Биологические особенности и распространение пузырчатки крупнокорневой в нескольких старичных озёрах поймы р. Амур.

МБОУ  Куропатинская СОШ

Тамбовский район

Амурская область

Биологические особенности и

распространение пузырчатки крупнокорневой

в нескольких старичных озёрах поймы

р. Амур.

Выполнил: Ладо Алина  Андреевна,

7 класс

Руководитель: Громова Наталья Александровна,

учитель биологии.

с. Куропатино

2011 г

Содержание

Введение                                                                          2

1. Литературный обзор                                                 4

2. Материалы и методики                                                5                        

1.  Изучение кислотности воды                                        5
2. Изучение запаха воды                                                5
3. Изучение прозрачности воды                                        6
4. Изучение морфологических признаков растения        6

3. Результаты исследования                                                7

Заключение                                                                 10

Литература                                                                        11

Приложения                                                                12        

 Введение

Хоть раз в жизни, все мы сталкивались со странными или необычными растениями. Встречаются такие растения, которые имеют признаки животных. К таким удивительным растениям относятся растения хищники. Растения, хищники специально адаптированы для ловли и переваривания небольших животных, в основном насекомых, размер которых варьирует от микроскопических дафний до комнатных мух и ос. В ловчие аппараты крупных видов растений иногда могут попадаться и другие животные, например, лягушки и даже мелкие млекопитающие. Обычно такие хищные растения обитают в обедненных азотом местах (болота, пустыни и др.), а насекомых используют как дополнительный источник азота, таким образом, получая дополнительные питательные вещества путем ловли живой добычи.[7. с.26]

Некоторые растения хищники используют для переваривания добычи пищеварительные ферменты. Растения хищники могут обходиться и без животной пищи, но от этого они становятся вялыми, мало жизнеспособными.

Биологические особенности таких растений в школьном курсе почти не рассматриваются. В учебнике биологии есть информация о растениях-хищниках, но как пример представлена только росянка. В озёрах Амурской области ещё встречаются растения-хищники, одно из них пузырчатка (Utricularia) [1. с.39].

Это цветковое растение удивительное, необычное и, безусловно, заслуживает большего внимания.

Цель нашего исследования:  познакомиться с  биологическими особенностями   пузырчатки  (Utricularia), растущей в старичных озерах Тамбовского района.

Задачи:

1. Определить физические свойства воды в исследуемых озёрах.
2. Познакомиться с биологическими особенностями пузырчатки (Utricularia).
3. Выяснить возможные причины, ограничивающие распространение данного растения в старичных озёрах

Объект изучения

Объектом изучения является водное цветковое растение семейства Пузырчатковых  (Lentibulariaceae Rich) пузырчатка крупнокорневая  (Utricularia macrorhiza). Данное растение является достаточно обычным для неглубоких водоёмов Амурской области.

Предмет изучения

Предметом изучения являются биологические особенности, условия произрастания  и распространение  пузырчатки крупнокорневой в старичных озёрах поймы реки Амур  в Тамбовском районе.

1. Литературный обзор

Для российского Дальнего Востока Л.М. Пшенникова  указывает  5 видов пузырчаток (п. крупнокорневая - U. macrorhiza Le Conte; п. средняя - U. intermedia Наупе; п. светло-жёлтая - U. ochroleuca R. Hartm.; п. малая - U. minor L. и п. южная - U. australis R.Br.) (Цвелёв, 1996). Виды пузырчаток внешне сходны между собой, отличаются по морфологическим признакам, но размножаются одинаково [7. с.3].

В учебном пособии «Травянистые растения Приамурья» указывается, что Utricularia macrorhiza  Le Conte  населяет пресные водоёмы различного происхождения, занимая все районы Амурской области. [3. с.27]

Тахтаджян А.Л. считает, что, большее значение для этого растения имеет вегетативное размножение. Случайно отделившиеся части вырастают в новые особи.  Переселение растений в другие водоемы происходит при помощи птиц. Благодаря выделяемой слизи мелкие части растения могут приклеиваться к водоплавающим птицам и переноситься ими. Таким образом, больших проблем с распространением у данного растения нет. Находясь в одном водоёме, пузырчатка может достаточно легко заселить все близлежащие водоёма [8. с.136].

По мнению Х. ван Бруггена  это интересное растение (Utricularia macrorhiza)  предпочитает заиленные, богатые гумусом водоемы, становящиеся в весенне-осенний период прибежищем большого количества водных организмов. Utricularia vulgaris растет на защищенных от ветра, открытых солнечным лучам или полузатененных местах в мелких или умеренно глубоких, преимущественно стоячих, богатых гумусом, но в то же время не загрязненных водоемах, ложе которых составлено из глины или рыхлого ила [11. с.5].

2. Материалы и методики

Исследование было выполнено с 4 по 26 июля 2011 года группой учащихся школы села Куропатино Амурской области.

Краткая характеристика исследуемых озёр.

Все исследуемые озера - это старицы, расположенные в пойме Амура. Эти озера не стоячие, но водосток в них очень мал из-за большого зарастания. Все озёра расположены близко    к    населенным    пунктам    и    испытывают   разную    степень    антропогенного воздействия.

Озеро Аргузиха течет рядом с селом Куропатино. Из-за большого зарастания и заиливания используется населением незначительно: купаются маленькие дети и подростки только в одном месте, очищенном от береговой растительности. Рыба водится мелкая, сорная. В советские времена в озеро сливались стоки колхозной бани и отходы от содержания крупного рогатого скота на молочно-товарной ферме.

Озеро Косицино расположено в 2 км от села Куропатино. Значительная часть берегов этого озера не имеет растительности, так как в течение многих лет озеро используется для водопоя крупного рогатого скота.

Озеро Бородино расположено в 8 км от села Куропатино. В последние годы оно сильно сузилось из-за большого зарастания берегов. Это озеро с трёх сторон окружено пахотными землями, которые ежегодно засеваются.

Озеро Капустиха расположено в 15 км от села Куропатино, на территории Муравьевского парка. В течение последних лет это озеро испытывает крайне незначительное антропогенное влияние.

Изучение кислотности  воды

Кислотность воды в озёрах измеряли при помощи универсальной индикаторной бумаги, спиртовых растворов лакмуса и метилового оранжевого.

Изучение запаха воды

Определение запаха воды проходило при 20 °С. по ГОСТ 3351-74

В колбу с притертой пробкой вместимостью 250 см3 отмерили 100 см3 испытуемой воды с температурой 20 °С. Колбу закрыли пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешали вращательными движениями, после чего колбу открыли и определили характер и интенсивность запаха. [2,4]

Изучение прозрачности  воды

Прозрачность воды - характеристика, показывающая, насколько уменьшилась интенсивность света при его прохождении через слой воды определенной толщины. Прозрачности воды измерялась при помощи диска Секки:  его погружали в воду и фиксировали глубину, на которой он переставал быть виден. [2] 

Диск Секки, прибор для определения относительной прозрачности воды водоёма. Представляет собой белый диск диаметром 30 см, который на тросе опускают плашмя в воду и замечают глубину, на которой он перестаёт быть видимым. Эта глубина, выраженная в метрах, принимается за меру прозрачности воды. Назван по имени А.Секки, измерявшего в 1865 прозрачность морской воды таким методом.  [2]

Изучение морфологических признаков растения

Собран гербарий, произведены количественные измерения растения, сделаны фотографии.

3. Результаты исследования.

Растения рода Utricularia относятся к тем редчайшим представителям растительного царства, которые не ограничивают свое питание содержащимися в почве, воде и воздухе компонентами минерального или органического происхождения. Эти растения плотоядные. Те из них, которые освоили озера, пруды и болота, употребляют в пищу преимущественно мелких обитателей водных просторов. Захватить и утилизировать добычу этим растениям помогает уникальный орган - ловчий пузырек, за что они и получили в народе название «пузырчатка» [9. с.95].  

Пузырчатка крупнокорневая (Utricularia macrorhiza) относится к летне-зеленым растениям. Рано весной она формирует густые заросли, составленные из разветвленных стеблей, густо покрытых очередными рассеченными листьями и вооруженных множеством овальной или круглой формы пузырьков-ловушек длиной примерно 4 мм [5. с.4].

Цветонос, как правило, имеет длину 15-40 см и выносит над водой от 4 до 15 ярко-желтых цветков с красно-коричневым нёбом. Плод шарообразный с мелкими семенами [8. с.233].

Utricularia macrorhiza, в общем-то, нельзя назвать капризным растением. Единственное, что ей непременно нужно, - это обилие света. В отношении же других параметров окружающей среды пузырчатка не проявляет чрезмерных требований, разве что не любит обилия механической взвеси. Размножается пузырчатка отделением от основного стебля многочисленных веточек. В природе с наступлением холодов зеленые части пузырчатки отмирают, а в воде остаются многочисленные зимующие почки.

Ловчие пузырьки имеют достаточно сложное строение. Входное отверстие «капкана» пузырчатки обыкновенной воронкообразное и снабжено особым клапаном, не дающим попавшему в западню объекту выбраться наружу. Края воронки покрыты густым пушком. В состоянии покоя стенки пузырька вдавлены внутрь за счет пониженного давления в его полости. Как только насекомое приблизилось к входному отверстию и побеспокоило чувствительные волоски, клапан резко открывается, стенки пузырька изгибаются, и в него устремляется поток воды, увлекая за собой потенциальную жертву. Затем клапан закрывается, а добыча начинает постепенно перевариваться за счет особого секрета, выделяемого стенками ловчего пузырька. Утилизировав насекомое, пузырек выталкивает воду и вновь готов к охоте. Каждый раз в его полости остаются те или иные непереваренные фрагменты добычи. Заполнившись этими отходами, пузырек отмирает. По внешнему виду погибшие пузырьки пузырчатки определить достаточно легко - они становятся черными, непрозрачными из-за остатков пищи, которые остаются в пузырьках [8. с.234].

Пузырчатка  крупнокорневая - это водное растение. С целью знакомства с условиями обитания данного растения нами были изучены некоторые физические свойства озёр, расположенных в пойме реки Амур.

Физические характеристики исследуемых озёр

 Анализ  проведенных  исследований  показал,  что  наиболее  прозрачная  вода  в  озере Бородино. Диск Секки был виден до глубины 146 см, в этом озере оказалась самая низкая  температура  20 °С, реакция среды слабо-кислая, равна 6.

В озере Косицино вода оказалась самая мутная, диск Секки не был виден уже на глубине  28 см. В этом озере самая кислая среда из всех изученных (5,5), температура воды 21°С.

Вода в озере Аргузиха тоже мутная, ниже глубины 31 см предметы не различаются, оно хорошо прогревается - температура воды составила 28 °С, реакция среды слабо-кислая, равна 6.

Вода в озере Капустиха прозрачная, диск Секи был виден до глубины 84 см, вода хорошо  прогретая- температура составила 26°, реакция среды нейтральная, равна 7.

Данные о пузырчатке в литературе говорят о том, что это достаточно обычное растение для водоёмов Амурской области. Нужно отметить, что из 4-х изученных озёр пузырчатку удалось обнаружить только в озере Капустиха.

Длина собранных растений варьирует от 87 до 134 см.   количество листьев на растении изменяется в пределах от 40 до 54 листьев.    Число пузырьков на одном листе сильно различается как в пределах одного растения, так и на разных растениях, [приложение 1] В нижней части растения все пузырьки черного цвета. В верхней части растения пузырьки прозрачные, заполнены фиолетовой желеобразной массой.

Во время исследования ловчих пузырьков растения мы обнаружили животных разных групп. Чаще всего попадались личинки комаров. Личинки комаров были живыми и сильно бились в пузырьках. Мы обнаружили крупное одноклеточное животное, похожее на инфузорию. В пузырьках встречались клопы красного цвета, хорошо различимые в микроскоп. В одном пузырьке нашли большого кольчатого червя, который целиком не вошел в пузырёк и двигал частью тела в воде, а вырваться не мог. К сожалению, у нас нет такой оптической техники, чтобы сделать фотографии через микроскоп, [приложение 2] Всё-таки большая часть пузырьков была без пищи. Мы обнаруживали какую-либо пищу не чаще, чем в каждом 20-м пузырьке. Следовательно, одно растение в природе может поглощать от 5 до 10 организмов в сутки. Есть методики для определения поглотительной способности пузырчатки в аквариуме, но мы это не пробовали сделать [10. с.31].

Заключение

В заключении мы хотим сказать, что пузырчатка – удивительное, необычное и интересное растение.  Не многие растения приспособились употреблять в пищу животных, восполняя недостающие химические элементы. Мы выяснили, что  пузырчатка крупнокорневая {Utricularia macrorhiza) не имеет повсеместного распространения в старичных озёрах Тамбовского района.

1. Водная среда старичных озёр создаёт  разные условия обитания. Это подтверждают физические свойства тех озёр, в которых проводились исследования.
2. Наши наблюдения за строением, способом питания пузырчатки крупнокорневой   подтверждают ее биологические особенности как хищного растения.  
3. В воде старичных озёр поймы реки Амур  существуют факторы, ограничивающие  повсеместное распространение данного растения.  Наиболее сильным ограничивающим фактором мы считаем обилие механической взвеси  в воде.  Это мешает питанию пузырчатки, так как её пузырьки забиваются и не могут ловить пищу. Такие пузырьки гибнут. Следовательно, само растение угнетается.
4. В озере Капустиха пузырчатка имеет длину около 1 м, сильно облиствена и имеет на листьях много пузырьков. Это может свидетельствовать о том, что животной пищи данному растению в озере достаточно.

В дальнейшем мы хотим выяснить, можно ли считать пузырчатку обыкновенную индикатором уровня органического загрязнения воды в озёрах. Мы планируем провести изучение других старичных озер Тамбовского района и сделать сравнительный анализ распространённости пузырчатки.

Литература

1. Ахтямов М.Х., Морзова Г.Ю., Болдовский Н.В., Бабурин А.А. Муравьевский парк. Природные условия и растительность.; Владивосток: ДВО РАН, 2002, с.39.
2. Вшивкова Т.С, Мороз Д. Биоиндикация качества пресных вод. - Владивосток, 2006 г.
3. Гриценко Н.В., З.П.Кульшан, Е.С. Раздобреева, В.В.Щекина.  Травянистые растения Приамурья.- Благовещенск, БГПУ, 2005, с.27.
4. Коробейникова Л.А. Комплексная    экологическая    практика школьников    и    студентов.    Санкт-Петербург,    «Крисмас+»,  2002.С.50-76.
5. Новиков B.C., Губанов И.А.Школьный атлас-определитель высших растений., 1985 г, с.195.
6. Пузырчатка крупнокорневая,  http://otvet.mail.ru/question/13221131/
7. Пшенникова Л.М. Пузырчатка крупнокорневая (п. обыкновенная) / Macrorhizous bladderwort   http://www.botsad.ru/102.htm

1. Тахтаджян АЛ. Цветковые растения, - М. Просвещение, 1981,с.440.

8. Шишкин Б.К. Ботанический атлас, - М. Издательство сельскохозяйственной литературы, 1963 г, с.233.

2. Цирлинг В. Растения рассказывают, - М. Детская литература, 1975 г,           с.95
3.  Х. ван Бругген  Необыкновенная пузырчатка обыкновенная.  http://www.aqua.grodno.net/neobyknovennaya_puzyrchatka 

Приложения

Таблица 1. Морфологические признаки пузырчатки (Utricularia macrorhiza)

Таблица 2. Организмы, составляющие пищу пузырчатки.