Биологические особенности растений водоемов

Листья очередные, направленные вертикально вверх, в числе 10-20 на главном побеге. Листовая пластинка сердцевидная, тонкая, длиной 8-16 см и шириной 7-14 см, сверху темно-зеленая, снизу немного светлее.

Экология и фитоценология. Белокрыльник болотный приурочен к сильно обводненным местообитаниям с относительно богатым минеральным питанием: эутрофным и мезотрофным болотам, берегам стариц, озер, ручьев, сплавинам, канавам.

Белокрыльник - типичный гигрофит. В заостренном кончике его листа, на верхней и нижних сторонах размещаются многочисленные гидатоды, через которые вода выделяется в виде капель. Весьма теневыносливое растение, хорошо развивается под пологом ольхи черной (Солоневич, 1956). На озерных сплавинах и островках белокрыльник образует обширные заросли в совершенно безлесных сообществах. Здесь молодые листья растения обычно свернуты в трубку и расположены вертикально. Свертывание пластинок и их вертикальное расположение можно расценивать как приспособление против сильного испарения воды и перегрева лучами солнца.

По экологической классификации растений (Eiienberg, 1974) белокрыльник - полутеневой-полусветовой вид (6-я ступень шкалы), растущий на сырых  почвах.

Биологическая продуктивность и хозяйственное значение. Все части растения в сыром виде ядовиты - содержат острое жгучее вещество.

Практическое значение. Декоративное; после термической обработки богатое крахмалом корневище используется для пищевых целей.

Белокрыльник болотный пригоден для содержания во влажной оранжерее или террариуме. Нуждается в торфянисто-глинистом грунте; необходимо хорошее освещение, температура воды и воздуха летом 20-22° С. Корневища и семена зимуют при температуре 4°С, трогаются в рост с наступлением весны.

7. Папоротник (Salvinia natans)

Папоротники (рис. 9, 10) Подобно плауновидным и членистым папоротникообразные являются древнейшей группой, известной с девонского периода. Расцвета они достигли в конце палеозойской - начале мезозойской эры, когда были представлены большим разнообразием жизненных форм и распространены на всех континентах земного шара. Наибольшую роль в сложении растительного покрова Земли играли крупные древовидные папоротники, входившие в состав каменноугольных лесов. В настоящее время папоротники насчитывают более 10 тыс. видов и 300 родов.

Рисунок 9 – Папоротник

Для папоротникообразных характерно сочетание ряда признаков, из которых главнейшими являются макрофилия, отсутствие камбия и отсутствие стробилов. Под макрофилией понимаются прежде всего относительно крупные размеры листьев, которые часто называются вайями.

Листья папоротников имеют более сложное морфологическое и анатомическое строение; они состоят из основания – филлоподия, черешка и лиловой пластинки, часто многократно рассеченной, с густой сетью жилок. Для листовой пластинки наиболее характерен длительный рост ее вершины. Каждому листу в стебле соответствует листовая лакуны (листовой прорыв).

Ныне живущие папоротники распространены на всех континентах,встречаясь в самых разнообразных экологических условиях.

Однако ведущая роль и по количеству видов, и по разнообразию жизненных форм принадлежит папоротникам влажных тропических и субтропических лесов, где многие семейства находятся в расцвете формообразования.

Современные папоротники представлены в основном травянистыми растениями, а древовидные составляют незначительное количество. Папоротники умеренных областей, за исключением сальвинии плавающей (Salvinia natans),- многолетние травянистые растения с подземными длинными или короткими корневищами.

Рисунок 10 – Папоротник

У большинства же папоротников на коротких корневищах формируется розетка листьев, как правило, отмирающих осенью, при этом их расширенные основания длительное время остаются на корневище, образуя плотный толстый чехол вокруг довольно тонного, диаметром до 1 см, стебля.

В зоне влажных тропических и субтропических лесов разнообразие жизненных форм чрезвычайно велико. В тенистых лесах много наземных видов, большинство из них имеют длинные стелющиеся побеги, реже встречаются виды с короткими прямостоячими побегами. Самые мелкие наземные папоротники из рода трихоманес (Trichomanes) имеют длину от 3-4 мм до 2-4 см, а самые крупные виды ангиоптериса (Angiopreris), образующие часто густые заросли, имеют клубневидные стебли диаметром до 1 м. На них располагаются листья длиной 5-6 м с длинными крепкими черешками и сильно рассеченными листовыми пластинками.

Многие приземные эпифиты, в основном из семейства гименофилловых (Hymenophyllaceae), находятся в условиях избыточного увлажнения; их нижние прозрачные листья толщиной в 1-3 слоя клеток лишены устьиц и поглощают атмосферную влагу всей поверхностью. Эпифиты живущие в корнях и на стволах деревьев, находятся в условиях дефицита влаги, в связи с чем имеют листья плотные, кожистые либо сильноопушенные. 
Одним из папоротников эпифитов, придающий своеобразный облик лесам Старого Света,- асплениум гнездовой, или птичье гнездо ( Asplenium nidus) издали создает впечатление огромных птичьих гнезд. Вся масса листьев и корней способна накапливать гумус и поглощать  влагу из атмосферы, обеспечивать себе  питание, и водоснабжение.

Весьма специфичны листья папоротников - вайи. Для них весима характерен длительный рост вершины, проявляющийся в образовании улитки (исключение составляют ужовниковые), и густая сеть обильно ветвящихся жилок. Развитие под землей часто длится несколько лет, а над землей завершается в течении 1-1.5 недель.

У большинства видов папоротников листья совмещают 2 функции- фотосинтез и спороношение, однако у многих видоа наблюдается диморфизм листьев – одни выполняют функцию – фотосинтез, а другие – только спороношения. У некоторых видов папоротников (у ужовниковых, у осмунды) имеется диморфизм частей листа, при котором одна часть листа выполняет функцию фотосинтеза , а другая часть – спороношения.

Зародышевый корень закладывается одновременно со стеблем и листом. Зародышевый корень быстро отмирает, и на его смену появляются новые корни,возникающие не стебле близ его вершины.

8. Аир (Ácorus)

Аи́р (рис.11) — род многолетних вечнозелёных травянистых растений из монотипного семейства Аирные (Acoráceae). Ранее данное семейство рассматривалась в качестве подсемейства лат. Acoroideae семейства Ароидные (Araceae).

Рисунок 11 – Аир обыкновенный

Род состоит из двух видов, произрастающих в сырых местах или на мелководьях — по берегам ручьёв, рек и озёр, на окраинах болот. Некоторые источники включают в состав рода до шести видов.

Биологическое описание. Аиры — многолетние корневищные травы. Высота взрослых растений — от 10 см у некоторых культиваров аира злакового до 120 см у аира обыкновенного.

Корневище толстое, ползучее, горизонтальное, бурого цвета, толщиной до 3 см, внутри бело-розового цвета, съедобное, с приятным ароматом, напоминающим запах корицы или мандарина.

Стебель прямостоячий, неветвистый, трёхгранный, с острыми рёбрами.

Листья длинные, линейно-мечевидные, очерёдные, ярко-зелёные. Располагаются на корневище подобно вееру — как у ирисов. Листья срастаются друг с другом, окружая главный стебель, так что соцветие как бы выходит из середины листа. Листья аиров на изломе издают характерный пряный запах с болотной нотой.

Рисунок 12 – Соцветие аира обыкновенного

Цветки (рис. 12) обоеполые, мелкие, зеленовато-жёлтые, с околоцветником из двух узких чешуйчатых листочков. Тычинок шесть, пестик один. Цветки собраны в цилиндрические початки длиной от 4 до 12 см. От основания початка отходит длинный (до 50 см) кроющий лист. В цветках сначала созревают рыльца, а пыльники вскрываются только после того, как рыльца теряют способность воспринимать пыльцу.

Плоды — многосемянные сухие (суховатые) продолговатые ягоды красного или зеленоватого цвета. Для аира характерна эпизоохория: плоды распространяются животными.

Число хромосом: 2n = 24.

9. Бегония (Begonia)

Бего́ния (рис. 13) — род растений семейства Бегониевые.

Рисунок 13– Бегония

Ботаническое описание. Среди бегоний встречаются однолетние и многолетние травы, кустарники (изредка лазающие) или полукустарники с ползучим или клубневидно утолщённым корневищем, иногда с клубнем. Листья, как правило, асимметричные, часто красивой окраски (особенно у культурных видов). Цветки (рис. 14) неправильные, однополые, однодомные. Листочки околоцветника неравные, ярко окрашенные; плод — коробочка.

Рисунок 14 – Цветок бегонии

Размножение. Бегонии размножаются семенами, черенками, листьями (даже их частями), дающими побеги из вновь образующихся придаточных почек.

Происхождение и географическое распространение

Род бегония — самый крупный и наиболее известный в семействе бегониевых, насчитывающий свыше 1000 видов. Широко распространены бегонии в тропических влажных лесах, а также в горах на высоте 3000—4000 м над уровнем моря, реже в сухих местообитаниях тропических и субтропических районов.

Больше всего видов бегоний в Южной Америке, ареал которых на севере доходит до Мексики. В Азии бегонии произрастают в Восточных Гималаях, горных областях Индии, Южной Индии и острове Шри-Ланка. Данные проведенных исследований показали, что существуют родственные связи между видами, обитающими в Африке и Америке. Существует даже мнение, что именно Африка явилась тем континентом, откуда в далёком прошлом бегонии распространились и в Азию, и в Америку. По числу произрастающих видов бегоний Африка занимает третье место в мире.

10. Филодендрон (Philodéndron)

Филоде́ндрон (рис. 15, 16, 17) — большой род вечнозелёных цветковых многолетних растений семейства Ароидные (Araceae). Род является вторым по численности в семействе Ароидные. Таксономически род ещё недостаточно изучен, многие виды не описаны. Среди филодендронов есть как выращиваемые в оранжереях, так и комнатные растения.

Рисунок 15 – Филодендрон

Распространение. Филодендроны встречаются от Мексики до тропической Америки.

Большинство видов произрастает во влажных тропических лесах, но могут встречаться на болотах и по берегам рек, на обнажениях горных пород. Они растут на высоте от уровня моря до 2000 м над уровнем моря, но большинство предпочитает нижний горный пояс и низменности. Филодендроны характеризуются бо́льшой численностью в местах их произрастания по сравнению с другими растениями, играя важную роль в эко-стистеме. Также массово растут вдоль дорог.

Филодендроны можно встретить также в Австралии, на островах Тихого океана и в Азии, хотя эти края не являются для Филодендронов родными.

Ботаническое описание. Внешний вид.

Рисунок 16 – Филодендрон украшенный

Филодендроны — вечнозелёные многолетние растения. Отличаются от растений других родов семейства Ароидные разнообразием жизненных форм. Среди них есть эпифиты, полуэпифиты и хемиэпифиты, хотя хемиэпифитов среди филодендронов очень немного. Преимущественно филодендроны эпифиты, то есть лазящие растения, прикрепляющиеся к опоре с помощью длинных воздушных корней-присосок. Некоторые виды могут совмещать в себе несколько жизненных форм, проявляя их в зависимости от условий произрастания. Филодендроны-хемиэпифиты могут быть двух типов: первичные и вторичные. Первичные хемиэпифиты начинают свой жизненный путь в пологе леса, где прорастает попавшее туда семя. Как только растение достигает достаточного размера и возраста, чтобы производить воздушные корни, оно прикрепляется ими к почве. После этого первичный хемиэпифит получает питательные вещества непосредственно из почвы. Вторичные хемиэпифиты начинают свой жизненный путь на поверхности почвы или на стволе дерева непосредственно у поверхности земли. В начальном периоде жизни у хемиэпифитов имеются корни, затем растение постепенно поднимается вверх по дереву, дают воздушные корни и теряют свои подземные корни, становясь эпифитами. Вторичный хемиэпифит не всегда прорастает вблизи дерева. Такой хемиэпифит будет расти вдоль поверхности земли, развивая длинные междоузлия, пока подходящее дерево не будет найдено. Ориентиром хемиэпифиту служит тень, дающее  дерево. Это свойство называется скототропизмом. Когда дерево найдено, скототропик становится фототропиком, его междоузлия становятся короче и толще. Однако чаще всего семена филодендронов прорастают на деревьях.

Корни. У Филодендронов бывают воздушные и подземные корни. Воздушные корни могут быть различных форм и размеров, у большиства растений образуются в узлах, иногда в междоузлиях. Размер и количество воздушных корней зависят от наличия подходящей опоры для них. Воздушные корни выполняют две разные функции. Они позволяют Филодендронам присоединиться к дереву или другому растению. Воздушные корни более многочисленны и снабжены волосками, служащие для сбора воды и питательных веществ, более толстые и более длинные Особенностью корней Филодендронов является наличие склеротических гиподермисов, которые представляют цилиндрические трубки в эпидерме, составляющие от одного до пяти клеток в длину. Под эпидермой находится одноклеточный слой смеси длинных и коротких клеток.