Слайд 1Эколого-анатомические особенности покрытосеменных растений верхового болота
Звычайная Елизавета, 11 класс
МБОУ Лицей ФТШ
Научный
руководитель: Беэр Светлана Сергеевна
Обнинск, 2017
Слайд 2Болото Круглое, Архангельская область
Слайд 4Экологические факторы
Недостаток питательных веществ в почве (олиготрофность)
Переувлажненность субстрата
Временная сухость в
периоды высыхания болот
Перенасыщенность водой в периоды обильных осадков
Низкая температура субстрата и воздуха
Повышенная кислотность субстрата
Избыточное освещение солнцем
Слайд 5ЦЕЛЬ РАБОТЫ - выявление анатомических приспособлений цветковых растений к экологическим условиям
верховых болот.
ЗАДАЧИ:
Изучить внутреннее строение вегетативных органов растений обитающих на верховом болоте,
Проанализировать особенности строения и выявить черты приспособления к экологическим условиям верхового болота.
Определить облик «идеального» болотного растения, максимально приспособленного ко всему комплексу экологических факторов болота и установить, какие из обитателей болот наиболее близки к этому «идеалу».
Слайд 7Материал и методы
Время сбора материала: июль 2016
Место сбора: Архангельская область, верховое
болото Круглое
Материал: цветковые растения болота Круглое (за исключением растений - хищников)
Собранные растения фиксировали в 70% этаноле
Слайд 8Изученные виды:
Шейхцерия болотная (Scheuchzeria palustris), сем. Шейхцериевые
Пушица узколистная (Eriophorum angustifolium), сем.
Осоковые
Осока вздутая (Carex rostrata), сем. Осоковые (Cyparaceae)
Ситник (Juncus sp.), сем. Ситниковые (Juncaceae)
Береза карликовая (Betula nana), сем. Березовые (Betulaceae)
Сабельник болотный (Comarum palustre), сем. Розоцветные (Rosaceae)
Подбел обыкновенный, или многолистный (Andromeda polifolia), сем. Вересковые (Ericaceae)
Болотный мирт обыкновенный (Chamaedaphne calyculata), сем. Вересковые (Ericaceae)
Голубика (Vaccinium uliginosum), сем. Вересковые (Ericaceae)
Клюква болотная (Oxycoccus palustris), сем. Вересковые (Ericaceae)
Клюква мелкоплодная (Oxycoccus microcarpa), сем. Вересковые (Ericaceae)
Вахта трехлистная (Menyanthes trifoliata), сем. Вахтовые (Menyanthaceae)
Слайд 9Изготавливали временные анатомические препараты стебля, листа и корневища:
Слайд 10
Для этого мы делали тонкие срезы при помощи лезвия безопасной бритвы,
окрашивали флороглюцином с соляной кислотой (для выявления лигнина, содержащегося в одревесневающих тканях).
Срезы заключали в глицерин и изучали под микроскопом OlympusCX-53c объективом х 10 и окулярами х 10, х 40 и х100. Препараты фотографировали цифровой камерой Lumenera Infinity-2.Для анатомических препаратов составляли описание.
Слайд 12
Выявленные анатомические приспособления
Наличие кутикулы поверх эпидермы листа
Мелкие клетки эпидермы
Выраженность столбчатого мезофилла,
иногда с обеих сторон листа
Наличие в пробке дубильных веществ
Развитие аэренхимы
Глубокое заложение пробкового камбия – феллогена
Наличие механической ткани во всех проводящих пучках
Крупные и многочисленные сосуды ксилемы
Слайд 131) Размеры листовой пластинки
Подбел обыкновенный (мелкие листья)
Слайд 14
Подбел обыкновенный (мелкие листья)
Слайд 15Вахта трехлистная (Menyanthes trifoliata)
Слайд 16Кутикула листа, стеблей
Большинство листьев имеет толстую кутикулу, что также является признаком
ксероморфизма.
Кутикула, покрывающая стебель ситника
Поперечный срез листа березы карликовой, фрагмент
а
а
а- толстый слой кутикулы
Слайд 17
Лист болотного мирта с чешуйчатыми волосками (а), рассеивающими свет.
а
а
Слайд 18Размеры клеток эпидермы
Размеры клеток эпидермы у большинства растений мелкие или средние
(признаки ксероморфизма) за исключением карликовой березы и сабельника.
У некоторых растений эпидерма корневища и стебля одревесневает (шейхцерия, пушица узколистная, осока вздутая)
Слайд 19
Одревесневающая эпидерма шейхцерии болотной (а)
Одревесневающая эпидерма ситника (а)
а
а
Размеры клеток эпидермы
Слайд 20Размер клеток эпидермы
Эпидерма пушицы узколистной
Фрагмент поперечного среза стебля осоки вздутой,
а –
одревесневающая эпидерма
а
Слайд 21Мезофилл листа
Поперечный срез листа пушицы узколистной, фрагмент
Фрагмент поперечного среза
листа шейхцерии болотной.
а
Слайд 22
Поперечный срез листа березы карликовой, фрагмент
Поперечный срез листа
подбела болотного,
Слайд 23
Фрагмент поперечного среза листа сабельника.
Фрагмент поперечного среза листа голубики.
Слайд 24
Лист болотного мирта. Палисадный мезофилл в верхней и нижней частях листа
Слайд 25Механическая обкладка проводящих пучков
Механическая обкладка проводящих пучков тоже свидетельствует о
ксероморфной организации. Она хорошо развита (присутствует во всех пучках) у шейхцерии, пушицы, осоки, подбела, мирта, клюквы, у ситника (в виде одревесневающего перицикла).
У голубики механическая обкладка есть только в крупных жилках, у карликовой березы – выражена слабо
Слайд 26Механическая обкладка проводящих пучков
Стебель шейхцерии: кольцо из проводящих пучков с
механической обкладкой.
Проводящий пучок листа пушицы узколистной
Слайд 27
Стебель ситника с одревесневающим перициклом
Стебель осоки вздутой: множество проводящих пучков с
механической обкладкой.
Слайд 28
Проводящий пучок в листе подбела узколистного
Проводящий пучок в листе голубики. Лист
более мезоморфен
Слайд 29Место заложения феллогена (пробкового камбия)
Еще одним приспособлением к условиям недостатка минерального
питания (олиготрофности) является глубокое заложение феллогена.
У однодольных пробка не образуется, т.к феллоген не закладывается.
Слайд 30
У карликовой березы феллоген (а) закладывается сразу под эпидермой (субэпидермально)
а
Место заложения
феллогена (пробкового камбия)
однолетний стебель
карликовой березы
Слайд 31У сабельника феллоген (а) закладывается несколько глубже - между первичной корой
Слайд 32
Феллоген сабельника (а),
б – пробка
а
б
Слайд 33у вересковых пробковый камбий закладывается еще глубже:
Корневище подбела, а – феллоген
(на границе первичной и вторичной флоэмы)
а
Слайд 34Феллоген (а) в стебле болотного мирта – на границе первичной и
вторичной флоэмы
Слайд 35Наличие дубильных веществ в пробке
Стебель подбела
Слайд 36Наличие аэренхимы
Для болотных растений характерно сочетание признаков гидро- и ксероморфизма (приспособлений
к обводненности и одновременно к недостатку воды).
Одним из ярких признаков гидроморфизма является развитие аэренхимы.
У растений сем. Вересковые аэренхима не развита.
Слайд 37Наличие аэренхимы
Аэренхима в листе шейхцерии болотной
Аэренхима в корневище шейхцерии болотной
Наличие аэренхимы
Слайд 38
Стебель пушицы узколистной
Лист пушицы узколистной
Слайд 39
Черешок сложного листа вахты трехлистной
Корневище вахты трехлистной
Слайд 40Диаметр и число сосудов ксилемы
Вторичная ксилема в стебле мирта болотного
Слайд 41
Проводящий пучок: черешок сложного листа сабельника
Однолетний стебель березы карликовой
Слайд 42Корневище шейхцерии
Стебель ситника
Слайд 43Наличие эндодермы с поясками Каспари
Корневище шейхцерии болотной
Слайд 45Выводы
1. Растения сфагновых болот в условиях, типичных для своего местообитания, адаптированы
к многим абиотическим факторам среды. Этими факторами являются недостаток минерального питания, повышенная кислотность, затрудненное поглощение воды корнями, избыточная транспирация, физиологическая сухость, периодическая физическая сухость, избыточное освещение растений прямыми солнечными лучами, недостаток кислорода для обводненных частей растений.
Слайд 46Выводы
2.Мы выявили следующие эколого-анатомические особенности растений сфагнового болота: наличие кутикулы поверх
эпидермы листа, мелкие клетки эпидермы, выраженность столбчатого мезофилла, иногда с обеих сторон листа, наличие механической ткани во всех проводящих пучках, глубокое заложение пробкового камбия – феллогена, наличие в пробке дубильных веществ, развитие аэренхимы, крупнопросветные и многочисленные сосуды ксилемы.
Слайд 47Выводы
«Идеальное» цветковое растение верхового болота – подбел обыкновенный, сем. Вересковые
Слайд 49БЛАГОДАРНОСТИ
Благодарим за возможность использования микроскопа и ценные советы и замечания Беэра
А. С., ассистента каф. Высших растений МГУ им. М.В. Ломоносова.
Благодарим Старостина П.Л. , директора базы архангельской базы гимназии 1514 (г. Москва).