Экологическая характеристика растений семейств Бурачниковые, Губоцветные, Норичниковые

« Средняя общеобразовательная школа №1»

Елабужского муниципального района Республики Татарстан

Экологическая характеристика растений

семейств Бурачниковые, Губоцветные, Норичниковые
Научно-исследовательская работа

ученицы 10 Б класса

КамалетдиновойЭнджеДамировны.

Научный руководитель:

учитель биологии СОШ №1

Казакова Светлана Владимировна

Елабуга, 2012
ОГЛАВЛЕНИЕ

1. 
   Введение 3
   
2. 
   Обзор литературы 4
   

2.2 Экологические группы растений по отношению к влаге, свету, составу почвы 7

3. 
   Методика исследований 10
   
4. 
   Результаты исследований 11
   
5. 
   Выводы 16
   
6. 
   Список литературы 17
   
7. 
   Приложения 16
   

ВВЕДЕНИЕ

В ходе работы перед нами встали следующие задачи:

1. 
   Изучить литературу о распространённых экологических группах растений.
   
2. 
   Освоить методику определения растений в полевых и камеральных условиях.
   
3. 
   Посетить различные биотопы (лес, луг, сад) в черте и окрестностях города Елабуги, определить видовой состав растений изучаемых нами семейств.
   
4. 
   В ходе работы с литературой и на основании личных наблюдений дать экологическую характеристику обнаруженных нами растений семейств Бурачниковые, Губоцветные и Норичниковые с точки зрения их отношения к влаге и плодородию почвы.
   
5. 
   Проанализировать результаты работы, сформулировать выводы.
   

Среди растений нашей местности выше указанных семействраспространены многолетние и однолетние травы.

Бурачниковые объединяют около 115 родов и до 2500 видов.

У многих бурачниковых на листьях есть жесткое щетинистое опушение. Соцветие - завиток всегда расположено наверху. Завитки размещены по одному или парами или образуют сложное метельчатое соцветие.

Окраска венчика различная, а у некоторых видов цвет меняется на протяжении срока цветения (например, розовый становится голубым или фиолетовым). Вероятно, эта перемена окраски усиливает ее контрастность. Формула цветка:_*Са₍₅₎Со₍₅₎А₅G_(2). Венчик трубчатый в основании, колокольчатый, воронковидный или колесовидный. У большинства представителей семейства плодсостоит из 4 орешковидных долей. Редко плод — коробочка.
Почти все бурачниковые энтомофилы, опыляемые большей частью пчелами. По способу распространения семянбурачниковые большей частью зоохоры, иногда это баллисты, анемохоры, мирмёкохоры, гидрохоры.

Семейство Норичниковые- Scrophulaceae

К семейству норичниковых относитсяне менее 250 родов и не менее 3000 видов.Несмотря на обилие видов, норичниковые обычно не играют существенной роли в растительных сообществах. Некоторые виды марьянника в изобилии развиваются в травянистом ярусе лесов, а виды погремка и очанки— на лугах, но они, будучи однолетниками, быстро отцветают и теряют свое значение. В семействе норичниковых присутствуют обычные, автотрофные растения, полупаразиты и полные паразиты.

Листья норичниковых не имеют прилистников и обычно расположены супротивно или очередно, реже мутовчато. Форма их может быть очень различной, но преобладают листья с цельными пластинками.

Формула цветка:_Са_(5-4)Со_(5-4)А₄G_(2).

Цветки норичниковых могут быть собраны в верхушечные или пазушные кистевидные или колосовидные соцветия. У многих видов марьянника (Melampyrum) синие или фиолетовые прицветники хорошо контрастируют с желтыми венчиками цветков (отсюда народное название этих видов Иван-да-Марья).

Венчик норичниковых часто бывает длиннотрубчатым, что связано с приспособлением к определенным опылителям. При двугубом венчике верхняя губа обычно образована 2 лопастями, а нижняя — 3. Нередко развивается выпуклина на нижней губе, прикрывающая собой зев цветка, например у львиного зева и льнянки. Шмели и крупные пчелы, опыляющие такие цветки, легко их открывают, в то время как для других, более мелких насекомых путь к нектару закрыт.

Только немногие роды (например, коровяк) имеют 5 тычинок. У других родов пятая (верхняя) тычинка превращена в стаминодий, очень крупный и варьирующий по строению. Остающиеся две пары тычинок обычно развиты неодинаково, и одна из них может редуцироваться, например у вероники (Veronica).

Большинство норичниковых имеет энтомофильные цветки. Однако многие норичниковые способны самоопыляться, что гарантирует образование плодов, если перекрестного опыления не произошло. Цветки коровяка и вероники с широко открытыми цветками опыляются различными насекомыми. Длиннотрубчатые цветки обычно приспособлены к очень ограниченному числу опылителей, нередко к одному или немногим видам пчел или шмелей. Плоды большинства норичниковых имеют форму коробочки.

В распространении семян норичниковых основная роль принадлежит ветру. Семена многих видов могут распространяться также на ногах различных животных. Видам марьянника свойствен мирмекохорный (с помощью муравьев) способ распространения. Их гладкие эллипсоидальные семена с поедаемым муравьями придатком из богатых маслами паренхиматических клеток часто по внешнему облику похожи на муравьиных куколок, что, по-видимому, также привлекает муравьев.

Значение норичниковых в жизни человека относительно невелико. Некоторые виды наперстянки дают ценное лекарство, регулирующее деятельность сердца и повышающее кровяное давление. Венчики цветков, а иногда и листья некоторых видов коровяка используют как мягчительное и отхаркивающее средство. В гомеопатии для лечения глазных болезней применяют виды очанки (Euphrasia).

Очень многие норичниковые культивируют в качестве красиво цветущих декоративных растений. Особенно широко известен происходящий из Средиземноморья львиный зев (Antirrhinummajus), многочисленные сорта которого разводят почти во всех внетропических странах. Несколько реже культивируют виды наперстянки.

Семейство Губоцветные - Lamiaceae, или Labiatae

Cемейство губоцветных, или яснотковых, насчитывает около 200 родов и 3500 видов.К числу важных отличительных особенностей губоцветных принадлежат супротивные (очень редко мутовчатые), обычно цельные листья без прилистников и четырехгранные стебли.

Известны как голые, так и виды, густо покрытые волосками. Представители этого семейства легко узнаются уже по строению венчика цветков, имеющего длинную трубку и двугубый зев, напоминающий разинутую пасть сказочного животного. Цветки пазушные, образуют ложные мутовки колосовидных соцветий. Формула цветка:_Са₍₅₎Со₍₂₊₃₎А_{4, реже 2}G₍₂₎.

Нередко зубцы чашечки имеют вид отогнутых в сторону колючек. Венчик губоцветных обычно разделен на две губы, из которых верхняя образована 2, а нижняя — 3 лепестками. Нижняя губа почти всегда более крупная, служит посадочной площадкой для опылителей. Опылителями являются преимущественно перепончатокрылые и бабочки, реже крупные мухи из семейства журчалок. Плод состоит из 4 орешковидных долей.

Очень многие губоцветные распространяются с помощью ветра (анемохория) или с помощью животных. Плоды некоторых губоцветных (особенно видов живучки и яснотки) имеют различным образом устроенные придатки, служащие пищей муравьям. Им свойствен так называемый мирмекохорный способ распространения. Виды губоцветных, обитающих у берегов водоемов и на болотах (например, виды мяты и зюзника), имеют плавающие доли плода, приспособленные к распространению водными потоками, но отчасти и водными животными[13]

Очень существен ароматический запах, свойственный большинству видов губоцветных, который определяется присутствием на всех или на некоторых частях растения желёзок, выделяющих эфирные масла сложного состава. Именно присутствием этих масел в значительной степени определяется практическое использование губоцветных в качестве технических, лекарственных и ароматических растений.

Гигрофиты- влаголюбивые растения, обитающие на избыточно увлажненной почве и, зачастую, во влажном воздухе. К ним относят растения прибрежных местообитаний, травы тенистых хвойных лесов. Их листья обычно тонкие, с однородным мезофиллом, крупные устьица расположены с обеих сторон пластинки, в стеблях и листьях часто имеются воздухоносные каналы. У этих растений слабо развиты корни, побеги часто вытянутые, стелющиеся, обычно развиты подземные запасающие органы. Покровные, механические и проводящие ткани развиты слабо. Часто на листьях образуются капли излишней влаги (явление гуттации - "плача" растений). У гигрофитов отсутствуют приспособления, ограничивающие расход воды, поэтому они быстро увядают.

    Ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить значительный недостаток влаги в почве и воздухе. Эти растения обитают на суходольных лугах, склонах южной экспозиции. Ксерофиты имеют ряд приспособлений, направленных на увеличение поступления воды (хорошо развитые корневые системы) и на уменьшение её расхода (сокращение листовой поверхности, плотно сомкнутые ткани, развитие толстой кутикулы, погружённые устьица, беловойлочное опушение из мёртвых волосков). Растения, у которых эти черты выражены в наибольшей степени, называются склерофитами. У них хорошо развиты механические и проводящие ткани. К ним относится, например, коровяк обыкновенный. Своеобразная разновидность ксерофитов - суккуленты - растения с сочными, мясистыми листьями или стеблями. Ксерофиты - светолюбивы, и особенности их строения характерны для многих светолюбивых растений (гелиофитов).
    Мезофиты - растения, обитающие в "средних" условиях увлажнения, т.е. не испытывающие недостатка влаги, но и не страдающие от её избытка. Это растения лугов, лиственные деревья и кустарники, большинство культурных растений и многие культурные сорняки. Листья их обычно крупные, мезофилл разделён на столбчатую и губчатую ткани, устьица на нижней стороне листа, который слабо опушён. К ним ряд авторов относит ранневесенние эфемероиды, которые в период вегетации не испытывают недостатка влаги. Примером мезофитов служит вероника дубравная.   

Нитрофилы предпочитают почвы, богатые органическими остатками. Их часто называют мусорными (рудеральными). Растения отличаются мощными размерами, часто имеют приспособления для отпугивания животных (жгучие волоски, ядовитые вещества в листьях, стеблях, плодах), или выделяющие избытки солей азота (выделительные железки или волоски). Пустырник относится к данной группе[16]

По требовательности к почвенному плодородию растения образуют следующие экологические группы:

• 
  мегатрофы (произрастают на самых богатых почвах);
  
• 
  мезотрофы (растения достаточно обеспеченных минеральным питанием почв);
  
• 
  олиготрофы (растения бедных почв по минеральному питанию).
  

Существуют и переходные формы между основными группами растений. Так, среди мезофитов выделяются виды, предпочитающие сырые участки (луга, леса, овраги)(лисохвост луговой, бекмания обыкновенная).Их объединяют в группу гигромезофитов. С другой стороны в местообитаниях с небольшим недостатком влаги много мезофитов с ксероморфными признаками и повышенной устойчивостью к засухе. Эта группа, переходная между мезофитами и ксерофитами, - ксеромезофиты. Примером могут служить многие виды сухих сосновых боров, песчаных местообитаний: клевер горный, подмаренник желтый.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Многие растения цветут ранним летом, поэтому их изучение надо проводить именно в это время. Для проведения работы необходимо иметь: блокнот, ручку, фотоаппарат, определители. Лучше выбрать сухой и солнечный день.

Для проведения исследования выбирается более или менее однородная территория. Здесьпроисходит закладка и описание пробных площадей и учетных площадок. Размеры пробных площадей для травяных сообществ обычно колеблются в пределах от 1 до 100 м², для лесов – от 100 до 5000 м², классический вариант - 20х20 метров. Размер может быть увеличен, так как размер пробной площади должен превышать минимальный размер площади, необходимой для выявления всех особенностей соответствующего сообщества. Пробные площади могут иметь строго определенную форму (прямоугольник, квадрат) или естественные границы изучаемого сообщества.

Для более точного подсчета отдельных видов растений в пределах пробных площадей выделяются учетные площадки размером 1-4 м².

Составление списка видов лучше начинать с какого-нибудь угла площадки, записывая сначала все растения, попадающие в поле зрения. Далее, медленно передвигаясь по сторонам квадрата, список дополняют новыми видами и только после этого пересекают пробную площадь по диагонали. Следует очень внимательно просматривать травостой, поскольку с высоты человеческого роста удаётся разглядеть далеко не все растения. Многие из них скрыты под листьями и стеблями крупных трав и обнаружить их возможно лишь при раздвигании травостоя руками и осмотре самых скрытых уголков. Для более точного определения следует выбирать цветущие и плодоносящие растения. Определение проводят на месте. В случае возникновения затруднений возможен отбор образца растения и его определение в лабораторных условиях.

Ряд исследуемых уголков фиксируют цифровым фотоаппаратом.

В процессе проведения исследования были посещены Танаевский лес, сосновая посадка в черте города, суходольный луг в районе ипподрома, садовое общество «Разведчик», клумбы школы №1. Сбор материала для практической работы был начат в мае и закончен в августе месяце. При определении принадлежности растений к той или иной экологической группе были использованы следующие источники:описание памятника природы Самарской области «Урочище Грызлы», описание флоры посёлка городского типа Чердаклы (Ульяновское Заволжье), горы Копеечной, определитель растений он-лайн.

**Примечание.Обычным шрифтом указано наблюдаемое время цветения растений, курсивом – данные литературных источников[1,2,3,4]

Анализируя данные таблицы А-1, следует отметить, что наиболее многочисленным по числу видов является семейство Губоцветные (Яснотковые) (9 видов), на втором месте – семейство Норичниковые (7 видов), самый малочисленным оказалось семейство Бурачниковые, насчитывающее 5 видов. Типичными дикорастущими являются 16 видов растений, возделываются исключительно в культуре 3 вида (сальвия блестящая, львиный зев большой, незабудка альпийская), встречаются в природных местообитаниях и выращиваются человеком 2 вида (бурачник лекарственный, мята длиннолистная). Характеризуя виды по месту произрастания, следует констатировать, что большинство из них имеют широкую экологическую приуроченность, встречаются в лесах, зарослях кустарников, на лугах, полях. Достаточно многочисленная группа растений населяет пустыри, сорные места, придорожные полосы, населённые пункты, т.е. является рудеральными видами. Это льнянка обыкновенная, пикульник двунадрезанный, пустырник пятилопастный, синяк обыкновенный, чернокорень лекарственный, чистец болотный (6 видов).

Среди растений семейств Бурачниковые, Губоцветные, Норичниковые преобладают виды с продолжительным сроком цветения (с июня по сентябрь). Наиболее раннецветущими являются вероника дубравная, незабудка альпийская и редкоцветковая (апрель, май). Цветут до осени львиный зев большой, сальвия блестящая, теоретически позднецветущими являются вероника длиннолистная, душица обыкновенная, коровяк метельчатый (мучнистый),льнянка обыкновенная, мята полевая, норичник шишковатый, пикульник двунадрезанный, погремок узколистный, пустырник пятилопастный, черноголовка обыкновенная, чернокорень лекарственный, чистец болотный, яснотка белая (13 видов).

Таблица А.2 – Экологическая характеристика растений семейств Бурачниковые, Губоцветные, Норичниковые

Русское название растения	Латинское название растения	Экологическая группа		Принадлеж-ность к рудеральным растениям
		по отношению к влажности	по отношению к плодородию почвы
Бурачниклекарственный, Огуречная трава	Borаgoofficinalis	Мезофит	Мезотроф
Вероника дубравная	Veronica chamaedrys	Мезофит	Мезотроф
Вероника длиннолистная	Veronica longifolia	Гигромезофит (гигрофит)	Мегатроф

Продолжение таблицы А-2

Душица обыкновенная	Origanumvulgare	Ксеромезофит (мезофит)	Мезотроф
Коровяк метельчатый (мучнистый)	Verbascumvernalis	Ксерофит	Мезотроф
Льнянка обыкновенная	Linaria vulgaris	Ксеромезофит(мезофит)	Мезотроф	Рудеральное
Львиный зев большой	Antirrhinum majus	Мезофит	Мезотроф
Мята полевая	Menthaarvensis	Гигромезофит(мезогигрофит)	Мезотроф
Мята длиннолистная	Menthalongifolia	Гигрофит	Мезотроф
Незабудка альпийская	Myosotisalpestris	Гигрофит	Мезотроф
Незабудка редкоцветковая	Myosotissparsiflora	Гигрофит	Мегатроф
Норичник шишковатый	Scrophularia nodosa	Мезогигрофит (гигромезофит)	Мегатроф
Пикульникдвунадрезанный	Galeopsisbifida	Мезофит	Мезомега-троф	Рудеральное
Погремок узколистный (весенний)	Rhinanthus lychnitis	Мезофит	Мезотроф
Пустырник пятилопастный	Leonurusquinquelobatus	Мезофит	Мегатроф Нитрофил	Рудеральное
Сальвия блестящая	Salviasplendens	Гигромезофит	Мезотроф
Синяк обыкновенный	Echiumvulgare	Мезоксерофит (мезофит)	Мезотроф	Рудеральное
Черноголов-ка обыкновенная	Prunellavulgare	Мезофит	Мезотроф
Чернокорень лекарственный	Cynoglossumofficinаle	Мезоксерофит	Мезотроф	Рудеральное

Продолжение таблицы А-2

Диаграмма В-1

Как видно из данных диаграммы В-1, большую часть растений составляют мезофиты (38,2%) и близкие к ним группы ксеромезофиты и гигромезофиты (по 19%).Типичных ксерофитов немного: их доля составляет всего 4,8%. В условиях повышенной влажности нуждаются 19% растений, принадлежащих к группе гигрофитов.

Диаграмма В-2

Данные диаграммы В-2 отражают потребности растений семейств Бурачниковые, Губоцветные и Норичниковые в питательных веществах почвы. Большинство выявленных нами растений не нуждаются в обилии питательных веществ и относятся к группе мезотрофов (71,5%). Повышенные требования к плодородию предъявляют мегатрофы и мезомегатрофы. Их доля невелика, составляет соответственно 19% и 9,5%.

ВЫВОДЫ

1. 
   По отношению к влажности растения исследуемых нами семейств распределяются по группам мезофитов, ксерофитов и гигрофитов. 38% растений занимают пограничное положение между мезофитами и гигрофитами с одной стороны и мезофитами и ксерофитами с другой.
   
2. 
   По отношению к почвенному плодородию растения исследуемых систематических групп относятся к группам
   
3. 
   Преобладание мезофитов и мезотрофов среди видов семейств Бурачниковые, Губоцветные и Норичниковые отражает типичную картину экологических спектров лесо - луговойрастительности.
   

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Губанов, И.А. Иллюстрированный определитель растений Средней России [Текст]. В3-хч. Ч. 3. Покрытосеменные (двудольные: раздельнолепестные)/ И.А. Губанов, К.В. Киселёва, В.С. Новиков, В.Н. Тихомиров.- Москва: Т-во научных изданий КМК, Институт технологических исследований, 2004. -520 с.
   
2. 
   Нидон, К. Растения и животные. Руководство для натуралиста. [Текст] /К.Нидон,И.Петерман, П.Шеффель, Б.Шайба. – Москва: Мир, 1991. -263 с.
   
3. 
   Новиков, В.С. Школьный атлас –определитель высших растений[Текст] / В.С. Новиков, И.А.Губанов. - Москва: Просвещение, 1991.-240 с.
   
4. 
   Новиков, В.С. Популярный атлас –определитель. Дикорастущие растения. [Текст] / В.С. Новиков, И.А.Губанов- М.: Дрофа, 2007.-415 с.
   
5. 
   Кузовенко, О.А. Урочище Грызлы–уникальный степной памятник природы Самарской области /О.А. Кузовенко, Т.И. Плаксина.//Вестник СамГУ- Естественнонаучная серия.- № 2, 2010.
   
6. 
   Голюшева, А.Н. Флора ПГТ Чердаклы (Ульяновское Заволжье)/А.Н. Голюшева, Н.С. Раков, С.А. Сенатор./Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2011. – Т. 20, № 1. – С. 49-103.
   
7. 
   Бурачниковые–Википедия[Электронный ресурс] Режим доступа:ru.wikipedia.org/wiki/БурачниковыеСохраненная копия – Похожие .– Загл. с экрана.
   
8. 
   Гаганова, В.В. Приспособление растений к водному режиму.[Электронный ресурс]/В.В.Гаганова. - Режим доступа:https://xreferat.ru/.-Загл. с экрана.
   
9. 
   Губоцветные -Википедия [Электронный ресурс] Режим доступа:ru.wikipedia.org/wiki/ГубоцветныеСохраненная копия – Похожие .– Загл. с экрана.
   
10. 
    Корнилов, А.Г. Экология: методы исследования экологических систем[Электронный ресурс] / А.Г. Корнилов, А.Н.Петин, П.В. Голеусов.Режим доступа:ggf.bsu.edu.ru/ElBook/Ekologia.-Загл. с экрана.
    
11. 
    Норичниковые -Википедия[Электронный ресурс] Режим доступа:ru.wikipedia.org/wiki/НоричниковыеСохраненная копия - Похожие.– Загл. с экрана.
    
12. 
    Определительрастенийon-line.Открытый атлас сосудистых растений России и сопредельных стран[Электронный ресурс] Режим доступа:https://www.plantarium.ru/. –Загл. с экрана.
    
13. 
    Природа России. Травянистые растения[Электронный ресурс] Режим доступа:www.ecosystema.ru.– Загл. с экрана.
    
14. 
    Семействогубоцветные[Электронный ресурс] Режим доступа: dipland.ru.– Загл. с экрана.
    
15. 
    Уфимцева, М.Д. Индикаторная роль растительности при экологических исследованиях. [Электронный ресурс] /М.Д. Уфимцева.- Режим доступа:www.eco.nw.ru.– Загл. с экрана.
    
16. 
    Экология.Здоровье.Человек. Природа и природные ресурсы Кузбасса. Вегетативные органы[Электронный ресурс] Режим доступа:www.ecol12.narod.ru/VegetOrg.htm. –Загл. с экрана.
    
17. 
    Яснотковые-Википедия[Электронный ресурс] Режим доступа:ru.wikipedia.org/wiki/ЯснотковыеСохраненная копия - ПохожиеСохраненная копия – Похожие .– Загл. с экрана.