Адаптации к среде

Все ныне существующие организмы представляют собой отобран­ные в процессе эволюции формы, наиболее приспособленные к усло­виям существования.

Цель занятия: уяснить пути и формы адаптации к экологичес­ким факторам, особенности морфологических адаптаций растений к среде.

Адаптация - эволюционно выработанное и наследственно зак­репленное свойство организма осуществлять нормальную жизнедея­тельность в условиях действия динамических факторов среды. Адап­тации к среде осуществляется сочетанием трех путей: активного, пассивного и избежанием неблагоприятных воздействий. Адаптации бывают морфологические, физиологические и поведенческие. У рас­тений чаще отмечаются морфологические и физиологические адаптации.

Растения разных экологических групп представляют собой удоб­ный объект для демонстрации адаптаций анатомических и морфологи­ческих структур организма к экологическим факторам среды. Заня­тия не требуют сложного оборудования и подготовки.

Материалы и оборудо вание: флороглюцин (0, 5-1% раствор в 50%-ном растворе спирта), судан Ш, соляная кислота, глицерин, набор новых лезвий, пинцеты, препаровальные иглы, предметные и покровные отекла, фильтровальная бумага полосками, микроскопы, фиксированные в 75%-ном растворе спирта листья и стебли растений.

Методические рекомендации к проведению занятия. Рекомендуется употреблять острые лезвия для безопасных бритв. Объект (лист или стебель) держат вертикально, зажимая тремя пальцами левой руки; лезвие - горизонтально, в правой руке. Срез делают косым, скользящим движением, независимоот направле­ния. Срез должен быть как можно более тонким, прозрачным. Мягкие листья и мелкие объекты рекомендуется вставлять в расщеп кубика из картофеля или в сердцевину черной бузины и делать через них срез вместе с объектом. Рекомендуется сделать подряд несколько срезов разными участками лезвия. Снять срезы с лезвия мягкой кисточкой или иглой, поместить в каплю воды на предметное стекло. Во избежание пузырьков воздуха в препарате, лезвие и лист предва­рительно смачивают водой и переносят в каплю возможно быстрее. На срезы, находящиеся в капле воды на предметном стекле, капнуть раствором флороглюцина. Через 1, 5-2 мин оттянуть реактив фильт­ровальной бумагой, добавить 1-2 капли дымящей соляной кислоты. После покраснения одревесневших оболочек, снова оттянуть фильтровальной бумагой реактив и нанести 1-2 капли глицерина, накрыть покровным стеклом и изучить под микроскопом.

Проводить реак­цию на столике микроскопа нельзя во избежание его порчи парами соляной кислоты. Для окрашивания кутикулы один из срезов следует поместитьв каплю раствора судана III.

Задание I. Сравнение анатомических особенностей растений из

разных мест обитания

Материал: рдест курчавый (подводный стебель и листья), кле­вер луговой, алоэ, стрелолист (стебель), камыш озерный.

Выполнение работы. Приготовить поперечные срезы частей растений. Для рдеста выбирать участки в центральной части листа, У листаалоэ срезать краевую часть с участком прилегающих тканей. Рассмотреть поперечные срезы. Заполнить в тетради таблицу по форме таблицы 2.

Рис.3. Анатомические особенности гидатофитов и гидрофитов:

I - поперечный разрез стебля камыша; 2 - участок по­перечного среза листа рдеста плавающего

Рис.6. Поперечный срез светового и теневого листа

(по И.С.Михайловской, 1977)

Таблица 2 - Анатомические особенности разных растений

Письменно ответить на вопросы:

- в каких особенностях анатомического строения выражена приспособленность водных растений к среде?

- в каких признаках выражается ксероморфность растения?

- чем объяснить различия в строении листьев двух ксерофитных растений - ковыля и алоэ?

- какое экологическое значение имеет положение устьиц?

Задание 2. Анализ анатомического строения растений сфагновых

болот

Материалы: фиксированные в спирте (с глицерином) листья брусники, багульника, ветвистые молодые корешки клюквы, гербарные образцы этих растений.

Выполнение работ ы. Приготовить поперечные срезы листьев брусники и багульника. Окрасить Суданом Ш. Рассмотреть под микроскопом. Отметить степень развития кутикулы, волосков эпидермиса, механической и губчатой ткани, межклетников (воздухоносных по­лостей), положение устьиц (заглубленное, приподнятое или вровень с эпидермисом), их относительное количество.

Письменно ответить на вопросы:

- каковы условия водоснабжения, минерального питания и аэрации растений сфагновых болот?

- какие признаки растений-ксерофитов можно отметить в строении листьев багульника, брусники?

- можно или нельзя считать листья этих растений типично ксероморфными?

- какие черты строения листьев багульника и брусники отра­жают приспособленность их к основным факторам среды?

- можно ли на основании ксероморфности листьев растения делать безошибочные заключения о его ксероморфности?

- какие из факторов среды в наибольшей мере влияют на раз­витие ксероморфных признаков листьев?

Задание 3. Сравнение теневых и световых листьев одного растения

Материал: живые или фиксированные в спирте листья сирени, липы, собранные с наружной освещенной части кроны и внутри кроны, гербарные образцы этих же листьев.

Выполнение работы. Сравнить внешний вид теневых и световых листьев, обратить внимание на степень развития жилок, толщину и окраску листа. Сделать поперечные срезы, обработать флороглюцином и Суданом Ш. Рассмотреть под микроскопом, отмечая относитель­ную толщину листовой пластинки, степень развития эпидермы, кути­кулы, механической, палисадной и губчатой тканей, степень разви­тия межклетников. Дополнительно приготовить препараты эпидермы с нижней стороны листа, подсчитать число устьиц в поле зрения,

Составить и заполнить таблицу, внеся в нее названия исследуемых листьев и характеристики отдельных признаков строения лис­тьев: толщины листа, строения эпидермы, губчатой, палисадной, ме­ханической тканей, межклетников, развития жилок.

Письменно ответить на вопросы:

- в чем адаптивный смысл наличия у одного и того же растения одновременно и теневых и световых листьев?

- у каких видов деревьев можно предполагать большой диа­пазон различий между теневыми и световыми листьями: белой акации, дуба, бука, лещины? Объясните почему.

- можно ли ожидать таких же различий в структуре листьев травянистых растений? У каких видов и форм в большей мере?

- станут ли теневые листья световыми, если удалить за­теняющую их часть кроны дерева?

- когда и чем определяется световая или теневая структура в онтогенезе листа?