Индивидуальный проект Растения-хищники. Краснорожкин Кирилл Растения-хищники. Растенияхищники
 Скачать 42.03 Kb.
|
|
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №1» Проектно-исследовательская работа Тема: «Растения-хищники» Выполнил: ученик 9 «Б» класса МБОУ «СОШ №1» Краснорожкин Кирилл Руководитель: учитель-дефектолог Полынцева Л.А. г. Зима, 2021 г. Оглавление Введение Хищные растения Общие и исторические сведения о хищных растениях. Распространение и условия произрастания Причины хищничества и приспособляемость к охоте Особенности строения и жизнедеятельности различных видов Венерина мухоловка Дарлингтония Непентес Росянка Жирянка Стилидий Применение в медицине Заключение Список литературы Введение Царство растений поражает своим величием и разнообразием. Все растения различаются по размеру, цвету, форме, месту обитания и т. д. Большинство организмов являются автотрофами, которые синтезируют свою пищу с помощью солнечной энергии, но есть также гетеротрофные растения и очень мало видов, которые являются как автотрофами, так и гетеротрофами. Таким образом, растения, которые дополняют свое нормальное автотрофное питание (фотосинтез) формой гетеротрофного питания, стали называть насекомоядными или хищными растениями. Актуальность проекта: плотоядные растения - это новая тема, которая с каждым годом набирает все большую популярность. Несмотря на то, что в настоящее время эта группа растений еще недостаточно изучена, многие из них уже находятся на грани исчезновения и занесены в Красную книгу (Жирянка, Росянка, Непентес, Венерина мухоловка (Дионея), Дарлингония, Библис и многие другие). Будет важным не только расширить свой кругозор и изучить особенности этих растений, но и познакомить с ними окружающих. Цель проекта: изучение особенностей строения и разновидностей плотоядных растений и изготовление наглядного пособия для ознакомления учащихся. Задачи: Изучить литературу по различным видам "насекомоядных" растений; Систематизировать теоретический материал; Выяснить особенности строения и разновидности растений-хищников; Определить причины, по которым растения стали хищниками; Обозначить сферы применения растений-хищников в жизни человека. Методы: 1. Анализ и обобщение научной литературы и Интернет-источников; 2. Сравнительный метод; Планируемый результат: иллюстрирование растений-хищников в виде наглядных материалов, макет хищного растения. Практическая значимость: работа может быть использована для повышения образовательного уровня учащихся с целью формирования бережного отношения к растениям-хищникам. Хищные растения Общие и исторические сведения о растениях-хищниках Плотоядные растения (насекомоядные растения и плотоядные растения) насчитывают около 600 видов из 19 семейств. Насекомоядные растения - это зеленые растения, хотя часто их кожица листьев или волоски окрашены в другие яркие цвета. Но все равно и в листьях, и в стеблях всегда есть могущественные зеленые "хлорофилловые" зёрнышки, которые с помощью солнечных лучей перерабатывают частицы углекислого газа и воды в сахар и крахмал. Эти живые организмы также получают часть или большинство полезных веществ (но не энергии) от захвата и потребления животных или простейших. Растения-хищники стали известны в XVIII столетии. Самое первое ботаническое описание венериной мухоловки сделал английский натуралист Джон Эллис в письме к Карлу Линнею в 1769 году. В нем он впервые высказал предположение, что пойманные насекомые служат пищей для растений. Немецкий врач А. В. Рот в 1782 году описал своеобразные движения, которые совершают листья росянки для ловли насекомых. Он развил мысль Эллиса, что пойманные беспозвоночные - это источник пищи для таких растений. В 1791 году Уильям Бартрам в книге о своих путешествиях по штатам Северной Америки описал растения рода Sarracenia, имевшие листья-кувшинчики для ловли насекомых. Он впервые употребил понятие «плотоядные растения». Уже в начале XIX века были описаны новые роды и виды, относящиеся к данной группе растений. После появились работы, посвящённые глубокому изучению особенностей подобных растений. Так, Оже де Ляссю описал чувствительность к прикосновениям и движения листьев растений рода Альдрованда, а Уильям Кэнби впервые указал на пищеварительные свойства сока, выделяемого железами на листьях венериной мухоловки. Большое значение в изучении насекомоядных растений стала исследовательская работа Чарльза Дарвина, которая началась в 1860 году. Он долгое время наблюдал за росянками и поставил ряд лабораторных опытов, переросших в исследование. Особое внимание Чарльз Дарвин уделял изучению способности растений переваривать пищу, их хватательным движениям и высокой чувствительности к прикосновениям (свойства, схожие с животными). Впоследствии эти опыты стали серьёзной научной работой. Чарльз Дарвин написал свой труд «Насекомоядные растения», первый известный трактат о плотоядных видах флоры, в 1875 году. Второе издание «Насекомоядных растений» с большими дополнениями, вышло после смерти Дарвина, в 1888 году и было написано его сыном. Работа Чарльза Дарвина стала переломным пунктом в исследованиях насекомоядных растений, давшая толчок к появлению других работ. До сих пор фундаментальная работа Дарвина является крупнейшим вкладом в изучение насекомоядных растений. Распространение и условия произрастания Насекомоядные - преимущественно многолетние травянистые растения. Известно, что они эволюционировали в пяти различных группах цветковых растений. Встречаются во всех экосистемах, где могут произрастать цветковые растения — от Арктики до тропиков и от уровня моря до альпийского пояса гор. Они известны на всех обитаемых континентах, но с преимущественным распространением в областях с тёплым, умеренным и тропическим климатом. Плотоядные представители флоры адаптированы для роста в местах с тонким слоем плодородной почвы или малым количеством азота, таких как кислые болота и выходы горных пород. Причина хищничества растений и приспособленность к охоте Хищничество – форма взаимоотношений, при которой организм одного вида использует представителей другого вида в качестве источника пищи однократно (убивая их). Хищничество широко распространено в природе, особенно в царстве животных, реже растений. Растения-хищники живут на болотах, в стоячих водах, тропических лесах, и в местах с повышенной влажностью. А постоянная повышенная влажность приводит к тому, что почва становится кислой. Поэтому рацион болотных растений крайне беден минеральными веществами, и они испытывают острый недостаток азота и фосфора. У растений нарушается обмен веществ, ослабевает синтез белка, и они плохо развиваются. Растения-хищники научились получать недостающее питание вне почвы. Каждый из них приспособился по-своему получать его для лучшего синтеза собственного белка, а значит, для развития и выживания. Их эволюция длилась долгие годы и привела к необычным возможностям зеленых хищников. Все хищные растения ловят свою добычу с помощью видоизмененных листьев-ловушек, приманивая своих жертв яркой окраской, ароматом, сладкими выделениями. Жертвы, привлеченные яркой окраской и ароматным нектаром, садятся на растение, которое вырабатывает ферменты, растворяющие насекомых. Однако следует учесть, что способ добывания пищи не привязывается к определенному семейству. Учёные разделяют зелёных хищников на три группы: Хватающие растения. Охотники действуют активно, хватают жертву без промедлений (венерина мухоловка). Приклеивающие. Группа хищников, которая приклеивают свою добычу (росянка, росолист, библис гигантский). Просто ждущие. Это пассивные хищники. Они ждут, пока добыча сама заберётся в ловушку (саррацения, непентес, дарлингтония, альдрованда). У растений-хищников обнаружено пять основных механизмов ловли добычи: Емкости в форме кувшина — захватывают добычу при помощи свернутого листа, содержащий смесь пищеварительных ферментов. Ловушки в виде листьев, покрытых липкой слизью. Быстро схлопывающиеся листья. Улавливатели в виде вакуумного пузыря, который засасывает жертву. Капканы, в виде крабовой клешни, которые вынуждают жертву двигаться к пищеварительному органу с волосками, направленными внутрь. Особенности строения и жизнедеятельности разных видов Венерина мухоловка Вид хищных растений из рода Дионея семейства Росянковые, считается одним из самых экзотических растений. Листья размером от трёх до семи сантиметров, длинные листья-ловушки обычно формируются после цветения. По краям листа - тонкие, слегка загнутые зубцы. Их количество достигает 16-20 штук на каждой половинке. Листья мухоловки сидят на широких длинных черешках и собраны у поверхности земли звёздочкой. Листья венериной мухоловки представляют собой "живые капканы". Цветет растение в мае или июне. На высоком цветоносе начинают расти соцветия, состоящие из маленьких белых цветков. Продолжается цветение в течении нескольких недель. В основной рацион растения входят более крупные насекомые: жуки, мухи, муравьи и пауки. Был зафиксирован случай нахождения в ловушке мухоловки сколопендры. Переваривает растение пищу 5-14 дней, после капкан снова раскрывается. В основном длительность переваривания зависит от температуры воздуха, а так же от размеров пойманного насекомого и от возраста ловушки. Капкан чернеет и отмирает после поимки двух или трех жертв (в редких случаях их количество достигает пяти-семи). Одной из особенностей мухоловки является, то что она не произрастает нигде, кроме небольшого уголка прибрежной равнины Северной Америки. Осенью растение-хищник готовится к спячке, и до наступления весны не требует ни питания, ни особого освещения. Дарлингтония Это единственный представитель рода дарлингтония, так же известная как "змеиная голова" или "растение-кобра", который растет на сырых болотистых лужайках и родниках с холодной проточной водой штата Калифорниии и Оригона, считается редким растением. Листья дарлингтонии имеют луковичную форму с двумя острыми листами, которые свисают как клыки и могут достигать высоты до одного метра, причем внутри они полые. В верхней части листа выделяется мёд привлекающий насекомых. В отличие от многих плотоядных растений, оно не использует ловчие листья для ловушки, а используют ловушку типа крабовой клешни. Как только насекомое оказывается внутри, их сбивает с толку крапинки света, которые проходят через растение. Они приземляются в тысячи густых тонких волосков, которые растут внутрь. Насекомые могут следовать за волосками вглубь к пищеварительным органам, но не могут вернуться назад. Непентес Существует около 130 видов этих растений, которые широко распространены в Китае, Малайзии, Индонезии, на Филиппинах, Мадагаскаре, Сейшельских островах, в Австралии, Индии, Борнео и Суматре. Это растение также получило прозвище "обезьянья чашка", так как исследователи часто наблюдали, как обезьяны пили из них дождевую воду. По своей яркой - то огненно-красной, то матово-белой, то зелёной с пурпурными пятнами - окраске они напоминают гигантские цветы. Величина их доходит до полуметра в высоту и до двенадцати сантиметров в ширину. Над каждым кувшином виднеется кончик листа в виде крышечки или зонтика, с розовыми и синими жилками. Кувшин до половины наполнен жидкостью, которая содержит пищеварительный сок. Сок довольно быстро растворяет насекомых. Уже через 5-8 часов добыча полностью переварена. Непентес тоже имеет свою особенность: острые шипы направлены внутрь кувшина, так что у жертвы нет ни малейшего шанса выбраться. Непентесы ловят много насекомых и других мелких животных. Ингода их накапливается чуть ли не до половины кувшина. Некоторые плети непентеса стелются по земле и тогда кувшины на них, скрытые в траве, превращаются в настоящие "ловчие" ямы. Их жертвами становятся ползающие насекомые. Большая часть растений является небольшими и они ловят только насекомых, но крупные виды, такие как Nepenthes Rafflesiana и Nepenthes Rajah, могут ловить мелких млекопитающих, таких как крысы. Росянка Росянка имеет приблизительно 194 вида. Она находятся на всех континентах, за исключением Антарктиды. Росянка может формировать прикорневые или вертикальные розетки от 1см до 1 м в высоту и могут жить до 50 лет. Вся верхняя сторона и края каждого листа росянки усажены еле заметными красными волосками-ресничками. Прозрачные капельки на конце каждого волоска- густая, липкая, тягучая слизь. Садясь на растение, насекомое задевает соседние липкие капли. Реснички растения изгибаются навстречу добыче и полностью обволакивают ее слизью. Вскоре край листа медленно загибается и покрывает свою мертвую жертву, которая уже начинает перевариваться. Слизь растения содержит вещества, напоминающие желудочный сок. Через несколько дней лист снова раскрывается, и ветер сдувает с него жесткие остатки насекомого. У росянок, которые произрастают в Австралии, длинные реснички, окружающие вход к центру листа, торчат в разные стороны, что делает их похожими на гидр. Это особенность дает росянкам быстро реагировать на любое, даже слабое прикосновение. Жирянка Существует около 80 видов этих растений в Северной и Южной Америке, Европе и Азии. Растение напоминает фиалку своим внешним обликом и темно-синими цветками. Продолговатые ярко-зеленые, глянцевые, крупные листья жирянки собраны в розетку. Ловчим аппаратом жирянки является ее лист, края которого чуть загнуты. На поверхности листа разбросаны железки двух типов- одни длинные , другие короткие ,по форме напоминающие булавочные головки. Питается жирянка в основном мелкими ползающими насекомыми. Принцип охоты схож с росянкой: при попадании на лист насекомое оказывается внутри свернувшегося в трубочку листа, покрытого слизью. Через сутки лист жирянки снова разворачивается, а остатки пищи сдуваются ветром. Стилидиум До сих пор ученые не могут понять, являются ли растения рода Стилидиум истинно плотоядными, или же это механизм самозащиты от надоедливых насекомых. У некоторых видов имеются липкие волоски, которые захватывают мелких насекомых, не имеющих ничего общего с процессом опыления, а их листья выделяют пищеварительные ферменты, способные медленно растворять несчастных жертв. Чтобы выявить значение потребляемых насекомых для жизни стилидиума, ученым необходимо провести дальнейшие исследования. Применение в медицине В ходе исследования я выяснил, что основная сфера применения растений-хищников – это медицина, а самым используемым плотоядным растением является росянка. Росянка старым авторам была неизвестна, поскольку не использовалась в Греции, и врачи средневековья могли опираться лишь на собственный опыт. Согласно устным преданиям, первым, кто занялся этим лекарственным растением, был Арнольдус де Вилланова из Барселон, но его сведения не могли распространиться в письменном виде, так как все его труды были уничтожены инквизицией. Лишь с нового времени - XVIII и XIX столетия, применение росянки при кашле одобряется врачами, и народная медицина усердно употребляет это растение. Современные исследования подтвердили положительное действие этого растения-хищника при кашле. И если официальная медицина применяет почти исключительно галеновые препараты, то в народной медицине часто употребляют чай из высушенной травы. В настоящее время росянка применяется в виде настойки или жидкого экстракта и входит в состав многих лекарственных препаратов от кашля. Гомеопатическое средство Drosera прописывают обычно при коклюшном кашле. При коклюше, как полагают некоторые гомеопаты, эффективнее более высокие разведения. Пробовать это необходимо после консультаций врача. Помимо этого, есть свидетельства, что эти препараты облегчают тяжелые приступы астмы. Препараты из этого лекарственного растения полезны и рекомендуются даже при туберкулезе легких. Заключение В своем исследовании я систематизировал теоретический материал о различных видах насекомоядных растений, выяснил их разновидности и особенности строения. В ходе работы было выявлено, какие механизмы используют растения-хищники для охоты, чтобы восполнить недостающие питательные вещества, такие как соли азота и фосфор. Я также изготовил наглядный материал для школьников и макет хищного растения, чтобы поближе познакомить учащихся с редкими насекомоядными растениями. Задачи, поставленные мною, были выполнены. Растения-хищники являются самыми удивительными и загадочными растениями на Земле. К сожалению, на сегодняшний день серьезной проблемой остается не только истребление растений-хищников и изъятие их из природы ради выгоды, но и сохранение их природных местообитаний. Список литературы Александрова В. «Растения-хищники» издательство «Детская литература». - Ленинград 1972г. Власова З.А. Биология. Справочник школьника. - М. «Ключ-С», 1995. Детская энциклопедия «Жизнь природы» М. :Росмен. 1994. с. 39 Денисова Г.А. «Удивительный мир растений»: Пособие для учащихся.-2-е изд.-М.: Просвещение, 1981. «Юный натуралист», журнал 1976 г., №5 |