.

На берегах пресного водоёма мы можем встретить камыш, рогоз или тростник. Они образуют густые высокие заросли. У рогоза на макушке стебля находится большой коричневый початок, а макушка камыша украшена колосками.

3) По рисунку на с. 180 — 181 познакомьтесь с живыми организмами пресных вод. Попробуйте сначала самостоятельно назвать их, закрыв полоской бумаги подписи, а затем проверьте себя.

В пресных водах обитают самые разные виды животных.

Бобры строят свои плотины. По воде ходят белые цапли, выискивая тонким и длинным клювом лягушек и мелкую рыбёшку. Плавают утки.

В воде живут рыбы, например карась или щука. По дну ползают раки.

Много в пресных водоёмах насекомых. Это жуки — плавунцы, клопы — водомерки. Есть земноводные — лягушки. Можно встретить моллюсков — катушку, прудовика, двустворчатых моллюсков.

4) С помощью этого рисунка расскажите об экологических связях в пресных водах.

Пример экологических связей в пресных водах для 4 класса

Живые организмы пресного водоёма образуют природное сообщество, в котором можно найти много экологически связей.

Жизнь такого сообщества была бы невозможна без водных растений. Они служат пищей для животных, они насыщают воду кислородом, делая её пригодной для дыхания рыб, они служат домом и убежищем для мелких живых организмов.

Для жизни растений нужны вода, солнце, воздух и почва. Но некоторые растения не прикрепляются к почве. Они получают нужные им вещества прямо из воды.

Растениями питаются как рыбы, так и насекомые, а раки поглощают отмершие останки живых организмов и тем самым очищают воду.

Есть в пресных водоёмах и хищники — щука, цапля, жуки — плавунцы и клопы — водомерки.

5) Построй модель цепи питания, характерной для пресноводного сообщества вашего края.

Пример модели цепи питания пресноводного сообщества для 4 класса

Типичные модели питания пресного водоёма:

Ряска — Карась — Щука — Останки — Рак

Водоросли — Головастик — Карп.

Ряска — Личинка комара — Водомерка — Лягушка — Цапля.

6) По приведённому на с. 165 плану дай характеристику пресноводного сообщества вашего края.

Характеристика пресноводного сообщества для 4 класса

1. Пресноводное сообщество: Пруд.

2. Живые организмы сообщества:

Растения: ряска, кувшинка, рогоз, камыш, водоросли.

Животные: карась, окунь, щука, лягушка, утка, клоп — водомерка, прудовик, двустворчатые моллюски

3. Экологические связи: Вода, воздух, солнце и почва даёт жизнь растениям. Растения служат пищей для рыб, насекомых, моллюсков, птиц. Растения служат домом для мелких животных. Мелкие животные служат пищей для рыб и хищных насекомых. Отмершие останки перерабатываются микроорганизмами, становятся минеральными солями.

4. Значение для человека: место рыбалки, место отдыха, общения с прекрасным, запас пресной воды.

5. Влияние человека: негативное. Вылавливается рыба, уничтожаются животные, рвутся растения. Пруды загрязняются мусором и нефтепродуктами.

6. Охрана сообщества: необходимо очищать воду, не допускать её загрязнения. Беречь обитателей пруда, соблюдать правила экологической безопасности. Зимой нужно пробивать отверстия во льду, чтобы вода насыщалась кислородом.

Обсудим!

1) Названия каких растений и животных говорят об их жизни в воде?

О жизни в воде говорят названия: клоп — водомерка, жук — плавунец, речной рак, прудовик, водоросли.

2) Как приспособлены к жизни в воде и у воды различные растения и животные?

У кувшинок и кубышек есть широкие листья, которые легко плавают на воде, и длинный корень, крепящийся на дне. Ряска настолько маленькая, что легко плавает на воде. Камыш и Рогоз имеют длинные стебли, которые поднимают их цветы на большую высоту над водой.

У рыб есть плавники, хвост, чешуя, которые позволяют им плавать в воде. Они могут дышать кислородом, растворенным в воде.

У цапли тонкие и длинные ноги, благодаря которым она может ходить вдоль берега. А также длинный клюв, которым цапля может вытаскивать пищу из воды.

У уток перепонки на лапах, что позволяет им плавать.

У бобров широкий хвост лопатой, тоже приспособленный для плавания.

3) Если исчезнут лягушки, как повлияет это на комаров, на цапель? Из-за чего могут исчезнуть лягушки?

Лягушки питаются комарами, если лягушки исчезнут, то комаров разведётся очень много.

Цапли питаются лягушками. Если исчезнут лягушки, цаплям придётся покинуть водоём в поисках пропитания.

Лягушки могут исчезнуть если водоём высохнет, если икру лягушек будут поедать другие животные, уничтожать человек, если человек будет уничтожать лягушек, например, как источник пищи.

Проверь себя

1) Какие живые организмы составляют пресноводное сообщество?

Пресноводное сообщество составляют: водные растения, водоросли, млекопитающие, птицы, рыбы, земноводные, моллюски, ракообразные.

2) Какие растения и животные пресных вод нуждаются в особой охране?

В охране нуждаются кувшинка, кубышка, раки, стрекозы, лягушки, двустворчатые моллюски, ондатры и бобры.

3) В какой работе по охране водных обитателей могут участвовать школьники?

Школьники могут помогать спасать молодь рыб, после весеннего половодья. Молодь остаётся в лужах, после спада воды и гибнет, если её не перенести в водоём.

Можно вместе со взрослыми делать лунки во льду, чтобы зимой подводные обитатели не задохнулись от недостатка кислорода.

Задания для домашней работы

1) В тёплое время года проведите наблюдения у реки, озёра или пруда. Воспользуйтесь атласом — определителем. Возможно, вам удастся послушать лягушачьи концерты, увидеть, как поднимается к поверхности воды для дыхания жук — плавунец, как бегает по воде клоп — водомерка, как цапля высматривает свою добычу. Эти наблюдения подарят вам немало новых открытий и ярких впечатлений.

Наверное, каждый видел, как по поверхности водоёма бегают клопы — водомерки. Они скользят по воде

Растительная жизнь: Водные растения

Водные растения — Цветок лотоса

Водные растения — это любые «настоящие» растения, представители царства Plantae, которые могут развиваться и завершать свой жизненный цикл в воде, на поверхности воды или на жидких почвах.

Гидравлические почвы развиваются, когда земля затопляется или затапливается достаточно долго в течение вегетационного периода, чтобы стать анаэробным (обедненным кислородом) в зоне укоренения.Эти почвы включают органические (торф и илы) и неорганические (минеральные) отложения.

Водные растения растут в пресной, солоноватой и соленой воде, но чаще всего встречаются в пресной воде. Их среда обитания включает проточные воды (реки, ручьи, ручьи), стоячие воды (озера, пруды) и водно-болотные угодья (болота, топи, топи, болота), которые подразделяются на речные, озерные и болотные сообщества соответственно.

Растения водно-болотных угодий иногда называют гелофитами. На болотах преобладают (то есть покрыты более чем наполовину) травянистые породы, а на болотах — древесные породы.Болотные растения — это водные растения, которые растут на кислых органических почвах. Болотные растения встречаются на щелочных органических почвах.

Водные растения (также известные как гидрофиты, макрофиты и водные растения) встречаются повсюду в царстве растений. Термин «макрофиты» отличает их от микроскопических водных водорослей, которые не являются настоящими растениями. Водные растения эволюционировали неоднократно, по некоторым оценкам, возникло более 250 независимых источников.

Иногда они встречаются на спорообразующих растениях, таких как папоротники, печеночники, ликоподы и мхи, но относительно редки среди нецветущих семенных растений (голосеменные), за исключением лысого кипариса (Taxodium).

Цветковые растения (покрытосеменные) содержат наибольшее разнообразие гидрофитов, причем больше видов в однодольных, чем в двудольных. Тем не менее, менее 2 процентов видов цветковых растений являются водными.

Формы жизни

Независимо от их таксономического сходства, водные растения часто классифицируются с экологической точки зрения по их формам жизни. Категории включают следующие:

• Плавающие (акроплеустофиты), со стеблями и листьями, полностью плавающими на поверхности воды, а стебли не укореняются в дне, например, ряска (Lemna) и водные гиацинты (Eichhornia).
• Эмерджентные (гипергидраты), со стеблями и листьями, выступающими в основном над поверхностью воды, и стеблями, укорененными в дне, например, рогоз (Typha) и тростник.
• Фрагмиты (планмергенты или эфидраты) с плавающими листьями, с некоторыми или всеми листьями, плавающими на поверхности воды, и стеблями, укоренившимися на дне, например водоросль с плавающими листьями (Potamogeton natans), водяной каштан (Trapa natans) и кувшинка (Нимфеи).
• Погруженные (гидраты), стебли и листья полностью погружены в воду, а стебли укоренены на дне, например, тысячелистник обыкновенный (Myriophyllum spicatum) и дикий сельдерей (Vallisneria).
• Подвешенный (мезоплеустофиты), стебли и листья полностью погружены в воду, а стебли не укоренены в дне, например, пузырчатка обыкновенная (Utricularia vulgaris) и черноплодный хвост (Ceratophyllum).

Бентофиты и плейстофиты используются соответственно для различения форм, которые либо укоренены в субстрате, либо не укоренены. Виды с удлиненными листовыми стеблями называются виттатными или стеблевыми (например, ласточкой).

Листья, у которых листья собраны в базальную розетку, имеют розоватую форму (например, дикий сельдерей), а те, у которых четко не дифференцированы стебли и листья, являются таллоидными (например, ряска).Виды, у которых плавающие или появляющиеся листья морфологически отличаются от погруженных листьев, являются гетерофильными (например, водоросли с плавающими листьями).

Адаптация

Водяная мука (Wolffia)

Водные растения анатомически и структурно уменьшены. Водяная мука (Wolffia), самый мелкий покрытосеменный в мире, содержит растения длиной всего 0,4 миллиметра. Погруженным видам часто не хватает водопроводящей ткани (ксилемы), механической ткани (склеренхима) и кутикулы.

У некоторых полностью отсутствуют корни. Поддержание и плавание подводных стеблей обеспечивается плавучей тканью (аэренхима) и обширными воздушными пространствами (лакунами), которые также переносят кислород по всему растению.

Погруженные растения обычно имеют сильно рассеченные (сложные) или тонкие ленточные листья. Некоторые листья становятся фенестратными, то есть без ткани между жилками. Листья такой формы увеличивают соотношение площади поверхности к объему для более эффективного поглощения питательных веществ и уменьшения ущерба от водных течений.

Плавающие листья обычно плоские и круглые, с устьицами на верхней поверхности. Они могут достигать 2,5 метров в диаметре (например, Виктория). Для устойчивости стебли (черешки) большинства плавающих листьев располагаются по центру за счет выемки основания, как у водяной лилии, или покрыты чешуей за счет полного слияния долей листа, как у водяного щита (Brasenia) и Victoria. Физиологические приспособления позволяют водным растениям противостоять пагубному воздействию анаэробных гидрированных почв.

Размножение

Большинство водных растений — это многолетние растения, размножающиеся вегетативным путем (бесполым).Виды выживают зимой или в другие неблагоприятные периоды как неповрежденные растения, отмирая до состояния покоящихся верхушек стеблей, посредством модифицированных стеблей (корневища, столоны, клубни) или за счет использования специализированных структур покоя (гибернакула) в отложениях.

Снежинка желтая вода, болотный волнистый (Nymphoides crenada)

«Зимние бутоны» — это разновидность спячки; бутоны утеплены обычными лиственными листьями на укороченных междоузлиях.Обычно они остаются прикрепленными к растению. Турионы — это специализированные гибернакулы, которые дают модифицированные морфологически отличные листья для защиты закрытых почек.

Турионы всегда отделяются от растения и действуют как отростки для распространения. Водные растения также распространяются вегетативно за счет фрагментации стеблей, которые обычно хрупкие из-за отсутствия механической ткани. Отдельные стебли могут прижиться за счет образования придаточных корней.

Немногочисленные водные растения, являющиеся однолетними, производят семена в стадии покоя.Некоторые водные однолетники также размножаются вегетативно путем фрагментации в течение вегетационного периода. Как правило, половое размножение редко встречается у погруженных видов, чаще у видов с плавающими листьями и довольно часто у новых видов (и однолетних).

Опылению водных растений способствуют насекомые (энтомофилия), ветер (анемофилия) и вода (гидрофилия). Большинство водных организмов опыляются насекомыми; около трети из них опыляются ветром.
Менее 5 процентов водных видов являются гидрофильными, пыльца которых переносится на поверхности воды (эфидрофилия) или под поверхностью воды (гидрофилия).Большинство морских покрытосеменных (морских трав) гидрофильны.

Семена, плоды и вегетативные побеги распространяются локально водными течениями и более широко — водоплавающими птицами. Размножения водоплавающих птиц переносятся в оперении, в грязи, прилипшей к ногам, а также путем выделения семян, потребляемых в пищу. Многие водные растения распространены широко, а некоторые виды получили распространение во всем мире.

Использование

Водные растения важны с экономической точки зрения. Пища включает рис (Oryza sativa), который поддерживает больше человеческих жизней, чем любое другое растение на земле.Водные растения играют важную роль в садоводстве как декоративные растения для аквариумов и садов.

Некоторые водные растения, такие как водный гиацинт, являются инвазивными сорняками, которые мешают судоходству, поливу или отдыху, и их искоренение требует миллионов долларов. Красота многих водных растений, особенно водяных лилий, с древних времен вдохновляла искусство и религию.

Исследование

показывает, как выращивать водные растения в крупномасштабных системах растениеводства — ScienceDaily

Исследователи Лин Геттис и Кимберли Мур провели исследование и серию экспериментов в Университете Флориды, чтобы определить, можно ли эффективно выращивать прибрежные водные растения, используя разнообразие субстратов и методов орошения, сходных с методами, используемыми в традиционных теплицах для крупномасштабного выращивания растений.

Об их открытиях рассказывается в статье «Тепличное производство местных водных растений», доступной в открытом доступе в февральском выпуске HortTechnology .

Восстановление водно-болотных угодий имеет решающее значение для улучшения экосистемных услуг, но многие питомники водных растений не имеют помещений, аналогичных тем, которые обычно используются для крупномасштабного выращивания растений. В этом исследовании делается попытка определить, какие методы могут эффективно принести пользу крупномасштабному производству водных растений в качестве возможного ресурса поддержки улучшения экосистем.

Проекты, направленные на восстановление, смягчение последствий и улучшение водных и водно-болотных угодий, предоставляют ценные экосистемные услуги и среду обитания для местной флоры и фауны. Эти проекты требуют сочетания типов и размеров растений для создания разнообразной архитектуры, необходимой для обеспечения хорошей среды обитания для местных животных.

Существует большой спрос на растения в естественной литоральной зоне (береговой линии или мелководье), необходимые для реализации этих проектов, но многие питомники водно-болотных угодий не могут производить достаточное количество растительного материала «нужного размера» из-за неадекватных условий и инфраструктуры.

Эту проблему можно рассматривать как возможность, и ее можно решить, определив, как выращивать эти виды с использованием тепличных технологий, которые используются для выращивания ландшафтных растений. Геттис и Мур провели эксперименты, сосредоточив внимание на четырех видах литоральной зоны: стрелка арум, голубоглазая трава, золотая дубинка и лимонная бакопа. Все четыре вида являются родными для Соединенных Штатов многолетниками и легко размножаются делением.

Эти эксперименты были разработаны, чтобы предоставить рекомендации для производителей, которые заинтересованы в захвате части растущего рынка нишевых растений прибрежной зоны без дорогостоящей модернизации инфраструктуры.

Растения выращивали в горшках с дренажными отверстиями, заполненными горшечным субстратом, верхним слоем почвы, крупным строительным песком или смесью верхнего слоя почвы и строительного песка 50/50. В эти субстраты вносили удобрения с контролируемым высвобождением и поливали либо с помощью верхнего орошения, либо с помощью субирригации. Растения выращивали в течение 16 недель, затем их оценивали по качеству и высоте перед разрушительным урожаем.

Голубоглазая трава и квасцы стрелы лучше всего проявили себя при субирригации и выращивании в почвенном субстрате или песке.Золотая дубинка и лимонная бакопа лучше всего росли, когда растения выращивали в горшечном субстрате и поддерживали при субирригации.

Обнаружение того, что эти виды лучше всего проявляют себя в условиях субирригации, не было неожиданностью, потому что ранние исследования по культивированию прибрежных и облигатных видов водно-болотных угодий показали, что лучший рост достигается в затопленных песках. Поскольку песчаные субстраты, как правило, обладают более низкой водоудерживающей способностью, их лучше всего использовать при выращивании водных растений в условиях затопления.

Эксперименты показывают, что хорошее качество и рост этих растений литоральной зоны могут быть достигнуты с использованием стандартных коммерчески доступных контейнеров, субстратов, удобрений с контролируемым высвобождением и недорогих лотков для наводнения, которые легко сконструировать для обеспечения субирригации.

Хотя не существовало универсального метода для оптимального выращивания всех видов водно-болотных угодий, тепличное выращивание этих многолетних растений должно быть довольно простым без значительных модификаций или изменений существующей инфраструктуры.

Исследователи определили, что для фермеров было бы разумно оценить методы производства на опыте каждого вида, прежде чем готовиться к крупномасштабному выращиванию растений в теплицах водно-болотных угодий.

Gettys добавляет: «Одна из наших главных задач в МФСА Университета Флориды — предоставить нашим заинтересованным сторонам инструменты, необходимые для достижения успеха. Мы надеемся, что информация, представленная в этой статье, поможет питомникам отказаться от традиционных культур и погрузиться в прибыльный рынок водных и водно-болотных растений.«

История Источник:

Материалы предоставлены Американским обществом садоводческих наук . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Водная ботаника — Журнал — Elsevier

Aquatic Botany предлагает платформу для статей, актуальных для широкого международного круга читателей, по фундаментальным и прикладным аспектам морских и пресноводных макроскопических растений в контексте экологии или экологической биологии .Сюда входят молекулярные, биохимические и физиологические аспекты макроскопических водных организмов …

Читать больше

Aquatic Botany предлагает платформу для статей, актуальных для широкого международного круга читателей, по фундаментальным и прикладным аспектам морских и пресноводных макроскопических растений в контексте экологии или экологической биологии . Это включает молекулярные, биохимические и физиологические аспекты макроскопических водных растений, а также классификацию, структуру, функции, динамику и экологические взаимодействия в водных сообществах и экосистемах с преобладанием растений.Это выпуск статей, посвященных исследованиям последствий нарушений и стрессоров, (например, колебания окружающей среды и изменения климата, загрязнение, выпас скота и патогены), использование водных растений и управление ими (производство и разложение растений, коммерческий сбор урожая, контроль растений) и сохранение сообществ водных растений (разведение, трансплантация и восстановление). Специализированные публикации о некоторых редких таксонах или статьи о водных макроскопических растениях из недостаточно представленных регионов мира также могут найти свое место при условии оценки редактора.Исследования грибов и микроводорослей останутся за рамками Aquatic Botany .

Интересно для дальнейшего чтения:

От редакции: Что такое растение? а что такое водная ботаника?

Элизабет М. Гросс, Томас Вернберг, Хорхе Террадос http://dx.doi.org/10.1016/S0304-3770(16)30052-3

Редакция: Водная ботаника с 1975: Изменились ли наши взгляды?

Ян Э. Вермаат, Элизабет М. Гросс http://dx.doi.org/10.1016/j.aquabot.2016.07.001

Преимущества для авторов
Мы также предоставляем множество преимуществ для авторов, такие как бесплатные PDF-файлы, либеральная политика в отношении авторских прав, специальные скидки на публикации Elsevier и многое другое. Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о наших услугах для авторов.