Тема исследования: «Как выживает кактус в пустыне?»

Вот кактус. Разве он цветок?

На бугорке земли шершавой

Нелепо скрюченный виток

Колючей проволоки ржавой.

Однако, даже он и тот

Однажды, вдруг, в песках безбрежных

Цветет, да как еще цветет,

С какой доверчивостью нежной!

Цель:

Как кактусы не сгорают

на солнце и добывают воду?

Задачи:

1. Почему кактусы покрыты колючками?

2. Почему некоторые кактусы такие мохнатые?

3. Почему кактусы не испытывают жажды?

4. Какая польза от кактусов?

Объект исследования: жизнь кактуса в условиях пустыни

Предмет исследования: КАКТУС

Гипотеза исследования:

1. Чтобы сохранить влагу, кактусы отращивают колючки

2. Ребристая поверхность кактуса помогает избежать солнечных ожёгов

3. Способность кактусов извлекать влагу из атмосферы

Методы исследования:

1. Сбор информации из книг, энциклопедий

2. Беседа

3. Наблюдение

4. Эксперимент

5. Анализ, сравнение, обобщение

Иногда кактусы кажутся инопланетянами: уж слишком они не похожи на все другие растения: неразговорчивые, колючие с виду невзрачные, но стоит их понять и они ответят необыкновенными цветами, которые не снились даже лиственным растениям.

Кактусы появились на Земле более 10 миллионов лет назад. Первые письменные упоминания о кактусах в европейской культуре относятся к первой половине 16 века.

Сейчас трудно найти человека, который бы не знал, как выглядят кактусы, но еще 500 лет назад эти растения не были известны европейцам. Кактусы по происхождению американцы, они стали известны науке спустя несколько лет после плавания Христофора Колумба.

Семейство кактусовых содержит более 3000 видов. Кактусы относятся к группе суккулентных растений (сукус — сок)

Кактусы делятся на лесные и пустынные.

К лесным относятся рипсалисы и шлюмбергеры. Это эпифитные кустарниковые кактусы практически без колючек. Их родиной являются горные леса Восточной Бразилии. Там они растут на высоте 900-1400 м над уровнем моря.

В естественной среде обитания, в тропических лесах, эти кактусы растут на деревьях или среди деревьев, поэтому неудивительно, что внешне они так сильно отличаются от колючих пустынных кактусов.

Основные достоинства лесных кактусов — цветы. В природе цветение начинается летом, а в Северном полушарии они зацветают осенью или зимой.

Благодаря этой особенности в странах Европы они известны как «рождественские кактусы». В России их называют «декабристами».

Старое название рода, до сих пор распространенное среди любителей, зигокактус.

Цветы зигокактусов изящной продолговатой формы распускаются постепенно. Они проявляются разными тонами: чисто-белым, кремовым, ярко-красным, лиловым. Имея большую ветвистую крону, при цветении ярко-красными соцветиями, зигокактус напоминает пылающий костер.

В новогоднюю ночь он манит загадочным волшебством своих соцветий.

Но мы поговорим о пустынных кактусах.

В природе кактусы растут в жарком сухом климате.

Листья доставляют растениям много хлопот: испаряют много воды, боятся ночных заморозков, обычных в пустыне, да еще привлекают антилоп своей свежей зеленью… С колючками вместо листьев кактусам гораздо спокойнее!

Некоторые кактусы очень мохнатые. Это позволяет им уберечься от жары. Густое серебристо-белое опушение — лучшее средство для отражения палящих солнечных лучей.

Вывод: Изучив литературу, мы убедились в том, что видоизмененные листья действительно помогают кактусу выжить в условиях пустыни.

У многих кактусов стебель шарообразный — такая форма имеет идеальное отношение объема к площади поверхности: наибольшему объему соответствует наименьшая площадь испарения.

Вот здесь кактусы и сталкиваются с противоречием. С одной стороны, чтобы сохранить потерю воды, выгодно уменьшить площадь поверхности, но с другой — при этом уменьшается фотосинтезирующая поверхность, а значит, ухудшается питание растения.

Кактусы решили эту проблему довольно оригинально: площадь поверхности, необходимую для фотосинтеза, они увеличили за счет появления на стебле ребер и выростов-сосочков; у большинства кактусов стебель не гладкий, а ребристый. Эта особенность помогает избежать солнечных ожегов.

Попробуем направить на кактус луч фонарика. Мы увидим, что почти вся поверхность в складках, оказалась в тени.

Вывод: В ходе эксперимента с фонариком стало ясно, что поверхность растения освещается неравномерно, что позволяет сделать вывод об избежании солнечных ожегов.

Многие виды способны извлекать влагу из воздуха, когда опускается туман или выпадает роса. Для этого у них существует особое хлопкоподобное опушение, которое как губка впитывает капельки конденсата из атмосферы и проводит захваченную воду к клеткам стебля. Подобную роль у некоторых кактусов выполняют колючки. Эта необычная особенность позволяет кактусам использовать влажный воздух для пополнения запасов воды.

Проведем эксперимент: возьмем полиэтиленовый пакет. На внутреннюю поверхность нанесем конденсат. Поместим внутрь пакета кактус с сухим комом земли и герметично закроем пакет. От количества конденсата и размера кактуса, растению понадобится от 3 до 7 дней, чтобы поглотить влагу. Пакет станет прозрачным и сухим.

Вывод: Благодаря эксперименту с конденсатом удалось установить, что кактусы способны извлекать воду из атмосферы.

Таким образом в условиях засухи кактусы накапливают и надежно сохраняют влагу в клетках. Они обладают характерными особенностями строения, позволяющими им переживать длительный период засухи.

Само слово «пустыня» подразумевает бесплодную и безжизненную местность. И все же некоторые растения сумели приспособиться к этим суровым условиям.

Мексиканцы издревле знали, что в пустыне всегда можно напиться: достаточно срубить ствол кактуса, в котором вода запасается, как в цистерне. Один гигантский кактус может запасти 2000-3000 литров воды.

Древесина некоторых кактусов используется как строительный материал, плоды многих употребляются в пищу, используются как лекарство, а мясистые стебли — как корм для скота.

Легенда о том, что кактус цветет всего один раз в жизни — всего лишь красивая выдумка. На самом деле при правильном уходе кактусы цветут и радуют глаз каждое лето.

Спасибо за внимание!

Список литературы

1. Энциклопедия знатока «Зеленая планета»

2. Энциклопедия «Я познаю мир»

3. Практическое руководство «Кактусы», автор-составитель Кулиш С. В., 2007

4. «Кактусы», ЗАО «Книга» Ростов-на-Дону, 2002

5. «Все о кактусах», Ян Ван дер Неер

Источник: botana.biz

Особенности внешнего и внутреннего строения: что помогает приспосабливаться и как?

Какие есть у кактуса приспособления к среде обитания, к примеру, предотвращающие перегрев растения?

Именно в эпидермисе растение накапливает влагу, чтобы воспользоваться ей в период засухи.

Во избежание испарения кактус имеет налет в виде воска на стебле, ребристую поверхность и колючки. Многие виды являются обладателями массивной корневой системы, которая прорастает глубоко в землю. Она также может разрастаться и на поверхности земли, при этом помогая всему растению питать влагу.

• Корневая система. При помощи особого строения корневой системы кактусы могут легко и быстро приспосабливаются к среде обитания. Какие же есть приспособительные признаки у корней? Большинство видов растения имеет уплотненный стержневидный корень. Уходя глубоко в почву, он создает вспомогательные корневые нити, делая при этом корневище более прочным. Здесь также скапливается влага и полезные элементы. Утреннюю росу тонкие корешки втягивают в себя даже на глубине до 20 см.

• Стебель. У разных видов бывают разные стебли. Существуют такие виды:
  1. Наземный побег.
  2. Деревянистый стебель.
  3. Сочная, мясистая основа без листьев.
  
  

  Как стебель кактуса приспособился к среде обитания, к примеру, к жизни в пустыне? Стебель содержит хлоропласты с хлорофиллом, они распадаются, ускоряя процесс фотосинтеза. Происходит все это в ночное время суток – это основное отличие кактуса от остальных растений. Покрыты стебли кожицей, которая обеспечивает надежную защиту от агрессивного внешнего воздействия. На 95% стебель состоит из воды, что позволяет видам выживать в самых засушливых условиях.

  На стебле кактуса находятся зачатки листьев (ребра, бугорки, сосочки с колючками). Эти элементы защищают растение от активного солнечного воздействия, образуя вокруг кактуса немного тени.

• Ареолы (колючки). Бывают различной формы, размеров и цветов. С их помощью кактус насыщается влагой из окружающей среды. Другая функция ареол – защита стебля от перепадов температур то есть эти его приспособления предотвращают перегрев, а также защищают растение от животных.

• Цветы. Бывают обоеполые, сидячие, трубчатые. Самый большой цветок у Многокорешкового Гилоцереуса (составляет 30 см). Цветение длится от пары минут до целой недели. Через цветы происходит размножение, распространение и сохранение вида.

Где обитает растение?

Кактусы можно встретить по всему миру:

• в тропических лесах;
• в саваннах;
• в пустынях и полупустынях;
• в горах до высоты 4,5 км выше уровня моря.

Подробнее о среде обитания кактусов:

1. Горы. В горных массивах растение получает солнечное облучение, на него влияют резкие скачки температуры и сильные ветра. Почва в горах не может долгое время контролировать уровень влаги. К горным видам относится:
   • маммилярия;
   • необессия;
   • эскобария;
   • телокактус.

   Шаровидное строение и короткоцилиндрические стебли помогают видам выживать в горных условиях.

2. Пустыня. В пустынях живут те представители вида, которые не имеют листьев. Это необходимо для экономии «драгоценной» влаги. Пустынные жители отличаются ребристым стеблем и длинными колючками. Именно в пустынях растут самые стойкие и не привередливые виды так они приспособились к жизни в этой среде:
   • эхинопсис;
   • астрофитум;
   • опунция.

3. Леса и джунгли. В этой местности кактусы выступают в роли паразитов, живут они на стеблях других растений. Это род Шлюмбергера, Эпифиллюм. Селятся на кронах крупных деревьев.

4. Домашние условия. В искусственно созданной среде обитания может расти большинство видов. Основное условие ухода – правильный полив, контроль температуры и подкормка. Но в отличие от природных условий, дома кактусы будут отличаться меньшими размерами и менее пышным цветением (либо его отсутствием).

К чему не может приспособиться?

К каким условиям внешней среды кактус не приспособлен и как это объясняется?

1. «Колючки» не любят большое количество солнца. Только 70% видов растения нормально реагируют на него, оставшиеся – предпочитают притемненные места. Это является первой проблемой для растения.

2. Скачки температур – вторая сложность для роста и развития. Границы приемлемых температур: от -10 до +35⁰С (при условии, что температура будет меняться постепенно). Если скачек будет резкой, растение умрет.

3. Избыток влаги – третья опасность. Если влаги много, появляются бактерии и грибки. Лучше больше проветривать помещение (как минимум 1 раз в день), где стоит «колючка».

Кактус – древнейшее экзотическое растение. Эти «колючки» отличаются необычным внешним видом, мясистым строением, уникальными цветами. Благодаря этому растение – частый обитатель флористических коллекций. К окружающей среде кактусу позволяет приспособиться корень, стебель, колючки и цветы. Встретить вид можно по всему миру: от гор до пустынь.

Источник: dacha.expert

Строение кактуса

Смена климатических особенностей повлияла на строение кактусов. В процессе своего развития у него выработались приспособления накоплять влагу и экономно её расходовать. Отсюда и сочный стебель растения, отсутствия листьев, которые поглощают большинство запасов воды и полезных микроэлементов. Однако кактусы имеют общие черты с обычными растениями. Что же тогда их отличает и выделяет с общей массы культур? Для выяснения этого рассмотрим морфологические особенности их строения.

Корень. Кактусы имеют утолщенный стержневидный корень. Постепенно углубляясь, он образовывает дополнительные корневые нити, создавая мощную корневую систему. Именно она служит складом влаги и полезных питательных веществ. Даже утреннею росу тонкие корни способны втягивать в себя, находясь на глубине 15-20 см.

Стебло. Кактусы имеют несколько видов стебла: наземный побег, деревянистый стебель, сочная и безлистая основа. Ребра, сосочки с колючками и бугорки – это зачатки листьев. Они предотвращают чрезмерный перегрев стебла на солнце, образовывая в промежутках тень. В стволе кактуса находятся хлоропласты с хлорофиллом, которые вследствие распада способствуют фотосинтезу. Однако этот процесс происходит не днем, а ночью, что существенно отличает их от других растений.

Ареолы – это укороченные боковые почки, из которых прорастают колючки. Они бывают разные по цвету, форме. Благодаря колючкам растение поглощает из воздуха влагу, защищает стебло от холода и жары, а также от животных.

Цветы у кактусов разные. Они могут быть трубчатые, сидячие, обоеполые. Самый большой цветок у Гилоцереуса Многокорешкового – 30 см. Цветут кактусы от нескольких минут до одной недели.

Благодаря морфологическим особенностям, кактусы приспосабливаются к среде обитания. Их корневая система поглощает столь необходимые питательные вещества и влагу, а стебло защищает от воздействия факторов внешней среды.

Среда прорастания суккуленты

Принято считать, что кактусы могут расти только в пустыне. Однако это не так. Колючие растения можно встретить везде, и повсюду они приспособятся к конкретным условиям. Рассмотрим некоторые примеры.

1. Горные области. Кактусы в высокогорьях подвергаются сильному солнечному облучению, частым перепадам температуры и мощным ветрам. Почва здесь неспособна длительное время удерживать воду, поэтому среди разнообразия кактусов самым приспосабливаемым является Лобивия.
2. Равнинные пустыни. Кактусы очень любят пустыни, только такие в которых долгие месяцы сильного зноя смениваются проливными дождями. За этот период кактусы успевают накопить влагу, столь необходимую для жизни во время следующих засушливых месяцев.
3. В лесах и джунглях также можно встретить кактусы. В большинстве случаев это кактусы-паразиты. Они живут на стебле других растений. Это род Шлюмбергера, Эпифиллюм, которые поселяются на кронах зеленых и мощных деревьев.
4. В искусственной среде могут жить практически все виды кактусов. Главный принцип при уходе за ними – правильный полив, температурный режим и удобрения.

Источник: CveTochki.net