Том 2 (1109824), страница 90
Текст из файла (страница 90)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА ПАСЛЕНОВЫХ Многие растения нз семейства пасленовых (Бо)апасеае), к которому относятся такие экономически вюкные для человека культуры, как картофель (Юойииил), томаты (Х.усорегзй сол) и табак (Мсойала), в качестве одного из основньп средств защиты от вредных насекомых выработали железистые волоски, выделяккцне липкие, а в некоторых случаях и токсичные жидкости. У разводимого картофеля (БоЬииил шЬегояип) таких волосков нет, но некоторые его дикие родственники (например, Яойииип Ьегйаийп) густо покрьггы имн на листьях и стебле.
Приклеиваясь к липким выделениям, насекомые как бы попадают в ловушку и постепенно умирают от истощения. Этот защитный механизм эффективен против многих их видов, включая таких важнейших вредителей картофеля, как тли, земляные блошки и цвкадки. В настоящее время в нескольких странах предпринимаются попытки получать такие волоски н у высокоурожайпых сортов культурного картофеля, который легко скрещивается с 5. Ьегйаийй'. Железистые волоски — только один из элементов защитного арсенала пасленовых.
Листья представителей этого семейства богаты такими апкалоидами, как никотин, атро- пин и гиосцнамин, которые ядовиты для многих фитофагов и обусловливают галлюцнногенные снойства дурмана обыкновенного (Рагшя агатолпип) и других пасленовых. Стероидньзе гликозиды, найденные в их листьях, также предохраняют растения от поедания многими фитофагами, но одновременно стимулируют к нему многих насекомых„специализированных на питании растениями этого семейства.
Как уже упоминалось в предыдущей главе, некоторые виды 5ойлит изучаются в настоящее время как возможный источник стероидных молекул для использования в производстве противозачаточных средств. Кроме того, как показано К. Нелсон из Универеитета шт. Вашингтон. томаты и картофель при сильном одиночном повреждении вырабатьаают в течение четырех часов два различных вькококонцентриро. ванных ингибитора протенназ, дэа фермента, нарушающие пищеварение у фитофагов. Концентрации ингибиторов остаются без изменений еще 5 ч, после чего резко падают.
На фотография, сделанной с помощью сканирующего электронного микроскопа (А), показан ловчий волосок на листе Яо1алит Ьегйаийй. Липкое вещеспю вьщеляется, когда его четырехстворчатая головка вскрывается при соприкосновении с насекомым. Другие снимки, гюлученные с использованием такого же микроскопа (Б, В, г), показывают (с возрастающим увеличением) тлю Мухах регзиже, приклеенную к стеблю $. Ьегйаийй липким веществом из этого волоска. Биомы Глава 32 Виэм — это климатически обусловленная совокупность сухопутных экосистем со специфической растительностью, между которыми происходит обмен водой, питательными веществами и организмамн, включая людей.
Отдельный биом занимает большую территорию, земной поверхности, встречаясь обычно на нескольких континентах. Биомы можно классифицировать различными способами„но категории, обсуждаемые в этой книге, дают наиболее полное представление о растительности планеты. Их распространение (рис. 32-1) определяется тремя типами физических факторов: (1) глобальной циркуляцией воздуха, особенно направлениями, в которых дуют важнейшие ветры, несущие влагу; (2) распределением солнечного тепла н относительной сезонностью климата; (3) размещением по планете, высотой и ориентацией горных систем.
Взаимодействие этих факторов и приводит к разнообразию растительного покрова на поверхности Земли. ЖИЗНЬ НА СУШЕ Наземные растения сталкиваются с раззюобразвыми трудностями. В большинстве регионов они испытывают периодическую засуху, быстрые сутззчные, а также сезонные колебания температуры. Они должны переживать неблагоприятныс для роста сезоны, часто произрастая на субстратах с далеким от оптимального минеральным составом, подвергаться действию гравитации (которая влияет ва сухопутные растения гораздо сильнее, чем иа водныс).
Однако жизнь на суше имеет и свои преимущества: за исключением больших высот. кислород в воздухе распределен более равномерно, чем в воде, н углекислота здесь также более доступна. Поверхность суши прерывается морями и океанами„и это ес разделение оказывает огромное влияние на распространение организмов. Кроме того, отдельные участки суп~и резко различаются осадками, субстратом, климатом н другими особенностями. Такие различия приводят' к тому, что распространение любого наземного организма гораздо более ограниченно„чем организма со сходными размерами и подвижностью в морс (рис. 32-2). 5 о ы о о ,аа к о ы, "а ~. а. м о й~,~~ о $ о ь а 5~о а о В аЕЕ а,о ооы ы 3 а Х оо о й $, ы о Я о о ф ~о й -.3 и ~о ,'3 о о о а ы а о о я Д И Ф:! Д о й чо о й ы и ~ ы о о Д ы М »,( $ ~Й.
5 о а й 3 о о о ф Д о й а о а „к О ы ы а $. дйЙа о р, о Й 6 о й ы а а ы о о О ир ы И е 1$ с ы И И а4 а,ы 234 Рвж. 1Х. Эквявз'ия з3з 3, тРопичвский лес чсг1 Север Юг Растения и растительные сообщества изменяются в зависимасти от условий природной среды. Например, атмосферная температура в целом уменьшается с возрастанием широты. Если говорить о ее среднегодовых значениях, то самый жаркий климат не на экваторе, а на широте 10' с. шб только в январе на экваторе жарче. В иьэле самая теплая параллель— 20' с, ш.
В Северном полушарии среднегодовые температуры в целом выше, чем в Южном, из-за присутствия гораздо более обширных масс суши. Среднегодовая температура на экваторе 2б,3'С, на широте 40' с. ш. 14 С, а на широте 40' ю. ш. 12,4'С. Как и при движении от экватора на север и на юг, похолодание происходит и с увеличением высоты. Как правило, изменение средней атмосферной температуры, соответствующее смещению на 1' широты, происходит при подъеме приблизительно на 100 м. Это играет важную роль в распространении наземных организмов. Например, растения и животные, характерные для Арктики„могут встречаться на экваторе в высокогорьях, особенно если хребты далеко простираются на север и на юг (рис. 32-3) . Однако между высокоширотными и высотными местообитаниями имензтся и существенные различия. В ~орах воз- Рис.
32-2. Этопз папоропзник (Азр(етит Ыпде) растезп в пгрегцзаюх скал ни мис- сиве Сьерри-Батс в округе Сьерра (север Калифорнии). В сходных местообита- ниях он встречиется по всему Северному полушарию как в Северной Америке„ так и в Евразии, но в Северной Америке другие швестные ею местлнахозкдения отмеченьз в центре шт. Вашингтон и нл северо-воюпоке Невады, в обоих слу- чаях примерно в 1000 км от Сьерри- Батс. По всему своему ареалу этот вид растет на скалах в относительно уда- ленных друг от друга пунктах, попадая в новые места с поззозцью разносимых ветром спор.
Однако Сьерра-Бите нахо- дится особенно далеко опз области его более непрерывного распространения и предстивляет собой прекрасный пример дизьюнкции (разорванности) ареалов )юсзпгний и зкшютных в целом дух прозрачнее и солнечная радиация интенсивнее. Ббльшая часть атмосферных водяных паров, играющих основную роль в предотвращении осгывания земли по ночам, сосредоточена ниже 2000 м над уровнем моря.
Соответственно ночи в горах часто гораздо холоднее, чем на той же широте ва низменностях. Кроме того, у полюсов длина дня в температурный режим изменяются в течение года очень сильно, а у экватора относительно слабо (рис. 32-4). Поэтому варктнческиеп организмы„достигающие по горным хребтам экватора, должны приобрести физиологические адаптации, соответствующие различиям между высокоширотными (арктическими) н высотными (альпийскими) условиями. Температурный режим часто весьма различен на разных склонах одного горного массива.
Зимой, например, в средних широтах Северного полушария южные и западные склоны обычно суше северных и восточных, поскольку северные склоны не получают прямого солнечного излучения, а восточные получают его утром, когда воздух еще не прогрет. Далее, летом после полудня солнце нагревает землю гораздо сильнее, чем утром, из-за уменьшения количества водяных паров в атмосфере. В результате взаимодействия инсоляцив и облачности в Северном полушарии самые сухие склоны обычно направлены на юго-запад. (А какие, по-вашему, самые сухие склоны в горах Южного полушария?) По тем же самым причинам мхи и лишайники чаще растут или лучше развиты на северо-восточной стороне деревьев в Северном полушарии, на чем основан широко известный способ ориентирования в лесу без компаса. Однако эта связь хорошо прослеживается только в достаточно освещенных местах.
Снега Тундра Тайга Умеренный Дождевой пес тропический лвс Рис. 32-3. Мазано наблюдать сходную последовагпельноопь смены раститель- ных своди)еств, проезжая согпни «ило- метров с юги на север или просто подни- маясь высоко в горин Этот параллелизм между шщютой был впервые подмечен Александром фон Гумбольдзпом Гл. Зх. Ьяоиьг Вследствие сложных взаимоотношении между изменчивыми местными условиями распространение биомов по планете не такое, как можно было бы ожидать, если бы Земля представляла собой правильный шар. Кроме того, крупнейшие изменения растительности в прошлом сказываются и на ее сегодняшнем облике. Ниже будут приведены примеры того, как взаимодействие климата, топографии и типа почвы определяет распространение биомов, которых мы рассмотрим 17 (см. карту на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
