Стрелолист обыкновенный черты приспособленности

Стрелолист обыкновенный

Плоды стрелолиста имеют подэпидермальную воздухоносную ткань, поэтому обладают способностью в течение нескольких месяцев плавать на поверхности воды, распространяясь с помощью водных птиц, и переноситься с комочками почвы на ногах животного или человека. В цветоножках растения содержится млечный сок, и если оторвать листочек или цветок, то из стебля потечет беловатая жидкость. Листья этого вида привлекают внимание своей необычной формой. Треугольный лист стрелолиста очень напоминает наконечник стрелы. Его листья и стебли к зиме отмирают, и только корневище остается живым.

Форма листьев у стрелолиста зависит от глубины на которой растет кустик. На берегу или в очень мелкой воде, разовьются только те листья, за которые это растение названо стрелолистом. На длинных, жестких черешках почти вертикально торчат крупные блестящие стреловидные листья с глубокой выемкой у черешка. Нижние дольки листа почти равны по длине его цельной части. Если стрелолист вырос глубже, он образует вместе со стреловидными воздушными листьями и плавающие. У них гибкий черешок и пластинки листьев плавают на поверхности воды, они тоже стреловидные, но более округлые. Если водоем еще глубже, стрелолист способен дать только подводные листья, которые никогда не достигают поверхности воды. Они прозрачные, светло-зеленые и совсем не похожи ни на стреловидные, ни на плавающие. Больше всего они похожи на ленты и описываются как ремневидные.

Растения со всеми тремя типами листьев встречаются редко, но зато могут быть кустики с листьями одного типа или двух одновременно. Реже всего встречаются плавающие листья. Растения, имеющие только ремневидные листья не цветут. Для цветения им нужно, чтобы хотя бы один-два листа достигли поверхности воды.

Короткое корневище образует тонкие длинные боковые побеги, заканчивающиеся почками. К осени конец бокового побега начинает утолщаться и превращается в клубенек величиной с небольшой орех, с почкой-носиком. Эти клубеньки будут зимовать, а весной дадут новые растения.

Клубни содержат до 35% крахмала, съедобно и само корневище. Его едят печеным или вареным. Так же готовят и клубеньки, впрок их можно заготовить, нарезав на ломтики и высушив. В Японии и Китае стрелолист введен в культуру и даже образует особую форму, которая отличается от основной более крупными листьями и клубнями. Сухие клубни этих растений содержат 55% крахмала, 5,5% сахара.

Необычный многолетник, произрастающий в воде. Относится к семейству «частуховые», предпочитает умеренный и тропический климат. Род «стрелолист» насчитывает около 40 видов. В природе растёт на речных берегах, а также вдоль прудов и озёр.

На Руси духа, отвечающего за охрану брачного ложа, славяне изображали в виде золотого кота, держащего в зубах стебель этого растения. Также в народе стрелолист называют болотник и шильник.

Широкое применение стрелолист нашёл в украшении и декорировании аквариумов, а также искусственных водоёмов. Прекрасно смотрится стрелолист в пруду.

Благодаря особенности растения к изменению листьев, аквариумисты могут создавать разнообразные подводные травники.

Описание стрелолиста

Рассмотрим, как выглядит стрелолист.

Описание наводных и подводных листьев стрелолиста

Из не длинного широкого корневища, на котором имеются небольшие клубеньки, произрастает безлистный, достигающий метра, стебель. Листья скомпонованы в розетку, располагаются у корня.

Под водой листья выглядят в виде длинных, узких полос. Дорастая до поверхности, некоторые из них формируют овальную, чуть вытянутую пластинку с «ушками» на основании.

Над поверхностью воды взрослый стрелолист выпускает трехгранные черешки, которые оканчиваются листовой пластиной, визуально напоминающей наконечник стрелы, за что растение и получило своё интересное название.

Формы листьев стрелолиста меняются, в зависимости от подвида и от окружающих условий, становятся длинней или короче, шире или уже, и даже меняют цвет.

Когда растение растёт слишком глубоко, недостаток света угнетает его рост. Цветок формирует только подводные, полосовидные листья и затем сразу выпускает стебель, на котором формируется соцветие, а затем и плод.

Такая же ситуация происходит в случаях, когда стрелолист растёт в ручье. Сильные потоки воды не дают листьям правильно развиваться и подниматься над водой.

Описание соцветий и плодов стрелолиста

На вытянутом трёхгранном стебле, возвышающемся над водой, формируется соцветие, оно состоит из групп, насчитывающих по 3 цветка. Стрелолист раздельнополое растение.

В двух нижних группах расположились пестичные цветки, все остальные группы тычиночные. Каждый цветок в окружности достигает пяти сантиметров.

Цветок состоит из:

трёхчленной чашечки;
три белых лепестка, в нижней части каждого из которых расположилось по округлому, бордовому пятнышку.
На женских цветках пестики;
На мужских цветках тычинки бордового цвета;

В первую очередь, соцветие распускает нижние, женские бутоны, уже после этого раскрываются мужские. За счет этого опыление происходит перекрёстно, в качестве опылителей выступают насекомые.

В редких случаях, стрелолист выпускает гермафродитные цветки, которые имеют и пестики и тычинки, но такие случаи были зафиксированы только в Германии.

Цветоножка у пестичных цветков вполовину короче тычиночных.

После окончания цветения, из опылённых женских цветков формируется семенная коробочка. Она имеет вид округлого шипастого, зелёного плода, очень похожего на экзотический фрукт дуриан.

Образование клубневых побегов

Ближе к сентябрю, из расположенных в основании стебля листовых пазух, стрелолист выпускает длинные полуметровые, округлые побеги белёсого цвета. На конце каждого побега находится несколько вытянутых листков и небольшое уплотнение, которые постепенно, зарываясь в ил, разрастается и превращается в клубневое образование.

Материнское растение всю зиму через эти побеги питает клубеньки, а к весне погибает, давая жизнь своему «потомству».

Применение в пищевой промышленности

В КНР выращивают данное растение в качестве овощной культуры. Под влиянием культивирования, клубни растения становятся крупнее, их количество увеличивается. Можно собрать до десяти четырнадцати граммовых клубней с одного растения.

Крахмал, полученный из клубней, используют в качестве основы для киселей и желе.

Французы едят клубни стрелолиста, как самостоятельное блюдо.

Богатые крахмалом и белком, они менее водянисты, чем картофель или топинамбур. Сырые клубни имеют ореховый вкус, после варки, вкус похож на гороховую кашу, а если их испечь, то невозможно отличить от обычной картошки.

Виды растения

Выведено множество декоративных подвидов стрелолиста обыкновенного, в России прижились только четыре.

Стрелолист карликовый

Был завезён к нам в 80х, предположительно из Голландии. Низкорослое (до 10см) водное растение, имеет свойство куститься и образовывать густые заросли.

Представляет собой однолетник, неприхотлив, вырастить его может даже новичок в аквариумном деле.
Лучше смотрится на переднем плане в небольших до 100 литров емкостях.

Растение хорошо развивается при температурном режиме, от 19 до 28°С. Выживет, даже если температура кратковременно опустится до 14°С.

В загрязнённой воде не приживётся, при этом ни жесткость, ни другие химические параметры особой роли не играют. Когда аквариум мутнеет, листья начинают сразу разрушаться, на них формируется сероватый налёт.

Условия для роста:

Чтобы растение ощущало себя комфортно в вашем аквариуме, раз в неделю заменяйте ¼ часть воды свежей.
Стрелолист светолюбивый цветок, чтобы полноценно развиваться, ему необходимо, чтобы световой день был не менее 10 часов. Подойдёт, как натуральное, так и искусственное освещение. При дефиците освещённости, листья стрелолиста бледнеют и сильно вытягиваются, «заросли» быстро редеют и теряют свою декоративность.
Из-за строения корневой системы, данный вид стрелолиста необходимо высаживать на песок или очень мелкую гальку, в более крупном грунте коротким корешкам будет просто не за что зацепиться.

Если же в вашем аквариуме уже используется крупная галька, то перед посадкой следует раздвинуть камни, в образовавшуюся лунку насыпать песка.

Для того чтобы размножить ваши кустики, достаточно просто отделить небольшой кусочек из общих зарослей и посадить на новое место.

Стрелолист Эатона или Sagittaria eatoni

Ареал обитания Северная Америка, хорошо растёт и развивается в аквариуме любого размера. Ещё его называют широколистный и злаковый. Красивые ярко-зелёные листья лентовидной формы могут достигать в длину 20 сантиметров, собраны в прикорневые розетки.

После формирования пятого листа, пускает цветочную стрелку, на которой распускаются мелкие белоснежные цветки. Является однолетником.

Это очень теплолюбивый вид и если столбик термометра ниже 19 градусов, останавливает своё развитие. Комфортно растение ощущает себя при температурном диапазоне от 22 до 26°С.
Главное условие для положительной динамики развития чистая вода.
Идеально, когда в аквариуме присутствует система фильтрации. При слабо загрязнённой воде нежные листья растения покрывает налет, они погибают. Как и карликовому виду, ему необходима регулярная замена воды.
При использовании искусственного освещения, лампу следует устанавливать в верхней части аквариума, в противном случае листья начнут изгибаться к источнику света, деформируются и потеряют ухоженный вид.
Посадка осуществляется в пятисантиметровый слой речного песка, также может подойти мелкая галька. Корни лучше закрепятся в грунте, если добавить немного глины или ила. В замкнутом пространстве аквариума возможно только вегетативное размножение растения.

Когда дочерняя розетка сформирует хотя бы пять листков, её отделяют от основного кустика и определяют на постоянное место. Чтобы новое растение смогло закрепиться, его прижимают камушком.

Стрелолист плавающий

Высокий 50 сантиметров, мелководный многолетник семейства частуховые, предпочитает стоячую воду. В природе встречается в Европе, Испании и Германии.

Из широкой, крепкой корневой системы появляются почти прозрачные, ленточной формы светло-зелёные листки, а вслед за ними длинный и очень тонкий стебель, на котором располагаются цветочные и листовые зачатки.

Появившиеся на стебле листья плавают на поверхности воды, листовая пластина имеет характерную, слегка скруглённую форму наконечника стрелы.

Затем появляются две группы небольших белоснежных цветков, каждый из которых насчитывает по три лепестка. Тычинки жёлтого цвета. Листовые розетки, расположенные на стебле, могут служить для размножения растения. Зацветает в начале июля, колючие мелкие плоды формирует к сентябрю.

Читайте также: Разновидности устриц

Активно используется в декорировании искусственных водоёмов.

Специалисты советуют сажать цветок предварительно в чашу с перемешанным илом и песком, а поверх прижать небольшим камнем.
Затем ёмкость с растением заглубляют в воду примерно на двадцать сантиметров.
На зимовку чашу опускают ниже уровня промерзания воды.

Размножить плавающий стрелолист можно весной семенами или летом делением корня. Ещё можно укоренить дочернюю розетку расположенную на плавающем стебле, делать это следует после того, как цветки опадут.

Стрелолист шиловидный или Sagittaria subulata

Ареал обитания Северная Америка. В Россию этот вид был завезён ещё в восемнадцатом веке и распространился в оптимальных климатических зонах.

Представляет собой невысокий многолетник со слабой, плохо развитой корневой системой.

Листья вытянутые, линейной формы, вдоль яркой зеленой пластины проходят три светлых прожилки. Подходит для декорирования, как переднего, так и заднего фона в аквариуме.

Растение предпочитает тёплую воду, оптимальным будет температурный диапазон 22 — 26°С.
Спокойно переносит незначительные понижения или повышения температуры.
К химическому составу воды предпочтений нет. Для гармоничного развития стрелолиста шиловидного главное условие чистая вода.
Растению необходимы прямые лучи солнечного света, минимум по 4 часа в сутки, оставшуюся световую потребность можно компенсировать искусственным освещением. Подсветка должна быть верхнего плана, во избежание деформации подводных листов.
Высаживают стрелолист шиловидный в речной песок. До размещения растения необходимо положить органическую подкормку в виде торфяных шариков или небольшого количества глины. Добавлять в грунт ил не следует, т.к. повышается риск развития корневой гнили, тогда розетка может погибнуть.

От смены обстановки и при «переезде» в другой аквариум, болотник испытывает большой стресс, часть листков может отпасть, не стоит пугаться, совсем скоро растение придёт в норму и обратно наберёт зелёную массу.

В аквариуме размножать растение можно круглогодично, для этого достаточно отделить часть корня с листочками (минимум 4). Стараясь сильно не заглублять нежные корешки, пересадить на подготовленное место.

При должном уходе стрелолист шиловидный может зацвести в аквариуме. На тонком вытянутом цветоносе располагаются группы по три белых цветочка, над водой поднимаются только верхние мужские цветки, количество тычинок в них насчитывается до 9 штук.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Тема: «Изучение приспособленности организмов к среде обитания»

Задачи: создание условий для осознания учащимися понятий «приспособленность», «целесообразность», «адаптация», «относительность приспособленности»; развитие интереса к учебной и научной информации, касающейся проблемы многообразия адаптационных особенностей у представителей живой природы; формирование умений учащихся применять знания об эволюционных закономерностях возникновения адаптации (о направленности и специфике действия факторов эволюции) для объяснения механизма возникновения конкретной приспособленности, для прогнозирования следствий и формулирования выводов; развитие рефлексивной активности учащихся на основе анализа алгоритма решения проблемы и оценивания значимости открытий, служащих доказательством эволюционного развития органического мира.

Цель работы: рассмотреть примеры приспособленности организмов к среде обитания, выяснить характер (специфику) адаптации; оценить степень ее целесообразности; использовать знания о движущих силах эволюции для объяснения механизма возникновения приспособленности.

Оборудование: лупа, пинцет, препаровальная игла.

Инструктивная карточка № 1

Материал: набор семян и плодов растений, иллюстрации растений и их плодов: бузины красной, одуванчика обыкновенного, чистотела большого, представителей семейства Орхидные (см. рис. 1).

Рис. 1. Растения и их плоды: 1 — бузина красная; 2 — одуванчик обыкновенный, 3 — чистотел большой, 4 — венерин башмачок настоящий и ятрышник пятнистый

1. Внимательно прочитайте следующую информацию.

С глубокой древности натуралистов поражала гармония живых существ с окружающими их условиями жизни. Ярким и интересным примером гармоничных взаимоотношений некоторых

В обычных условиях от такого сотрудничества выигрывают обе стороны — у муравьев есть стабильный источник пищи, а семена растений разносятся далеко (одна колония муравьев разносит десятки тысяч семян за вегетационный период на расстояние до 1000 м от муравейника), что снижает конкуренцию между материнским растением и его потомством.

Приспособленность организмов – свойство, позволяющее им существовать и размножаться в условиях среды. Целесообразность – максимальное соответствие формы (организации, структуры) или функции органа, системы органов или целостного организма его назначению.

Приспособленность организмов к среде их обитания целесообразна.

цветковых растений (пролески, гусиного лука, хохлатки, чистотела, фиалки и др.) и муравьев является мирмекохория (от греч. myrmex — муравей и choreo — распространяюсь). Мирмекохория связана с поеданием муравьями придатков (ариллоидов или карункулов) на семенах, остающихся при этом неповрежденными. В поиске пищи муравьи находят такие семена и волокут их в муравейник. После этого лакомство съедается, а выброшенное семя благополучно прорастает в богатой питательными веществами почве.

Опираясь на данные закономерности приспособленности организмов к условиям среды, исследователи установили, что размеры семян чаще всего определяются величиной запаса питательных веществ и связаны с особенностями их распространения, а также условиями прорастания. Так, крупные семена содержат большой запас питательных веществ, необходимых для всходов в условиях сомкнутого растительного покрова. В мелких семенах содержится меньший запас питательных веществ (в данном случае благодаря не большим размерам семена этих растений легче переносятся ветром подальше от родительского растения). Очевидно, запас питательных веществ является необходимым условием для развития проростка. Однако в природе встречаются такие растения, семена которых настолько мелки, что похожи на пылинки! Это семена некоторых представителей семейства орхидных: венерина башмачка, ятрышника, любки и др., произрастающих в лесной зоне Северного полушария с умеренным климатом. В них запас питательных веществ практически отсутствует.

2. Как вы думаете, в чем здесь заключается проблема, и как бы вы сформулировали проблемный вопрос? Сформулируйте гипотезу, объясняющую данное противоречие.

Как бы вы проверили истинность собственного суждения?

3. Для компетентного ответа на проблемный вопрос вам помогут анализ изложенной выше информации, иллюстративный и раздаточный материал, а также проведение исследования по следующему плану:

а) внимательно рассмотрите объекты исследования (натуральные и/или иллюстративные материалы);

б) определите условия сред обитания, вызывающие появление конкретных приспособлений у объектов;

в) опишите характерные черты исследуемых объектов, способствующие их адаптации к условиям среды;

г) используя знания о движущих силах эволюции и об основных генетических закономерностях, проанализированную информацию, а также собственные наблюдения, опишите возможный путь возникновения конкретных черт адаптации;

д) оцените целесообразность черт приспособленности объектов исследования к условиям среды обитания и обоснуйте свое мнение;

е) полученные результаты внесите в таблицу.

Название организма	Условия среды обитания и характере адаптации	Черты приспособленности организмов к среде обитания	Механизм возникновения приспособления	Характер приспособленности и его обоснование
1.

Комментарий к работе с текстом Противоречивость данной информации заключается в представлении о питательных веществах в семени как не обходимом условии его прорастания и новой информацией о практически полном отсутствии их в семенах наших северных орхидей.

Тем не менее целесообразность такого положения дел обосновывается приспособленностью к распространению семян в условиях сомкнутого лесного сообщества, где практически отсутствует ветер. Минимального движения воздуха в лесу будет достаточно для того, чтобы легчайшие семена отлетели подальше от материнского растения, что обеспечит, скорее всего, их проросткам шанс на выживание.

Инструктивная карточка №2 (см. рис. 2)

Рис. 2. 1 — кактус карнегия; 2 — агава сизаль; 3 — элодея; 4 — стрелолист обыкновенный (фотография и схематический рисунок)

Вода — природное вещество, образованное в земной коре естественным путем. Ценные свойства воды определили ее значительную роль в жизни организмов. Например, высокая теплоемкость, из-за которой ее температура при нагревании и охлаждении изменяется незначительно. Поэтому большинству водных обитателей не угрожает ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение. Сила сцепления между молекулами воды весьма велика. Благодаря этому вода может подниматься по сосудам и трахеидам растений, хотя земное тяготение, противоборствуя этому, тянет ее вниз. С глубокой древности натуралистов поражала гармония живых существ с окружающими их условиями жизни. Интересен пример с растением под названием «стрелолист» (род семейства частуховых). Это растение относится к многолетним водным или болотным травам. Оно растет почти повсеместно в водоемах со стоячей или медленно текущей водой, по берегам. У водных форм стрелолиста встречаются листья трех типов: подводные — лентовидные; плавающие — длинночерешковые, овальные или яйцевидные; воздушные — стреловидные. Такое явление носит название гетерофиллия(от лат. hetero — разный; греч. phyllon — лист) — различия в форме, размерах и структуре листьев на одном и том же растении. Эта уникальная способность стрелолиста и других растений к развитию листьев разных форм в различных условиях освещенности наследуется.

Растения способны как к поглощению, так и к испарению воды. Транспирация (испарение растениями воды) происходит через устьица. Существует огромное разнообразие форм растений, обеспечивающих (в зависимости от дефицита или избытка воды в окружающей среде) усиленное или экономное ее испарение. Например, такие суккуленты (от лат. succulentus — сочный), как агава, алоэ (имеющие сочные листья) или молочай, кактус (сочный стебель), накапливают большое количество воды, поэтому благополучно выживают в жаркий сезон года. Если растение теряет воду быстрее, чем корни подносят ее из почвы, то растение начинает увядать. Совершенно очевидно, что в условиях дефицита воды следует резко притормозить транспирацию. И действительно, устьица при этом несколько прикрываются. Однако полного прекращения испарения воды не происходит ни у одного растения! И даже в тех случаях, когда ее надо экономить.