Лекции по "Өсімдіктер экологиясы"

    Бұл экспериментте олардың цитоплазмасы мəрмəр тас тəрізді қатты, ешқандай реакция жүрмейтіндіктен терең тыныстық жағдайда болады. Осылай организмнің тіршілігінің уақытша мүлдем тоқтауын анабиоз (грек. анабиозис – тірілту) деп атайды. Аталмыш жағдайда ағзадағы белок молекулаларының құрылымы өзгермесе, ол қолайлы жағдайда өз тіршілігін қайта жалғастырады.

Сыртқы  ортадағы температураның күрт өзгеруі  организмнің белоктарының, нуклеин  қышқылдарының макромолекуласының биологиялық мембранасының ұйымдасу қабілетін бұзады. Сыртқы орта температурасының жоғарылауы (оң мəнді) молекулалардың белсенділік (активациялық) энергиясын арттырады да, əрбір 10⁰С жоғарылаған сайын зат алмасудағы реакция жылдамдығы артады (Q₁₀), яғни Ванг-Гоффа заңдылығы бойынша шамамен 2-3 рет.

    Организмдердің  эволюциялық дамуында сыртқы орта температурасының əрқилы ауытқуына ағзада əртүрлі бейімделушіліктер қалыптасады. Бұл екі жолмен жүреді немесе іске асады.

    1. Əртүрлі биохимиялық жəне физиологиялық  қайта құрылуы (ферменттердің  қанықтығы, белсенділігі, ерітіндінің  қату нүктесінің төмендеуі).

    2. Дене температурасының сыртқы  орта көрсеткішіне біршама икемделу қабілетінің арқасында, ондағы жүретін биохимиялық реакциялардың онша ауытқымауы.  

    Организмдегі  жылудың пайда болуы екі экзотермиялық  процесс арқылы жүзеге асады:

    а) Ағзадағы тотығу реакциясының нəтижесінде  АТФ-ң бөлінуімен оның қайта тұрақталуы (восстановление).

    б) Жылу биохимиялық реакциялардың  қосымша қолдаушы энергиясынан пайда  болады.

    Организмнің оған тиесілі температурасы ол тіршілік ететін ортаның температурасына  қатысты. Олар:

    А. Понкилотермді  (грек. пойкилос - əртүрлі, əрқилы, therme – жылу) топқа қатысты: микроорганизмдер, өсімдіктер.

    Б. Өз денесіндегі температураны белгілі өзіне қолайлы деңгейде сақтай алатын организмдер тобын – гомойотермділер деп атайды (олар: құстар мен сүтқоректілер).

    Понкилотермді организмдердің өз тіршілігінің генетикалық (тектік) бағдарламасын орындау үшін сыртқы ортадан белгілі бір температура жиынтығын (суммасын) алуы қажет. Бұл өз кезегінде сол ағзаға əсер ететін температура жиынтығын құрайды. Бұл жиынтық əр өсімдік түріне немесе оның жекелеген дарағына, болмаса басқада өкіліне əр мəнді. Мыс.: қоңыржай аймақта бұршақ, беде тұқымдарына ең төменгі «табалдырықты» температура 0⁰- тан +1⁰C; ал біршама оңтүстіктік дақылдарда (мəдени өсімдіктерде): жүгеріге, тарыға - +8 – 10⁰C, финник пальмасының тұқымы +30⁰C өнеді.

    Əсерлі  температура жиынтығы мына төмендегі  формуламен айғақталады:

Əсерлі  температура жиынтығы → Х = (T – C) * t⁰

    Т – сыртқы орта температурасы; С – табалдырықты дамудың температурасы;

ƏДЕБИЕТТЕР 

Негізгі

7. И.М.Культиасов. Экология растений. Изд-во Московского  университета 1982.384с.

8. Т.К.Горышина. Экология растений. Москва. Высшая  школа. 1979 год 

9. А.П.Шенников  Экология растений. Государственное  изд-во. Советская наука Москва. 1950 год  

Қосымша

11.Г.И.Поплавская. Экология растений. Изд-во АН СССР. 1948 год 

12.И.Г.Серебряков. Экологическая морфология растений. М. Высшая школа.1962 год. 

13.Э.Пианка. Эволюционная экология. М.1981 год. 

14.И.Н.Пономарева. Экология растений с основами  биогеоценологии. М.1978 год. 

15.Н.С.Михайловская. Строение растений в связи  с условиями их жизни. М.1977 год.  
 
 

    ЛЕКЦИЯ 4-5-6.

    СУ  ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ФАКТОР РЕТІНДЕ.

    Өсімдіктер  тіршілігіндегі судың  маңызы. Топырақтағы  су және оның өсімдіктермен  өсімдіктер жабынындағы маңызы. Әртүрлі жағдайдағы судың өсімдіктерге әсері.

    Су  – маңызды экологиялық фактор болып табылады. Гидросфера - планетамыздың ең үлкен көлемін алып жатыр. Су –жер шарының барлық көлемінің 71% қамтиды. Судың негізгі қорын, яғни 94%-ын мұхиттар мен теңіздер құрайды. Қалған 6% мәңгі мұздақтар, теңіздер, өзен мен көлдердің үлесіне тиеді. Суларда өсімдіктердің 500000 астам түрлері тіршілік етеді.

    Құрлық  пен мұхиттардағы организмдердің көп түрлілігі мен биомасса арақатынасын салыстырсақ төмендегідей қызықты тепе-теңдікті көреміз. Мәселен, өсімдіктер әлемінің құрлықта саны аз болғанмен, керісінше биомассасы мұхиттардан әлденеше есе артық болып келеді десе де, құрлық жағдайы мұхиттарға қарағанда өзінің алуан түрлі табиғатының ерекшелігімен, ауа райының құбылмалы өзгерістерімен организмдер дүниесінде мұхиттарға қарағанда қолайсыз орта болып саналады. Мәселен, фаунасы мен флорасының сан алуандылығы мен биомассасы мөлшері жөнінен экваториалды және тропикалық облыстардағы мұхиттарды ( Тынық және Атлантика) ерекше атауға болады. Негізінен мұхиттағы организмдердің көп шоғырланған жерлері жер шарының қоңыржай белдеулер аймағына сәйкес келеді.

    Теңіздердегі  фитобентасты бактериялар мен балдырлар  құрайды. Тұзды су фитобентасы да бактериялар диатомды және жасыл  балдырлардың өкілінен тұрады. Жалпы  алғанда судағы барлық өсімдіктерді тіршілік ету сипатына қарай гидрофиттер және гидатофиттер деп бөлінеді.

    Гидрофиттер суға жартылай көміліп өссе, ал гидатофиттер қатарына суға көміліп өсетін өсімдіктер жатады.

    Су  өсімдіктерінің тіршілік ортасына бейімделу  ерекшеліктері де әр түрлі. Біріншіден, су өсімдіктерінің тамыр, жапырақ, генеративтік мүшелері жетілген. Тамыр жүйесі судағы субстраттарға бөліну ролін атқаруға бейімделген. Сондықтан тамыр жүйесінде тамыршалар болмайды. Қоректі сіңіру бүкіл денесі арқылы жүзеге асады. Су өсімдіктері жүзуге немесе қалқыптуруға бейімделгендіктен ол бойына қалқы тәрізді өскіншелері пайда болған. Бұл өскіншелер өсімдікті суда жеңіл жүзіп немесе қалқып тұруға мүмкіндік туғызады. Гидатофиттердегі бір ерекшелік жапырақтарының жалпақ немесе әр түрлі болуы. Бұл құбылыс газ және зат алмасу процесін жеңілдетеді. Көптеген су өсімдіктері гүлдеп тұқым беру кезінде генеративті мүшелерін су бетіне шығарып тозаңдандыруға жел береді және тұқымының жел, су арқылы таралуына жол ашады. Су өсімдіктерінде болатын бейімделудің жоғары деңгейін біз - элодей, су сарғалдағы, т.б. өкілдерінен көреміз.  

Өсімдік денесі 50-90 пайызға дейін судан тұрады, оның ішінде цитоплазмада 85-90 пайыз болады. Суға барынша бай өсімдік мүшелері:

шырынды жеміс, жұмсақ жапырақ, тамырлар, тұқым (майлы өсімдіктер), жуа, пиязшалар жəне тамыр түйіндер.

    Өсімдік денесіндегі барлық биохимиялық реакциялар сулы ортада жүреді. Барлық қоректік заттардың тасымалдаушысы.

    Өсімдікті жеткілікті ылғалмен қамтамасыз ету  – экологияның басты міндеті (əрине олардың өсу ортасына байланысты).

    Су  өсімдігінің өсуін, яғни олардың  клеткаларының созылуын қамтамасыз етеді, клетка көлемі ұлғаяды, керісінше, судың аздығы клеткалардың созылуын тоқтатады, немесе баяулатады.

    Тургорлық жағдайдың өзгеруіне байланысты сабақтың көлденең кесіндісі үлкейіп болмаса кішірейеді. Сондықтан өсімдіктің көлем (мөлшер) жағдайынан өсуі тек түнде жүреді. Жеткілікті ылғалға немесе оның аздығына ең тез жауап беруші ол өсімдіктегі ассимиляциялық құбылыстағы органикалық заттардың түзілуі. Ылғалмен қамтамасыз етуге орай өсімдіктің сырт пішіні, көлемі, тіршілікті бейнесі, өсу бағыты, анатомиялық құрылысы, аймақтық таралуы жəне т.б. ерекшеліктері өзгереді.

    Сондықтан өсімдік денесіндегі судың жеткілікті ғана болуы емес, оның атмосферадағы  жəне топырақтағы жағдайына байланысты. Өсімдік суды сұйық күйінде пайдаланады.

     Сулы  ортаның бірқатар экологиялық ерекшеліктері.

     16.Судағы  еріген газдардың пропорциясы  атмосферамен салыстырғанда біршама  өзгеше, мысалы, 1 л суда ауаның  мөлшері 20-25 см³,1 л атмосферадағы 40 см³ артық емес су буы болады. Судағы газ ерітіндісі көпшілік жағдайда оның температурасынан жəне тұздың құрамына да байланысты.

     17.Сулы  ортадағы жылдық жəне тəулік температурасының ауытқуы оның ауадағы ауытқуынан анағұрлым аз. Сондықтан ондағы жылулық реті біршама тұрақтылықпен ерекшеленеді. Сулы ортадағы жылдық температураның деңгейі жыл мерзіміне тік бағыттағы су қабаттарының орын ауыстыруына байланысты. Мысалы, судың 30 м тереңдіктегі немесе онан да тереңдегі оның жыл бойындағы деңгейі 4-5⁰C ғана. Сулы ортадағы өсімдіктердің жылулық мүмкіншілігі (температуралық диапозон) 3,3⁰C ыстық қайнарларда +85+93⁰C. Ал жер бетіндегі тіршілік ететін (өсетін) өсімдіктер үшін Верхоянске -68,7⁰C, ал солтүстік жағдайында Fucus -20⁰C дейінгі суыққа шыдайды.

     18.Сулы  ортада жарықтың пəрменділігі мейлінше төмен, мысалы теңіз суарындағы жарықтың ену тереңдігі 1000-1700 м, ал тұщы суларда жарықтың ену тереңдігі төмендеу болады. Мына төмендегі мысалда əртүрлі су қоймаларындағы жарықтың ену тереңдігі келтіріледі: Женева көлі 200-240, Саргасса теңізінде – 66,5, Қара теңізде - 20, Ақ теңізде-81, Жерорта теңізінде – 30, Балтық теңізінде - 13, тұщы сулы ортада - 10, биік таулы көлдерде – 16-20 м.  
 

     19. Сулы ортада өсетін өсімдіктер  үшін ең маңызды факторлардың  бірі, ол ауамен салыстырғанда су тығыздығының жоғарлылығы. Сонымен бірге оның əсерлік деңгейі тұзды суда басым, ал тұщы суда төмен.

     20. Сулы ортаның өсімдіктер үшін  тағы бір маңызды факторының бірі, ол судың қозғалмалылығы, яғни судың тасуы, жағадан шығуы немесе судың кері қайтуы, оның толқындануы, қысымы жəне өсімдіктерді оттегімен қоректік заттармен қамтамасыз етуі.

     21. Сулы ортадағы ендігі мəнді  фактор – судағы еріген минералды  əне органикалық заттар, осыған  байланысты рН деңгейі: қышқылды  немесе сілтілі көрсеткішті болуы. Өсімдік үшін маңыздысы ол сулы ортаның тұздылығы. 1 кг тұздың судағы тұздық пайызы % (ерігенде) = S % тұздылық көсеткіші. Мысалы, Қара теңіз суының тұздылығы 17,5-18,5, Азов теңізінде - 9-12, Каспий - 12,85, Одақтың оңтүстік жəне орта Еуропалық бөліктеріндегі өзендерінде 0,15-0,25, тұщы сулы көлдерде 0,01-0,2. Ең тұзды Эльтон көлінде (жазда) 250-280, ең тұзды Кавказдағы Тамбукан көлінде 347.  

Теңіз суының басты құрамды бөлігіндегі тұз, ол – (NaCl) – 78 пайыз, одан басқалары: Na₂SO₄, Na₂CO₃. Қазіргі таңдағы мəліметтер бойынша теңіз суында 30-40 əртүрлі химиялық элементтер бар.

Тұщы  суда сутекті иондардың қанығуы (қанықтығы) рН=3,6, рН=8,8 ауытқыды. Егерде тұщы сулы бассейнде рН=3,7-4,7 болса, онда ол қышқыл болғаны, ал рH=6,5-7,3 шамасында болса, онда ол бейтарап, рН=7,8-8,8 сілтілі болады. Шымтезекті орта суының рН=3,6-3,8 CO₂, ондағы қышқылдық əсерді гуминді заттар жəне күкірт қышқылы сипаттайды.

     Суға қатысты өсімдіктердің экологиялық топтары: гидотофты - өсімдік түгелдей суға көмілген, гидрофитті - өсімдіктің біраз бөлігі суда, гигрофитті - өсімдік су жағалауында (аса мол, ылғады ортада), мезофиттер – қоңыржай аймақта, ылғал мөлшері кəдімгі жеткілікті, ксерофиттер – ылғалы тапшы шөл, жартылай шөлді немесе далалы аймақтың өсімдіктері.

ӘДЕБИЕТТЕР 

Негізгі

10. И.М.Культиасов. Экология растений. Изд-во Московского  университета 1982.384с.

11. Т.К.Горышина. Экология растений. Москва. Высшая  школа. 1979 год 

12. А.П.Шенников  Экология растений. Государственное  изд-во. Советская наука Москва. 1950 год  

Қосымша

22. Г.И.Поплавская. Экология растений. Изд-во АН СССР. 1948 год 

23. И.Г.Серебряков. Экологическая морфология растений. М. Высшая школа.1962 год. 

24. Э.Пианка. Эволюционная экология. М.1981 год. 

25. И.Н.Пономарева. Экология растений с основами  биогеоценологии. М.1978 год. 

26. Н.С.Михайловская. Строение растений в связи  с условиями их жизни. М.1977 год.  
 
 

  ЛЕКЦИЯ 7.

  СУ  РЕЖИМІНЕ ҚАРАЙ ТҮРЛЕРДІҢ  ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ТОПТАРЫ. КСЕРОМОРФТЫ ҚҰРЫЛЫМНЫҢ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ ЖƏНЕ ОНЫҢ МАҢЫЗЫ. ЗАЛЕНСКИЙ  ЗАҢЫ.

    Экологиялық топтарды әдетте ортаның форма түзетін және физиологиялық маңызы бар, бейімделуін тудыра алатын факторына байланысты бөледі.

    Ылғалға байланысты өсімдіктердің мынандай негізгі топтарын ажыратады: 1. ксерофиттер, 2 мезофиттер, 3. гигрофиттер, 4. гидрофиттер.

    Ксерофиттер (гр. Ксерос - құрғақ, фитон - өсімдік) тобы тұрақты немесе толқынды су тапшылығына ұшырайын өсімдіктер тобы. Қазақстан жері басым көпшілігі шөлді, жартылай шөлді жəне далалы аймақ болғандықтан өсімдік жабынын құрайтын өсімдіктердің басым түрлері ксерофиттерге сипатты. Ксерофиттердің морфологиялық жəне анатомиялық ерекшеліктері: ксерофитті өсімдіктер морфологиялық тұрғыдан бұталы, жартылай бұталы, бұташықты, көпжылдық, бір жылдық шөптесін тіршілікті формалы болып кездеседі. Өркендер жүйесі жақсы бұтақталған, жапырақтары майда, қабыршақты, ал астық тұқымдас өкілдерінің жапырақтары түтік тəрізді ширатылған, қасаңды болып қалыптасады. Сабақтары көпшілік жағдайда сүректі, қасаң, қатты болады. Тамыр жүйелері екі түрлі болып қалыптасады: біріншісі жақсы тармақталған, топырақтың ылғалы мол қабатына таралған, тереңдігі топырақ бетінің ылғалды қабатына ғана орналасқан өсімдіктер, екіншісі негізгі тамыры аз тарамдалып, мейлінше терең – он мертден аса, жер асты суына жақын ызалы қабатқа дейін жететін өсімдіктер.