Презентация. Растения - хищники

Введение.

Хищные растения стали истинными воплощениеми таинственности и неопознанности дикой природы. Они покоряют нас своей изобретательностью, великолепной приспособляемостью к враждебному окружению и просто своей красотой. Если придерживаться истины, то следовало бы, конечно, назвать их насекомоядными, а не хищными. Но миф о растениях убийцах все равно продолжает существовать. Если в давние времена некоторые из растений принялись «поедать», а вернее «переваривать» насекомых, то исключительно, лишь для того, чтобы выжить во враждебной среде, где почва настолько бедная или настолько кислая, что корни не могли получать питательные вещества привычным путем. Не найдя иной возможности удовлетворить свою потребность в минеральных солях и микроэлементах, эти растения эволюционировали настолько, что смогли получать их из органической материи. Именно поэтому хищные растения начали ловить живые существа, которые обеспечивают им необходимое питание. В мере насчитывается до пятисот видов растений хищников. И что самое удивительное, многие насекомоядные растения так малы, выглядят такими изящными и нежными, что вовсе не кажутся коварными хищниками, обманом завлекающими и затем поглощающими добычу.

Цель исследования.

Узнать, почему растения стали хищниками.

Задачи исследования.

1.Изучить литературу.

2.Узнать о растениях - хищниках.

3.Найти ответ на вопрос, почему некоторые растения становятся хищниками

.Гипотеза.

Если растения поедают насекомых, значит это им нужно, что бы выжить в окружающей среде.

Методы исследования.

Опрос одноклассников, изучение литературы по теме.

История происхождения растений.

Распространены хищные растения в Северной и Южной Америке, в Австралии, в Африке, в Азии - в тропических, субтропических и умеренных областях обоих полушарий. Некоторые растения-хищники введены в культуру: выращиваются как комнатные растения и в саду.

Насекомоядные растения стали известны в 18  столетии. Первое точное ботаническое описание венериной мухоловки было сделано английским натуралистом Джоном Эллисом в письме к Карлу Линнею в 1769 году. В этом письме Эллис впервые предположил, что пойманные насекомые служат пищей для растений.

В 1782 году немецкий врач А.В. Рот описал своеобразные движения, совершаемые листьями росянки для ловли насекомых, и развил мысль Эллиса, что пойманные беспозвоночные являются источником пищи для таких растений.

В 1791 году У. Бартрам в книге о своих путешествиях по штатам Северной Америки описал растения рода Sarracenia, имевшие листья-кувшинчики для ловли насекомых. Он же впервые употребил термин «плотоядные растения».

В начале XIX века был описан ряд новых родов и видов, относящихся к данной группе растений. Так, Кортальс в 1835 году описал явление насекомоядности у растений рода Непентес (Nepenthes).

Вскоре появились работы, посвященные глубокому изучению особенностей подобных растений. В 1861 году Оже де Ляссю описал чувствительность к прикосновениям и движения листьев растений рода Альдрованда (Aldrovanda). В 1868 году Кэнби впервые указал на пищеварительные свойства сока, выделяемого железами на листьях венериной мухоловки.

Следующим этапом в изучении насекомоядных растений стала исследовательская работа Чарльза Дарвина, начатая с наблюдений за росянками в 1860 году. Тогда же Дарвин поставил ряд лабораторных опытов, переросших в исследование. Эта работа так захватила Дарвина, что в письме к Лайелю он пишет:

В настоящее время Drosera интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете.

Дарвин долгое время не решался опубликовать результаты своих исследований. Лишь через 15 лет, когда они были дополнены другими исследователями, он издал книгу «Insectivorous Plants» (1875). Второе издание «Насекомоядных растений» с большими дополнениями, написанными его сыном, вышло после смерти Дарвина, в 1888 году.

Работа Чарльза Дарвина стала переломным пунктом в исследованиях насекомоядных растений. Как пишет К. Гёбель (1893)

Однако эта работа не сразу нашла признание среди учёных своего времени и подверглась жестокой критике, в большинстве случаев из-за их принципиальных расхождений с новой эволюционной теорией Дарвина. Однако до сих пор фундаментальная работа Дарвина является крупнейшим вкладом в изучение насекомоядных растений. Дарвина привлекла схожесть насекомоядных растений и животных. Способность растения переваривать пищу, хватательные движения, высокая чувствительность к прикосновениям - все это поражало воображение ученого. В 1860 году Ч. Дарвин начал исследование насекомоядных растений в природе и поставил ряд лабораторных опытов, изучая их вкусы и составляя «меню». Впоследствии эти опыты стали серьёзной научной работой, вобравшей в себя множество уникальных наблюдений и смелых, но разумных выводов.

Растения-хищники. Классификация.

Растения-хищники приобрели во время эволюции свои хищные инстинкты в связи с тем, что растут на бедных почвах: охотясь на насекомых, они таким образом восполняют запас питательных веществ. Их добычей становятся мошки, муравьи, мухи, тараканы.

Растения хищники или насекомоядные растения встречаются во всех экосистемах, где могут жить цветковые растения, - от Арктики до тропиков и от уровня моря до альпийского пояса гор. Они известны на всех обитаемых континентах, но в основном в областях с теплым, умеренным и тропическим климатом, где предпочитают солнечные места, хотя непентесы часто поселяются под пологом леса. Больше всего насекомоядных растений (более 50 видов из 6 родов) произрастает на юго-западе Австралии, но и в Северной Америке их немало. Ареал других очень ограничен: венерина мухоловка, в частности, известна только в окрестностях Уилмингтона в Северной Каролине. Большинство насекомоядных растений произрастает на сыром, бедном азотом субстрате болотистых местообитаний - моховых подушках, торфе или песке. Пузырчатки и альдрованда - целиком водные виды, а полукустарник росолист, напротив, освоил засушливые местообитания в Испании и Марокко.

Что заставляет эти растения «выходить на охоту»? Дело в том, что растут «хищники», как правило, на болотах, в топких и влажных местах - там, где большинство растений просто не могут выжить из-за нехватки питательных веществ. А растения хищники отлично чувствуют себя в таких спартанских условиях, пополняя рацион животной пищей. Растения хищники могут обходиться и без животной пищи, но от этого они становятся вялыми, мало жизнеспособными. Конечно, растения охотятся совсем не так, как животные, и добыча у них не самая крупная - насекомые. Все растения охотники - цветковые. Но не цветки (хотя подчас очень красивые) привлекают насекомых. Растения-хищники оснастились целым рядом ловушек, благодаря которым насекомые добровольно шагают прямиком «к тигру в пасть» - запахи, привлекающие жертву, и «клетки-ловушки» и еще многое другое.

Поскольку таких растений довольно много и все они ловят добычу по-разному, ботаники разделили их на три группы.

Первая - активные хищники. Хватают жертву без лишних промедлений, чуть только окажется в пределах досягаемости. Это группа хватающих растений.

Вторые действуют не столь решительно. Сначала приклеивают посетителя, а потом уже заключают его в свои объятия. Это группа приклеивающих растений.

Третьи вообще пассивны. Не двинут ни листом, ни стебельком. Ждут, пока добыча сама заберется, куда ей положено. Переваривают жертвы все одинаково. Это группа ждущих растений.

Рассмотрим каждую группу.

Хватающие растения-хищники.

Представитель - венерина мухоловка. 

Цветок венериной мухоловки.

Хоть и названа мухоловкой, ловит чаще других насекомых. Предпочитает крупных черных муравьев. Ни в тропиках, ни в субтропиках не встречается. Живет в умеренной зоне. В Северной Америке. Да и то не на всем континенте, а только в Северной Каролине по болотцам среди сосновых лесов. Любит яркое солнце, влагу. Селится на подушках сфагновых мхов, где всегда сыро.

Мухоловка сконструирована по типу одуванчика. Тонкий, безлистный стебелек. На верхушке его несколько крупных белых цветков.У основания стебля розетка листьев. Эти листья и ловят насекомых. Цветки в охоте участия не принимают.

Пластинка каждого листа размером с металлический рубль. Она сидит на широком черешке, который сам похож на лист. По краям листовой пластинки жесткие волоски-реснички. При ловле насекомых они выполняют роль прутьев в клетках для животных. Лист мухоловки может складываться пополам вдоль средней жилки. На каждой половинке листа торчит по три шипа. Это самое чувствительное место. Стоит насекомому задеть один из шипов, как сработает хватающий механизм, и лист мгновенно захлопнется. Так быстро, что добыча не успеет улететь. Долгое время было загадкой - как мухоловка производит такое молниеносное движение без мускулов и нервов? Это одно из самых быстрых движений в царстве растений. Оказалось, что листья венериной мухоловки накапливают упругую энергию. Они работают как выпуклые мембраны, которые с резким щелчком переключаются из одного положения в другое, стоит только легонько нажать на них пальцем. Когда листья раскрываются, они постоянно находятся на грани неустойчивого положения. Насекомое задевает волоски растения, а оно в ответ чуть меняет влажность листа (подаёт в него сок). Влага немного меняет кривизну поверхности, служа спуском, а дальше лист сам скачком переходит в новое устойчивое состояние - закрывая ловушку.

Лист венериной мухоловки.

И вот начинается ловля. Привлеченная сладким нектаром муха садится на лист. По неосторожности задевает за один из шипов. Казалось бы, вот сейчас наступит роковая минута, и муха окажется в капкане. Но механизм не срабатывает. Не потому, что испорчен. Это лишь предосторожность на случай, если шип коснется случайный предмет: соринка, упавшая с соседней сосны, либо песчинка, принесенная ветром. Ведь, захлопнувшись впустую, капкан сможет открыться только на следующий день. Пропадут зря и время и энергия. Наконец насекомое вторично задевает за шип. Тут уж механизм срабатывает точно и без промедления. Муха оказывается зажатой между двумя половинками листа. Правда, она еще жива и может, видеть, что делается на воле. Реснички, окантовывающие лист, неплотно сошлись друг с другом, образовав решетку. Если муха мала, она может проскользнуть между зубами-ресничками и удалиться. Такой запасной выход предусмотрен для мелких насекомых. Переваривать их - впустую силы тратить. И ускользают мелкие мушки. Если же попалась крупная добыча, между ресничками не проскользнет. Будет биться, пока не заденет еще раз за шип - спусковой крючок. Третий раз - решающий. После третьего сигнала капкан листа закрывается наглухо. Никаких щелей и запасных выходов. Затем лист наполняется пищеварительным соком. Насекомое тонет. Переваривание длится несколько дней. Наконец капкан открывается. Дождь и ветер, исполняя роль дворников, очищают лист от бренных останков. Лист снова готов к работе. Ом может поймать двух-трех насекомых. Но не больше. После этого чернеет и заменяется новым. Может показаться, что охота за насекомыми не приносит мухоловке обильных трофеев. На самом деле это не так. Пойманной пищи вполне достаточно. А то, что лист, переварив три жертвы, гибнет сам, - это лишь спасение от обжорства, которое более гибельно для растений (да и для всех живых существ!), чем недоедание. Пока на смену усохшему вырастет новый лист, растение получает вынужденный отдых от еды.

Плоды Венериной мухоловки

Приклеивающие.

Некоторые из представителей - росянка, росолист и жирянка.

Росянка.

 Росянка - из второй группы хищников. Из тех, что приклеивают добычу. Реснички по краю яркие, красные. На концах ресничек капельки тягучей жидкости, как росинки. Заманчиво сверкают в лучах солнца. За внешней красотой таится смертельная опасность.

Привлеченная иллюминацией муха опускается на лист. Чуть только села, железки листа начинают выделять липкую слизь. Ножки мухи сразу приклеиваются. Она пытается вырваться, но это лишь усиливает выделение клея. Тем временем реснички с росинками наклоняются, настигают муху и приклеивают окончательно. Росянки крайне разнообразны. Всего их 80 видов. Росянку можно держать дома. Ее нужно взять с почвой, на которой она растет (конечно, там, где росянки много), поместить в тарелку и достаточно увлажнять почву. С росянкой можно провести интересные опыты - «кормить» ее не только насекомыми, но и кусочками яйца и мяса.

  Росолист. 

Росолист - одно из наиболее замечательных насекомоядных растений, произрастающее в Португалии и в Марокко. Растение отличается от других насекомоядных как своей внешностью, так в особенности и своими биологическими особенностями. Растет оно не в сырых болотистых местах, а в сухих горах, на песчаной, часто даже каменистой почве. Листья и стебли росолиста довольно густо покрыты небольшими железками на ясно различимых стебельках. Эти железки со стебельками имеют форму маленьких шляпных грибков и всегда покрыты своим выделением - маленькими блестящими капельками жидкости, напоминающими собой капельки росы, откуда и само растение получило название росолист. По цвету своему красноватые железки росолиста сильно напоминают таковые у росянки, а по своей форме приближаются к железкам жирянки, одного, часто встречающегося у нас на торфяных болотах насекомоядного растения. Когда насекомое садится на лист росолист, то все его части быстро склеиваются выделениями сидячих железок, но животное может, тем не менее, первое время хотя и медленно, но все-таки двигаться, так как клейкая жидкость железок легко отделяется от последних. Через небольшой промежуток времени насекомое совершенно бывает облеплено каплями выделений других железок, теряет уже способность к движению, погибает и падает на нижележащие столбчатые железки, которые при помощи своих выделений извлекают из трупа все растворимое и всасывают. В окрестностях Опорто, где росолист встречается довольно часто, крестьяне собирают это растение и вешают его в жилых помещениях для ловли и истребления мух.

Жирянка-липучка.

В поймах рек, на сфагновых болотах, на сырых лугах и по берегам мелководных озер встречаются необычные растения с толстыми мясистыми прикорневыми листьями. Если прикоснуться к ним пальцем, то чувствуешь что они липкие. Это жирянки. С помощью своих липких листьев жирянки ловят насекомых.

Поверхность листьев жирянки маслянисто блестит благодаря сахаристой слизи, которую выделяют особые железы, находящиеся в тканях листа. Это слизистое покрытие настолько липкое, что севшее на лист насекомое оказывается буквально приклеенным к его поверхности. (После контакта насекомого с листом в данном месте выделяется дополнительная порция липкой слизи). Затем лист начинает постепенно скручиваться, в дело вступают пищеварительные соки и захваченная жертва начинает перевариваться. Вскоре от пойманного насекомого остается только одна пустая оболочка. Жирянки способны переваривать даже пыльцу растений, попавшую на ее листья. На свете существует около 80 видов жирянок. Меньшая часть видов произрастает в Евразии, Северной Америке и на юге Гренландии. Большая часть - в Азии, в Центральной и Южной.

Ждущие.

Третья группа хищников не хватают и не приклеивают, а просто ждут.

Саррацения.

Больше всего они похожи на кувшины. Располагаются кувшины такой же розеткой, как и прикорневые листья у росянки или мухоловки. На длинном стебле - один цветок. Цветок красный, похожий на зонтик. Вход в кувшин свободный. Для привлечения гостей возле горлышка скапливается нектар. А сами сосуды окрашены в яркие цвета.

Некоторые пауки развешивают свои сети на горлышках кувшинов. Слетается привлеченная нектаром и яркими красками мошкара и застревает в паутине. Паук выскакивает из убежища и пожирает добычу.

Непентесы - коварные кубки.

Одним из самых удивительных изобретений растений являются листья. Видоизменяясь, они могут становиться и нежными лепестками, и острыми сухими колючками. Концы листьев у непентесов превратились в своеобразные кувшинчики. Они достаточно крупные, в каждом бывает до одного литра кисловатой влаги, поэтому непентесы стараются закрепить такой кувшин с помощью усиков на прочных стеблях соседних растений. Горлышко кувшина окружено крупными шипами, защищающими его содержимое от незваных гостей. Вход в кувшинчик закрыт крышечкой. Позже между ней и телом кувшина возникает зазор, который постепенно увеличивается. Крышечка предохраняет кувшин от переполнения дождевой водой и одновременно служит «посадочной площадкой», для основной добычи непентесов - летающих насекомых. По внешней стороне кувшина сверху вниз проходят два зубчатых выроста, которые служат как для опоры кувшина, так и для направления ползающих насекомых. Привлеченные запахом нектара, они в конечном счете оказываются внутри кувшина и обычно падают в находящуюся внутри жидкость. Внутренние стенки ловушки настолько гладкие, что по ним не могут подняться даже насекомые, хорошо ползающие по вертикальным стеклам. Изредка добычей крупных непентесов становятся птицы колибри, мелкие грызуны и земноводные. Жидкость кувшинчиков содержит пищеварительные кислоты, в ней добыча постепенно переваривается в течение нескольких часов. Среди растений-хищников непентесы обладают самыми крупными ловушками

Пузырчатка.

В прибрежной зоне небольших водоемов со спокойной пресной водой можно найти любопытное растение - пузырчатку. Она плавает в верхнем слое воды, не прикрепляясь ко дну. Если присмотреться к тонким рассеченными листьями растения, можно заметить многочисленные округлые чечевидные утолщения размером меньше половины сантиметра. Это ловчие органы пузырчатки. Около входного отверстия в каждый такой «пузырек» расположены тонкие выросты - чувствительные волоски. Когда мелкий водяной рачок касается этих волосков, изгиб стенок пузырька резко меняется. В результате добыча вместе с небольшим объемом воды буквально засасывается внутрь. Избыток воды постепенно «откачивается», и внутрь ловушки с пойманной жертвой начинают поступать пищеварительные вещества. Вскоре от добычи остается только шкурка. Каждый ловчий пузырек растения может сработать несколько раз, затем постепенно отмирает. Род пузырчатка довольно обширен - насчитывает до 200 видов. В Европе и на территории России встречаются 6 из них. Многие виды пузырчаток - растения не водные, они встречаются в тропиках на влажной почве, среди мха или даже на стволах деревьев. Из водоема в водоем растения попадают с помощью перелетных водоплавающих птиц, к лапкам которых их стебельки легко прилипают. В северных широтах с наступлением осени у пузырчатки формируются зимующие почки; весной они дадут начало новому поколению растений. Наблюдать за пузырчаткой можно в аквариуме или в объемной стеклянной банке. Захват добычи можно увидеть и без специальных увеличительных приборов.

Заключение.

Почему же они хищники? Почему избрали такой необычный для растений способ питания? Вспомним, где живут эти растения. Большинство - на болотах, многие непентесы - в тропических лесах, росолист - в пустыне, пузырчатка - в толще воды. Росянка,  растет среди мха и никогда не дотягивается своими слабыми корнями до земли. А Непентес живет под кронами деревьев, света для фотосинтеза мало, да и корни в дуплах деревьев высасывают немного питательных веществ из скудных растительных остатков.

Вот и научились растения получать дополнительное питание, убивая насекомых. Основное, что они при этом получают - азот и минеральные вещества. Этот источник питания для них дополнительный.

Опыты Ч. Дарвина, например, показали, что росянки могут долгое время обходиться без животной пищи, но они сильно отстают в росте от своих кормленых соседок, меньше цветут и меньше оставляют семян. Дарвин, много лет изучавший изумившие его своей странностью насекомоядные растения, объяснил их хищничество как приспособление к обитанию в условиях недостатка питательных веществ. Но такой способ питания - крайность для растений, поэтому они всегда остаются небольшими и ловят мелких насекомых.

Вывод.

Многие растения произрастают на очень бедных почвах , и им не хватает питательных веществ, добываемых из земли .Растения нашли выход и стали ловить насекомых. У них есть специальные  органы-ловушки для ловли насекомых. Аромат, яркий окрас который привлекают насекомых и они становятся жертвами этих растений.

Список литературы.

 Детская энциклопедия «Жизнь природы» М.:Росмен. 1994. с. 39

 homepage.corbina.net - растения-хищники;

 leto.tomsk.ru - статья на тему «Растения-хищники»

vokrugsveta.ru - статья «Очаровательные убийцы».

www.florets.ru

http://copypast.ru

ru.wikipedia.org