Екологічні групи рослин по відношенню до води

Гідатофіти — це водяні рослини, цілком або майже цілком занурені у воду. Серед них — квіткові, які вдруге перейшли до водного способу життя (елодея, рдесник, водяний жовтець, валіснерія, водопериця тощо). Вийняті з води, ці рослини швидко висихають і гинуть. У них редуковані продихи і нема кутикули.

Листкові пластинки у гідатофітів, як правило, тонкі, без диференціювання мезофілу, часто розсічені, що сприяє повнішому використанню послабленого у воді сонячного світла і засвоєнню СО₂. Нерідко виражена різнолистість — гетерофілія; у багатьох видів є плаваючі листочки, які мають світлову структуру. Підтримувані водою пагінці часто не мають механічних тканин, у них добре розвинена аеренхіма.

Коренева система квіткових гідатофітів дуже редукована, інколи відсутня зовсім або втратила свої основні функції (у ряски). Поглинання води і мінеральних солей відбувається усією поверхнею тіла. Квітконосні пагони здебільшого виносять квітки на поверхню води (рідше запилювання відбувається у воді), а після запилення пагінці знову можуть занурюватись, і дозрівання плодів відбувається під водою (валіснерія, елодея, рдесник тощо).

Гідрофіти — це рослини наземно-водяні, частково занурені у воду, ростуть на берегах водойм, на мілководді і болотах. Зустрічаються в районах з різними кліматичними умовами. До них можна віднести очерет звичайний, частуху подорожникову, бобівник трилистий, калюжницю болотяну та інші види. У них частіше, ніж у гідатофітів, розвинені провідні і механічні тканини. Добре виражена аеренхіма. В арідних районах при сильній інсоляції їх листя має світлову структуру. У гідрофітів є епідерміс з продихами, але інтенсивність транспірації надто висока, і вони можуть рости тільки при постійному інтенсивному поглинанні води.

Гігрофіти — наземні рослини, які живуть в умовах підвищеної вологості повітря і часто на вологих грунтах. Серед них розрізняють тіньові і світлові. Тіньові гігрофіти — це рослини нижніх ярусів сирих лісів у різних кліматичних зонах (розрив-трава, цірцея альпійська, будяк городній, ряд тропічних трав тощо). Через високу вологість в них може бути утруднена транспірація, тому для поліпшення водного обміну на листках розвиваються гідатоди, або водяні продихи, які виділяють краплиннорідку воду. Листки часто тонкі, з тіньовою структурою, зі слабо розвиненою кутикулою, вміщують багато вільної і мало зв’язаної води. Обводненість тканин досягає 80% і більше. З настанням навіть нетривалої і несильної посухи у тканинах створюється негативний водний баланс, рослини в’януть і можуть загинути.

До світлових гігрофітів належать і види відкритих місцевостей помірної смуги, які ростуть на постійно вологих грунтах й у вологому повітрі (папірус, рис, жеруха, підмаренник болотяний, росичка тощо).

Мезофіти — можуть переносити нетривалу й не дуже сильну посуху. Це рослини, які ростуть при середній вологості, помірно теплому режимі і досить добрій забезпеченості мінеральним живленням. До мезофітів можна віднести вічнозелені дерева верхніх ярусів тропічних лісів, листопадні дерева саван, деревні породи вологих вічнозелених субтропічних лісів, літньозелені листяні породи лісів помірного поясу, чагарники підліска, трав’янисті рослини дібровного широкотрав’я, рослини заплавних і не надто сухих суходільних лук, пустельні ефемери й ефемероїди, багато бур’янів і більшість культурних рослин. З наведеного переліку видно, що група мезофітів дуже численна і неоднорідна. За здатністю регулювати свій водний обмін одні наближаються до гігрофітів, другі - до посухостійких форм.

Ксерофіти ростуть у місцях з недостатнім зволоженням і мають пристосування, що дають змогу добувати воду в разі нестачі її, обмежувати випаровування води або запасати її на час посухи. Ксерофіти краще, ніж усі інші рослини, здатні регулювати водний обмін, тому й під час тривалої посухи перебувають в активному стані. Це рослини пустель, степів, твердолистяних і вічнозелених лісів і чагарникових заростей, піщаних дюн і сухих схилів, що дуже нагріваються. гідрофіт вологість рослина Ксерофіти поділяються на два основні типи: сукуленти і склерофіти.

Сукуленти — соковиті рослини з дуже розвиненою водозапасаючою паренхімою в різних органах. Стеблові сукуленти — кактуси, стапелії, кактусовидні молочаї; листкові - алое, агави, мезембріантемуми, молодило, очитки; кореневі сукуленти — аспарагус, квасениця. В пустелях Центральної Америки та Південної Африки сукуленти можуть визначати обличчя ландшафту.

Листки (а на випадок їхньої редукції - стебла) сукулентів мають товсту кутикулу, часто сильний восковий наліт або густе опушення. Продихи занурені, відкриваються у щілину, де затримується водяна пара. Вдень вони закриті. Це допомагає сукулентам зберігати накопичену вологу, зате погіршує газообмін, утруднює надходження СО₂ всередину рослини. Саме тому багато сукулентів з родини лілейних, бромелієвих, кактусових, товстолистих уночі при відкритих продихах поглинають СО₂, котрий лише наступного дня переробляють у процесі фотосинтезу. Поглинений СО₂ переводиться в малат. Крім того, при диханні вночі вуглеводи розкладаються не до вуглекислого газу, а до органічних кислот, які відводяться в клітинний сік. Вдень на світлі малат та інші органічні кислоти розщеплюються з виділенням СО₂, котрий використовується у процесі фотосинтезу. Таким чином, великі вакуолі з клітинним соком запасають не тільки воду, а й СО₂ у сукулентів нічна фіксація вуглекислоти і переробка її вдень у ході фотосинтезу розподілені в часі, вони забезпечують себе вуглецем без ризику надмірної втрати води, однак масштаби надходження вуглекислого газу за таких обставин невеликі і ростуть сукуленти повільно.

Осмотичний тиск клітинного соку сукулентів малий — усього 3−8 атм, вони розвивають невелику сисну силу і здатні всмоктувати воду лише атмосферних опадів із верхніх ґрунтових горизонтів. Коренева система їх неглибока, але дуже розгалужена, що особливо характерно для кактусів.

Склерофіти — це, навпаки, рослини, сухі на вигляд, часто з вузьким і дрібним листям, іноді скрученим у трубочки. Листки можуть бути також розсіченими, вкритими волосками або восковим нальотом. Добре розвинена склеренхіма, тому рослини без шкідливих наслідків можуть втрачати до 25% вологи, не в’янучи. У клітинах переважає зв’язана вода. Сисна сила коренів до кількох десятків атмосфер, що дає змогу успішно добувати воду з грунту. В разі нестачі води різко знижують транспірацію. Склерофіти можна поділити на дві групи: еуксерофітів і стінаксерофітів.

Еуксерофітів відносять багатьох степових рослин з розетковими і напіврозетковими, дуже опушеними паростками, напівчагарники, деякі злаки, полин холодний, едельвейс едельвейсовидний та ін. Найбільшу біомасу ці рослини утворюють в період, сприятливий для вегетації, а у спеку рівень обмінних процесів у них дуже низький.

Стіпаксерофіти — це група вузьколистих дерновинних злаків (ковили, тонконоги, типчак тощо). Характеризуються низькою транспірацією у посушливу пору і можуть переносити особливо сильне зневоднення тканин. Скручені в трубочку листки мають всередині вологу камеру. Транспірація відбувається через занурені в борозенця продихи в середину цієї камери, що знижує втрати вологи [2].

Крім названих екологічних груп рослин виділяють ще цілий ряд мішаних або проміжних типів.

Неоднакові шляхи регуляції водообміну дали змогу рослинам заселяти різні за екологічними умовами ділянки суші. Різноманітність пристосувань лежить, таким чином, в основі поширення рослин по поверхні землі, де дефіцит вологи є однією з головних проблем екологічних адаптацій.