Природа не устает нас удивлять своими загадками и сюрпризами. Казалось бы, стебелек с листиками, а тоже плотоядный! Оказывается, есть довольно значительная категория растений, живущих чужой смертью. Это так называемые «плутонианцы» - по имени таинственного повелителя смерти и возрождения - Плутона. Более распространенными названиями являются «насекомоядные растения» и «растения-хищники».
Эти растения являются лишним доказательством загадочности эволюции. Например, чтобы выжить в тенистых влажных местах, так называемые эпифиты перебираются жить на более высокого и мощного соседа, правда, без вреда для него; растения-хищники, как считают ученые, эволюционировали вследствие крайнего недостатка азота в почве.
Всего известно около 500 видов растений-хищников. У наиболее известных "хищников" — росянок, непентесов и саррацений — основную часть добычи составляют насекомые (отсюда другое название этих растений — насекомоядные). Другие — водные пузырчатки и альдрованды — ловят чаще всего планктонных ракообразных. Есть и такие "хищные" растения, которые питаются мальками, головастиками или даже жабами и ящерицами. Существует три группы таких насекомоядных растений — это растения с листьями-ловушками, у которых половинки листьев с зубцами по краю плотно захлопываются, растения с листьями-липучками, у которых волоски на листьях выделяют привлекающую насекомых липкую жидкость, и растения, у которых листья имеют форму кувшинчика с крышечкой, наполненного водой.
Зачем же растениям "хищничество"?
Дело в том, что все хищные растения растут на бедных почвах, как, например, торф или песок. В таких условиях меньше конкуренции среди растений (мало кто способен здесь выжить), а способность ловить живую добычу, расщеплять и усваивать животный белок восполняет дефицит минерального питания. Особенно многочисленны хищные растения на влажных почвах, болотах и топях, где они возмещают за счет пойманных животных нехватку азота. Как правило, они ярко окрашены, и это привлекает насекомых, привыкших ассоциировать яркую окраску с наличием нектара.
Что характерно для растений-хищников?
Они обладают различными приспособлениями для улавливания мелких животных, в основном насекомых и паукообразных, переваривают свои жертвы «пищеварительным соком», выделяемым специальными железками, и всасывают полученную питательную кашицу, дополняя таким образом необходимый им азот, полученный из почвы, азотом из животных тканей. В органы улавливания насекомых, как правило, превращены листья. Они покрыты клеем, несут клейкие волоски, могут загибаться внутрь, закрываясь, как ладонь, собираемая в кулак. Лист может быть превращен в кувшинчик с крышечкой, из которого попавшее туда насекомое не может выбраться.
Есть основания полагать, что и некоторые культурные растения не прочь полакомиться «мясом» Так, в основаниях листья ананаса скапливается дождевая вода, и там размножаются мелкие водяные организмы - инфузории, коловратки, червячки, личинки насекомых. Имеются подозрения, что ананас способен их переваривать и усваивать.
Наиболее известные виды:
Росянка
Род Drosera (росянки) включает около 130 видов растений. Живут они и в тропических болотах, и в длительно пересыхающих почвах австралийских субтропиков, и даже за полярным кругом в тундре. В средней полосе России можно встретить росянку круглолистную. Обычно росянки ловят мелких насекомых, но некоторые виды способны поймать и более крупную добычу.
Листья росянки покрыты красными или ярко-оранжевыми волосками, каждый из которых увенчан блестящей капелькой жидкости. У тропических росянок листья напоминают ожерелье из многих сотен сверкающих на солнце бусинок-росинок. Но это смертоносное ожерелье: привлеченное блеском капелек, красноватой окраской листа и его запахом, насекомое вязнет в липкой поверхности.
Отчаянные попытки жертвы освободиться приводят к тому, что к ней склоняется все больше соседних волосков, и в конце концов она оказывается вся покрыта клейкой слизью. Насекомое гибнет. Затем росянка выделяет фермент, растворяющий добычу. Нетронутыми остаются только крылышки, хитиновый покров и другие твердые части. Если на лист садится не одно насекомое, а сразу два, то волоски как бы разделяют свои обязанности и справляются с обоими.
Жирянка
Действует почти так же, как росянка, заманивая насекомых клейкими выделениями своих длинных, суживающихся к концу листьев, собранных в прикорневую розетку. Иногда края листьев загибаются внутрь, и добыча в таком лотке оказывается запертой. Затем другие клетки листьев выделяют пищеварительные ферменты. После поглощения "блюда" лист разворачивается и снова готов действовать.
Венерина мухоловка
Род Dionaea включает только один вид Dioneae muscipulata, более известный под названием венерина мухоловка. Это единственное растение, у которого лов насекомых быстрым движением ловушки можно наблюдать даже невооруженным глазом. В природе мухоловка встречается на болотах Северной и Южной Каролины.
У взрослого растения максимальный размер ловушки — 3 см. В зависимости от времени года, вид ловушки заметно изменяется. Летом, когда много добычи, ловушка ярко окрашена (обычно темно-красного цвета) и достигает максимальных размеров. Зимой, когда добычи мало, ловушки уменьшаются в размерах. По краям листа расположены толстые колючки, похожие на зубы, каждый лист ("челюсть") оснащен 15-20 зубами, а в середине листа — три сторожевых волоска. Насекомое или иное существо, привлеченное ярким листом, не может не задеть эти волоски. Схлопывание ловушки происходит только после двухкратного раздражения волосков в интервале от 2 до 20 секунд. Это предохраняет ловушки от срабатывания во время дождя.
Разомкнуть ловушку уже невозможно. Если лист промахнется или в него попадет нечто несъедобное, он вновь откроется через полчаса. В противном случае он останется закрытым, пока не переварит жертву, на что уходит до нескольких недель. Как правило, листья, прежде чем отмереть и смениться новыми, срабатывают таким образом всего два-три раза.
Непентес
Род включает около 80 видов растений из тропических дождевых лесов. Большая часть из них — лианы, достигающие нескольких метров, но есть и низкие кустарники. Ловушки непентесов приспособлены к поимке весьма крупной добычи. Самые крупные непентесы могут поймать и мелких грызунов, жаб и даже птиц. Однако обычная добыча для них — насекомые.
Непентесы ловят добычу совершенно иначе, чем все остальные хищные растения. В их трубчатых листьях, по форме напоминающих кувшинчики, скапливается дождевая вода. У одних кончик листа свернут наподобие воронки, по которой вода стекает внутрь; у других он загнут над отверстием и прикрывает его, ограничивая количество поступающей влаги, чтобы предотвратить переполнение при проливных дождях. По внешней стороне кувшина сверху вниз проходят два зубчатых крыла, служащие как для опоры кувшина, так и для направления ползающих насекомых. По внутреннему краю кувшинчика расположены клетки, которые выделяют сладкий нектар. Под ними — множество жестких волосков, обращенных книзу, — щетинистый частокол, не дающий жертве выбраться из кувшинчика. Воск, выделяемый клетками гладкой поверхности листьев у большинства непентесов, делает эту поверхность столь скользкой, что жертве не могут помочь никакие коготки, крючочки или присоски. Попав в такой кувшинчик-ловушку, насекомое обречено, оно опускается все глубже в воду — и тонет. На дне кувшинчика насекомое разлагается, и мягкие его части всасываются растением.
Непентесы (кувшиночники) порой называют "охотничьими чашками", поскольку содержащуюся в них жидкость можно пить: сверху в кувшинчике чистая вода. Конечно, где-то внизу находятся непереваренные твердые остатки "обедов" растения. Но при известной осторожности до них не добраться, и практически каждый кувшинчик содержит глоток-другой, а то и много больше воды.
Саррацении
Род насчитывает 9 видов из семейства саррацениевых. Все представители семейства — болотные растения. Цветки очень яркие. И даже нецветущие саррацении обращают на себя внимание: изумрудные, с густой сеткой малиновых жилок, истекающие сладким соком листья-ловушки напоминают сказочные цветы. Привлеченные яркой ловушкой, насекомыми садятся на ловушку и гибнут.
Дарлингтония (Darlingtonia) - болотное растение Северной Америки, одно из самых странных в мире: изумляет своими кувшинчиками в форме капюшона кобры, приготовившейся к атаке (отсюда и другое название - Cobra Plant). Насекомые попадаются на запах, а волоски на стенках листьев обеспечивают движение только вниз.
В Австралии можно встретить Библис Гигантский (Byblis gigantea) , сплошь покрытый листьями с липкими волосками и железками с очень клейким веществом. Именно о нем до сих пор ходят слухи как о растении-людоеде. Согласно легендам, около этих растений не раз находили останки людей. Местные аборигены использовали его листья в качестве супер-клея.
Домашние хищники
Существует мнение, что растения-хищники невозможно держать в домашних условиях. Они действительно чаще всего гибнут через некоторое время, тем не менее есть виды растений-хищников, наиболее пригодных для комнатных условий. Это венерина мухоловка, различные росянки, некрупные виды непентесов, тропические виды жирянок и большинство видов саррацений.
Венерину мухоловку выращивают в грубом волокнистом торфе. Растение требует максимального солнечного света в течение всего года, а зимой, когда солнечного света не хватает, растения приходится подсвечивать. Поливают летом обильно, еще лучше держать горшки с растениями на треть погруженными в воду, используя для полива кипяченую или дождевую воду. Зимой полив сокращают, но не допускают полного высыхания грунта. Требует высокой влажности воздуха.
Выращивание отдельных гибридных видов непентесов не составляет большого труда, с той лишь оговоркой, что для образования кувшинов они требуют постоянной высокой влажности. Выращивают непентесы на грунте, состоящем из волокнистого торфа и мха сфагнума или на чистом мхе сфагнуме. Главное, чтобы грунт был всегда рыхлым и хорошо аэрируемым. Поливать эти растения надо обильно и мягкой водой, не допуская малейшего подсыхания.
Многих представителей росянок весьма сложно содержать в комнатных условиях. Тем не менее некоторые тропические виды росянок весьма неприхотливы и могут расти в аквариумах при высокой влажности воздуха, так как их листья очень нежные и в сухой атмосфере комнаты легко пересыхают. Наиболее пригодными для выращивания в комнатных условиях считаются южно-африканская росянка Drosera alicia и американская росянка Drosera capillaris (это самая выносливая росянка).
Саррацении прекрасно растут в комнате без особого ухода. Почвенная смесь должна быть рыхлой и не питательной: промытый кварцевый песок, резаный сфагнум и верховой торф (1:2:3) с добавлением кусочков древесного угля. Часто саррацении страдают от переувлажнения, поэтому им необходим хороший дренаж. Полив — дистиллированной или чистой снеговой (дождевой) водой. Оптимальное место для них в квартире — подоконник, лучше всего под постоянно приоткрытой форточкой, зимовка при t 10-15°С.
Венерину мухоловку очень любят дети и взрослые, они суют туда пальцы и наблюдают, как захлопывается маленький мягкий ротик. Удивителен факт, что скорость реакции составляет всего одну тридцатую долю секунды! Это растение тоже умеет играть в игру «съедобное-несъедобное», и если пища подходящая, то лист снова откроется только через 6-10 дней. А вот если лист захлопнулся напрасно, то уже через 1-2 дня мухоловка снова выйдет на охоту.
Именно Венерину мухоловку чаще всего разводят в домашних условиях и начинают кормить. Подходят и пойманные мухи, и даже небольшие кусочки обыкновенного мяса. Поэтому, если у вас в доме поселился такой экзот, накрывая мясной стол, не забудьте пригласить к нему и своего зеленого друга.
Невероятные факты
Среди всех странных растений в мире, существуют даже такие, которые поглощают плоть .
Ну, может не совсем плоть, а насекомых, но, тем не менее, они считаются плотоядными . Все плотоядные растения находятся в местах, где почва бедна питательными веществами.
Эти удивительные растения относятся к плотоядным , так как они ловят насекомых и членистоногих, выделяют пищеварительный сок, растворяют жертву и в ходе этого процесса получают некоторые или большую часть питательных веществ .
Вот самые известные хищные растения, которые используют разные виды ловушек для того, чтобы заманить свою жертву .
1. Саррацения (Sarracenia)
© konmesa / Getty Images
Саррацения или Северо-американское насекомоядное растение является родом плотоядных растений, которые встречаются в районах восточного побережья Северной Америки, в Техасе, в Великих озерах, в юго-восточной Канаде, но большая часть находится только в юго-восточных штатах.
Это растение использует ловчие листья в форме кувшинки в качестве ловушки . Листья растения превратились в воронку с образованием, похожим на капюшон, который растет над отверстием, предотвращая попадание дождевой воды, которая может разбавить пищеварительные соки. Насекомых привлекает цвет, запах и секреции, похожие на нектар на краю кувшинки. Скользкая поверхность и наркотическое вещество, окаймляющее нектар, способствуют тому, что насекомые падают внутрь, где они погибают и перевариваются протеазой и другими ферментами.
2. Непентес (Nepenthes)
© genphoto_art / Getty Images
Непентес, тропическое насекомоядное растение, это другой вид плотоядных растений с ловушкой, при которой используются ловчие листья в форме кувшинки. 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.
Большинство видов Непентес это высокие лианы, около 10-15 метров, с мелкой корневой системой. Из стебля часто видны листья с усиком, который выступает из кончика листа и часто используется для лазания. На конце усика, кувшинка формирует небольшой сосуд, который затем расширяется и образует чашу.
Ловушка содержит жидкость, выделяемую растением, которая может иметь водянистую или липкую структуру, и в которой тонут насекомые, которых поедает растение. Нижняя часть чаши содержит железы, которые поглощают и распределяют питательные вещества. 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 крыс .
3. Хищное растение генлисея (Genlisea)
Генлисея состоит из 21 вида, обычно растет во влажной наземной и полуводной среде и распространена в Африке и Центральной и Южной Америке.
Генлисея представляет собой небольшие травы с желтыми цветами, которые используют ловушку типа крабовой клешни . В такие ловушки легко попасть, но из них невозможно выйти из-за небольших волосков, которые растут к входу или, как в этом случае, вперед по спирали.
У этих растений два различных типа листьев: фотосинтезирующие листья над землей и специальные подземные листья которые заманивают, ловят и переваривают мелкие организмы , такие как простейшие. Подземные листья также выполняют роль корней, такую как впитывание воды и прикрепление, так как у самого растения их нет. Эти подземные листья под землей формируют полые трубки, которые имеют вид спирали. Мелкие микробы попадают в эти трубки с помощью потока воды, но не могут из них выйти. Когда они доберутся до выхода, они уже будут переварены.
4. Дарлингтония калифорнийская (Darlingtonia Californica)
Дарлингтония калифорнийская - это единственный представитель рода дарлингтония, который растет в северной Калифорнии и Орегоне. Оно растет в болотах и родниках с холодной проточной водой и считается редким растением .
Листья Дарлингтонии имеют луковичную форму и образуют полость с отверстием, находящимся под вздутой, как воздушный шар, структурой и двумя острыми листами, которые свисают как клыки.
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.
5. Пузырчатка (Utricularia)
Пузырчатка - это род плотоядных растений, состоящих из 220 видов. Они встречаются в пресной воде или влажной почве в качестве наземных или водных видов на всех континентах, за исключением Антарктиды.
Это единственные хищные растения, которые используют пузырчатую ловушку . У большинства видов очень маленькие ловушки, в которые они могут поймать очень мелкую добычу, такую как простейшие. Ловушки составляют от 0,2 мм до 1.2 см, а в большие ловушки попадают более крупная добыча, как например, водяные блохи или головастики.
Пузырьки находятся под отрицательным давлением по отношению к окружающей обстановке. Отверстие ловушки открывается, всасывает насекомое и окружающую воду, закрывает клапан, и все это происходит за тысячные доли секунд.
6. Жирянка (Pinguicula)
Жирянка относится к группе плотоядных растений, которые используют липкие, железистые листья для того, чтобы заманить и переварить насекомых. Питательные вещества, получаемые от насекомых, дополняют почву, бедную минеральными веществами. Существует приблизительно 80 видов этих растений в Северной и Южной Америке, Европе и Азии.
Листья жирянки сочные и обычно имеют ярко-зеленый или розовый цвет. Есть два специальных вида клеток, находящихся на верхней стороне листьев. Один известен, как цветоножная железа и состоит из секреторных клеток, находящихся на вершине одной клетки стебля. Эти клетки вырабатывают слизистый секрет, который образует видимые капли на поверхности листьев и действует, как липучка . Другие клетки называются сидячими железами, и они находятся на поверхности листа, вырабатывая ферменты, такие как амилаза, протеаза и эстераза, которые способствуют пищеварительному процессу. Тогда как многие виды жирянок плотоядны весь год, многие типы образуют плотную зимнюю розетку, которая не плотоядна. Когда наступает лето, оно расцветает, и у него появляются новые плотоядные листья.
7. Росянка (Drosera)
Росянка составляет один из крупнейших родов плотоядных растений, имея, по крайней мере, 194 вида. Они 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.
Для росянок характерны движущиеся железистые щупальца , увенчанными сладкими липкими выделениями. Когда насекомое приземляется на липкие щупальца, то растение начинает двигать остальные щупальца в направлении жертвы, чтобы в дальнейшем загнать ее в ловушку. Как только насекомое оказалось в ловушке, мелкие сидячие железы поглощают его и питательные вещества идут для роста растения.
8. Библис (Byblis)
Библис или радужное растение - это небольшой вид плотоядных растений родом из Австралии. Радужное растение получило свое название за привлекательный вид слизи, которая покрывает листья на солнце. Несмотря на то, что эти растения похожи на росянки, они никак не связаны с последними и отличаются зигоморфными цветами с пятью изогнутыми тычинками.
Листья его имеют круглое сечение, и чаще всего они удлиненные и конические на конце. Поверхность листьев полностью покрыта железистыми волосками, которые выделяют липкое слизистое вещество, служащее ловушкой для мелких насекомых, садящихся на листья или щупальца растения.
9. Альдрованда пузырчатая (Aldrovanda vesiculosa)
Альдрованда пузырчатая - это великолепное бескорневое, плотоядное водное растение. Оно, как правило, питается мелкими водными позвоночными, используя ловушку-капкан .
Растение состоит в основном из свободно плавающих стеблей, которые достигают 6-11 см в длину. Листья-ловушки, величиной 2-3 мм, вырастают в 5-9 завитков по центру стебля. Ловушки прикрепляются к черешкам, которые содержат воздух, позволяющий растению плавать. Это быстро растущее растение и оно может достигать 4-9 мм в день и в некоторых случаях производить новый завиток каждый день. В то время как растение растет на одном конце, другой конец постепенно погибает.
Ловушка растения состоит из двух долей, которые захлопывается, как капкан. Отверстия ловушки направлены наружу и покрыты тонкими волосками, которые позволяют ловушке закрыться вокруг любой жертвы, которая оказывается достаточно близко. Ловушка захлопывается за десятки миллисекунд, что является одним из примеров самого быстрого движения в животном мире .
10. Венерина мухоловка (Dionaea Muscipula)
Венерина мухоловка, возможно, самое известное плотоядное растение, которое питается в основном насекомыми и паукообразными . Это мелкое растение, имеющее 4-7 листьев, которые растут из короткого подземного стебля.
Листовая пластина его разделена на две области: плоские, длинные, в форме сердца, способные на фотосинтез черешки и пару конечных долей, свисающих с главной жилки листа, которые формируют ловушку. Внутренняя поверхность этих долей содержит красный пигмент, а края выделяют слизь.
Листовые доли проделывают резкое движение, захлопываясь, когда стимулируются его сенсорные волоски. Растение настолько развитое, что может отличить живой стимул от неживого . Листья его захлопываются за 0,1 секунду. Они окаймлены жесткими, как шипы ресничками, которые удерживают добычу. Как только жертва попалась, внутренняя поверхность листьев постепенно стимулируется, а края долей растут и сливаются, закрывая ловушку и создавая закрытый желудок, где и происходит переваривание добычи.
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
История возникновения хищных растений
Виды хищных растений
Особенности хищных растений
Анкетирование обучающихся 2 «Е» класса
Наблюдение за растением Непентес в Сибирском ботаническом саду города Томска
Эксперимент «Кормление Венериной мухоловки»
Теоретическая часть
Практическая часть
Заключение
Список источников информации
Введение
Изучение ископаемых остатков доказывает историческое развитие растительного мира в течение многих миллионов лет. Мир растений очень древний и существовал на планете еще задолго до появления человека. Растения населяют огромные пространства суши. Они населяют степи, тундру, заселяют водоемы. Их можно встретить даже в Арктике. Они приспосабливаются даже к голым, отвесным скалам и сыпучим, сухим пескам.
Актуальность. Зеленые растения, населяющие планету, создают все условия для жизни живых организмов. Растения, как известно, выделяют кислород, без которого невозможно дыхание. Они являются основной пищей для очень многих живых существ. Даже хищники и те зависят от растений, так как их потребляют животные - объекты их охоты.
Листья деревьев, высокие травы создают мягкий влажный микроклимат, так как они защищают землю от палящих лучей солнца, иссушающих ветров. Их корни удерживают почву от сползания, так как скрепляют ее, не дают образовываться оврагам.Растения осуществляют фотосинтез. Потребляя углекислый газ и воду, они производят полезные вещества, которые становятся ценнейшим источником питания. Зерно, овощи, фрукты - все без чего не может обойтись человек - все это растения.Кроме того они формируют газовый состав воздуха, которым дышат живые существа. В процессе осуществления фотосинтеза, они выделяют в окружающую атмосферу примерно 510 тонн дополнительного кислорода за год. К примеру, всего 1 гектар полей, где растет кукуруза, выделяет за год около 15 т свободного кислорода. Этого достаточно для того, чтобы могли свободно дышать 30 человек.Как мы видим, растения оказывают огромное влияние на окружающий среду - на все элементы биосферы (животный мир, людей и др.). Вот почему исследование растений является очень важным и актуальным.
Объект исследования: Хищные растения
Предмет исследования: Влияние на окружающую среду хищных растений
Цель работы: выяснить, как разные виды хищных растений влияют на окружающую среду
Гипотеза. Предположим, что разные виды хищных растений отрицательно влияют на окружающую среду. Но среди них существуют такие растения, которые приносят пользу окружающей среде.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи:
изучить научно-популярную литературу по теме исследования;
выявить, какие хищные растения окружают нас, и какое влияние они оказывают;
изучить особенности жизнедеятельности Венериной мухоловки;
провести эксперимент «Кормление Венериной мухоловки».
В своей работе я использовал следующие методы:
Сбор и изучение информации в СМИ и других источниках;
Анкетирование;
Эксперимент;
Наблюдение;
Анализ экспериментальных результатов, вывод.
Этапы исследовательской работы
I этап - подготовительный
II этап - практический
III этап - заключительный
В подготовительный этап вошли:
Обзор источников информации: литературы и Интернет-ресурсов
Обоснование актуальности темы
Постановка цели и задач
Определение объекта и предмета исследования
Выбор методов исследования
Практический этап:
Подбор вопросов и проведение анкетирования;
Эксперимент;
Анализ экспериментальных результатов.
В заключительный этап вошли обсуждение, систематизация собранных сведений, оценка полученных результатов исследования, формулирование выводов.
История возникновения хищных растений
Теоретическая часть
Насекомоядные растения стали известны в XVIII столетии. Самое первое точное ботаническое описание венериной мухоловки (Dionaeamuscipula) было сделано английским натуралистом Джоном Эллисом в письме к Карлу Линнею в 1769 году. В 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 пойманныебеспозвоночные являются источником пищи для таких растений.
Следующим этапом в изучении насекомоядных растений стала исследовательская работаЧарльза Дарвина, начатая с наблюдений за росянками в 1860 году. Тогда же Дарвин поставил ряд лабораторных опытов, переросших в исследование. Он изучал «вкусы» растений и составлял «меню». Дарвина привлекла способность растений переваривать пищу, их хватательные движения, высокая чувствительность к прикосновениям — то есть свойства, схожие с таковыми у животных. Впоследствии эти опыты стали серьёзной научной работой, вобравшей в себя множество уникальных наблюдений и смелых, но разумных выводов.
Дарвин долгое время не решался опубликовать результаты своих исследований. Лишь через 15 лет, когда они были дополнены другими исследователями, он издал книгу «InsectivorousPlants» (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.
Однако эта работа не сразу нашла признание среди учёных своего времени и подверглась жестокой критике, в большинстве случаев из-за их принципиальных расхождений с новойэволюционной теорией Дарвина.
Тем не менее, до сих пор фундаментальная работа Дарвина является крупнейшим вкладом в изучение насекомоядных растений.
1.2. Виды хищных растений
Растения-хищники - не такая уж и редкость на планете, их более ста видов. В районах с умеренным климатом легче всего встретить росянку круглолистную иальдрованду пузырчатую .
Это совсем небольшое растение можно найти на торфяных болотах. Его листья, собранные в розетку, покрыты красноватыми ловчими волосками-щупальцами с красной головкой наверху. Она выделяет липкую жидкость и поэтому вся поверхность листа как будто покрыта росой. В центре листа волосики короткие, по краям - более длинные. Мухи, муравьи, привлеченные блеском капелек, попадают на лист и прилипают к нему. Жертва мечется, бьется и при этом задевает соседние волоски. Они тянутся к насекомому и обволакивают его своей слизью. Край листа начинает медленно загибаться и накрывает свою добычу, которая здесь же и переваривается. Жидкость, выделяемая волосками, по своему составу похожа на желудочный сок животных. Переваренные насекомые теми же железками всасываются внутрь растения.
Альдровандапузырчатая свободно плавает в воде, корней у нее нет. Её тонкий стебель и часть листьев всегда находятся под водой. На поверхности остаются ловчие листья и шиловидные концы черешков, которые торчат над водой, как пики.
Лист состоят из двух половинок, наклоненных одна к другой. Края листа усажены волосками и загнуты внутрь. В центре листа, возле главной жилки, множество круглых пищеварительных железок. Микроскопические обитатели водоемов задевают волоски листа, и он моментально закрывается. Чем моложе лист, тем быстрее смыкаются его половинки. Внутри листа образуется полость, из которой вода постепенно исчезает и которая заполняется воздухом. Вода, как потом и пойманные животные, всасываются внутрь растения.
Эти растения-хищники обитают в средней полосе России и в северных её районах. Но особенно много зеленых хищников растет в Австралии и Новой Зеландии. Они крупнее своих северных родственников и могут ловить более крупную добычу. Австралийская росянка гигантская вырастает в длине до 1 метра. Её ветви усажены листьями на длинных черешках и торчат во все стороны, поджидая добычу.
В Испании, Португалии и Марокко на сухих каменистых почвах встречается растение, которое называют «португальской мухоловкой» . От короткого, прямого стебля отходят в стороны и вверх узкие длинные листья, выпуклые снизу и с желобком сверху. Сверху и по краям они усыпаны железками двух видов - сидячими и на ножках, последние выделяют густую липкую слизь. К ней накрепко приклеиваются даже крупные насекомые. А сидячие железки выделяют пищеварительную жидкость, и растение в течение дня без труда поглощает несколько десятков крупных мух.
В штате Северная Каролина в США на скудных песчаных почвах встречается венерина мухоловка . Пластинка листа превратилась в две округлые створки с длинными крепкими зубцами по краям. Когда половинки листа смыкаются, зубцы накладываются друг на друга и образуется подобие решетки. Чем отчаяннее бьется насекомое, стараясь освободиться, тем крепче сжимаются створки листа. Со временем лист раскрывается, и снова он в боевой готовности.
Но самое замечательно ловчее приспособление - у цефалотуса . Это растение встречается только на юго-западе Австралии. Нижние листья на его стебле превратились в кувшинчик с крышкой. Верхние листья - толстые, плоские, с железками на черешках и нижней стороне пластинки. Длина кувшинчика - до 3 см. Внутри кувшинчика, в нижней его части, по обе стороны находятся два темно-красных валика, содержащие пищеварительные железки. На дне кувшинчика никаких железок нет.
Кувшинчик пестро окрашен, а железки на крышечке выделяют сок, напоминающий нектар. Насекомые принимают пестрый кувшинчик за цветок и долго лижут сладкий сок, пока по очень гладкой и скользкой поверхности кувшинчика не сползут на его дно. Там их ждет неминуемая гибель.
1.3. Особенности хищных растений
Листья росянки богаты:дрозерин, плумбагин, фторхинолоны, калий, дубильное вещество, аскорбиновая кислота.
С давних времен установлено, что плумбангин, который входит в состав росянки является одним с лучших антибиотиков, с помощью его можно защититься от грибов патогенного характера. Потому он может уничтожать палочку Борде-Жангу, из-за которой возникает коклюш. Препараты на основе росянки круглолистной являются эффективным спазмолитическим средством, обладают мочегонными и жаропонижающими свойствами.
Жирянку издавна применяли для лечения некоторых заболеваний. Она показана совместно с терапией кашля и простуд. В народной медицине уникальный экстракт из жирянки часто используют в качестве эффективного действующего средства, помогающего снизить количество тяжелый состояний при лечении астмы. Крупные листья жирянки содержат особые ферменты, благодаря которым свежее молоко превращается в тягучую массу, называемую тетмиелк. У народов Северной Скандинавии тетмиелк является излюбленным блюдом.
Итак, я сделал вывод :
Хищные растения являются безвредными для человека.
Некоторые из этих растений являются лекарственными растениями.
Особенность хищных растений поедать насекомых, не нарушает баланс в природе.
2. Практическая часть
Практическая часть работы состоит из анкетирования, эксперимента и анализа полученных результатов.
2.1 Анкетирование обучающихся 2 «Е» класса
Знаете ли вы о существовании хищных растений?
Чем, по вашему мнению, питаются хищные растения?
Как хищные растения влияют на окружающую среду?
С помощью анкетирования я попытался определить, знают ли мои одноклассники о существовании хищных растений и об их влиянии на окружающий мир.
В анкетировании приняли участие 23 ученика 2 «Е» класса. В итоге выявились следующие факты:
Вывод: Большинство учащихся знают о существовании хищных растений.
Вывод: Большинство учащихся затрудняются ответить, чем питаются хищные растения.
Вывод: Большинство учащихся считают, что хищные растения выделяют кислород и поглощают вредные вещества.
2.3 Наблюдение за растением Непентес в Сибирском ботаническом саду города Томска
С целью ознакомиться и провести наблюдение за хищным растением Непентес я посетил Сибирский Ботанический сад в городе Томске.
У растения Непентеса листья напоминают по форме кувшинки. Для привлечения насекомых на внутренней поверхности кувшинчика есть специальные клетки, которые и выделяют манящий нектар. Ловушка очень изощренная - поверхность на горлышке кувшинчика очень скользкая, поэтому жертвы и соскальзывают вниз, где попадают в воду и тонут. Иногда в ловушку попадают даже мыши, крысы и небольшие птицы.
2.2 Эксперимент
Эксперимент «Кормление Венериной мухоловки»
В природе растение питается само, в домашних условиях летом много насекомых и мухоловка может получать необходимое питание. А как зимой помочь растению выжить, если растение не может охотиться?
Гипотеза: Можно ли кормить растение хищника в домашних условиях, поддерживая его правильный рост и развитие.
Ход эксперимента:
Опыт 1 . Закроем мухоловку без еды.
Т.к. это растение хищник, то соблюдаем правила безопасности. Для этого с помощью пинцета закроем ловушку. Закрытие происходит при прикосновении к особым чувствительным волоскам, расположенным на внутренней стороне листа.
Результат: Мухоловка открылась через 4 часа.
Опыт 2. В мухоловку положили кусочек листа другого растения.
Результат: Мухоловка открылась через 20 часов, на листах ловушки остались мелкие высохшие крошки.
Опыт 3. В мухоловку положили муху и паука.
Результат : Мухоловка открылась через трое суток, на листах ловушки остались непереваренные хитиновые оболочки.
Вывод:
Венериной мухоловке нужно разное время для переваривая разных видов пищи, она не раскроется пока не получит все возможное питание из попавшейся жертвы, и если ловушка оказалась пустая, мухоловка раскрывается почти сразу чтобы не терять время и начать охотиться за новой жертвой как можно скорее. Таким образом, моя гипотеза подтвердилась. Можно кормить хищное растение в домашних условиях, оно будет расти красивым и здоровым.
Заключение
Все живые существа приспосабливаются к окружающим условиям, чтобы выжить. В давние времена некоторые из растений принялись «поедать», а вернее «переваривать» насекомых, исключительно, лишь для того, чтобы выжить во враждебной среде, где почва настолько бедная или настолько кислая, что корни не могли получать питательные веществапривычным путем. Именно поэтому хищные растения начали ловить живые существа, которые обеспечиваютим необходимое питание.
Мне очень понравилось изучать растение Венерину мухоловку и проводить опыты с кормлением. Я обязательно продолжу свои наблюдения и эксперименты с этим уникальным растением.
Поставлю перед собой следующую задачу - вырастить растение-хищник в домашних условиях и проследить весь жизненный цикл растения: проращивание, рост, цветение, питание, созревание семян.
Список использованной литературы
1. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc1p/321942. http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/492/3. http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00051/43400.htm4. Большая книга «Почему» (вопросы и ответы, любопытная и полезная информация, викторины и занимательные опыты). Москва «РОСМЭН» 2007. 5. Д.Г. Хессайон. Все о комнатных растениях. Комнатные растения. Энциклопедия. Изд-во Эксмо. 2003.6. Энциклопедия для детей. Биология. - М.: Аванта+, 1996. - 704с.
Плотоядные растения по праву можна считать чудом природы. Эти удивительные растения — настоящие хищники, они ловят насекомых и членистоногих, выделяют пищеварительный сок, растворяют жертву и в ходе этого процесса получают большую часть питательных веществ. Хищных растений довольно много (науке известны около 600 видов), они имеют специальные приспособления того или иного вида, которые и используют для привлечения и удержания своих жертв. Кроме того, всех их объединяет сравнительная бедность почв, на которых они обитают, а также яркая окраска, которая привлекает насекомых, как ассоциация с наличеем нектара. Вот самые известные хищные растения, которые используют разные виды ловушек для того, чтобы заманить свою жертву.
Росянка (Drosera) – это небольшое насекомоядное растение с собранными в розетку листьями. Для росянок характерны движущиеся железистые щупальца, увенчанные сладкими липкими капельками жидкости. Когда насекомое приземляется на липкие щупальца, то растение начинает двигать остальные щупальца в направлении жертвы, чтобы в дальнейшем загнать ее в ловушку. Как только насекомое оказалось в ловушке, мелкие сидячие железы поглощают его и питательные вещества идут для роста растения.
Венерина мухоловка (Dionaea Muscipula) — пожалуй самое знаменитое плотоядное растение. Это мелкое растение, которое питается в основном насекомыми и паукообразными. Листовые доли проделывают резкое движение, захлопываясь, когда стимулируются его сенсорные волоски. Растение настолько развитое, что может отличить живой стимул от неживого. Листья его захлопываются за 0,1 секунды. Они окаймлены жесткими, как шипы ресничками, которые удерживают добычу. Как только жертва попалась, внутренняя поверхность листьев постепенно стимулируется, а края долей растут и сливаются, закрывая ловушку и создавая закрытый желудок, где и происходит переваривание добычи.
Дарлингтония калифорнийская (Darlingtonia Californica) — считается редким растением, растет в болотах и родниках с холодной проточной водой в северной Калифорнии и Орегоне.
Лилия-кобра (Cobra Lily) или растение-кобра (Cobra Plant) — такое популярное название дарлингтония получила благодаря выростам, напоминающим красные перекрученные языки змеи, и действительно, листья напоминают приготовившуюся к нападению кобру с распущенным капюшоном. Растения привлекают добычу ко входу в ловчий аппарат с помощью нектара, выделяющегося вдоль «языков» кувшина. Свет проходящий в окошко, — истончения в стенке капюшона кувшина, сбивает добычу, и она падает внутрь, где и тонет. Бактерии и другие микроорганизмы переваривают добычу и выделяют питательные вещества в виде жидкости.
Непентес, или кувшиночник (Nepenthes) — хищная травянистая, кустовидная лиана, широко распространенная в тропической Азии, особенно на острове Калимантан, а также в Китае, Малайзии, Индонезии, на Филиппинах, Мадагаскаре, Сейшельских островах. Также растение получило прозвище «обезьянья чашка», так как исследователи часто наблюдали, как обезьяны пили из них дождевую воду. Это плотоядное растение с ловушкой, при которой используются ловчие листья в форме кувшинки. Ловушка содержит жидкость, выделяемую растением, которая может иметь водянистую или липкую структуру, и в которой тонут насекомые, которых поедает растение. Нижняя часть чаши содержит железы, которые поглощают и распределяют питательные вещества. 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, ящерицы, птицы.
Росолист Лузитанский (Drosophyllum lusitanicum) — или «португальская мухоловка», это близкий к росянкам полукустарник родом из Средиземноморья, выделяет сладкий аромат, привлекающий насекомых, которые вязнут в липкой поверхности и гибнут. Переваривающая способность росолиста довольно велика: в течение дня одно растение средней величины успешно справляется с добычей, состоящей из нескольких десятков крупных мух и других насекомых.
Жирянка (Pinguicula) — плотоядное растение которое использует липкие, железистые листья для того, чтобы заманить и переварить насекомых. Листья жирянки сочные и обычно имеют ярко-зеленый или розовый цвет. Есть два специальных вида клеток, находящихся на верхней стороне листьев. Одни клетки вырабатывают слизистый секрет, который образует видимые капли на поверхности листьев и действует, как липучка. Другие клетки вырабатывают ферменты, которые способствуют пищеварительному процессу.
Гелиамфора (Heliamphora) — насекомоядное растение притягивающие внимание своим изящным устройством листьев, свернутых в рулоны и напоминающих кувшинчики. Урны-листья устроены таким образом, чтобы избежать полного затопления полости водой — в верхней части урны на определенном уровне присутствует небольшая щель для слива избыточной влаги. Такой механизм неслучаен: перед растением стоит задача утопить заманенную на водопой добычу в воде. А заманивает насекомых гелиамфора таким образом: вместо крышки на верхушке кувшинчика острие листа преобразовано в ложечку, из которой гелиамфора как бы предлагает продегустировать нектар. Внутренняя поверхность листа укрыта мелкими щетинками, направленными вниз. Они словно специально устилают дорожку, предлагая осторожно спуститься насекомому в чашу, придерживаясь за «поручни». А обратной дороги уже нет и насекомые превращаются в несчастных утопленников.
Пузырчатка (Utricularia) — плотоядное растение обитающее в пресной воде или влажной почве. Захватить и утилизировать добычу этим растениям помогает уникальный орган — ловчий пузырек. Пузырчатые ловушки у большинства видов очень маленькие, поэтому они могут поймать очень мелкую добычу, такую как простейшие, а в чуть большие ловушки попадает более крупная добыча, как например, водяные блохи или головастики. Каждый пузырёк снабжен отверстием, закрытым открывающимся внутрь клапаном, вследствие чего мелкие водяные животные могут свободно проникать внутрь пузырька, но обратно выйти не могут. Погибая, они служат пищей для растения.
Саррацения (Sarracenia) — насекомоядное растение которое встречается в районах восточного побережья Северной Америки, и юго-восточной части Южной Америки. Это растение использует ловчие листья в форме кувшинки в качестве ловушки. Листья растения превратились в воронку с образованием, похожим на капюшон, который растет над отверстием, предотвращая попадание дождевой воды, которая может разбавить пищеварительные соки. Насекомых привлекает цвет, запах и секреции, похожие на нектар на краю кувшинки. Скользкая поверхность и наркотическое вещество, окаймляющее нектар, способствуют тому, что насекомые падают внутрь, где они погибают и перевариваются протеазой и другими ферментами.
Библис (Byblis) — или радужное растение это небольшой вид плотоядных растений родом из Австралии. Радужное растение получило свое название за привлекательный вид слизи, которая покрывает листья на солнце. Поверхность листьев полностью покрыта железистыми волосками, которые выделяют липкое слизистое вещество, служащее ловушкой для мелких насекомых, садящихся на листья или щупальца растения.
Насекомоядные растения — популярные виды, уход
Растения, которые способны ловить и есть насекомых и мелких животных вызывают чрезвычайный интерес и удивление. А любители комнатных цветов обязательно стараются приобрести эти цветы в свои коллекции.
В природе растения-хищники встречаются почти на всех континентах. Они относятся к 19 различным семействам. В настоящее время описано порядка 630 видов этих поразительных созданий. Большинство из них происходит из тропических областей, но есть виды, вполне комфортно чувствующие себя и в более прохладных регионах.
Так, даже на подмосковных болотах можно отыскать росянку круглолистную (Drosera rotundifolia) , а американская саррацения пурпурная (Sarracenia purpurea) уже давно обосновалась в Англии и Ирландии.
Первые описания растений, способных самостоятельно прокормить себя охотой, появились в XVIII веке. Их составил английский натуралист Джон Эллис. Открытие стало настолько неожиданным, что даже многие ученые того времени восприняли информацию с недоверием.
Хитроумные ловушки
В XIX веке зеленые хищники привлекли внимание Чарльза Дарвина. Он потратил 15 лет на детальное изучение и проведение различных экспериментов с этими растениями. Итогом его трудов стала книга «Насекомоядные растения».
Как же получилось, что растения – существа, от которых такого поведения можно ожидать в последнюю очередь, – научились есть?
Эта способность выработалась у них в процессе эволюции, в ответ на неблагоприятные условия жизни.
Всех их объединяет одна общая черта – они вынуждены расти на заболоченных почвах, крайне бедных питательными веществами. Выжить в таких условиях крайне сложно, но эти виды смогли. Их листья превратились в хитроумные ловушки, приманивающие «дичь» запахом, сладким нектаром или яркой окраской. Листья-ловушки сильно отличаются по форме и способу поимки добычи, но результат почти всегда один – легкомысленная жертва, усевшаяся полакомиться нектаром на «цветок», сама становится обедом.
Так, росянки (Drosera) ловят мелких насекомых на клейкие приманки. Тропические красавцы непентесы (Nepenthes) отращивают кувшинчики, заполненные пищеварительными соками. Внешне они напоминают яркие экзотические цветы, и у некоторых видов могут достигать длины 50 см и вмещать до 2 литров жидкости. Такой «цветочек» способен переваривать не только насекомых, но даже мелких животных, по неосторожности попавших внутрь.
Зеленые челюсти
Но особенно эффектно выглядят охлопывающиеся зеленые «челюсти» венериной мухоловки (Dionaea muscipula) . Ее ловушки снабжены чувствительными волосками, расположенными на внутренней стороне. Если их задеть, срабатывает особый «закрывающий» механизм. Причем венерина мухоловка умеет различать свою добычу. Если ей «на зуб» попадает что-то несъедобное (например, травинка), ловушка снова раскрывается и ждет своего счастливого часа.
Эту троицу: росянку (Drosera), непентесы (Nepenthes) и венерину мухоловку (Dionaea muscipula) - сейчас несложно найти в продаже. Выращивать их не так-то просто, в неподходящих условиях они долго не проживут, поэтому перед покупкой стоит основательно подготовиться и оценить свои возможности.
Террариум
Маленькие виды, такие как росянка или венерина мухоловка , лучше разместить в террариуме. Для крупных растений, таких как непентес , будет не лишним приобрести увлажнитель воздуха или поставить рядом с ними поднос с галькой, наполненный водой. В то же время тепло в сочетании с постоянной высокой влажностью может стать причиной появления грибковых инфекций.
Все зеленые хищники светолюбивы, но от прямого солнечного света их надо притенять. Насекомоядным растениям необходима очень высокая влажность воздуха. При слишком сухом содержании они легко поражаются и мучнистым червецом.
Чтобы снизить риск возникновения заболеваний, растениям нужно обеспечить приток свежего воздуха. Нужно избегать холодных сквозняков, особенно осенью и зимой. Также необходимо своевременно удалять увядшие листья и цветы.
Режим полива и подкормок
Очень важно соблюдать правильный режим полива и подкормок. Корневая система этих растений очень чувствительна к заливу и недостатку влаги. Грунт в горшке должен быть постоянно влажным, но застоя воды следует избегать.
Для полива используют только мягкую воду, не содержащую солей кальция. Обычные подкормки для комнатных цветов для этих растений не подходят. Дополнительное питание они получают с живой пищей, и здесь действует правило: лучше недокормить, чем перекормить.
Не давайте вашим маленьким хищникам кусочки продуктов со своего стола. Все, что нужно, они поймают сами. Ловушки, поймавшие добычу не по силам, не могут ее переварить, они чернеют и загнивают. Такие листья приходится удалять.
Не стоит часто прикасаться к листьям-ловушкам росянок и венериных мухоловок . Конечно, наблюдать за их реакцией невероятно интересно, но нечаянно их можно повредить. Такой лист засохнет, что также не добавит растению привлекательности.
Пересадка
Пересаживают насекомоядные растения раз в два года. Для этого используют субстрат, состоящий из смеси торфа или кокоса, сфагнума и перлита. Горшок не должен быть слишком большим. Требования к температуре отличаются у разных видов. Так, непентесы нуждаются в теплом содержании в течение всего года. Температура ниже +15°C для них губительна. Росянкам и венериным мухоловкам зимой нужен период покоя при пониженной температуре. Оптимальный режим для их зимовки +10... 12°C.