Подушковое растение
Подушкообразное растение — это компактное, низкорослое, образующее коврик растение , которое встречается в альпийских , субальпийских , арктических или субарктических условиях по всему миру. Термин «подушка» обычно применяется к древесным растениям, которые растут в виде раскидистых циновок, имеют ограниченную высоту над землей (максимум несколько дюймов), имеют относительно большие и глубокие стержневые корни и имеют жизненный цикл, приспособленный к медленному росту в бедная питательными веществами среда с задержкой репродуктивной способности и адаптацией репродуктивного цикла. [1] Форма растения является примером параллельной или конвергентной эволюции , когда виды из разных семейств растений на разных континентах сходятся в одних и тех же эволюционных адаптациях, чтобы выдержать суровые условия окружающей среды. [2]
Описание
[ редактировать ]Подушкообразные растения образуют большие низкорослые коврики, диаметр которых может достигать 3 м (10 футов). Типичная форма представляет собой компактную массу близко расположенных стеблей с минимальным доминированием верхушки , оканчивающихся отдельными розетками . Каждый стебель растет с постоянной скоростью, так что ни одна розетка не оказывается более открытой, чем остальная часть подушечки. Наблюдения за старением пришли к выводу, что подушкообразные растения обычно умирают массово, а не отдельные розетки, умирающие в разное время. Под живыми розетками растения обычно производят нефотосинтетический материал или позволяют предыдущим листьям умереть, создавая изолирующий эффект. [2] [3]
Подушкообразные растения растут очень медленно. В случае Silene acaulis скорость роста составляет от 0,06 см (0,02 дюйма) до 1,82 см (0,72 дюйма) в год. С этим замедленным ростом одновременно увеличивается продолжительность жизни: самые большие подушки некоторых видов достигают возраста до 350 лет. [3] [4] Исследование Azorella Compacta на юге Перу показало, что, исходя из скорости роста 1,4 мм в год, возраст отдельных растений в исследуемой зоне превышает 850 лет, а возраст некоторых экземпляров приближается к 3000 лет. [5]
Экология
[ редактировать ]Подушкообразные растения обычно растут на быстро дренируемых каменистых или песчаных почвах в открытых и засушливых субальпийских, альпийских, арктических, субарктических или субантарктических полевых средах обитания. В некоторых местах обитания, таких как торфяные болота или болота, подушечные растения также могут быть ключевыми видами в климаксном сообществе . Таким образом, растения часто являются колонизаторами голой среды обитания с небольшим количеством почвы или вообще без нее . Благодаря своей роли инициаторов первичной сукцессии в альпийских местообитаниях растения имеют специфические приспособления к высыханию и механически суровым условиям ветреных альпийских склонов. [2] [3]
Установка нового подушечного растения на извилистом склоне или в свежеобнажённой арктической тундре — не обычное явление. Укоренившимся растениям может быть сотни лет, хотя они возвышаются над поверхностью всего на несколько дюймов. Растения раскидистые, их ширина превышает высоту, но они не возвышаются над землей. Растение будет расти в течение многих лет, прежде чем оно будет готово начать свой первый репродуктивный цикл. Растение активно растет только в течение ограниченного периода, когда для фотосинтеза доступно достаточно тепла и солнечного света, но этот цикл может начаться до таяния снега. Форма растения хорошо приспособлена к удержанию теплого летнего воздуха внутри своего тела, чтобы продлить время, в течение которого оно может фотосинтезировать . Подушки на большей высоте обычно меньше и плотнее. [6]
Растения, растущие в альпийских или субальпийских регионах, сталкиваются с проблемой получения и удержания воды. Одним из решений получения воды является рост обширной корневой системы. Маленькая альпийская незабудка может возвышаться всего на несколько дюймов над землей, но ее стержневой корень может простираться на пару футов ниже поверхности почвы. Длинный стержневой корень необходим как из-за ограниченного количества осадков во многих альпийских и арктических условиях, в основном в виде снегопада, так и из-за быстрого дренажа недавно образовавшейся и неглубокой почвы. Помимо получения воды, растение также должно сохранять влагу, чтобы выжить в сухой и засушливой среде. Компактная форма роста подушкообразных растений уменьшает поток воздуха над поверхностью эпидермиса , снижая скорость потери воды. Кроме того, многие подушкообразные растения имеют маленькие и мясистые листья, которые уменьшают площадь поверхности растения, что снижает транспирацию и сохраняет воду. В альпийских условиях, значительно выше линии деревьев, холод является ограничивающим фактором для роста. Таким образом, благодаря плотно прилегающим стеблям и листве растения-подушки способны преобразовывать и удерживать тепло солнечного света, заставляя их нагреваться на несколько градусов выше температуры окружающего воздуха и продлевая их короткий вегетационный период. Многие альпийские подушечные растения также имеют толстые спутанные волоски, которые нагревают воздух, находящийся между волосками, когда светит солнце. Эти волоски также действуют как теплица, не позволяя более теплому воздуху подниматься от растения, а также действуют как ветрозащитная полоса, не позволяя ветру сдувать захваченное тепло. [7]
Подушковидное растение может иметь цветы , а иногда и сотни маленьких цветков. большие и эффектные для такого маленького многолетника [6] Это необходимо для привлечения опылителей на большие расстояния и в короткий период роста.
Подушкообразные растения были описаны как инженеры экосистем из-за их способности локально поддерживать повышенную влажность и температуру почвы ниже температуры подушки на ± 15 ° C (± 27 ° F) по сравнению с температурой прилегающей почвы. Некоторые из них, в частности Mulinum leptacanthum и Oreopolus glacialis , были положительно идентифицированы как виды, которые изменяют концентрацию макроэлементов в почве. Эти атрибуты позволяют другим видам легче колонизировать суровые условия, в которых обитают смягчающие растения. Таким образом, видовое богатство явно увеличивается там, где колонизировались подушечные растения. [3]
Разнообразие
[ редактировать ]
Подушковидная форма растения не является эндемической для какой-либо отдельной территории или семейства растений. Около 338 видов по всему миру в 78 родах на территориях от Тасмании , Новой Зеландии и Огненной Земли до арктической тундры Шпицбергена одну конвергентно развили и ту же форму растения в ответ на схожие условия окружающей среды. Тридцать четыре разнообразных семейства растений, таких как Apiaceae , Asteraceae , Caryophyllaceae , Donatiaceae и Stylidiaceae , включают виды подушкообразных растений. [2] [3] [8] [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Малькольм, Билл; Нэнси Малкольм (1988). Альпийские растения Новой Зеландии внутри и снаружи . Веллингтон, Новая Зеландия: Типография Kel Aiken. стр. 61–68. ISBN 0-908802-04-8 .
- ^ Jump up to: а б с д Пошел, ФРВ (1971). Параллельная эволюция. Таксон , 20(2/3): 197-226.
- ^ Jump up to: а б с д и Бадано, Э.И., Джонс, К.Г., Кавьер, Л.А., и Райт, Дж.П. (2006). Оценка воздействия инженеров-экологов на общественную организацию: общий подход, иллюстрируемый эффектами подушкообразного растения, расположенного в высокогорных Андах. ОЙКОС , 115: 369-385.
- ^ Маккарти, ДП (1992). Знакомство с подушковидными растениями: установление кривой роста Silene acaulis в Канаде.Скалистые горы. Арктические и альпийские исследования , 24(1): 50-55.
- ^ Ральф, CP (1978). Наблюдения за Azorella Compacta (Umbelliferae), тропическим подушечным растением Анд. Биотропика , 10(1): 62-67.
- ^ Jump up to: а б Алатало Дж. М. и Молау У. 1995. Влияние высоты на соотношение полов в популяциях Silene acaulis. - Северный журнал ботаники. 15: 251-256. doi: 10.1111/j.1756-1051.1995.tb00150.x
- ^ Адамс, Дж. М. 2007. Взаимодействие растительности и климата: как растительность формирует глобальную окружающую среду. Берлин: Шпрингер. п. 82.
- ^ Хойссер, CJ (1995). Палеоэкология подушкообразного болота Донатия – Астелия , переход Магелланова пустошь и субантарктический вечнозеленый лес, южная Огненная Земля, Аргентина. Обзор палеоботаники и палинологии , 89: 429-440.
- ^ Корбетт, К. (1995). Экология опыления в альпийской среде Тасмании, диплом бакалавра с отличием. Школа географии и экологических исследований, Университет Тасмании, Австралия.
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Субдисциплины | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| растений Группы | |||||||||||
| Анатомия растений |
| ||||||||||
| Физиология растений Материалы | |||||||||||
| Рост растений и привычка | |||||||||||
| Воспроизведение | |||||||||||
| Таксономия растений | |||||||||||
| Упражняться | |||||||||||
| |||||||||||
