Холод ограничивает продвижение видов на север и вверх в горы и отрицательно влияет на растения зимой.
Как зимуют растения
Растения
зимой
Совершенно безжизненными кажутся
нам растения в зимнем лесу. А между тем и зимой, в самые трескучие морозы,
жизнь не вполне покидает деревья и кустарники. Растения в это время лишь
отдыхают, накапливают силы, чтобы с наступлением весны сбросить зимние оковы.
«То, что мы называем сном природы,- писал С. Покровский,- есть лишь особая
форма жизни, полная глубокого смысла и значения». Такая форма жизни
растительных организмов называется состоянием покоя.
В состоянии глубокого покоя у
растения резко заторможен обмен веществ и прекращается видимый рост. Однако это
не значит, что в нем полностью остановились все процессы жизнедеятельности.
Некоторые из них идут и во время зимнего покоя. Например, крахмал превращается
в сахара и жиры, сахара расходуются в ходе дыхания. Правда, интенсивность его
зимой в 200-400 раз меньше, чем летом.
Происходят в это время и процессы
роста, только они никак не проявляются внешне. Состояние зимнего покоя — период
особенно интенсивной деятельности так называемой образовательной ткани, или
меристемы, из которой возникают новые клетки и ткани. Как у вечнозеленых, так и
у листопадных растений в это время закладываются зачатки листьев в вегетативных
почках и элементы цветков — в почках цветочных. Без этого предстоящий весной
переход растительного организма к активной жизнедеятельности был бы попросту
невозможен. Вот почему для большого числа растений, и прежде всего для всех
многолетних форм, покой — обязательное условие нормального роста в период
вегетации.
Способность погружаться в
состояние покоя выработалась у растений в ходе эволюции — это важное
приспособление к периодическому наступлению неблагоприятных внешних условий.
Это лишний раз подтверждается тем фактом, что растения иногда перестают расти
не только зимой, но и летом. Например, в засуху некоторые из них сбрасывают
листья и совершенно прекращают рост — точно так же, как и глубокой осенью.
Такой покой получил название вынужденного. В вынужденном покое лесные деревья и
кустарники находятся и в самом конце зимы — в это время такое их состояние
объясняется только неблагоприятными внешними условиями. Если в январе-феврале
срезать в лесу березовую ветку, принести ее в комнату и поставить в воду, то
листовые почки вскоре тронутся в рост и дадут побеги.
Однако если такую же ветку срезать
или принести в теплое помещение в октябре или ноябре, то она не распустится
очень долго. В это время растение находится в состоянии так называемого
глубокого покоя, которого не может нарушить даже наступление самых
благоприятных для роста условий. Глубокий покой — необходимая фаза развития
растения, сменяющая период вегетации.
Продолжительность, периода покоя у
разных деревьев и кустарников различна. Одни растения — бузина, жимолость,
крушина, сирень, черная смородина — отличаются коротким периодом покоя; у них
глубокий покой в естественных условиях заканчивается уже в октябре. Значительно
дольше — до января — продолжается период покоя у березы бородавчатой,
боярышника, тополя белого. А самый длительный период покоя — у липы
мелколистной, клена татарского, ели сибирской, сосны обыкновенной. Зимующие
почки липы, например, неспособны прорастать на протяжении почти полугода. У
дуба, бука и ясеня почки находятся в покоящемся состоянии вплоть до конца
апреля.
Сигналом к покою служит для них
уменьшение длины светового дня. Изменение длины дня воспринимают у растений
листая, а в отсутствие их — почки.
На переход растений в состояние
покоя оказывает влияние и температура: для некоторых видов (преимущественно
южного происхождения — ясеня, конского каштана, сирени, вишни) понижение ночных
температур является главным сигналом к покою.
Растениям, которые зимой укрыты
снегом, под его теплой шубой — не так уж холодно. Но как противостоят морозам
деревья и кустарники, обнаженные ветви которых насквозь пронизывает холод?
Почему не гибнут их почки и побеги?
Устойчивость растений к низким
температурам создается главным образом благодаря внутренним изменениям в
клетках, и прежде всего изменениям их химического состава.
Роль антифриза — вещества, которое
снижает температуру замерзания растворов, находящиеся в клеточных вакуолях,
играют сахара: они накапливаются в клеточном соке во время подготовки растения
к зиме. Важную защитную функцию выполняют сахара и в цитоплазме: они
предохраняют ее белки от коагуляции (свертывания) при понижении температуры.
Чем больше Сахаров накопили растения в своих клетках, тем лучше они подготовлены
к действию низких температур. Хорошо известно, что если у плодовых деревьев,
например яблонь, плодоношение летом было особенно обильным, то зимой они
оказываются менее морозоустойчивыми. В этом случае питательные вещества
расходуются в основном на формирование плодов, а про запас Сахаров
откладывается мало. Неудивительно, что такие деревья легче вымерзают.
Плохо переносят морозы и те
растения, которые осенью интенсивно росли — например, вследствие длительной
теплой погоды или в результате обильной подкормки азотом. Причина здесь та же:
растения плохо подготовлены к зиме, их питательные вещества использовались на
рост вегетативных органов (стеблей, листьев), а не откладывались в виде
запасных углеводов.
Падает морозостойкость растений и
весной, когда сахара начинают использоваться в процессах жизнедеятельности,
превращаться в другие соединения. Поэтому так опасны для растений весенние
заморозки, хотя температура при этом далеко не достигает уровня зимних морозов,
которые растения прекрасно перенесли.
Но устойчивость растений к морозам
объясняется не только накоплением Сахаров в их тканях. Как показали
исследования, формирование морозоустойчивости — сложный, ступенчатый процесс.
Закаливание озимых злаков и плодовых деревьев начинается в осенние солнечные
дни, когда еще довольно интенсивно идет фотосинтез, а процессы дыхания уже
ослаблены. Благодаря этому в тканях и накапливаются сахара и другие защитные
вещества, клетки становятся беднее водой.
После этого цитоплазма готова к
прохождению второй фазы закаливания, которая проходит при регулярно
повторяющихся слабых морозах (от -2 до -5°С). В это время изменяется
ультраструктура цитоплазмы, перестраивается ферментный аппарат клеток, в
результате чего они приобретают способность переносить значительное понижение
температуры. Теперь растению холода не страшны.
В феврале, когда нередки еще
сильные морозы, можно, раскопав снег в широколиственном лесу, обнаружить
пробившиеся сквозь опавшую листву бледно-желтые ростки со свернутыми листьями,
а иногда и бутонами. Осенью этих ростков здесь не было…
Дело в том, что в широколиственном
лесу почва зимой не промерзает. Это объясняется наличием в ней большого
количества перегноя и глубоким снежным покровом, создающими прекрасную
теплоизоляцию. Благодаря этому температура почвы здесь всю зиму остается около
0°С. В такой почве остается незамерзшая влага, доступная для растений.
Что же касается питательных
веществ, столь же необходимых для роста, то подснежное развитие растений
происходит за счет готовых, отложенных ранее запасов. Например, у медуницы и
ветреницы эти запасы находятся в корневищах, у пролески и гусиного лука — в
луковицах, у чистяка — в клубнях.
Еще трещат суровые морозы, а под
снегом уже начинается весна.
Источник: http://rectorate.ru/2019/11/kak-zimuyut-rasteniya/
Как зимуют деревья: Есть ли у деревьев зимние шубы?
Зимой все деревья спят. Они перестают питаться и расти. Во «сне» расходуется меньше питательных веществ и тепла, что помогает деревьям выжить в холодные суровые зимы.
Готовятся ли деревья в зиме? Конечно!
Во-первых, летом все деревья приготовили себе теплые «шубы». Что это за шубы? «Шуба» для дерева — это пробковая ткань под корой, которая не выпускает тепло из дерева и не пропускает воду и воздух. Именно такая «шуба» не дает дереву замерзнуть даже в самые сильные морозы.
Во-вторых, осенью деревья сбросили с себя листья. Опавшие листья на земле легли как теплое одеяло и защитили корни деревьев от вымерзания – согрели их.
Источник: http://rodnaya-tropinka.ru/kak-zimuyut-derevya/
Растения зимой
В жарких странах что зима, что лето – температура не особо «скачет» от основных средних показателей. Поэтому и деревья в субтропиках и тропиках растут и зеленеют круглый год. Иное дело – средняя полоса России, например. Или Сибирь. Здесь колебания температур «плюс-минус» иногда составляют разрывы в полсотни градусов, а это для многих пород лиственных деревьев просто губительно. Мудрая природа придумала для данных растений, обладающих листвой, защитные реакции на плохие условия существования, возникающие в холода. Зимние явления в жизни растений – своего рода «блокировка» жизненных процессов, помогающая пережить трудные времена. Что же с ними происходит?
Источник: http://fb.ru/article/178077/zimnie-yavleniya-v-jizni-rasteniy-osobennosti-pokoya
Зимовка хвойных деревьев
Стоит отметить, что сосновые деревья ведут себя не так, как широколиственные виды. Они переносят любые, даже самые суровые зимы, со снегом и повышенной влажностью. Снежный покров укрывает корни деревьев и лесную подстилку. Негативное влияние для хвои оказывает не мороз, а отсутствие влаги. В холодное время года ствол и корни сосновых деревьев «спят», но им требуется влага, которая накапливается в хвоинках. Они покрыты специальной защитной пленкой, что предотвращает лишнее испарение воды. Это позволяет им менять листья постепенно в течение длительного времени. Также устьица запечатываются специальным веществом, поэтому хвоя не погибает даже при самых низких температурах. В зимнее время вода из корней плохо поступает к веткам и другим частям, и если на ветвях нет иголочек, то они могут сломаться.
Что касается иных видов растений, то некоторые из них могут зимовать с зелеными листьями. Это брусника, вереск, зимолюбка, грушакнка и линнея северная. В результате не снег самый негативный фактор зимой, а морозы и недостаточная влага, но все растения имеют возможность нормально переносить холодное время года без проблем.
Источник: http://ecoportal.info/kak-zimuyut-rasteniya/
Тактика действий
Чтобы освоиться в условиях северных зим, в растениях заложены две основные тактики выживания: избегать охлаждения или адаптироваться к действию холода. Для этого они используют разные способы защиты от низких температур, которые связаны с динамикой биоритмов роста и развития с учетом сезонных изменений погоды и долготы дня
Мы не часто задумываемся над тем, что в наших лесах встречаются такие стойкие к сильным морозам растения, как:
- бузина красная (Sambucus racemosa);
Бузина красная (Sambucus racemosa)
- береза пушистая (Betula pubescens) ;
Береза пушистая (Betula pubescens)
- ель обыкновенная (Picea abies);
Ель обыкновенная (Picea abies)
- сосна обыкновенная (Pinus sylvestris).
Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris)
Это неудивительно, так как комплекс процессов подготовки к зиме у них происходит на физиологическом уровне – незаметно для глаз, хотя отдельные признаки мы все же замечаем. Целый ряд важных приспособлений, позволяющих видам шагнуть на север, связан с динамикой биоритмов роста и развития с учетом сезонных изменений погоды и долготы дня.
Смотрите также:Источник: http://givoyles.ru/articles/nauka/prisposablivayutsya-rasteniya-zimoi/ Деревья зимойЗима для лесных растений — время достаточно трудное. Зимний лес замер, оцепенел. Никаких заметных признаков роста не наблюдается в это время года. Особенно трудно приходится зимой деревьям и кустарникам. Ведь у них почти вся надземная часть не укрыта снегом и ничем не защищена. И не морозы — главная опасность для древесных растений! Хотя при особо суровых морозах промерзшие насквозь стволы могут даже трескаться. Нет, главная опасность — это высыхание. Ведь движения воды по сосудам в это время года нет. И если растение будет терять воду, оно просто-напросто засохнет! Но от этой опасности лесные обитатели прекрасно защищены. Лиственные деревья еще осенью сбросили свои листья, через которые они испаряют воду. Так же поступила со своими иголками лиственница — листопадное хвойное дерево наших лесов. А иголки других хвойных — елей, сосен, можжевельника — покрыты тонким слоем пленки-кутикулы, прекрасно защищающей от высыхания. Ведь состоит она из кутина — вещества не пропускающего воду. По поверхности хвоинки разбросаны устьица — очень своеобразные клапаны, через которые происходит газообмен с атмосферой. Но почти всю зиму устьица плотно закрыты. Правда, по некоторым сведениям, во время оттепелей устьица в хвое ели открываются, она поглощает из воздуха углекислый газ. В хвоинках в это время происходит фотосинтез! Соответственно, часть водяного пара при этом теряется. Но такие периоды не очень продолжительны. Кутикулой укрыты и листья вечнозеленых кустарничков — вереска, брусники. От высыхания хорошо защищены также ветки и стволы деревьев и кустарников. Они тоже укрыты особым слоем, но уже по-другому устроенным. Это пробка. Состоит пробковая ткань из слоев омертвевших клеток, в которых нет живого содержимого. Клетки эти плотно прилегают друг к другу и соединены не пропускающим воду веществом суберином. Чем старше побег, тем более толстым слоем пробковой ткани он укрыт. Кроме того, на стволах и крупных ветвях нарастает еще один сложно устроенный слой — корка, также защищающая дерево от неблагоприятного воздействия среды. И почки древесных растений тоже прекрасно защищены от высыхания. Почечные чешуи, укрывающие как листовые, так и цветочные почки, плотно прилегают друг к другу, не допуская испарения воды. Другая серьезная опасность для деревьев зимой — налипание мокрого снега на ветви. Под его тяжестью ветки и даже стволы деревьев и кустарников могут быть согнуты к земле и даже сломаны. Из наших деревьев легче всего переносит снежные зимы ель. Ее ветви — еловые лапы — наклонены к земле. И много снега на них просто не удерживается. Наклоняясь под его тяжестью, еловая ветка просто стряхивает с себя груз! Как не покажется странным (на первый взгляд!), но именно происходящее сейчас потепление климата несет для деревьев опасность большую, чем морозы! Я говорю о становящимся обыденным явлением ледяных дождях. Что такое ледяной дождь? Когда на высоте двух — трех километров температура воздуха положительна, в облаках образуются дождевые капли. Если же у поверхности земли температура низкая, то они в полете к земле успевают застыть. Но застыть не полностью — в центре такой градинки немного не замерзшей воды. Падая на твердую поверхность, льдинка разбивается, вода из нее вытекает и тут же замерзает. Образуется ледяная корка, достигающая иногда значительной толщины. И под ее тяжестью ломаются ветки, сучья, сгибаются в дугу молодые деревья и кустарники. И далеко не все из них выпрямятся весной. Не все даже выживут! А морозы… Для большинства деревьев они не опасны. Те могут пострадать лишь в особо сильные холода. Да и касается это прежде всего тех, кто переселен человеком севернее мест обычного своего проживания — яблонь, груш, дубов, ясеней, кленов, орешника. Но тут уж именно люди и должны заботиться о своих питомцах! Как написал в свое время Антуан де Сент-Экзюпери:
Источник: http://lesnoy-dar.ru/vremena-goda/zachem-rasteniyam-nuzhna-zima.html Откуда берутся трещины на коре деревьев?Наверное, все вы видели трещины на деревьях. Рассмотрите их с ребенком. Интересно, откуда они берутся? Причина проста. Наступит зимой неожиданная оттепель, а ночью вдруг грянет сильный мороз. И «шубы» деревьев охлаждаются и сжимаются — «съёживаются» и … рвутся. Эти трещины остаются на дереве на всю его жизнь. Источник: http://rodnaya-tropinka.ru/kak-zimuyut-derevya/ Обмен веществЗимние явления в жизни растений обуславливают состояние покоя, замедление обмена веществ внутри ствола. Видимый рост деревьев приостанавливается. Как и отдача в атмосферу влаги. Как и питание с помощью корневой системы. Нет, зимой деревья, конечно же, тоже растут. Только делают это очень медленно, незаметно для человеческого глаза. Влага тоже циркулирует (полное прекращение циркуляции, по наблюдениям ученых, происходит при температуре минус 18). А зимой большое дерево испаряет все-таки в воздух до 250 мл влаги. Но, согласитесь, эти процессы происходят куда медленнее, чем в весенне-летнюю пору. Источник: http://fb.ru/article/178077/zimnie-yavleniya-v-jizni-rasteniy-osobennosti-pokoya Кустарнички, травы зимойДругие растения страдают от неблагоприятных зимних условий меньше. Кустарнички — брусника, черника, толокнянка, вереск — благодаря низкому росту большую часть времени укрыты снегом. Листья брусники и вереска, так же, как иголки хвойных, покрыты пленкой-кутикулой. А черника свои листья сбрасывает осенью. Поверхность же их стеблей защищена пробковым слоем. Снежный покров надежно укрывает и травянистые растения. Интересно, что однолетников среди них очень немного, большинство — многолетние растения. Почва в лесу промерзает меньше, чем на открытых местах, и это позволяет травам зимовать в более комфортных условиях. Некоторые из лесных травянистых растений даже сохраняют под снегом зеленые листья! Это копытень, грушанка. А их почки находятся у самой земли. У других лесных трав надземная часть отмирает, зимуют же только подземные органы растения — корневища, луковицы, клубни. В них хранится запас питательных веществ, на них сохраняются почки. И от мороза и высыхания такие растения укрыты не только снегом, но также лесной подстилкой и почвой. Хохлатка Весной, с таянием снега и приходом тепла, почки быстро трогаются в рост. Некоторые из лесных трав — хохлатка, гусиный лук, пролеска — очень быстро цветут, дают семена. И к лету от их надземной части не остается и следа! До следующей весны. Другие — ландыш, медуница, майник — тоже цветут рано. Но их надземные органы отмирают лишь осенью. Источник: http://lesnoy-dar.ru/vremena-goda/zachem-rasteniyam-nuzhna-zima.html Видео для детей о жизни деревьев зимойПо материалам моей статьи есть видео. Совершенно случайно я нашла его в интернете. Согласия на создание этого видео у меня не брали, авторство тоже не указали, но видео получилось интересным для детей, поэтому я решила выложить его в статье. В видео — чтение моего рассказа о деревьях (который вы прочитали выше) дано в сопровождении картинок. Источник: http://rodnaya-tropinka.ru/kak-zimuyut-derevya/ Закаливание растенийОдновременно с погружением в состояние покоя идет еще один важный процесс – закаливание. Он происходит в растениях постепенно с наступлением холодов. Закаливание связано с подготовкой к воздействию отрицательных температур: клетки растения обогащаются сахарами и постепенно выводят лишнюю воду из своих протопластов (содержимого растительной клетки). На высоте 2500 м в Альпах бодяк колючейший принимает розеточную форму роста Делается это для того, чтобы предотвратить образование кристаллов льда, способных нанести необратимые повреждения клетке. Именно поэтому обезвоженные к зиме деревья так страдают от иссушающего действия мороза и ветра. Получается, что для деревьев страшен не только мороз сам по себе, но и угроза высохнуть на морозе.
Закаливание должно быть постепенным. Именно поэтому резкое понижение температуры осенью губительно для растений. Особенно плохо, если резкие перепады случаются без снежного покрова. Солнце также вызывает трудности у растения зимой: вынуждает его активнее жить, дышать и терять при этом влагу. Из-за этого появляются солнечные ожоги. Особенно чувствительны к таким процессам вечнозеленые и зимнезеленые виды. Чтобы пережить солнечную активность зимой им нужен снежный покров.
|