Растения - ксерофиты в природе

 

Image - https://www.britannica.com

Растения, живущие в различных экологических условиях, умеют противостоять экстремальной среде обитания. 

Рассмотрим способности растений противостоять иссушению. 

В процессе приспособления к жизни в условиях засухи и временной нехватки воды природа проявила изобретательность, что и отразилось в разнообразных формах роста растений-ксерофитов.

Ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху (засухоустойчивые).

Суккуленты - засухоустойчивые растения, запасающие воду в сочных органах – листьях или стеблях.

Склерофиты - засухоустойчивые растения с жёсткими листьями, покрытыми толстой, препятствующей испарению кутикулой. 

У склерофитов листья либо максимально редуцированы (уменьшаются в размере), либо видоизменены в колючки, плёнчатые чешуйки. 

Ксерофиты выделяют эфирные масла, препятствующие испарению воды с их поверхности.

Хороший способ защиты от потери воды – максимально уменьшить испарение влаги растением. Одни из самых выносливых ксерофитов – суккуленты – до минимума сократили поверхность своего тела и покрыли его кутикулой, восковым налётом или опушением. На засушливый период они запасают в различных органах воду, которую пополняют во время дождей. Обмен веществ и, следовательно, рост растений этой группы сильно замедлен.

Разнообразие агав (Agave), молочаев (Euphorbia) и различных видов кактусов огромно при довольно сходном общем строении этих растений. Однако всех их можно поделить на две основные группы: листовые и стеблевые суккуленты. 

У первых – органами, запасающими влагу, становятся мясистые листья. К этой группе относятся алое (Aloe), агавы, сансeвьерии (Sansevieria), крестовники (Senecio), мезембриантемумы (Mezembryanthemum), представители семейств Молочайныe и Толстянковыe. 

У вторых – запасниками влаги являются стебли (кактусы, молочаи, баобаб (Adansonia) и другие «бутылочные» деревья). 

Листья у стеблевых суккулентов часто преобразованы в колючки (чтобы меньше испарялась влага с поверхности). Функция фотосинтеза переходит к стволу, форма которого иногда даже имитирует наличие листвы, что наглядно можно наблюдать у кустарника из Южной Америки коллеции парадоксальной / коллеции крестовидной (Colletia paradoxa, =Colletia cruciata).

Colletia paradoxa:

 Image - http://www.strangewonderfulthings.com

Другая группа ксерофитов – склерофиты пошли иным путём: уменьшили свою потребность в воде за счёт формирования обезвоженного тела, также покрытого защитными слоями (восковой налёт или пробковая кора, опушение или кутикула).

К тому же у склерофитов листья либо максимально редуцированы (уменьшаются в размере), либо видоизменены в колючки, плёнчатые чешуйки.

Казуарины (Casuarina) и эфедры (Ephedra) напоминают хвойные растения или даже хвощи из-за редукции листьев и мутовчатого расположения зелёных фотосинтезирующих ветвей. 

Ephedra intermedia:

 

  Image - http://www.tradewindsfruit.com

Зелёные стебли метельника прутьевидного (Spartium junceum) покрыты листьями только весной и в начале лета, а затем функцию фотосинтеза берут на себя прутовидной формы стебли.

Spartium junceum:

 

  Image - https://commons.wikimedia.org

 

В своей способности переносить нехватку воды чемпионами среди деревьев, конечно, являются саксаулы (Haloxylon), джузгуны (Calligonum) и гребенщики (Tamarix), у которых обнаруживается и глубокая и разветвлённая корневая система, и редукция листвы, и в целом склеротический облик. 

Корневая система может достигать 30 м в глубину, а площадь её распространения намного больше, чем наземных органов. 

Эти растения способны быстро поглощать дождевую влагу и росу с больших участков, доставать грунтовые воды, а также конденсирующуюся в расщелинах скал влагу. 

Именно саксаулы в самых безводных пустынных районах служат индикатором наличия наиболее доступной воды, чем и пользуются местные жители.

Haloxylon:

 

  Image - https://ru.wikipedia.org

 

Для растений саванн и пустынь (акации, саксаул) характерны зонтиковидные кроны, которые меньше подвержены обжигающему действию ветра в знойный день, так как ветер скользит по ним, и они меньше испаряют воду. 

По этой же причине для деревьев в саваннах характерна перистая или рассечённая форма листвы.

Ксерофитные растения, способные переносить временную нехватку влаги, используют обе эти стратегии (суккулентные и склерофитные тенденции в форме роста), но в более умеренных проявлениях.

Лавр благородный (Laurus nobilis) и земляничник обыкновенный (Arbutus unedo), вечнозелёные дуб каменный (Quercus ilex) и дуб пробковый (Quercus suber) имеют некрупные плотные, жёсткие, покрытые кутикулой листья. 

Quercus ilex:

 

  Image - https://www.ornamental-trees.co.uk

 

У средиземноморского олеандра (Nerium oleander) и австралийского красивотычиночника (Сallistemon) листья имеют ланцетовидную или линейную форму, они также покрыты кутикулой.

Серповидные листья эвкалиптов (Eucalyptus) на длинных черешках к тому же способны поворачиваться листовой пластинкой параллельно лучам солнца, которые лишь скользят по её поверхности.

Eucalyptus globulus:

   Image - https://artisanaromatics.com

 

Листья и стволы засухоустойчивых растений часто имеют декоративный серебристый цвет благодаря опушению и восковому налёту. Это известные всем олива европейская (Olea europaea) и мирт обыкновенный (Myrtus communis), лаванда узколистная (Lavanda angustifolia) и лаванда французская (Lavanda stoechas) , а также ладанник (Cistus), татарник (Onopordium) и артишок (Сynara). 

Olea europaea:

 

    Image - https://www.dearplants.com

 

В поисках воды в глубоких слоях почвы выносливые и изобретательные растения-ксерофиты развивают длинные корни. 

Этой способностью обладает одна из самых засухоустойчивых сосен – сосна итальянская, или пиния (Pinus pinea), растущая на глубоких песчаных почвах и горных склонах. Им не уступают дубы в Средиземноморье, облюбовавшие каменистые платформы и щебнистые склоны, вместе с фисташкой мастиковой (Pistacia lentiscus) и земляничником обыкновенным.

Pinus pinea:

 

    Image - https://www.amazon.com

Ещё одно из приспособлений, встречающееся у ксерофитов, – ароматические масла, которые образуются в специальных желёзках, расположенных на листьях и стеблях.  

Ксерофиты выделяют эфирные масла, препятствующие испарению воды с их поверхности. Именно поэтому многие засухоустойчивые растения – кладезь ароматических масел, и мы их используем в парфюмерии, кулинарии, медицине. А достигшие в этом предела совершенства – так называемые неопалимые купины, которые буквально окутывают себя эфирным облаком, как, например, ясенец белый (Dictamnus albus). Если поджечь пары масла, они сгорают так стремительно, что растение не успевает повредиться огнём.

Dictamnus albus:

     Image - https://www.gardenia.net

Множество трав, кустарников и кустарничков способны существовать длительные периоды без влаги на крутых каменистых откосах и оголённых горных скалах благодаря наличию всего комплекса вышеперечисленных признаков. Один из таких наиболее известных ксерофитов – тимьян (Thymus) – имеет мелкие с серебристым опушением листья и содержит эфирные масла.

Изменения в ритмике вегетации заставляют многие растения саванн сбрасывать листву в самый жаркий период, это время они пережидают в состоянии покоя, в некоторой степени напоминающем процессы, происходящие у растений умеренной зоны зимой. Существенная разница состоит в том, что покой этот не абсолютный, а вынужденный и вызван непосредственно недостатком влаги. 

Кстати, именно для засушливых районов характерны однолетние эфемеры-монокарпики: маки (Papaver), бурачки (Alyssum), песчанки (Arenaria), аистник (Erodium) и многолетние эфемероиды-геофиты (тюльпаны, луки, представители семейства Амариллисовые). И те, и другие процветают рано весной, стимулированные поступившей в почву влагой, а в летнюю жару находятся в состоянии покоя (в виде семян или подземных запасающих органов - клубней, луковиц). 

Тюльпаны:

 

      Image - https://www.gardenia.net

Засухоустойчивые злаки (ковыли (Stipa), овсяницы (Festuca), бородач (Andropogon)) имеют узкие шиловидные листья. Они высушиваются за жаркий период, но каждый год весной отрастают побеги из расположенных у поверхности земли почек возобновления.

Stipa lessingiana:

 

      Image - https://ru.wikipedia.org

Читайте также:

Ксероморфизм / Ксероморфная структура / Ксерофиты / Склерофиты (Биологические термины)