Насекомоядные растения

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«Факультет пищевых технологий и биологии»

Кафедра биологии

РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Биология»

На тему: «Насекомоядные растения»

Выполнил (а) студент (ка) II курса

Группы Б(б)-2(1)

Факультета ПТ и Б

Волжина Анастасия Витальевна

Проверил:

Кандидат биол. наук, профессор кафедры биологии Приймак . П.Г.

Мурманск 2013

Содержание

Введение

1. Исторические сведения и изучение насекомоядных растений

1.1 Механизмы ловли у насекомоядных растений

1.2 Потеря хищничества

1.3 Виды насекомоядных растений

1.4 Охрана естественных местообитаний насекомоядных растений

1.5 Список насекомоядных растений

Заключение

Список литературы

Введение

Некоторые растения живут в таких условиях, в которых их корням не удается получить достаточно питательных веществ, поэтому они выработали особый механизм. Таким примером служат насекомоядные растения.

Насекомоядные растения - собирательное название около 630 видов растений из 19 семейств, которые приспособились к ловле и перевариванию небольших животных, в основном насекомых. Используются также термины "хищные растения" и "плотоядные растения". Большинство насекомоядных являются наземными растениями , и среди них редко встречаются эпифитные виды.

Это преимущественно многолетние травянистые растения, встречающиеся в разных регионах земного шара - в низинных болотах севера и в сухих лесах Западной Австралии; от холодной Сибири, где произрастает жирянка пестрая, до жарких тропических лесов Борнео.

Многие насекомоядные, произрастающие в условиях умеренного климата, переживают суровые зимы, формируя покоящиеся почки, в то время как росянки и некоторые пузырчатки из Западной Австралии формируют клубни для пережидания неблагоприятных засушливых периодов.

1. Исторические сведения и изучение насекомоядных растений

Первое тропическое растение с ловчими кувшинами было описано Этином де Флако, губернатором Мадагаскара, в 1650 годах. В XVIII и XIX веках по основным путям колониальной торговли из экзотических стран в Европу привозили огромное разнообразие редких причудливых растений. Вместе с технологическим прогрессом, который привел к изобретению защитных сооружений оранжерей, позволяющих воссоздать условия тропического климата, популярность насекомоядных растений возросла.

Наибольшей популярностью пользовался непентос (Nepentbes) в 1780 годах он был интродуцирован в Королевский ботанический сад в Кью, а в 1843 году выставлялся на ежегодной выставке Королевского общества садоводов. Новые гибридные растения наводнили рынок, и к 1879 году тысячи растений поступали в продажу ежегодно для удовлетворения спроса на них в Европе. Существование более 10 региональных обществ насекомоядных растений позволяют говорить об их неизменной популярности.

Довольно точное описание венериной мухоловки (Dionаеа muscipula) относится к 1769 году и было сделано английским натуралистом Джоном Эллисом в письме к Карлу Линнею. Эллис высказал предположение, что насекомые, пойманные этим растением, служат ему пищей, но неверно истолковал значение железок, находящихся на поверхности листьев мухоловки: выделяемая ими жидкость, по его мнению, представляет собой приманку для насекомых. На самом деле они выделяют только пищеварительный сок. Несколько позже, в 1782 г., немецкий врач А.В. Рот указал на то, что листья росянки (Drosera) совершают своеобразные движения, с помощью которых они ловят насекомых, и высказал предположение, что пойманные животные являются источником пищи для этого растения.

У Бартрам в книге, посвященной описанию его путешествия по северной и южной Каролине, Флориде и другим штатам Северной Америки (1791), останавливается на растениях из рода Sarracenia, листья которых превращены в кувшинчики, содержащие воду и служащие ловушкой для насекомых. У него же мы впервые встречаем термин “плотоядные растения” (в применении к венериной мухоловке).

В первой и в начале второй половины XIX века список насекомоядных растений значительно увеличился, так как был описан ряд новых форм, относящихся к этой группе; особенно следует отметить открытие насекомоядности у Nepenthes (Кортальс, 1835). Вскоре начали появляться отдельные работы, посвященные более глубокому изучению движений и других биологических особенностей этих растений. В 1861 г. Оже де Ляссю описал движения листьев у Aldrovanda и обнаружил, что они чувствительны к прикосновению. В 1868 г. Кэнби впервые указал на пищеварительные свойства сока, выделяемого листьями Dionaea.

Естествоиспытатель Чарльз Дарвин (1809 - 1882) разделял викторианское восхищение насекомоядными растениями. Он начал свои исследования с наблюдений в природе над росянкой летом 1860 г. Тогда же он поставил и ряд лабораторных опытов, которые вскоре разрослись в целое исследование. Его монография об этих растениях, опубликованная в 1875 году, была первым трудом, посвященным этой группе растений. В ней приводятся не только сведения о естественных местообитаниях растений, но и детальные описания разнообразных экспериментов, выполненных над растениями с использованием разных веществ и факторов.

1.1 Механизмы ловли у насекомоядных растений

Все насекомоядные растения можно условно разделить на две группы по механизму ловли:

1. активно ловящие -- с активно движущимися органами для ловли насекомых (росянка, мухоловка)

2. пассивно ловящие:

со слизистыми и клейкими выделениями на листьях, улавливающими насекомых (росолист (Drosophyllum), жирянка (Pinguicula));

с ловушками -- кувшинчиками, пузырьками и тому подобным (пузырчатка, непентес, генлисия, саррацения).

Типы ловушек

Растения используют пять основных типов ловушек для ловли добычи:

· ловчие листья в форме кувшинов;

· листья, которые смыкаются в виде капканов;

· липкие ловушки;

· засасывающие ловушки;

· ловушка типа крабовой клешни.

Тип ловушки не зависит от принадлежности растения к определённому семейству.

1.2. Потеря хищничества

Многие виды растений могут быть отнесены к протонасекомоядным или паранасекомоядным.

Протонасекомоядными называют растения, которые могут извлекать из прилипших к их поверхности насекомых необходимые им питательные вещества; однако они в отличие от насекомоядных растений лишены специальных ловчих приспособлений и не имеют привлекающего запаха и секреторных желез. Протонасекомоядность обычна для растений с железистым опушением (некоторые виды лапчаток, гераней) и липкими стеблями (смолка).

Паранасекомоядные растения частично утратили способность к ловле и перевариванию небольших животных и в ходе эволюции приспособились использовать иные источники питательных веществ. Одним из таких растений является Непентес кувшинчиковый (Nepenthes ampullaria), который, наряду с привлечением, ловлей и перевариванием членистоногих, обладает способностью к получению питательных веществ из опадающих листьев других растений, попадающих в его ловчий «кувшинчик».

Другим примером может служить Непентес Лоу (Nepenthes lowii). Предварительные исследования показали, что этот вид предположительно приспособился к «ловле» помёта птиц, питающихся его нектаром и сладкими выделениями. А Nepenthes attenboroughii, произрастающий на Филипинах синтезирует сладкий нектар на крышке кувшинчика. Этим нектаром любят лакомиться мелкие зверьки - тупайи, которые используют эти кувшинчики в качестве туалета. Из фекалий животного насекомоядное растение получает азот и фосфор - и вырабатывает новую порцию привлекающего нектара, завершая цикл.

насекомоядный растение местообитание привлечение

1.3 Виды насекомоядных растений

Семейство Саррацениевые (Sarraceniaceae) - многолетние болотные растения, одни из самых крупных насекомоядных, с прикорневой розеткой кувшинчатых или трубчатых листьев, служащих для ловли насекомых или других мелких животных. Состоит из трех родов, произрастающих в Новом Свете. Это слабоизученный южноамериканский род Гелиамфора (Heliamphora), монотипный (то есть состоящий из одного единственного вида) род Дарлингтония - Д. калифорнийская (Darlingtonia californica) и несколько видов рода Саррацения (Sarracenia).

Семейство Росянковые (Droseraceae) относят четыре рода - Росянка (Drosera), насчитывающая более 100 видов, и три монотипных рода: Венерина мухоловка (Dionaea muscipula), полукустарник Росолист лузитанский (Drosophyllum lusitanicum) и водное растение Альдрованда пузырчатая (Aldrovanda vesiculosa). Это многолетние корневищные болотные или водные травянистые растения (очень редко - полукустарники), обладающие специальными приспособлениями для ловли насекомых.

Семейство Пузырчатковые (Lentibulariaceae) включает в себя примерно 30 видов жирянок (Pinguicula) и более 250 видов растущих в воде пузырчаток (Utricularia). Это многолетние и однолетние наземные, реже эпифитные травы с очередными или собранными в розетки листьями, растущие в воде, на болотах и влажных местах.

Семейство Непентовые (Nepenthaceae). В тропической Азии, особенно - на острове Калимантан, произрастают кустарниковые и полукустарниковые лианы относящиеся к единственному роду семейства Непентовых (Nepenthaceae) - Непентес, или кувшиночник (Nepenthes). Среди непентесов есть настоящие эпифиты, прижавшиеся к стволам и крупным ветвям деревьев. Их корни висят в воздухе, добывая таким образом влагу, а мелкие кувшинчики исправно поставляют белковую пищу. По берегам пресных водоемов, на сырой почве встречаются прямостоящие непентесы, обладающие подземными корневищами и стелющимися по земле боковыми побегами; кувшины таких растений, скрытые в траве, превращаются в настоящие ловчие ямы для ползающих насекомых.

Семейство Цефалотовые (Cephalotaceae). На юго-западе Австралии произрастает одно из наиболее замечательных насекомоядных растений - Цефалотус мешочковидный (Cephalotus follicularis), единственный представитель семейства Цефалотовых (Cephalotaceae).

Семейство Библисовые (Byblidaceae) состоит из двух видов, внешне напоминающих росянку, но не являющиеся ее родственниками. Это библис гигантский (Byblis gigantea), произрастающий на западе Австралии, и библис льноцветковый (Byblis liniflora) с крайнего юга Новой Гвинеи.

1.4 Охрана естественных местообитаний насекомоядных растений

Современная эпоха охраны окружающей среды началась только в конце XIX столетия с основания национальных парков. Защита оставшихся на Земле природных местообитаний продолжает оставаться жизненно важной проблемой. Сбор в природной обстановке представляет особую опасность для многих групп растений.

Всегда считалось модным выращивать растения из влажных джунглей или с туманных горных склонов. Число причудливых суккулентов, экзотических орхидей, в том числе и насекомоядных растений, собранных на продажу в природных местообитаниях, увеличилось по мере того, как возросла их популярность. Первозданная красота многих редких растений делает их уязвимыми. Многие растения, перед которыми стоит угроза чрезмерного сбора в природе, трудно размножаются, или же у них уходит много времени на то, чтобы прорасти и достичь пригодного для продажи растения.

В настоящее время также существует угроза исчезновения насекомоядных растений. Сокращение их местообитаний, осушение почв для сельскохозяйственных нужд и эрозия играют отрицательную роль, а изменение в использовании земель открывают доступ на данные территории заносных растений.

Сохранившиеся популяции находятся в опасности слишком интенсивного сбора растений. Местообитания насекомоядных растений характеризуются низким плодородием почвы, поэтому их часто используют для выпаса скота, предварительно осушив их. Деревья и кустарники вырубают или выжигают, что приводит к возникновению у них болезней, а в конечном счете - к гибели. При охране естественных местообитаний следует уделять двум проблемам - это контроль развития заносных растений и сохранение уровня грунтовых вод.

В некоторых частях ареала сильно сократились популяции некоторых насекомоядных растений, в частности росянки круглолистной, вследствие осушения болот и заготовок торфа. Торфяные болота формируются в течение миллионов лет. Живые болота сильно увлажнены, характеризуются кислой средой и очень бедны питательными веществами, в связи с чем только очень специализированные растения могут выжить в таких условиях, например, виды росянок и сфагнового мха. После заготовки торфа болото пересыхает, живая флора начинает погибать.

Огромное беспокойство вызывает разрушение местообитаний нескольких видов непентесов вследствие проведения лесозаготовок и лесных пожаров. Это привело к практически полному вымиранию некоторых видов. Несколько видов оказались устойчивы к подобному воздействию и прекрасно развиваются во вторичном лесу, тогда как другие виды чувствительны к малейшему беспокойству среды. Вытаптывание и сбор растений оказывает пагубное влияние на их популяции.

В Ботаническом саду в Атланте собрана одна из крупнейших мировых коллекций насекомоядных растений, а также ведется активная работа по восстановлению и охране их местообитаний. Миллионы растений хищников ежегодно размножают в искусственных условиях, но растения по-прежнему продолжают выкапывать из естественных условий, что является серьезной проблемой. Коммерческое выращивание растений, размноженных в искусственных условиях, осуществляется огромными питомниками, расположенными преимущественно в США и в Нидерландах. Эти питомники стараются ориентироваться на выращивании, наверное, наиболее популярного насекомоядного растения - венериной мухоловки.

К сожалению, широкая известность этого растения отчасти вызвала сокращение его численности. Этот вид можно легко размножить в больших количествах, что снимает необходимость сбора растений в природе. Растения венериной мухоловки часто можно получить в садовых центрах в пробирках для микроразмножения вместе с инструкцией по переносу их в грунт. Многие яркоокрашенные культивары размножают таким же образом.

Микроразмножение - выращивание растений из семян или кусочков ткани в стерильных условиях на богатой питательной среде - позволило ботаническим садам увеличить запасы многих редких и находящихся под угрозой исчезновения видов. Согласно новейшей методике культивирования тканей выращиваются крошечные кусочки соматической ткани (обычной ткани листа или стебля, в которой клетки в нормальных условиях не делятся). Фрагменты ткани обрабатывают сигнальными химическими веществами, что приводит к образованию похожих на зародыш структур без необходимости полового размножения. Из 1 г ткани может получиться тысячи таких соматических зародышей. Эта методика применяется для спасения находящихся в крайней опасности многих редких растений, в том числе и насекомоядных.

1.5 Список насекомоядных растений

Альдрованда пузырчатая

Единственный вид рода Альдрованда (Aldrovanda) - редкое водное насекомоядное растение, семейства Росянковые (Droseraceae), Ловчие аппараты альдрованды похожи на таковые же родственные ей венериной мухоловки, только мельче. Они захлопываются за менее чем секунду - быстрее, чем у любого другого насекомоядного растения и могут оставаться закрытыми в течение недели.

Библис гигантский

Единственный род семейства Библисовые (Byblidaceae). Внешне даже похожи на росянки, однако не имеют с ними близкого родства. Страдает от коллекционирования любителями-садоводами. Ежегодный спрос на мировом рынке на библис гигантский возрастает. Места нахождения этого растения охраняются в национальном парке Мур-Ривер.

Венерина мухоловка

Наиболее широко известное насекомоядное растение из семейства Росянковые (Droseraceae). В настоящее время встречается значительное разнообразие форм мухоловки, носящих названия: "Медвежья ловушка", "Зубчатая" и поразительный "Красный дракон, для которого характерны игловидные зубцы и полностью окрашенные в красный цвет листья и ловчие аппараты.

Гелиамфора мешочковидная

Состоит в наиболее близком родстве с североамериканскими дарлингтониями и саррацениями и относится к семейству Саррацениевые (Sarraceniaceae). Все виды гелиамфоры появляются в продаже, в том числе естественные вариации и выведенные сорта; их размножают с помощью микротехнологий.

Дарлингтония калифорнийская

Состоящая в близком родстве с сарраценией и гелиамфорой, произрастающая в восточных штатах США, является единственным видом рода. Это растение произрастает на бедных почвах, но богатых магнием и железом, зачастую поблизости от быстротекущих холодных ручьев.

Жирянка обыкновенная

Семейство Пузырчатковые (Lentibulariaceae) включает в себя примерно 30 видов жирянок (Pinguicula). Название растения указывает на то, что поверхность листьев покрыта тысячами мельчайших железок, выделяющих слизистый секрет. Обитают на торфяных болотах и заболоченных территориях в северном полушарии - от арктических ледников до Алабамы в США.

Непентес пузырчатый

Эффектный кувшиночник относится к единственному роду Непентес (Nepenthes), включающему несколько десятков видов растений, из семейства Непентовых (Nepenthaceae). Недавно эти растения вновь стали популярными, что связано как с описанием новых видов, так и с появлением доступного материала для размножения большинства видов. Их форма довольно разнообразна - от простой вазовидной до ловушки с зубцами по краю кувшина.

Пузырчатка вздутая

Включает более 250 видов растущих в воде пузырчаток (Utricularia). Название растения возникло вследствие формирования на их стеблях и листьях маленьких ловчих пузырьков (0,2-12 мм в диаметре). Среди тропических видов встречаются эпифиты - растения с крупными листьями и яркими цветками, напоминающие цветки орхидных. Некоторые эпифитные виды пузырчатки с красивыми цветками культивируют в оранжереях вместе с орхидными.

Росянка круглолистная

Более 100 видов росянок произрастает на торфяных болотах и заболоченных территориях во всех климатических зонах - от арктических районов Канады до тропиков Бразилии и Австралии. Это чрезвычайно мелкое растение особенно часто встречается в северных и центральных районах нашей страны. Многие виды росянок, произрастающих в тропических странах, крупнее своих северных сородичей и могут ловить более крупных насекомых. У нас можно найти два вида росянки - круглолистную и английскую с удлиненными листьями.

Росолист лузитанский

Состоит в близком родстве с росянкой и венериной мухоловкой, но в отличие от них и многих других насекомоядных, росолист произрастает не на сухих возвышенностях, а на кислых низинных землях. Это растение мало представлено в культуре вследствие сложного ухода, требуемого растению в первые два года.

Саррацения пурпурная

К этому роду насекомоядных относятся десять видов и разнообразные подвиды. Они пользуются популярностью и легки в культуре, но все виды находятся под угрозой исчезновения в природе, выраженной в различной степени. Саррацении можно выращивать в помещении или на болотистом участке сада без обеспечения защиты от холода в условиях теплого климата. Наибольшее распространение в культуре получили саррацения желтая (Sarracenia flava), саррацения белолистная (Sarracenia leucophylla ) и саррацения пурпурная (Sarracenia purpurea).

Цефалотус мешочковидный

Семейство Цефалотовые (Cephalotaceae) с единственным видом рода Цефалотус из Западной Австралии. Хорошо известен своими некрупными прочными ловчими кувшинами с характерным зубчатым краем. Насекомых заманивает внутрь запах нектара.

Заключение

В целом насекомоядные растения могут считаться космополитичной группой, хотя большая часть видов растет в тропиках. Обычно они занимают влажные местообитания, такие как тропические дождевые леса, болота и заболоченные местности. Они никогда не растут в пустынях, степях и прочих засушливых местах. Насекомоядные растения обладают набором специфических свойств, таких как привлечение, умерщвление и переваривание жертвы, для реализации которых на листьях развиваются специальные органы. Насекомоядные растения обладают рядом экологических особенностей: это многолетники со слабыми корнями; они плохо приспособлены к конкуренции; хорошо переносят низкую питательность почв, пожары и затопления, низкое содержание кальция в почве. Многие из них используют симбиотических насекомых для помощи в переваривании жертв. Насекомоядные растения опыляются насекомыми, при этом им приходится решать проблему опылителей-жертв. Семена хищных растений распространяются ветром, у большинства видов они мелкие и продуцируются в очень больших количествах.

Список литературы

1. Денисова, Г.А. Росянковые // Жизнь растений. Т.5, Ч.2. М., 1981. С. 171-175.

2. Терехин, Э.С. Паразитные цветковые растения. - Л.: Наука, 1977.

3. Журнал «Юный натуралист», 1976г., № 5

4. Холодный, Н.Г. Чарльз Дарвин и современные знания о насекомоядных растениях // Ч. Дарвин. Сочинения. Т. 7. М.; Л., 1948. С. 255-304.

5. http://www.florets.ru/komnatnye-rasteniya/nasekomoyadnye-/

6. Баландин, С.А., Баландина, Т.П. Росянка круглолистная // Биологическая флора Московской области. Вып. 9, Ч. 2. М., 1993. С. 31-38.

Размещено на Allbest.ru