Реферат з фізіології рослин на тему: «Гетеротрофне живлення»

Опис документу:
Завдання роботи: 1. Вивчення основних процесів росту і розвитку гетеротрофних рослин; 2. Вивчити фізіологічні особливості сапрофітів; 3. З’ясувати відмінності між паразитичними та напівпаразитичними рослинами; 4. Дослідити питання комахоїдні рослини; 5. Розглянути цікавих представників комахоїдних рослин.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу. Щоб завантажити документ, прогорніть сторінку до кінця

Перегляд
матеріалу
Отримати код

Міністерство науки та освіти України

Житомирський державний університет імені Івана Франка

Природничий факультет

Кафедра ботаніки, біоресурсів та збереження біорізноманіття

Реферат

з фізіології рослин

на тему: «Гетеротрофне живлення»

Студентки ІІІ курсу, 33 групи

напряму підготовки 6.040102 Біологія*

спеціальності Біологія та Хімія

Пилипчук Г.Ю.

Керівник: кандидат біологічних наук, доцент

Перепелиця Л.О.

Національна шкала ________________________

Кількість балів: ________ Оцінка: ЕСТS _____

Житомир – 2018

ЗМІСТ

ВСТУП

Жи́влення росли́н - процес поглинання і засвоєння рослинами поживних речовин, необхідних для підтримання їх життєдіяльності. Живлення є частиною загального обміну речовин рослинного організму.

При всьому розманітті живих істот реалізується два докорінно різних типа живлення: автотрофне та гетеротрофне. Організми з автотрофним типом живлення використовують для побудови свого тіла неорганічні сполуки, перетворюючи їх в органічні сполуки за рахунок зовнішніх видів енергії. Організми з гетеротрофним живленням не здатні самостійно синтезувати органічну речовину, вони отримують її в готовому вигляді, перетворюючи у специфічні органічні речовини свого тіла.

У суто хімічному плані автотрофне живлення полягає в утворенні молекул органічних сполук з окремих атомів хімічних елементів, або простих молекул неорганічних сполук. Зелені рослини а ході процесу живлення з вуглекислого газу та іонів мінеральних речовин утворюють макромолекули органічних речовин. Це вимагає обов'язкового притоку енергії, без якої автотрофне живлення неможливе.

В процесі еволюції у живих організмів з автотрофним типом живлення виробилися два біохімічних механізми, які забезпечують їх енергією. Це фотосинтез та хемосинтез.

Гетеротрофне живлення принципово відрізняється від автотрофного тим, що організми, які реалізують його, будують своє тіло за рахунок готових органічних сполук. Енергію, необхідну для засвоєння та перетворення цих речовин, вони отримують за рахунок окислення частини цих же органічних сполук. Тому біопродуційний процес гетеротрофних організмів не веде до збільшення живої речовини в біосфері. Він тільки збільшує різноманіття форм живої матерії.

Гетеротрофами є багато які мікроорганізми, гриби,деякі паразитичні рослини. Видове розмаїття гетеротрофів значно перевищує різноманніття автотрофів,однак їх загальна біологічна маса значно менша.

Гетеротрофне живлення властиве тваринам,грибам,паразитичним рослинам,багатьом бактеріям. Ці організми споживають готові органічні речовини,перетворюючи їх у процесах травлення та біосинтезу.

Серед рослин з гетеротрофним типом живлення за способом надходження поживних органічних речовин розрізняють сапрофіти, паразити й напівпаразити, комахоїдні рослини.

Актуальність теми: Питання гетеротрофного живлення рослин постійно цікавлять як вчених, так і працівників сільського господарства. Вивчення гетеротрофного живлення рослин дасть більш чітке уявлення про фізіологічні та анатомічні особливості цих рослин.

Мета: вивчення фізіологічних процесів, які протікають в організмах гетеротрофних рослин.

Завдання роботи:

  1. Вивчення основних процесів росту і розвитку гетеротрофних рослин;

  2. Вивчити фізіологічні особливості сапрофітів;

  3. З’ясувати відмінності між паразитичними та напівпаразитичними рослинами;

  4. Дослідити питання комахоїдні рослини;

  5. Розглянути цікавих представників комахоїдних рослин.

Об’єкт дослідження: гетеротрофне живлення.

Предмет дослідження: гетеротрофне живлення рослин.

Структура та об’єм роботи: реферат містить вступ, 4 розділи, висновки та 15 літературних джерел та написаний на 24 сторінках.

РОЗДІЛ 1. ГЕТЕРОТРОФНЕ ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН

    1. Відмінність між автотрофним гетеротрофним живлення рослин

Живі організми при багатьох рисах подібності не схожі стосовно способів створення органічної речовини та джерел отримання сировини та енергії, що необхідні для цього процесу.

При всьому розманітті живих істот реалізується два докорінно різних типа живлення: автотрофне та гетеротрофне. Організми з автотрофним типом живлення використовують для побудови свого тіла неорганічні сполуки, перетворюючи їх в органічні сполуки за рахунок зовнішніх видів енергії. Організми з гетеротрофним живленням не здатні самостійно синтезувати органічну речовину, вони отримують її в готовому вигляді, перетворюючи у специфічні органічні речовини свого тіла.

У суто хімічному плані автотрофне живлення полягає в утворенні молекул органічних сполук з окремих атомів хімічних елементів, або простих молекул неорганічних сполук. Зелені рослини а ході процесу живлення з вуглекислого газу та іонів мінеральних речовин утворюють макромолекули органічних речовин. Це вимагає обов'язкового притоку енергії, без якої автотрофне живлення неможливе.

В процесі еволюції у живих організмів з автотрофним типом живлення виробилися два біохімічних механізми, які забезпечують їх енергією. Це фотосинтез та хемосинтез.

Фотосинтез - процес утворення органічних речовин за рахунок використання енергії сонячної радіації. У фотосинтезуючих організмів для поглинання сонячної радіації сформувався комплекс пігментів, головним серед яких є хлорофіл. Він має здатність поглинати кванти сонячної енергії та направляти їх на синтез органічної речовини. Хлорофіл має зелений колір і тому вся група живих організмів, які мають хлорофіл, складають світ зелених рослин.. Усі зелені рослини є автотрофами, і всі вони використовують енергію сонця для забезпечення свого живлення. Процес фотосинтезу веде і до накопичення енергії (470 кДж/моль) в органічній речовині у вигляді енергії хімічних зв'язків, у яку перейшла вільна промениста сонячна енергія в процесі фотосинтезу.

Важливо, що в процесі фотосинтезу виділяється і кисень. Вважається, що первинна атмосфера нашої планети носила відновлювальний характер. До її складу входили азот, окис вуглецю, водень та інші гази. Надходження кисню до атмосфери Землі почалося тільки з появою зелених автотрофних рослин (3 млрд. років тому).

Хемосинтез - також процес утворення органічної речовини, але з використанням енергії хімічних реакції. Хемосинтез ведуть тільки мікроорганізми. Цей процес був відкритий С. М. Виноградським. Як джерело енергії хемотрофи використовують прості неорганічні сполуки сірки, заліза або азоту, які при окисленні дають вільну енергію. Відповідно мікроорганізми називаються сіркобактерії, залізобактерії або азотобактерії.

Гетеротрофне живлення принципово відрізняється від автотрофного тим, що організми, які реалізують його, будують своє тіло за рахунок готових органічних сполук. Енергію, необхідну для засвоєння та перетворення цих речовин, вони отримують за рахунок окислення частини цих же органічних сполук. Тому біопродуційний процес гетеротрофних організмів не веде до збільшення живої речовини в біосфері. Він тільки збільшує різноманіття форм живої матерії.

Постійна присутність живої матерії в екосистемах забезпечується безперервним процесом оновлення живої речовини, її синтезом. Процес продукування живої речовини, що здійснюється в ході живлення, є центральною екосистемою функцією життя. ЇЇ прийнято називати біологічною продуктивністю. У біологічній продуктивності беруть участь усі живі організми і цим вони роблять свій внесок у підтримку існування біосфери.

Мірою біологічної продуктивності є величина продукції біомаси, яка створюється за одиницю часу, віднесеної до одиниці площі, або об'єму простору (кв. М та куб. М).

В екології розрізняють первинну та вторинну біологічну продукцію, Первинна продукція - це частина живої речовини, що створюється завдяки діяльності організмів з автотрофним типом живлення.

Вторинна продукція складається з органічних речовин, що утворюються при гетеротрофному типі живлення, вона завжди менша за об'ємом, ніж первинна.

У сукупності жива речовина автотрофних та гетеротрофних організмів складає біомасу. Можна говорити про біомасу окремого організму, того чи іншого виду, про біомасу окремих екосистем та біосфери в цілому. ЇЇ вимірюють в одиницях маси (сухого залишку) на одиницю поверхні (кг/кв. М, т/кв. Км). У зв'язку з тим, що біомаса формується в результаті процесу живлення, спорідненого зі зв'язуванням енергії для оцінки розміру біомаси придатні й енергетичні одиниці ( джоулі, калорії).

Одними з центральних зв'язків між живими організмами екосистеми є харчові, або трофічні рівні. Харчові зв'язки об'єднують між собою організми за принципом «їжа - споживач». В екосистемах цими зв'язками охоплюються всі живі організми. Це призводить до виникнення трофічних ланцюгів. На початку кожного трофічного ланцюга знаходиться автотрофна жива рослина, що здійснює фотосинтез ( у меншій мірі первиний синтез органічної речовини ведуть хемосинтезуючі мікроорганізми). Ця група організмів називається продуцентами.

Продуценти- (автотрофи) - організми, переважно зелені рослини, які з вуглекислого газу і води продукують органічну речовину, використовуючи для процесу фотосинтезу сонячну енергію і виділяючи кисень. Вони накопичують рослинну біомасу. Рослини називають фототрофами.

Є організми, що також синтезують органічну речовину із вуглекислого газу і води, але використовують енергію, що виділяється при хімічних реакціях. Вони дістали назву хемотрофи.

Далі в трофічному ланцюзі йдуть консументи (гетеротрофи) - це організми, що використовують готові органічні сполуки, як джерело їжі та енергії, Відповідно до способу живлення консументи поділяють на:

- Первинних консументів, якими називаються усі рослиноїдні організми (фітофаги). Їхня їжа - це рослинна біомаса. У процесі живлення вони перетворюють її у нову форму, в органічні речовини свого тіла, збільшуючи тим самим біологічне різноманіття. (Корова, кріль, колорадський жук у цьому розумінні займають однакову екологічну позицію. Вони первинні консументи.)

- Вторинних консументів (м'ясоїдних або хижаків), які споживають тваринну їжу. Основними представниками цієї групи є хижаки та тварини, що живляться мертвими організмами. До консументів відносяться також і паразити, які живуть за рахунок хазяїна.

Редуценти - (детритофаги) - організми, що також споживають готові органічні сполуки, але мертвих решток ( опале листя, коріння, гілочки дерев - детрит, трупи та продукти життєдіяльності тварин). Це гриби, бактерії, найпростіші, черви, раки. Органічні речовини ними сильно спрощуються та, в свою чергу, стають їжею для грунтових мікроорганізмів та грибів, які завершують деструкцію і мінералізацію органічних речовин. Завдяки їхній діяльності знов утворюються форми, доступні для живлення рослин. Це санітари, що очищають екосистему від сміття і замикають ланцюг колообігу хімічних елементів.

Розглянуті групи організмів, кожна з яких виконує свою екосистемну функцію, відповідно складають так звані трофічні рівні.

Трофічний рівень - це сукупність організмів, які дістають перетворену на їжу енергію сонця і хімічних реакцій (від автотрофів) через однакову кількість посередників трофічного ланцюга.

- Перший трофічний рівень - отримують енергію без посередників - продуценти.

- Другий трофічний рівень - первинні консументи (травоїдні організми). Вони отримують енергію через одного посередника - зелені рослини.

- Третій трофічний рівень - вторинні консументи (хижаки) і паразити первинних консументів. Вони отримують енергію через двох посередників - травоїдні тварини і зелені рослини.

- Четвертий трофічний рівень - вторинні хижаки і паразити вторинних консументів. Отримують енергію через трьох посередників.

- П'ятий рівень - паразити вторинних хижаків

Редуценти можуть складати всі трофічні рівні, починаючи з другого, вони безпосередньо розкладають тіла продуцентів.

    1. Гетеротрофне живлення за рахунок власних запасних речовин

Типові запасні речовини у вигляді вуглеводів, ліпідів, та білків рослини накопичують найчастіше або в ендоспермі, або в сім’ядолях зародка насінини. У Злаків у периферійній зоні ендосперму формуються алейронові зерна, багаті на запасні білки. Крохмаль накопичується в ендоспермі та сім’ядолях насіння з низьким вмістом жирів, а ліпіди – в сферо сомах.

Тому в процесі проростання в насінні існує дві активні зони: область запасних речовин та зона росту (рис.1).

Рис. 1 Схема основних біохімічних процесів при проростанні насіння

Процеси травлення в ендоспермі відбуваються в основному шляхом гідролітичного розпаду запасних речовин:

  • білки – амінокислоти;

  • поліцукри – цукри;

  • ліпіди – кислоти + гліцерол.

Функцію перетравлення запасних речовин ендосперму виконують клітини щитка та алейронового шару (рис.2).

Рис. 2 Повздовжній зріз через зернівку

Мобілізаці запасних речовин відбувається за допомогою позаклітинного кислого травлення . Спочатку на етапі набухання в щитку та в ендоспермі звільняються фітогормони, які підсилюють діяльність протонних насосів в плазмалемі епітеліальних клітин Щитка, в результаті чого підвищується кислотність сереловища ендосперму. Протонні насоси функціонують за рахунок Н+ АТФ-ази Та редок-ланцюга локалізованого в плазмалемі. Підкислення ендосперму може відбуватися і за рахунок СО2 живлення.

Підвищення концентрації рН активує кислі гідролази, і щиток продукує в ендосперм різноманітні ферменти: α і β-амілази, целюлозу, протеазу, пектиназу, РНК-азу та ін. Синтез їх здійснюється в ендоплазматичному ретикуломі, і виділяються вони через диктіосоми апарата Гольджі. Цитокініни та гібереліни активують їхню секреторну активність.

Продукти гідролізу надходять в епітеліальні клітини щитка в симпорті з протонами (Н+), а далі через провідні пучки потрапляють в проросток (рис.3).

Рис. 3 Схема мобілізації запасних речовин ендосперму в умовах позаклітинного кислого травлення

Пізніше починають перетравлюватися периферійні частини ендосперму Функціональна активність алейронового шару стимулюється під впливом гібереліну, що надходить від щитка та тканин зародкової осі. Розпочинається розпад запасних білків, із амінокислот яких в алейронових клітинах синтезуються α-амілаза та інші ферменти. Гібереліни індукують транскрипцію м-РНК потрібну для синтезу цих гідролаз. Кислі гідролази секретуються в ендосперм, де і закінчують гідроліз запасних речовин. Розчинені продукти розпаду переносяться потім в зону росту зародка. Цукри, жирні кислоти та гліцерол можуть бути використані як субстрати дихання для формування нових проміжних інтермедіатів та генерації енергетичного еквіваленту в зоні запасних речовин і в зоні росту.

Особливо важливе значення для цих процесів мають глюкоза та амінокислоти. Глюкоза використовується для синтезу целюлози та інших компонентів клітинної стінки, а амінокислоти для синтезу каталітичних і структурних білків, що входять до складу протоплазми.

У процесі дихання спостерігається зменшення сухої маси насінини доти, доки в проростку не зявиться, зелене листя і він не перейде до автотрофного живлення.

Прикладом гетеротрофного способу живлення може бути процес проростання ячменю, зернівка якого багата на поліцукри. В ячменю синтез α-амілази та інших ферментів відбувається в зовнішньому шарі ендосперму під впливом гібереліну, який виділяється зародком. Зовнішні шари ендосперму містять резервний білок, який і є джерелом амінокислот для білкових синтезів.

Насіння олійних культур, які запасають олії, при проростанні перетворюють їх в жирні кислоти і гліцерол. Кожна молекула дає три молекули жирних кислот та одну гліцеролу. Жирні кислоти або окислюються в процесі дихання, або перетворюються через гліоксилатний цикл на сахарозу, яка потім транспортується до зародка.

Таким чином, гетеротрофний спосіб живлення – звичайне явище для рослинних організмів, детальне вивчення його дасть змогу зрозуміти механізми живлення клітин, тканин та органів цілісного організму.

РОЗДІЛ 2. САПРОФІТИ

2.1. Характеристика сапрофітів

Сапрофіти - це рослини, позбавлені зеленого забарвлення і внаслідок цього не можуть асимілювати вуглець. Отримують поживні речовини з відмерлих решток тварин і рослин.

На противагу паразитам сапрофіти живляться не живим білком, а мертвим. Виняток процесу асиміляції тягне за собою поряд зі зникненням хлорофілу зникнення і листя, які замінюються невеликими лусочками.

Сапрофітний спосіб життя ведуть як нижчі, так і вищі рослини: гриби, бактерії, покритонасінні. До числа останніх із представників нашої флори можна віднести різні орхідні: гніздівка, надбороднікі, тура, вертляніцу та інші. 

Поселяються сапрофіти зазвичай в грунті, багатому перегноєм. Деякі сапрофітні бактерії живуть на живих організмах, харчуючись продуктами їх розпаду і викликаючи іноді посилення цього розпаду.

2.2. Представники сапрофітів

Гніздівка звичайна - багаторічна сапрофітна рослина, позбавлена зеленого забарвлення. Живиться речовинами, що розкладаються. Має товсте горизонтальне кореневище, обплетене щільним клубком червоподібних коренів. Це сплетіння може досягати розмірів кулака. Стебло соковите, буре, з нечисленними лускатими піхвовими листками і багатоквітковою китицею бурих квіток на верхівці. П’ять листочків оцвітини утворюють шолом, шостий - губа - темніший І довший від інших, роздвоєний на кінчику на вигнуті дугою лопаті і звисає донизу. Квітки непоказні, але мають приємний медовий запах, чим і приваблюють мух, які їх запилюють. Цвіте в травні - червні. Росте в тінистих листяних рідше соснових лісах по всій Україні, крім південних степових районів. Перехреснозапильна рослина, але може і самозапилюватися. Як й Інші орхідні, має складний розвиток, специфічність якого полягає в симбіотичних зв’язках з певними грибами. Насіння гніздівки може прорости тільки тоді, коли гіфи гриба проникнуть у його середину. Після утворення коренів орхідея частково переходить до самостійного живлення. Рослина рідкісна, потребує охорони. На Україні росте 1 вид гніздівки (рис.4).

Надбородник безлистий багаторічна трав’яна рослина 7–20 см заввишки. Кореневище буре, коралоподібне, членувате з білими тонкими довгими гонами. Стебло голе, порожнисте, вище основи трохи здуте, з небагатьма щільно прилеглими плівчастими жовтуватими піхвами, жовтувате або вгорі трохи червонувате, зі звислою китицею 2–4 фіолетово-жовтуватих квіток із запахом плодів банана. Квітконіжки не скручені, коротші від зав’язі. Листочки оцвітини ясно-жовтуваті, жолобчасті, губа такої ж довжини як і решта листочків оцвітини, шпорка червонувата або світло-фіолетова. Цвіте у липні. Плодоносить у серпні. Розмножується переважно вегетативно, а також насінням. Облігатний сапрофіт (рис.5)

Рис. 4 Гніздівка звичайна Рис. 5 Надбородник безлистий

РОЗЛІЛ 3. РОСЛИНИ ПАРАЗИТИ

3.1. Характеристика рослин паразитів

У ботаніці паразитами називають такі види рослин, які повністю ростуть і розвиваються за рахунок інших, використовуючи поживні речовини рослини-господаря. Однією з найнебезпечніших рослин-паразитів вважають повитицю. Власне, це не один вид, а цілий рід, до якого належить понад 150 різноманітних видів. Серед них 14 зустрічаються на Україні. Вони вражають різні рослини: конюшину, вику, люцерну, хміль, кропиву, льон, соняшник і навіть виноград, ягідні кущі та молоді плодові дерева. Це одні з найбільш небезпечних для сільського господарства рослин, які належать до категорії карантинних об'єктів.

Повитиця - однорічна витка рослина. Вона позбавлена коренів. До рослини-господаря повитиця присмоктується присосками, які називають гаусторіями. Листків на стеблах повитиці немає, вони їй ні до чого. Коли насінина повитиці проростає, на першому етапі життя проростка утворюється і корінець. Він закріплюється в ґрунті, а другий кінчик - майбутнє стебло - витягується, вигинаючись по спіралі. Як тільки цей проросток зіткнеться з стеблом майбутнього господаря, він починає завиватися на нього, а корінець відсихає - потреба в ньому минула. Одна повитиця здатна за вегетаційний період висмоктати близько сотні трав'янистих рослин. Якщо повитиця заплітається на кущі чи молодому дереві, листя з них осипається, а гілки можуть відсохнути. За кольором тонкі ниткоподібні пагони повитиці можуть бути білі, рожеві, кремово-бурі або майже фіолетові. Але вони ніколи не бувають зеленими - адже ця рослина не фотосинтезує. З численних дрібних квіточок повитиці швидко визріває насіння. Одна рослина може створити до 30 тис. життєздатних насінин. В процесі еволюції повитиця надзвичайно добре пристосувалася до тих рослин, на яких вона переважно паразитує. Справа в тому, що насіння повитиці часто дуже подібне до насіння культурних рослин. Наприклад, 1 кг насіння конюшини може містити до 30 тис. насінин повитиці конюшинної. Це створює величезну проблему в насінництві, бо заражене повитицею насіння культурних рослин може бути матеріалом для розселення небезпечного паразита далеко за межами його проростання.

Велика кількість рослин-паразитів належить до родини вовчкових. Насамперед, це вовчки, яких на території України відомо 28 видів. Вовчки відрізняються від повитиці. Над поверхнею ґрунту виростає соковите, до 30-45 см стебло. Колір стебла може бути різний: кремово-бурий, жовтувато-рудий, бурувато-фіолетовий тощо. На стеблах можна побачити рідкі лускоподібні листки. Верхня частина стебла вкрита квітками неправильної форми. Колір пелюсток блідо-жовтий, синьо-фіолетовий, ліловий, голубувато-фіолетовий, жовтувато-білий, червонуватий. Насіння дуже дрібне. Близько півмільйона насіння може дати одна рослина вовчка. Насіння тривалий час може знаходитись у ґрунті і не проростати. Його проростання стимулюють кореневі виділення майбутньої рослини-господаря. Ще одна цікава властивість, надбана рослиною-паразитом в процесі еволюції. Після проростання корінець вовчка перетворюється на присоску-гаусторію, зіткнувшись з коренем рослини-господаря. Пізніше в зоні зрощення утворюється бульбочка, в якій нагромаджуються поживні речовини, одержані вовчком від рослини-господаря. З бульбочки розвиваються додаткові гаусторії, які обплітають корені жертви, а також стебла самого вовчка. Таким чином, весь розвиток вовчків відбувається під поверхнею ґрунту, а назовні з'являються тільки квітконосні пагони. Восени ці стебла висихають. А взимку, коли підгниле знизу стебло зломить вітер, воно переноситься вітром на значні відстані й розсіває насіння, подібно рослинам з групи перекотиполе. Як і повитиці, вовчки є небезпечними шкідниками багатьох сільськогосподарських культур, хоча окремі види вовчків зустрічаються в природі досить рідко і такої загрози не становлять.

Досить подібний до вовчків і петрів хрест. Його часто можна зустріти у тінистих листяних лісах, по схилах ярів та берегів річок. Він росте колоніями, паразитуючи на коренях буків, грабів, ліщини, вільхи. Над поверхнею ґрунту відростають соковиті червонувато-білі стебла, вкриті м'ясистими білими листками. Квітки в однобічній китиці численні й декоративні, з пурпурними віночками. Ці пагони з'являються навесні і приваблюють своєю незвичною формою. В ґрунті знаходиться головна вісь рослини, що нагадує корал. Вона має жовтуватий колір і характерні вирости. На глибині до 1 м, а іноді й глибше, знаходиться товста бульба, від якої відходять корені. Вони прикріплюються до коренів рослини-господаря. У місцях зростання цих коренів утворюються вузли. Раніше петрів хрест вважали сапрофітом, тобто рослиною, що живе за рахунок відмерлої органічної маси. Іноді його відносили до рослин-хижаків, бо на його листках часто гинуть комахи, які живляться соками цих листків. Однак насправді петрів хрест - типовий паразит, хоча шкода від нього порівняно невелика, оскільки він рідко створює значні угруповання, а живе за рахунок дерев і кущів, для яких такий паразитизм цілком припустимий.

Слід відмітити, що рослини-паразити досить рідко зустрічаються в природі. Тому їх слід берегти як одне з досягнень еволюції рослинного світу. Зрозуміло, що це не стосується паразитів, що завдають шкоди сільськогосподарським культурам.

3.2. Характеристика рослин напівпаразитів

Виявляється в природі є ще й приховані паразити. Зовні вони зелені, як звичайні фотосинтезуючі рослини, а от коренів справжніх не мають. Вірніше, корені у них можуть бути, проте вони висмоктують соки з рослин-господарів. Напівпаразити використовують від рослини-господаря воду з розчиненими в ній мінеральними солями, тобто паразитують на чужому організмі. Напівпаразити також беруть участь у фотосинтезі, маючи хлорофілоносні тканини в листках.

Тим самим напівпаразити становлять надзвичайно цікавий щабель в еволюції рослин. Вони є підтвердженням вторинності паразитизму серед рослин. Спочатку деякі види пристосувалися до часткового використання поживних речовин за рахунок інших рослин, приблизно як напівпаразити. А вже пізніше з'явилась можливість повністю живитись за рахунок рослини.

Може виникнути питання, в чому ж доцільність переходу рослин до паразитичного способу живлення. У боротьбі за існування виникали різні пристосування організмів до умов життя. Там, де поживні речовини були в обмеженій кількості, боротьба за них відбувалася особливо гостро. Кореневі частини рослин зрощувалися, внаслідок чого виявилося можливим відтягнути частину поживних речовин разом з водою від слабшого сусіда. Такі приклади і нині можна помітити на окремих напівпаразитних рослинах. Поступово здатність використовувати чужі соки закріпилась, і напівпаразити стали розвиватись саме так.

Дальша еволюція призвела до прогресування паразитизму, тобто до повної заміни самостійного живлення. Слід відмітити, що напівпаразити і паразити - це високоорганізовані види рослин, що знаходяться на верхніх щаблях еволюційної піраміди.

Чимало типових напівпаразитів належить до родини ранникових: перестрічі, очанки, дзвінці, шолудивники. Лише у флорі України таких рослин нараховується близько 50 видів. Усі вони зовні нічим не відрізняються від інших трав'янистих рослин, що ростуть з ними поруч. Ця властивість живитися за чужий рахунок настільки сильна, що напівпаразити майже не перебирають "сусідами". Виняток становлять лише окремі види, наприклад, калюжниця, яка містить отруйні захисні речовини. Напівпаразити не гребують і представниками власного виду, присмоктуючись гаусторіями один до одного. Навіть у однієї рослини корінці можуть "красти" поживу один у одного.

Однак якщо біля рослин напівпаразитів з родини ранникових немає інших рослин, вони розвивають власну кореневу систему і живляться, як звичайні рослини. Щоправда, в такому випадку вигляд у них поганий: приземкуваті, з дрібними слаборозвиненими листками і малою кількістю квіток.

Серед інших напівпаразитів цієї родини слід відмітити перестрічі, яких на Україні зустрічається вісім видів. Вони досить декоративні в період цвітіння, коли пурпурні чи жовті квітки розпускаються на фоні яскраво забарвлених приквітникових листочків. Це однорічники Вже в кінці літа мурашки розтягують насіння перестрічів. Справа в тому, що кожна насінина має борошнистий придаток у вигляді лялечки. Цей придаток поїдають мурашки. Тому біля мурашників завжди багато перестрічу. Явище такої турботи з боку мурашок про рослини носить назву мірмекохорії. Це ще один приклад складних і корисних взаємовідносин між рослинами та тваринами в природі.

Коли йде мова про напівпаразитів, найчастіше згадують не види з родини ранникових, а омелу. Справа в тому, що у ранникових напіваразитизм прихований. Про нього знають лише ботаніки. До того ж проявляється він не у всіх рослин. Серед них можна побачити всі перехідні форми від звичайних рослин з самостійним живленням до напівпаразитів і навіть паразитів (петрів хрест теж належить до ранникових). Інша річ омела. Вона завжди напівпаразит. При цьому напівпаразитизм омели настільки очевидний, що вона може бути класичним прикладом цього природного явища.

У роді омели близько 100 видів, які поширені переважно в тропічних та субтропічних районах Азії, Африки та Австралії. Флора України має лише три види омели: біла, австрійська та ялицева. Усі вони живуть в кронах дерев, вражаючи грушу, тополю, липу, клен, дуб, ялицю та деякі інші види дерев. Дуже своєрідно відбувається процес зараження дерев омелою. Птахи надзвичайно охочі до її плодів - соковитих білих, рідше жовтих кістянок. Але плоди омели мають важливу властивість: соковитий вміст його являє собою дуже клейку, довго не висихаючу речовину. Поїдаючи плоди, птах часто чистить дзьоб від насіння, що приліпилося до нього. Це насіння пристає до кори дерев. Але основна маса його прикріплюється до гілок разом з послідом. Активно поїдають плоди омели різні дрозди та омелюхи. Ці птахи перелітають з гілки на гілку, тому насіння омели поширюється далеко за межі сусідніх дерев. Послід птахів з насінням омели не просто падає, куди прийдеться.

Насіння омели проростає досить швидко. Проростковий корінець пронизує кору дерева і розростається в широку пластинку-гаусторію. Остання поступово проникає в тканини деревини, за рахунок якої живиться омела. Наступного року розвивається пагін. Він зелений з супротивними шкірястими і теж зеленими листками.

Омела фотосинтезує, тобто органічну масу вона створює сама. А вже воду і мінеральні солі отримує від дерева. Згодом від гаусторії відростають під корою дерева довгі циліндричні тяжі. На них з'являються нові гаусторії, з яких виростають нові пагони омели, і через певний період вони покривають дерево досить густо. Ось чому зрізування пагонів омели не звільнює дерево від напівпаразита.

Слід відмітити, що зовнішній вигляд дерев, вражених омелою, досить оригінальний. На гілках розвиваються невеликі кущики напівпаразита, які мають майже кулясту форму. Листя омели вічнозелене, тому серед зими вони навіть прикрашають парковий пейзаж чи посадки дерев обабіч шляхів. Лісовому господарству омела завдає значної шкоди, бо від неї суховершинять дерева, особливо ялиця. В інших випадках шкідливість омели обмежена. Ось чому не слід поспішати з обрізкою цих напівпаразитів у паркових насадженнях. Інша справа, коли омели стає надто багато.

Омела має цілющі властивості, її листки та кінці пагонів використовують для лікування наривів, як знеболювальний засіб. Витяжка з омели знижує артеріальний тиск і позитивно впливає на роботу серця. Отже, обрізку омели в паркових насадженнях можна проводити разом з заготівлею лікарської сировини.

РОЗДІЛ 4. КОМАХОЇДНІ РОСЛИНИ

4.1. Характеристика комахоїдних рослин

Якщо ви думали, що рослини-хижаки – це з області фантастики, то можу вас порадувати: це сама що ні на є дійсна реальність . За різним даними, відомо близько 400-500 видів м’ясоїдних рослин. Всі вони частину живильних речовин одержують за рахунок тварин (в основному комах), яких вони ловлять різними хитромудрими способами. У найбільш відомих “хижаків” – росичок, непентесів і сарраценій – основну частину здобичі становлять комахи (звідси інша назва цих рослин – комахоїдні). Інші – водні пузирчатки й альдрованди – ловлять найчастіше планктонних ракоподібних. Є й такі “хижі” рослини, які харчуються мальками, пуголовками або навіть жабами і ящірками.

Існує три групи таких комахоїдних рослин – це рослини з листками-пастками, у яких половинки листків із зубцями, що по краю щільно закриваються, рослини з листками-липучками, у яких волоски на листках виділяють приваблюючу для комах липку рідину, і рослини, у яких листки мають форму кувшинчика із кришечкою, наповненого водою.

Навіщо ж рослинам “хижацтво”?

Справа в тому, що всі хижі рослини ростуть на бідних ґрунтах, як, наприклад, торф або пісок. У таких умовах менше конкуренції серед рослин (мало хто здатний тут вижити), а здатність ловити живу здобич, розщеплювати й засвоювати тваринний білок заповнює дефіцит мінерального харчування. Особливо численні хижі рослини на вологих ґрунтах, болотах і драговинах, де вони відшкодовують за рахунок пійманих тварин нестачу азоту. Як правило, вони яскраво зафарбовані, і це приваблює комах, що звикли асоціювати яскравий колір з наявністю нектару.

4.2. Найбільш відомі види комахоїдних рослин

Росичка. Рід Drosera (росички) включає близько 130 видів рослин. Живуть вони й у тропічних болотах, і в пересихаючих ґрунтах австралійських субтропіків, і навіть за полярним колом у тундрі. У середній смузі Росії можна зустріти росичку круглолистну. Звичайно росички ловлять дрібних комах, але деякі види здатні піймати й більшу здобич.

Росички покриті червоними або яскраво-жовтогарячими волосками, кожний з яких увінчаний блискучою крапелькою рідини. У тропічних росичок листки нагадують намисто з багатьох сотень виблискуючих на сонці бусинок-росинок. Але це смертоносне намисто: притягнута блиском крапельок, червонуватим кольором листка і його ароматом, комаха грузне в липкій поверхні. Розпачливі спроби жертви звільнитися приводять до того, що до неї схиляється усе більше сусідніх волосків, і зрештою вона виявляється вся покрита клейким слизом. Комаха гине. Потім росичка виділяє фермент, що розчиняє здобич. Недоторканими залишаються тільки крильця, хітиновий покрив й інші тверді частини. Якщо на листок сідає не одна комаха, а відразу дві, то волоски як би розділяють свої обов’язки й справляються з обома.

Жирянка. Діє майже так само, як росичка, заманюючи комах клейкими виділеннями своїх довгих, що звужуються до кінця листків, зібраних у прикореневу розетку. Іноді краї листків загинаються усередину, і здобич у такому лотку виявляється замкненою. Потім інші клітини листків виділяють травні ферменти. Після поглинання “блюда” лист розвертається й знову готовий діяти.

Венерина мухоловка. Рід Dionaea включає тільки один вид Dioneae muscipulata, більше відомий за назвою венерина мухоловка. Це єдина рослина, у якої ловлю комах швидким рухом пастки можна спостерігати навіть неозброєним оком. У природі мухоловка зустрічається на болотах Північної й Південної Кароліни. У дорослої рослини максимальний розмір пастки – 3 см. Залежно від пори року, вид пастки помітно змінюється.

Улітку, коли багато здобичі, пастка яскраво пофарбована (звичайно темно-червоного кольору) і досягає максимальних розмірів.

Узимку, коли здобичі мало, пастки зменшуються в розмірах. По краях листка розташовані товсті колючки, схожі на зуби, кожен листок “щелепа”, оснащена 15-20 зубами, а в середині листка – три сторожових волоски. Комаха або інша істота, притягнута яскравим листком, не може не зачепити ці волоски. Закривання пастки відбувається тільки після двократного подразнення волосків в інтервалі від 2 до 20 секунд. Це охороняє пастки від спрацьовування під час дощу. Розімкнути пастку вже неможливо. Якщо листок промахнеться або в нього потрапить щось неїстівне, він знову відкриється через півгодини. У іншому випадку він залишиться закритим, поки не переварить жертву, на що йде до декількох тижнів. Як правило, листки, перш ніж відмерти й змінитися новими, спрацьовують у такий спосіб усього два-три рази.

Непентес. Рід включає близько 80 видів рослин із тропічних дощових лісів. Більша частина з них – ліани, що досягають декількох метрів, але є й низькі чагарники. Пастки непентесів пристосовані до ловіння досить великої здобичі. Найбільші непентеси можуть піймати й дрібних гризунів, жаб і навіть птахів. Однак звичайна здобич для них – комахи. Непентеси ловлять комах  зовсім інакше, ніж всі інші хижі рослини. У їхніх трубчастих листках, що за формою нагадують кувшинчики, накопичується дощова вода.

Один кінчик листка згорнутий на зразок лійки, по якій вода стікає усередину; а інший загнутий над отвором і прикриває його, обмежуючи кількість вологи, щоб запобігти переповненню при заливних дощах. По зовнішній стороні глечика зверху вниз проходять два зубчастих крила, що служать як для опори глечика, так і для напрямку плазуючих комах. По внутрішньому краю кувшинчика розташовані клітини, які виділяють солодкий нектар. Під ними – безліч твердих волосків, звернених донизу, – щетинистий частокіл, що не дає жертві вибратися з кувшинчика. Віск, що виділяється клітинами гладкої поверхні листків у більшості непентесів, робить цю поверхню настільки слизькою, що жертві не можуть допомогти ніякі кігтики, крючечки або присоски. Потрапивши в такий кувшинчик-ловушку, комаха приречена, вона опускається усе глибше у воду – і тоне. На дні кувшинчика комаха розкладається, і м’які її частини всмоктуються рослиною.

Непентеси (кувшиночники) часом називають “мисливськими чашками”, оскільки рідину, що втримується в них, можна пити: зверху в кувшинчику чиста вода. Звичайно, десь унизу перебувають неперетравлені тверді залишки “обідів” рослини. Але при відомій обережності до них не добратися, і практично кожен кувшинчик містить ковток-інший, а то і більше води.

Сарраценії. Рід нараховує 9 видів із родини сарраценієвих. Всі представники родини – болотні рослини. Квітки дуже яскраві. І навіть неквітучі Сарраценії звертають на себе увагу: смарагдові, з густою сіткою малинових жилок, що манять солодким соком листки-пастки нагадують казкові квіти. Притягнуті яскравою пасткою, комахами сідають на пастку й гинуть.

4.3. Кімнатні комахоїдні рослини

Існує думка, що рослин-хижаків неможливо тримати в домашніх умовах. Вони дійсно найчастіше гинуть через якийсь час, проте є види рослин-хижаків, найбільш придатних для кімнатних умов. Це венерина мухоловка, різні росички, невеликі види непентесів, тропічні види жирянок і більшість видів сарраценій. Венерину мухоловку вирощують у грубому волокнистому торфі. Рослина вимагає максимального сонячного світла протягом усього року, а взимку, коли сонячного світла не вистачає, рослини доводиться підсвічувати.

Поливають улітку рясно, ще краще тримати горщики з рослинами на третину зануреними у воду, використовуючи для поливу кип’ячену або дощову воду. Узимку полив скорочують, але не допускають повного висихання ґрунту. Вимагає високої вологості повітря.

Вирощування окремих гібридних видів непентесів не становить великих труднощів, з тим лише застереженням, що для утворення глечиків вони вимагають постійної високої вологості. Вирощують непентеси на ґрунті, що складається з волокнистого торфу й мохів сфагнуму або на чистому сфагнумі. Головне, щоб ґрунт був завжди пухким і добре провітрюваним. Поливати ці рослини треба рясно й м’якою водою, не допускаючи найменшого підсихання.

ВИСНОВКИ

Гетеротрофне живлення принципово відрізняється від автотрофного тим, що організми, які реалізують його, будують своє тіло за рахунок готових органічних сполук. Енергію, необхідну для засвоєння та перетворення цих речовин, вони отримують за рахунок окислення частини цих же органічних сполук.

Сапрофіти - це рослини, позбавлені зеленого забарвлення і внаслідок цього не можуть асимілювати вуглець. Отримують поживні речовини з відмерлих решток тварин і рослин.

У ботаніці паразитами називають такі види рослин, які повністю ростуть і розвиваються за рахунок інших, використовуючи поживні речовини рослини-господаря.

Комахоїдні рослини, багатолітні трав'янисті рослини, що уловлюють комах (зрідка ін. дрібних тварин) і що використовують їх як додаткове джерело живлення.

Існує три групи таких комахоїдних рослин – це рослини з листками-пастками, у яких половинки листків із зубцями, що по краю щільно закриваються, рослини з листками-липучками, у яких волоски на листках виділяють приваблюючу для комах липку рідину, і рослини, у яких листки мають форму кувшинчика із кришечкою, наповненого водою.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

  1.  Губський Ю.І. Біоорганічна хімія/ Ю.І. Губський. – Вінниця: Нова книга, 2004. –276с.

  2. Зіменковський Б.С., Музиченко В.А. Біоорганічна хімія/ Б. Зіменковський В. Музиченко – Львів: Кварт, 2009. – 402 с.

  3. Красільнікова Л. А. Біохімія рослин / Красільнікова Л. А.,Авксентьева О. А., .Жмурко В.В. - Ростов н/Д.: Фенікс, 2005. - 224 с.

  4. Кузнєцов В.В. Фізіологія рослин/В.В.Кузнецов, Г.А.Дмітріева. -М.: Вища. школа, 2005. - 736 с.

  5.  Мардашко О.А. Біологічна і біоорганічна хімія: Навчальний посібник/ Мардашко О., Миронович Л., Стапанова Г. – К.: Каравела, 2008. – 244 с.

  6. Медведев С.С.Физиология растений / С.С. Медведев. – М.: Петербургского университета, 2004. – 321с.

  7. Миронович Л.М. Біоорганічна хімія: Скорочений курс: Навчальний посібник / Л. М. Миронович. – К.: Каравела, 2008. – 184 с.

  8. Мусієнко М.М. Фізіологія рослин / М.М. Мусієнко. – К.: Либідь, 2005. – 807с.

  9. Мусієнко М.М. Фізіологія рослин / М.М. Мусієнко. – К.: Фітосоціоцентр, 2001. – 292с.

  10. Полевой В.В. Физиология растений / В.В. Полевой. – М.: Высш. шк..- 1989. – 454с.

  11. Полонський В.І. Фізіологія рослин: Учеб.пособие/В.І.Полонскій. - Красноярськ: КГАУ, 2008. - 212 с.

  12. Физиология растений / [Н. Д. Алехина, Ю.В. Балнокин, В. Ф. Гавриленко,Т.В. Жигалова] .- М.: Академия, 2005. – 640с.

  13. Фізіологія і біохімія сільськогосподарських рослин/Н.Н.Третьяков, Е.І.Кошкін, Н.М.Макрушін та ін - М.: Колос, 2005 . - 640 с.

  14. Фізіологія рослин / [Макрушин М.М., Макрушина Є. М., Петерсон Н.В., Мельников М.М.]. - Віниця: Нова Книга, 2006, - 564с.

  15. Якушкіна Н.І. Фізіологія рослин/Н.І.Якушкіна, Е.Ю.Бахтенко. - М.: Владос, 2005. - 463 с.

Зверніть увагу, свідоцтва знаходяться в Вашому особистому кабінеті в розділі «Досягнення»

Всеосвіта є суб’єктом підвищення кваліфікації.

Всі сертифікати за наші курси та вебінари можуть бути зараховані у підвищення кваліфікації.

Співпраця із закладами освіти.

Дізнатись більше про сертифікати.