Водное растение

редактировать
Растение, приспособившееся к жизни в водной среде Цветок Nymphaea alba, разновидность водяной лилии Бутон Nelumbo nucifera, водного растения.

Водные растения - растения, приспособившиеся к жизни в водной среде (соленая вода или пресноводный ). Их также называют гидрофитами или макрофитами, чтобы отличить их от водорослей и других микрофитов. Макрофит - это растение, которое растет в воде или рядом с водой и может вырастать, погружаться в воду или плавать. В озерах и реках макрофиты служат укрытием для рыб, субстратом для водных беспозвоночных, производят кислород и действуют в качестве пищи для некоторых рыб и диких животных.

Макрофиты являются основными продуцентами и составляют основу пищевой сети для многих организмов. Они оказывают значительное влияние на химический состав почвы и уровень освещенности, поскольку замедляют поток воды, улавливают загрязнители и улавливают отложения. Избыточный осадок оседает в бентосе, чему способствует снижение скорости потока, вызванное наличием стеблей, листьев и корней растений. Некоторые растения обладают способностью абсорбировать загрязняющие вещества в свои ткани. Морские водоросли - это многоклеточные морские водоросли, и, хотя их воздействие на окружающую среду аналогично воздействию других более крупных водных растений, они обычно не называют макрофитами.

Водные растения требуют специальных приспособлений для жизни в воде или на поверхности воды. Наиболее распространенной адаптацией является наличие легких внутренних упаковочных клеток, аэренхима, но часто встречаются плавающие и мелко рассеченные листья. Водные растения могут расти только в воде или почве, которая часто насыщена водой. Поэтому они являются обычным компонентом водно-болотных угодий. Одно из крупнейших водных растений в мире - водяная лилия Амазонки ; одним из самых маленьких является минутная ряска. Многие мелкие водные животные используют растения, такие как ряска, для дома или для защиты от хищников. Некоторые другие известные примеры водных растений могут включать плавающее сердце, водяную лилию, лотос и водный гиацинт.

Содержание

  • 1 Распространение
  • 2 Эволюция
    • 2.1 Фотосинтез у водных растений
    • 2.2 Адаптация плавучести
    • 2.3 Наземные растения в водной среде
  • 3 Классификация макрофитов
    • 3.1 Эмерджентные
    • 3.2 Погруженные
    • 3.3 Плавающие -листный
    • 3.4 Свободноплавающий
  • 4 Морфологическая классификация
  • 5 Функции макрофитов в водной системе
  • 6 Использование и важность для человека
    • 6.1 Продовольственные культуры
    • 6.2 Биооценка
    • 6.3 Возможности источники терапевтических агентов
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Распространение

Основным фактором, контролирующим распространение водных растений, является глубина и продолжительность наводнения. Однако другие факторы также могут контролировать их распределение, численность и форму роста, включая питательные вещества, волнение, выпас и засоленность. Некоторые водные растения способны выжить в солоноватой, соленой и соленой воде.

Evolution

Водные растения приспособились жить как в пресной, так и в соленой воде. Водные сосудистые растения неоднократно происходили из разных семейств растений; они могут быть папоротниками или покрытосеменными (включая как однодольные, так и двудольные ). Единственные покрытосеменные, способные расти полностью погруженными в морскую воду, - это морские травы. Примеры найдены в таких родах, как Thalassia и Zostera. Водное происхождение покрытосеменных подтверждается данными о том, что некоторые из самых ранних известных ископаемых покрытосеменных были водными. Водные растения филогенетически хорошо рассредоточены по покрытосеменным растениям и имеют по меньшей мере 50 независимых источников происхождения, хотя они составляют менее 2% видов покрытосеменных. Archefructus представляет собой одну из самых старых и наиболее полных окаменелостей покрытосеменных, возраст которой составляет около 125 миллионов лет. Эти растения требуют особых приспособлений для жизни в воде или плавания на поверхности.

Хотя большинство водных растений могут воспроизводиться путем цветения и завязывания семян, многие из них также эволюционировали и получили широкое бесполое размножение с помощью корневищ., турионы и фрагменты в целом.

Фотосинтез водных растений

Из-за подводной среды водные растения имеют ограниченный доступ к углероду и плохо освещаются уровни. У водных растений есть DBL (диффузные пограничные слои ), которые различаются в зависимости от толщины и плотности листьев. DBL являются основным фактором, ответственным за отсутствие фиксации углерода в водных растениях. Из-за этой пониженной способности собирать питательные вещества водные растения адаптировали различные механизмы для максимального поглощения.

У плавающих водных растений листья эволюционировали так, чтобы иметь устьица только на верхней поверхности из-за того, что они не погружены в воду. Газообмен в основном происходит через верхнюю поверхность листа из-за положения устьиц, и они находятся в постоянно открытом состоянии. Благодаря водной среде растения не подвержены риску потери воды через устьица и, следовательно, не подвержены риску обезвоживания. Для фиксации углерода некоторые водные покрытосеменные могут поглощать CO 2 из бикарбоната в воде, что не характерно для наземных растений. Покрытосеменные, которые используют HCO3-, могут поддерживать pH и удовлетворительный уровень CO2 даже в основных средах с низким уровнем углерода.

Адаптация плавучести

Из-за окружающей среды водные растения испытывают плавучесть, которая противодействует их весу.. Из-за этого их клеточное покрытие намного более гибкое и мягкое из-за отсутствия давления, которое испытывают земные растения. Также известно, что зеленые водоросли имеют чрезвычайно тонкие клеточные стенки из-за их водного окружения, и исследования показали, что зеленые водоросли являются ближайшими предками живых наземных и водных растений. У наземных растений жесткие клеточные стенки предназначены для того, чтобы выдерживать суровые погодные условия, а также удерживать растение в вертикальном положении, поскольку растение сопротивляется гравитации. Считается, что гравитропизм, наряду с фототропизмом и гидротропизмом, развился в процессе перехода от водной среды обитания к наземной. У наземных растений больше не было неограниченного доступа к воде, и они должны были развиваться, чтобы искать питательные вещества в своем новом окружении, а также развивать клетки с новыми сенсорными функциями, такими как статоциты.

Наземные растения в водной среде

Было проведено множество исследований, касающихся физиологических изменений, которым подвергаются наземные растения при затоплении из-за наводнения. Было обнаружено, что при погружении в водную среду новый рост листьев наземных растений имеет более тонкие листья и более тонкие клеточные стенки, чем листья на растении, которое росло над водой, а также уровень кислорода выше в той части растения, которое растет под водой. по сравнению с участками, которые росли в их земной среде. Это считается формой фенотипической пластичности, поскольку после погружения в воду растение претерпевает изменения в морфологии, которые лучше подходят для новой водной среды. Однако, хотя некоторые наземные растения могут быстро адаптироваться к водной среде обитания, нет гарантии, что растение сможет воспроизводиться под водой, особенно если растение обычно полагается на наземных опылителей .

Классификация Макрофиты

В зависимости от формы роста макрофиты можно охарактеризовать как:

  • зарождающиеся
  • погруженные
    • укоренившиеся: укорененные в субстрате
    • некорневые: свободные -плавающий в толще воды
    • Прикрепленный: прикреплен к субстрату, но не корнями
  • Плавающий
  • Плавающий

Эмерджентный

An Надводное растение - это растение, которое растет в воде, но проникает через поверхность, так что частично находится в воздухе. В совокупности такие растения представляют собой зарождающуюся растительность .

Эта привычка, возможно, сформировалась из-за того, что листья могут фотосинтез более эффективно в воздухе и конкурировать с погруженными в воду растениями, но часто основными воздушными особенностями являются цветы и связанный репродуктивный процесс. Эмерджентная привычка допускает опыление ветром или летающими насекомыми.

Есть много видов эмерджентных растений, среди которых тростник (Phragmites ), Cyperus papyrus, виды Typha, виды лихорадки и виды дикого риса. Некоторые виды, такие как вербейник пурпурный, могут расти в воде как надводные растения, но они способны процветать в болотах или просто на влажной земле.

Затопленные

Затопленные макрофиты полностью расти под водой с корнями, прикрепленными к субстрату (например, Myriophyllum spicatum ) или без какой-либо корневой системы (например, Ceratophyllum demersum ). Гелофиты - это растения, которые растут в болоте, частично погруженные в воду, так что они вырастают из почек под поверхностью воды. Окантовка высокорослой растительности у водоемов и рек может включать гелофиты. Примеры включают в себя насаждения Equisetum fluviatile, Glyceria maxima, Hippuris vulgaris, Sagittaria, Carex, Schoenoplectus, Sparganium, Acorus, желтый флаг (Iris pseudacorus ), Typha и Phragmites australis.

Плавающие листья

Макрофиты с плавающими листьями имеют корневую систему, прикрепленную к субстрату или дну водоема, и листья, плавающие на поверхности воды. Распространенными плавающими листовыми макрофитами являются водяные лилии (семейство Nymphaeaceae ), водоросли (семейство Potamogetonaceae ).

свободно плавающие

плавающие макрофиты - это водные растения, которые находятся во взвешенном состоянии на воде. поверхность, корень не прикреплен к субстрату, отложениям или дну водоема. Они легко продуваются воздухом и создают питательную среду для комаров. Например, виды Pistia, обычно называемые водяным салатом, водяной капустой или нильской

Морфологическая классификация

Многие возможные классификации водных растений основаны на морфологии. Один пример состоит из шести следующих групп:

  • : растения, приспособленные к жизни под водой или на суше. суша
  • : стеблевые растения, которые завершают весь свой жизненный цикл в погружении, или только их цветы находятся над ватерлинией
  • Изоэтиды : розеточные растения, которые завершают весь свой жизненный цикл в погружении
  • Гелофиты : растения укореняется внизу, но с листьями над водой строка
  • : растения, укоренившиеся на дне, но с листьями, плавающими на поверхности воды
  • Pleuston : сосудистые растения, которые свободно плавают в воде
Многие печеночники растут либо под водой, либо на суше. Ceratophyllum submersum, свободно плавающее растение, которое растет полностью под водой. Eriocaulon aquaticum, пример изотида, растет в воде. Pistia stratiotes, пример плейстона, растения, которое свободно плавает на поверхности воды. Lysichiton americanus растет на дне с листьями и цветами над ватерлинией. Вода лилии растут корнями в основании с листьями, плавающими на поверхности воды.

Функции макрофитов в водной системе

Макрофиты выполняют многие экосистемные функции в водных экосистемах и предоставляют услуги человеческому обществу. Одной из важных функций, выполняемых макрофитами, является поглощение растворенных питательных веществ (N и P) из воды. Макрофиты широко используются на построенных водно-болотных угодьях по всему миру для удаления избытка азота и фосфора из загрязненной воды. Помимо прямого поглощения питательных веществ, макрофиты косвенно влияют на круговорот питательных веществ, особенно на круговорот азота, через влияние на денитрифицирующие бактериальные функциональные группы, которые обитают на корнях и побегах макрофитов. Макрофиты способствуют осаждению взвешенных твердых частиц за счет снижения скорости течения, препятствуют эрозии, стабилизируя поверхность почвы. Макрофиты также обеспечивают пространственную неоднородность в неструктурированной водной толще. Сложность среды обитания, обеспечиваемая макрофитами, способствует увеличению разнообразия таксономии и плотности как рыб, так и беспозвоночных.

Использование и важность для людей

Продовольственные культуры

Мировое производство пищевой рыбы и водных организмов в аквакультуре растения, 1990–2016 гг.

Некоторые водные растения используются человеком в качестве источника пищи. Примеры включают дикий рис (Zizania ), водяной кальтроп (Trapa natans ), китайский водяной каштан (Eleocharis dulcis ), индийский лотос (Nelumbo nucifera ), водяной шпинат (Ipomoea aquatica ) и кресс-салат (Rorippa nasturtium-aquaticum ).

Биооценка

Ухудшение сообщества макрофитов может указывать на проблемы с качеством воды и изменения экологического статуса водоема. Такие проблемы могут быть результатом чрезмерной мутности, гербицидов или засоления. И наоборот, чрезмерно высокий уровень питательных веществ может привести к переизбытку макрофитов, что, в свою очередь, может помешать. Уровни макрофитов легко подобрать, не требуют лабораторного анализа и легко используются для расчета простых показателей численности.

Потенциальные источники терапевтических агентов

Фитохимические и фармакологические исследования показывают, что пресноводные макрофиты, такие как как Centella asiatica, Nelumbo nucifera, Nasturtium officinale, Ipomoea aquatica и Ludwigia adscendens, являются многообещающими источниками противоопухолевые и антиоксидантные натуральные продукты.

Было обнаружено, что горячие водные экстракты стебля и корня Ludwigia adscendens, а также плодов, листьев и стеблей Monochoria hastata обладают ингибитором липоксигеназы деятельность. Горячий водный экстракт, приготовленный из листьев Ludwigia adscendens, проявляет более сильную ингибирующую активность на альфа-глюкозидазу, чем у акарбозы.

См. Также

  • Портал водно-болотных угодий

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с водными растениями.
Последняя правка сделана 2021-06-11 22:58:32
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте