Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования «Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии

Курсовая работа

Фитогенные факторы

Исполнитель:

студентка группы ГЭ-21 Володина О.Л.

Научный руководитель:

зав. кафедрой экологии,

канд. биол. наук, доцент Ковалёва О.В.

Гомель 2011



Реферат

Курсовая работа страниц 29, рисунков 8, источников 18.

Ключевые слова: фитогенные факторы, прямые (контактные) взаимодействия между растениями, механическое взаимодействие, физиологические контакты, хищничество, косвенные трансбиотические взаимоотношения, косвенные трансабиотические взаимоотношения, средообразующие влияния, конкуренция, аллелопатия.

Объект исследования: фитогенные факторы.

Предмет исследования: влияние растений друг на друга, на животных, человека и микроорганизмов посредством конкуренции, средообразующего влияния, трансбиотических и трансабиотических взаимоотношений и т.д.

Метод исследования: реферативный, анализ литературных данных, обобщение.

Цель курсовой работы: выявить виды фитогенных факторов.

Задачами работы являются:

-изучить фитогенные факторы: прямые (контактные), косвенные трансбиотические, косвенные трансабиотические взаимоотношения;

-выявить положительные и отрицательные фитогенные факторы;

-установить значение фитогенных факторов для растений, микроорганизмов, животных и человека.

Выводы: изучение фитогенных факторов имеет большое значение в взаимоотношениях растений в биоценозе, процессе эволюции и развитии экосистем в целом.



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Прямые (контактные) взаимодействия между растениями

1.1 Механическое взаимодействие

1.2 Физиологические контакты

1.3 Хищничество

2. Косвенные трансбиотические взаимоотношения между растениями (через животных и микроорганизмы)

3. Косвенные трансабиотические взаимоотношения между растениями (средообразующие влияния, конкуренция, аллелопатия)

4. Влияние фитогенных факторов на человека

Выводы

Список использованной литературы



ВВЕДЕНИЕ

Фитогенный фактор - влияние растений. Проявляется в подавлении процессов роста и развития корневыми выделениями (экзометаболитами), ингибировании прорастания семян и роста корневых систем, выделении фитонцидов (летучих веществ), угнетающих другие организмы. Известно, что мыши не выносят запаха бузины, поэтому ее издавна высаживали вокруг хранилищ зерна. Общеизвестен факт, что не все растения сочетаются в одном букете (черемуха и тюльпаны). В тропических лесах произрастают лианы-душители, которые, обвивая ствол дерева, постепенно сдавливают его и удушают. Некоторые растения, поселяясь на других, паразитируют, используя воду и питательные вещества своего хозяина. В Беларуси широко распространена омела белая, которая является полупаразитом. Поселившись на тополе или березе, она гаусториями (присосками) внедряется в ветку и использует воду и минеральные вещества дерева. Органические вещества омела белая синтезирует самостоятельно. Часть ветки, расположенная за местом поселения омелы, отмирает.

Растительные сообщества являются местом обитания многих животных, для которых растения как фитогенный фактор выступают в качестве пищи. Многие растительноядные животные являются полифагами, то есть питаются различными видами растений (например, непарный шелкопряд, употребляющий более 300 видов растений). Животные-монофаги встречаются реже, например, большой и малый сосновый лубоеды появляются только на сосне обыкновенной, употребляют в пищу только ткани ее стебля [1].

К фитогенным относят факторы воздействия (влияния) растений друг на друга и окружающую среду. Формы взаимоотношений между растениями многообразны. Среди них можно выделить следующие группы:

- прямые (контактные) механические - охлестывание ветвями, эпифитизм, давление и сцепление стволов и корней;

- физиологические - симбиоз, паразитизм и полупаразитизм, срастание корней;

- косвенные трансбиотические - через животных и микроорганизмы;

- косвенные трансабиотические - средообразующие влияния, конкуренции, аллелопатия (химические взаимовлияния между растениями).

Примером прямых взаимодействий является повреждение ели и сосны в смешанных лесах от охлестывающего действия березы. Раскачиваясь от ветра, тонкие и хлесткие ветви березы ранят кору и хвою ели, сбивают мягкие молодые иглы.

К форме механических контактов относится и так называемый эпифитизм - использование одним растением другого растения в качестве среды обитания. Растения, живущие на других растениях (на ветвях, стволах деревьев), без связи с почвой называются эпифиты, а поселяющиеся на листьях - эпифиллы. К физиологическим контактам относятся такие взаимоотношения между растениями, как паразитизм, симбиоз, срастание корней и др.

Наиболее характерный пример прямых физиологических воздействий одного растения на другое - паразитизм. Например, повилика, питающаяся соками клевера или крапивы, угнетает и заметно задерживает их рост.

К физиологическим контактам можно отнести и симбиоз между растениями - их взаимовыгодное сожительство. Примером может служить взаимодействия между клубеньковыми бактериями-азотфиксаторами и большинством растений семейства бобовых. Физиологическими контактами следует считать и такой процесс в мире растений, как опыление с помощью ветра-анемофилия. В данном случае контактирующие между собой растения могут находиться на значительном расстоянии друг от друга.

Нередки в природе косвенные трансбиотические взаимоотношения между растениями. Посредником здесь являются животные и микроорганизмы. Всем хорошо известное опыление растений насекомыми получило название энтомофилии. Насекомые, участвующие в опылении, переносят пыльцу от одного растения к другому, осуществляя контакты между ними. В процессе опыления могут участвовать также и птицы. Такой процесс называется орнитофилия. В косвенных трансбиотических взаимоотношениях часто участвуют микроорганизмы. Например, корневая система многих деревьев (дуба, березы, ели) сильно изменяет окружающую почвенную среду (состав, рыхлость, кислотность). Все это создает благоприятные условия для поселения там различных бактерий, которые питаются выделениями корней дуба и органическими остатками.

Косвенные трансабиотические взаимоотношения между растениями выражаются в изменении растениями окружающей среды. Примером может служить взаимовлияние растений через изменение факторов микроклимата (ослабление солнечной радиации при затенении почвы, перехват осадков кронами деревьев и др.). Так, ель, затеняя почву, вытесняет из-под своего полога светолюбивые виды, формируя среду для поселения теневых и тенеустойчивых видов [2].



1. ПРЯМЫЕ (КОНТАКТНЫЕ) ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ РАСТЕНИЯМИ

1.1 МЕХАНИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Примером механического взаимодействия является повреждение ели и сосны в смешанных лесах от схлестывающего действия березы. Раскачиваясь от ветра, тонкие ветви березы ранят хвою ели, сбивают легкие молодые иглы. Очень заметно это сказывается зимой, когда ветви березы безлиственны.

Взаимное давление и сцепление стволов нередко оказывает отрицательное воздействие на растения. Однако чаще такие контакты встречаются в подземной сфере, где большие массы корней тесно переплетаются в небольших объемах почвы. Типы контактов могут быть различны - от простого сцепления до прочного срастания. Так, губительным в жизни многих деревьев тропического леса оказывается разрастание лиан, зачастую приводящее к обламыванию ветвей под их тяжестью и усыханию стволов в результате сдавливающего действия вьющимися стеблями или корнями. Не случайно некоторые лианы называют «душителями» (рисунок 1) [3].

Рисунок 1. - Растения-лианы [4]:

1 - фикус-душитель; 2 - повилика; 3 - жимолость вьющаяся



К форме механических контактов относится и использование в качестве субстрата одним растением другого. Растения, живущие на других растениях (на ветвях, стволах деревьев), без связи с почвой, получили название эпифитов, а поселяющиеся на листьях - эпифиллов. В отличие от паразитов они не вступают в прямой физиологический контакт с растением-субстратом, а самостоятельно существуют как автотрофные организмы.

К форме механических контактов относится и использование в качестве субстрата одним растением другого. Растения, живущие на других растениях (на ветвях, стволах деревьев), без связи с почвой, получили название эпифитов, а поселяющиеся на листьях - эпифиллов. В отличие от паразитов они не вступают в прямой физиологический контакт с растением-субстратом, а самостоятельно существуют как автотрофные организмы. По мнению ученых, около 10% всех видов растений веду эпифитный образ жизни. Наиболее богаты эпифитами тропические леса. К ним относятся многие виды бромелиевых, орхидейных (рисунок 2).

Рисунок 2. - Эпифитная орхидея с воздушными корнями [4]

А - общий вид; Б - поперечный срез воздушного корня с наружным слоем всасывающей ткани (1)

Экологический смысл эпифитизма состоит в своеобразной адаптации к световому режиму в густых тропических лесах: возможность выбраться к свету в верхних ярусах леса без больших затрат веществ на рост. Само происхождение эпифитного образа жизни связывают с борьбой растений за свет. Эволюция многих эпифитов зашла так далеко, что они уже потеряли способность расти вне растительного субстрата, т.е. являются облигатными эпифитами. Вместе с тем есть виды, которые в оранжерейных условиях могут расти и в почве [4].

1.2 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ

Физиологические контакты между растениями включают паразитизм, симбиоз, сапрофитизм, срастание корней. Паразитизм - наиболее яркий пример прямых физиологических воздействий между растениями, т.е. переход одного из партнеров на гетеротрофный способ питания и существование за счет организма-хозяина. Например, повилика, питающаяся соками клевера, угнетает его, не только подавляя развитие вегетативной массы, но и заметно задерживая развитие растения. Как правило, урожай семян пораженного клевера невысокий. Через несколько лет на лугу, где появилась повилика, клевер полностью выпадает из травостоя. Паразиты, как уже было отмечено ранее, многочисленны среди грибов и бактерий, значительно меньше распространены среди цветковых растений.

Характерным примером тесного симбиоза, или мутуализма между растениями, является сожительство водоросли и гриба, которые образуют особый целостный организм-лишайник (рисунок 3).

Рисунок 3. - Лишайник-кладония [5]



Связи между партнерами-симбионтами довольно сложны, и некоторые авторы называют симбиоз "хорошо урегулированным взаимным паразитизмом". Фотосинтезирующие водоросли в лишайнике снабжают гриб углеводами и другими органическими веществами (нуклеиновые кислоты, протеины, активаторы роста и др.). Грибы поставляют водоросли влагу и минеральные вещества. При недостатке же света и других неблагоприятных условий, угнетающих фотосинтез, водоросли могут получать от грибов и органические вещества, которые они поглощают из субстрата. Лишайники интересны тем, что на их примере можно наблюдать постепенную эволюцию от паразитизма к мутуализму. У более примитивных лишайников гриб фактически проникает в клетки водоросли и по существу является паразитом (рисунок 4). У эволюционно более развитых видов водоросль и гриб живут в гармоничных отношениях, принося друг другу взаимную пользу (рисунок 4).

Рисунок 4. - Направление эволюции от паразитизма к мутуализму у Лишайников [6]

А - грифы гриба проникают в клетки водоросли; Б - грифы гриба переплетаются с клетками водоросли; В - грифы гриба тесно примыкают к клеткам водорослей, но не проникают в них

Другой пример симбиоза - это сожительство высших растений с бактериями, так называемая бактериотрофия. Симбиоз с клубеньковыми бактериями-азотофиксаторами широко распространен среди бобовых (93% изученных видов) и мимозовых (87%). Так, бактерии из рода Rhizobium, живущие в клубеньках на корнях бобовых растений, обеспечиваются пищей (сахара) и местообитанием, а растения получают от них взамен доступную форму азота (рисунок 5).

Рисунок 5. - Клубеньки на корнях бобовых растений [6]

А - клевера красного; Б - фасоли; В - сои; Г - люпина

Встречается симбиоз мицелия гриба с корнем высшего растения, или микоризообразование. Такие растения называют микотрофными, или микотрофами. Поселяясь на корнях растений, гифы гриба обеспечивают высшее растение колоссальной всасывающей способностью. Поверхность соприкосновения клеток корня и гиф в эктотрофной микоризе в 10-14 раз больше, чем поверхность контакта с почвой клеток "голого" корня, тогда как всасывающая поверхность корня за счет корневых волосков увеличивает поверхность корня лишь в 2-5 раз. Из изученных в нашей стране 3425 видов сосудистых растений микориза обнаружена у 79%.

В качестве примера симбиоза грибов с насекомыми можно привести симбиоз грибка Septobasidium с насекомым-червецом из сем. Coccidae, дающее новое симбиотическое образование - лаки, которое как единый организм введено в культуру человеком.

Отдельную группу растений с гетеротрофным питанием составляют сапрофиты - виды, которые используют в качестве источника углерода органические вещества отмерших организмов. В биологическом круговороте это важное звено, осуществляющее разложение органических остатков и перевод сложных соединений в более простые, представлено большей частью грибами, актиномицетами, бактериями. Встречаются среди цветковых у представителей семейств грушанковых, орхидных и др. Примерами цветковых, полностью утративших хлорофилл и перешедших на питание готовыми органическими веществами, являются сапрофиты хвойных лесов - подъельник обыкновенный (Monotropa hypopitis), надбородник безлистный (Epipogon aphylluon). Среди мхов и папоротников сапрофиты редки.

Срастание корней близко растущих деревьев (одного и того же вида или родственных видов) относится также к прямо физиологическим контактам между растениями. Явление не столь уж редкое в природе. В густых насаждениях ели Picea alies срастаются корнями около 30% всех деревьев. Установлено, что между сросшимися деревьями существует обмен через корни в виде переноса питательных веществ и воды. В зависимости от степени различия или сходства потребностей сросшихся партнеров между ними не исключены отношения как конкурентного характера в виде перехвата веществ более развитым и сильным деревом, так и симбиотические [6].

1.3 ХИЩНИЧЕСТВО

Растения-хищники (венерина мухоловка, росянка, жирянка и т.п.) специально адаптированные для ловли и переваривания небольших животных, в основном насекомых, размер которых варьирует от микроскопических дафний до комнатных мух и ос. В ловчие аппараты крупных видов растений иногда могут попадаться и другие животные, например, лягушки и даже мелкие млекопитающие. Разные виды непентеса ловят термитов или муравьев. Обычно такие хищные растения обитают в обедненных азотом местах, а насекомых используют как дополнительный источник азота, таким образом получая дополнительные питательные вещества путем ловли живой добычи.

Все растения хищники питаются за счет веществ, которые они черпают из почвы. Эти вещества необходимы им для нормальной жизнедеятельности. Но многие из них произрастают на столь бедных почвах (болотах, пустынях), что им не хватает питательных элементов, добываемых из земли. Они и тут вышли из положения и стали ловить насекомых. Растения хищники могут обходиться и без животной пищи, но от этого они становятся вялыми, мало жизнеспособными.

Всего известно около 630 видов насекомоядных растений хищников. Они варьируют от листьев росянки с липкой поверхностью и размером с ноготь большого пальца до огромных ловчих кувшинов непентеса и мельчайших ловчих пузырьков пузырчатки, и все они предназначены для улавливания и переваривания добычи. Некоторые растения хищники используют для переваривания добычи пищеварительные ферменты. Часть растений, которые называют полунасекомоядными, нуждаются в помощи других организмов для переваривания пойманной растениями добычи.

Большое значение имеет форма связей в виде хищничества. Хищничество широко распространено не только между животными, но и между растениями и животными. Так, ряд насекомоядных растений (росянка, непентес) относят к хищникам. Это один из редких представителей подобных растений, произрастающих в Европе, поскольку большинство из них обитает в тропиках или субтропиках. Ее можно встретить в средней полосе России. Растет росянка в основном на болотах. Они были обнаружены во влажных степях и болотах, по большей части на кислых почвах, с дефицитом минеральных веществ (рисунок 6) [7].



Рисунок 6. - Хищное растение росянка [7]



2. КОСВЕННЫЕ ТРАНСБИОТИЧЕСКИЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ РАСТЕНИЯМИ (ЧЕРЕЗ ЖИВОТНЫХ И МИКРООРГАНИЗМЫ)

Важная экологическая роль животных в жизни растений состоит в участии в процессах опыления, распространения семян и плодов. Опыление растений насекомыми, получившее название энтомофилии, способствовало выработке ряда приспособлений как у растений, так и насекомых. Назовем здесь такие интересные адаптации энтомофильных цветков: узоры, образующие "путевые нити" к нектарникам и тычинкам, нередко видимые только в ультрафиолетовых лучах, доступных для зрения насекомых; различие окраски цветков до и после опыления; синхронизация суточных ритмов раскрывания венчика и тычинок, обеспечивающие безошибочное попадание пыльцы на тело насекомого, а с него - на рыльце другого цветка и т.д. (рисунок 7) [8].

Рисунок 7. - Насекомое на цветке [8]

Разнообразное и сложное строение цветков (различная форма лепестков, симметричное или несимметричное их расположение, наличие определенных соцветий), называемое гетеростилией, - все это приспособления к строению тела и поведению строго конкретных насекомых. Например, цветки дикой моркови (Daucus carota), тмина (Carum carvi), опыляемые муравьями, цветки копытня Asarum europaeum, опыляемые муравьями и соответственно не поднимающиеся из-под лесной подстилки.

В опылении растений принимают участие и птицы. Опыление растений с помощью птиц, или орнитофилия, находит широкое распространение в тропических и субтропических областях южного полушария. Здесь известно около 2000 видов птиц, которые опыляют цветки при поисках нектара или ловле насекомых, прячущихся в их венчиках. Среди них наиболее известные опылите - линектарницы (Африка, Австралия, Южная Азия) и колибри (Южная Америка). Цветки орнитофильных растений крупные, ярко окрашенные. Преобладает ярко-красная окраска, наиболее привлекательная для колибри и других птиц. В некоторых орнитофильных цветках существуют специальные защитные устройства, которые не дают нектару вылиться при движении цветка.

Реже встречается опыление растений млекопитающими, или зоогамия. Большей частью зоогамия отмечается в Австралии, в лесах Африки и Южной Америки. Например, австралийские кустарники из рода Driandra опыляются с помощью кенгуру, охотно пьющих их обильный нектар, переходя от цветка к цветку.

Распространение семян, плодов, спор растений при помощи животных называют зоохорией. Среди растений, чьи семена, плоды разносятся животными, в свою очередь, различают эпизоохорные, эндозоохорные и синзоохорные. Эпизоохорные растения большей частью открытых мест обитания имеют у семян, плодов всевозможные приспособления для закрепления и удерживания на поверхности тела животных (выросты, крючки, прицепки и др.), например лопухи большой и паутинистый, липучка обыкновенная и т.д. [9].

В кустарниковом ярусе лесов, где обитает много птиц, преобладают эндозоохорные виды растений. Их плоды съедобны или привлекательны для птиц яркой окраской или сочным околоплодником. Следует отметить, что у семян многих эндозоохорных растений повышается всхожесть, а иногда и способность к прорастанию только после прохождения через пищевой тракт животного - многие аралиевные, яблоня Сиверса (Malus sieversii) и др.

Съедобные плоды и семена дуба, сосны сибирской животные не поедают сразу, а растаскивают и складывают в запас. Значительная их часть при этом теряется и дает при благоприятных условиях начало новым растениям. Данное распространение семян и плодов получило название синзоохории.

В косвенных трансбиотических взаимоотношениях между растениями нередко выступают микроорганизмы. Ризосфера корней многих деревьев, к примеру, дуба, сильно изменяет почвенную среду, особенно ее состав, кислотность, и тем самым создает благоприятные условия для поселения там различных микроорганизмов, в первую очередь бактерий, таких, как Azotobacter chroocoteum, Tricholome legnorum, Pseudomonas sp. Эти бактерии, поселившись здесь, питаются выделениями корней дуба и органическими остатками, создаваемыми гифами микоризообразующих грибов. Бактерии, живя рядом с корнями дуба, служат своеобразной "оборонительной линией" от проникновения в корни патогенных грибов. Этот биологический барьер создается при помощи антибиотиков, выделяемых бактериями. Поселение бактерий в ризосфере дуба сразу же сказывается положительно на состоянии растений, особенно молодых [10].



3. КОСВЕННЫЕ ТРАНСАБИОТИЧЕСКИЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ РАСТЕНИЯМИ (СРЕДООБРАЗУЮЩИЕ ВЛИЯНИЯ, КОНКУРЕНЦИЯ, АЛЛЕЛОПАТИЯ)

Изменение растениями среды - это наиболее универсальный и широко распространенный тип взаимоотношений растений при их совместном существовании. Когда тот или иной вид или группа видов растений в результате своей жизнедеятельности сильно изменяет в количественном и качественном отношении основные экологические факторы таким образом, что другим видам сообщества приходится жить в условиях, которые значительно отличаются от зонального комплекса факторов физической среды, то это говорит о средообразующей роли, средообразующем влиянии первого вида по отношению к остальным. Один из них - взаимовлияния через изменения факторов микроклимата (например, ослабление солнечной радиации внутри растительного покрова, обеднение ее фотосинтетически активными лучами, изменение сезонного ритма освещенности и др.). Одни растения влияют на другие и через изменение температурного режима воздуха, его влажности, скорости ветра, содержания углекислоты и т.д.

Другой путь взаимодействия растений в сообществах - через напочвенный слой мертвых растительных остатков, называемых на лугах и в степях ветошью, травянистым спадом или "степным войлоком", а в лесу - подстилкой. Этот слой (иногда толщиной в несколько сантиметров) вызывает затруднение для проникновения семян и спор в почву. Прорастающие в слое ветоши (или на нем) семена часто гибнут от высыхания раньше, чем корни проростков достигнут почвы. Для семян, попавших в почву и прорастающих, напочвенные остатки могут являться серьезным механическим препятствием на пути ростков к свету. Возможны и взаимоотношения растений через содержащиеся в подстилке продукты распада растительных остатков, тормозящих или, напротив, стимулирующих рост растений. Так, в свежем спаде ели или бука содержатся вещества, тормозящие прорастание ели и сосны, а в местах со скудными осадками и слабым промыванием подстилки могут угнетать естественное возобновление древесных пород. Водные вытяжки из лесных подстилок отрицательно действуют и на рост многих степных трав.

Существенный путь взаимного влияния растений - это взаимодействие через химические выделения. Растения выделяют в окружающую среду (воздух, воду, почву) разнообразные химические вещества в процессе гуттации, секреции нектара, эфирных масел, смол и т.д.; при вымывании минеральных солей дождевыми водами листья, например, деревьев, теряют калий, натрий, магний и другие ионы; в ходе метаболизма (корневые выделения) газообразные вещества, выделяемые надземными органами, - непредельные углеводороды, этилен, водород и др.; при нарушении целостности тканей и органов растения выделяют летучие вещества, так называемые фитонциды, и вещества из отмерших частей растений (рисунок 8) [11].

Рисунок 8. - Влияние одного растения на другое [11]

1 - миазмины; 2 - фитонцидные вещества; 3 - фитогенные вещества; 4 - активные прижизненные выделения; 5 - пассивные прижизненные выделения; 6 - посмертные выделения;7 - переработка гетеротрофными организмами



Выделяемые соединения необходимы растениям, но с развитием большой поверхности тела растений их потеря столь же неизбежна, как и транспирация.

Химические выделения растений могут служить одним из способов взаимодействия между растениями в сообществе, оказывая на организмы либо токсичное, либо стимулирующее действие. Такие химические взаимовлияния получили название аллелопатии. В качестве примера можно назвать выделения соплодий свеклы, тормозящие прорастание семян куколя (Agrostemma githago). Нут (Cicer arietinum) подавляюще действует на картофель, кукурузу, подсолнечник, томаты и другие культуры, фасоль - на рост яровой пшеницы; корневые выделения пырея (Agropyron repens) и костреца (Bromus inermis) - на растущие вблизи с ними другие травянистые растения и даже деревья. Как крайнюю форму аллелопатии или невозможность существования того или иного вида в присутствии другого в результате интоксикации среды, называют аменсализмом. Аменсализм соответствует прямой конкуренции, антибиозу и антагонизму. Так, благодаря выделению корнями токсических веществ ястребянка (Hieracium pilosella) из семейства сложноцветных вытесняет другие однолетние растения и нередко образует чистые заросли на довольно больших площадях. Многие грибы и бактерии синтезируют антибиотики, которые тормозят рост других бактерий. Аменсализм широко распространен в водной среде.

У разных видов растений степень воздействия на среду и таким образом на жизнь обитателей неодинакова в соответствии с особенностями их морфологии, биологии, сезонного развития и др. Растения, наиболее активно и глубоко преобразующие среду и определяющие условия существования для других сообитателей, называют эдификаторами. Различают сильные и слабые эдификаторы. К сильным эдификаторам относят ель (сильное затенение, обеднение почв питательными веществами и др.), сфагновые мхи (задержание влаги и создание избыточного увлажнения, увеличение кислотности, особый температурный режим и т.д.). Слабыми эдификаторами являются лиственные породы с ажурной кроной (береза, ясень), растения травянистого покрова лесов [12].

В качестве особой формы трансбиотических взаимоотношений растений выделяют конкуренцию. Это те взаимные или односторонние отрицательные влияния, которые возникают на основе использования энергетических и пищевых ресурсов местообитания. Сильное влияние на жизнь растений оказывает конкуренция за почвенную влагу (особенно четко выражена в областях с недостаточным увлажнением) и конкуренция за питательные вещества почвы, более заметная на бедных почвах. Примером конкуренции могут служить взаимоотношения лисохвоста лугового (Alopecurus pratensis) и типчака (Festuca sulcata). Типчак может произрастать во влажной почве, однако в сообществе лисохвостного луга не растет из-за подавления теневыносливым и быстро растущим лисохвостом. В формировании типчакового или лисохвостного фитоценоза решающее значение имеет не влажность почвы, а конкурентные взаимоотношения типчака и лисохвоста. В более сухих местообитаниях типчак заглушает лисохвост, а на увлажненных лугах выходит победителем лисохвост.

Межвидовая конкуренция проявляется у растений так же, как и внутривидовая (морфологические изменения, снижение плодовитости, численности и т.д.). Доминирующий вид постепенно вытесняет или сильно снижает его жизнеспособность.

Самая жесткая конкуренция, нередко с непредвиденными последствиями, возникает при введении в сообщества новых видов растений без учета уже сложившихся отношений [13].



4. ВЛИЯНИЕ ФИТОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА

растение хищничество трансбиотический фитогенный

Целебные свойства растений известны с глубокой древности. Их успешно применяют для лечения многих заболеваний. Однако некоторым людям приходится избегать встречи с растениями. Это связано с аллергией, которая является повышенной чувствительностью организма к различным веществам (так называемым аллергенам), провоцирующим болезненную реакцию и в итоге приводящим к нарушению тех или иных функций организма. Аллергия может проявляться в различных формах, например, в виде насморка (ринита), воспаления слизистой оболочки глаз (конъюнктивита), высыпаний на коже и зуда, отека кожи и слизистых оболочек, головной боли, головокружения, болей в области груди, приступов удушья (бронхиальной астмы), повышенной температуры тела.

Такая реакция организма наблюдается при контакте с определенным растением и характеризуется быстрым развитием болезненных проявлений. Наиболее частой причиной заболевания является вдыхание пыльцы растения-аллергена, реже - прикосновение его к коже или слизистым оболочкам или прием растения внутрь [14].

Всплеск аллергических заболеваний отмечается в период цветения растений (с апреля по август), когда образуется много пыльцы, разносимой ветром на большие расстояния. Аллергические заболевания, вызванные пыльцой (поллинозы), наблюдаются лишь при цветении некоторых растений. Так, наиболее часто причиной поллинозов (ранее их называли сенной лихорадкой) становится пыльца луговых злаковых трав: тимофеевки, овсяницы, лисохвоста, мятлика и др.; культурных злаков - ржи, подсолнечника, кукурузы; сорняков - амброзии (наиболее сильный аллерген), полыни, лебеды и др.; деревьев - акации, березы, ольхи, орешника, сосны [15].

Эфирные масла, выделяемые некоторыми растениями, губительно действуют на бактерии, освежают воздух. Вдыхание их оказывает успокаивающий или, наоборот, тонизирующий (в зависимости от вида растения) эффект на нервную систему человека. Однако не всем людям дано наслаждаться ароматом роз или других цветов, так как это вызывает у них головную боль, общую слабость и даже приступы удушья.

Опасным для многих может стать и прикосновение к некоторым цветам, например, календуле, первоцвету обратноконическому (примуле ядовитой), герани и др., так как оно вызывает аллергическое поражение кожи, выражающееся в покраснении, появлении отека и пузырьковых высыпаний [16].

В последнее время в мире все чаще стали регистрироваться аллергические заболевания. Этот факт обратил пристальное внимание ученых на аллергию - болезнь, называемую «чумой XX века». В результате специальных исследований было выявлено два механизма, приводящих к возникновению аллергических реакций. Один из них заключается в нарушении функции иммунной системы, обеспечивающей защиту нашего организма от всего чужого: микробов и их ядов (токсинов), чужеродных клеток и тканей, то есть от антигенов (веществ, которые, проникая в организм, вызывают формирование в нем иммунологических реакций).

Антиген, оказавшийся в организме, обнаруживается иммунными клетками (макрофагами, лимфоцитами). Они вырабатывают защитные белки антитела, которые совместно с иммунными лимфоцитами и обезвреживают антиген. Наиболее сильные антигены - это белки, довольно выраженные антигенные свойства могут проявлять полисахариды, однако аминокислоты и простые сахара, входящие в их состав, не являются антигенами, не обладают антигенными свойствами также жиры и неорганические вещества. Такую реакцию на раздражающее чужеродное вещество, при которой организму не наносится вред, называют иммунной. Но в некоторых случаях (например, у людей с наследственной предрасположенностью к аллергии, ослабленных болезнью, ведущих неправильный образ жизни) организм начинает вырабатывать в большом количестве особые, аллергические антитела (реагенты). Они обладают особыми, специфическими свойствами. Аллергены прочно фиксируются на самых различных клетках организма и определяют состояние сенсибилизации (повышенной чувствительности) к аллергену (они, например, могут сенсибилизировать кожу, слизистые оболочки носа, дыхательных путей и т.д.). При повторном попадании аллергена в такой сенсибилизированный организм он соединяется с фиксированными в тканях аллергическими антителами. Образуется комплекс аллерген + антитело. В ответ на него клетки организма высвобождают биологически активные вещества, которые ведут себя агрессивно в отношении клеток самого организма. При этом изменяется их функциональное состояние, клетки гладкой мускулатуры сокращаются, повышается проницаемость стенок кровеносных капилляров, возбуждаются периферические нервные рецепторы и т.д., что проявляется отеком тканей и возникновением насморка, кожного зуда, высыпаний на коже и т.д. Это парадоксальная иммунная реакция представляет собой как бы «иммунитет наоборот». Ее и называют аллергической реакцией. Таким образом, вместо невосприимчивости к чужеродному веществу, попавшему в организм человека, вдруг появляется чрезмерно высокая чувствительность к нему, проявляющаяся в обозначенных выше симптомах аллергического заболевания. Здесь следует заметить, что аллергенами могут быть не только антигены, а и многие другие, попавшие в организм вещества (лекарства, красители, пищевые продукты, даже отдельные химические элементы, например, йод или бром), соединившись с белками организма, они могут приобрести свойства антигенов [17].

Другой (неиммунологический) механизм развития аллергической реакции заключается в том, что аллерген изменяет активность ферментных систем организма. Это приводит к появлению в нем необычных продуктов обмена, которые и вызывают аллергическую реакцию.

А так же большую роль для человека играют фитонциды. Защитная роль фитонцидов заключается не только в способности убивать микробов. Они могут находиться в комплексных соединениях с белками и другими питательными веществами растительных клеток и тем самым делать их «несъедобными», неусвояемыми для микробов.

Фитонцидной активностью в растении обладает не одно, а, как правило, много веществ. Среди них могут быть как летучие, так и нелетучие вещества. Растение вырабатывает их постоянно или только в момент опасности. Так, например, сосна и другие хвойные постоянно вырабатывают в хвое летучие фитонциды. Кроме того, в смоле, которой пропитана вся древесина стволов и ветвей, имеются летучие бактерицидные вещества.

Испаряясь, они создают особый, характерный для хвойных лесов аромат. Некоторые бактерицидные вещества образуются в растениях в момент повреждения клеточных оболочек. Обычно они входят в состав гликозидов, т. е. соединены с одной или двумя молекулами сахаров, которые выполняют роль своеобразного якоря. Вещества несахарной природы, входящие в состав гликозидов, нелетучи. Однако стоит прорвать клеточную оболочку, как связь между сахаристой частью и генином молекулы гликозида нарушается. Генин приобретает летучесть и устремляется в брешь, сея смерть среди осаждающих клетку микробов. По-видимому, такой механизм образования летучих фитонцидов существует у черемухи, лука, чеснока и других растений.

Фитонциды могут выделяться также и неповрежденными листьями. Это свойство обнаружено у многих растений, но не у всех. Если нанести каплю с инфузориями на совершенно целый лист дуба или березы, инфузории через некоторое время погибнут. Если учесть огромную суммарную площадь поверхности наших лесов и полей, а также, если иметь в виду, что значительная ее часть приходится на долю поврежденных листьев, продуцирующих летучие фитонциды, становится ясным, почему микробы при всей своей исключительной энергии размножения не могут заполнить весь земной шар. Подсчитано, что 1 га лиственного леса выделяет летом 2 кг летучих фитонцидов, хвойного - 5 кг, а 1 га можжевелового леса выделяет 30 кг губительных для микроорганизмов летучих веществ. Такого количества фитонцидов хватило бы для того, чтобы убить всех микробов в среднем по величине городе. Вот почему воздух лесов, особенно сосновых боров, полезен для человека. Вот почему так важно озеленять улицы городов, квартиры, рабочие места. Комнатные растения, так же как и их лесные собратья, вырабатывают фитонциды и очищают воздух от носящихся в нем микроорганизмов. Установлено, что бегония и герань снижают содержание микрофлоры в окружающем воздухе на 43%, циперус - на 59%, а мелкоцветная хризантема - на 66%.

Важна так же роль лекарственных растений. Применение лекарственных растений для лечения людей имеет многовековую историю. Длительное время лекарственные травы использовались в чистом виде. Траволечением занимались "знахари", "травники", "целители". Эта, так называемая народная медицина, базировалась на практическом (эмпирическом) опыте, передаваемом из поколения в поколение. Научное изучение свойств и видов действий лекарственных растений привело к созданию на их основе медикаментозных препаратов. Затем появились синтетические препараты, количество которых неуклонно росло и продолжает расти. Был период, когда траволечение утратило свои позиции, оставаясь в тени медикаментозной терапии. Но многовековой опыт не пропал, а возродился в новом качестве - научной фитотерапии, при которой применение лекарственных растений основано на точном знании их свойств, видов действий и возможных комбинаций [18].



ВЫВОДЫ

Непосредственное живое окружение организма составляет его биотическую среду, а факторы этой среды называются биотическими. Представители каждого вида растений способны существовать в таком окружении, где связи с другими организмами обеспечивают им нормальные условия жизни. В курсовой работе рассмотрены характерные особенности фитогенных отношений различных типов:

прямые (контактные) взаимодействия между растениями (механическое взаимодействие, физиологические контакты, хищничество);

косвенные трансбиотические взаимоотношения между растениями (через животных и микроорганизмы);

косвенные трансабиотические взаимоотношения между растениями (средообразующие влияния, конкуренция, аллелопатия).

Обобщая рассмотрение форм фитогенных факторов, можно сделать следующие выводы: отношения между живыми организмами являются одним из основных регуляторов численности и пространственного распределения организмов в природе; негативные взаимодействия между организмами проявляются на начальных стадиях развития сообщества или в нарушенных природных условиях; в недавно сформировавшихся или новых ассоциациях вероятность возникновения сильных отрицательных взаимодействий больше, чем в старых ассоциациях; в процессе эволюции и развития экосистем обнаруживается тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий за счет положительных, повышающих выживание взаимодействующих видов.

Все эти обстоятельства человек должен учитывать при проведении мероприятий по управлению экологическими системами и отдельными популяциями с целью использования их в своих интересах, а также предвидеть косвенные последствия, которые могут при этом иметь место.



Список использованной литературы

1. Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских - М., 2001. - 188 с.

2. Культиасов, И.М. Экология растений / И.М. Культиасов - М.: Изд-во МГУ, 1982. -360 с.

3. Шенников, А.П. Экология растений / А.П. Шенников - М.: Изд-во МГУ, 1950. - 253 с.

4. Горышина, Т.К. Экология растений / Т.К. Горышина - М.: Высшая школа, 1979. -347 с.

5. Маврищев, В.В. Основы общей экологии / В.В. Маврищев - Мн.: «Вышэйшая школа», 2000. - 317с.

6. Полевой, В.В. Физиология растений / В.В. Полевой - М.: Высшая школа, 1989. - 464 с.

7. Лархер, В.Н. Экология растений / В.Н. Лархер - М.: Мир, 1978. - 384 с.

8. Культиасов, И.М. Экология растений / И.М. Культиасов - М.: изд-во МГУ, 1982. - 381с.

9. Двораковский, М.С. Экология растений: уч. пособие / М.С. Двораковский - М.: Высшая школа, 1983. - 190 с.

10. Михайловская, И.С. Строение растений в связи с условиями жизни / И.С. Михайловская - М.: Просвещения, 1977. - 101с.

11. Лисов, Н. Д. Ботаника с основами экологии / Н.Д.Лисов - М.: Высшая школа,1998. - 63 с.

12. Добротина, Н. А. Акифьев, А. П. Лысов, П. К. Биология с основами экологии / Н. А. Добротина, А. П. Акифьев, П. К. Лысов - М.: Высшая школа, 2010. - 346 с.

13. Сергейчик, С. А. Растения и экология / С. А. Сергейчик - М.: Минск: Урожай, 1997. - 224 с.

14. Работнов, Т.А. Фитоценология / Т.А. Работнов - М.: Изд-во МГУ,1992. -346 с.

15. Розенберг, Г.С. Анализ определения понятия «экология» / Г.С. Розенберг- М., 1999. - 98 с.

16. Одум, Ю.А. Основы экологии / Ю.А. Одум - М.: Мир, 1986. -230 с.

17. Белоусов Ю.Б., Моисеев В.С., Лепахин В.К. Клиническая фармакология и фармакотерапия / Ю.Б.Белоусов, В.С.Моисеев, В.К Лепахин - М.: Универсум, 1993. - 323 с.

18. Гаммерман А.Ф., Кадаев Г.Н., Яценко-Хмелевский А.А. Лекарственные растения / А.Ф. Гаммерман, Г.Н. Кадаев, А.А. Яценко-Хмелевский - М.: Высшая школа, 1983. - 30 с.

Размещено на Allbest.ru