Многочисленные растения имеют колючки, но в кактусах шипы собраны в пучки. Биологи сделали вывод, что колючки являются аналогом листьев или чешуек почек. Однако такие изменения довольно существенные. В зрелых колючках не содержатся те же типы клеток или тканей, которые характерны для листьев деревьев. Шипы состоят только из сердцевидных волокон, окруженных эпидермисом. У них нет ни устьиц, ни замыкающих клеток.

Медоносные железы

У нескольких видов кактусов шипы в каждом пазушном зародыше развиваются как железы секреции. Они известны под названием «медоносные железы». Эти образования выделяют , который привлекает муравьев. Шипы в таких местах состоят из свободно расположенных клеток паренхимы, которые выделяются в межклеточное пространство. Накопленный нектар выталкивается вверх через маленькие отверстия в эпидермисе. Колючки этого типа короткие и широкие. Они состоят из тонкостенных волокон. Запах также помогает привлечь и летающих насекомых, которые опыляют кактусы.

Защитные шипы

Многие кактусы защищены от жаркого солнечного света плотным покровом из шипов. Удивительным является тот факт, что больше половины всех видов кактусов приспособлены к обитанию в темных лесах или прохладных и влажных высокогорьях. Такие растения будут быстро высушены воздействием солнечного света в пустыне.

Внешний вид кактусов, обитающих в прохладных или тенистых местах, часто очень отличается от остальных. Они имеют либо всего несколько длинных шипов или множество очень коротких. Растения, произрастающие в солнечных и жарких пустынях, должны быть полностью покрыты шипами. Уколы от таких колючек очень сильные и болезненные. У многих видов кактусов шипы настолько мягкие, что животные могут употреблять их в пищу без особых проблем.

Преимущество покрова из шипов состоит в блокировке солнечного света, предотвращении перегрева растения, уменьшению испарения хлорофилла и защите от повреждений. Например, у Mammillaria Plumosa клетки эпидермиса растут наружу как длинные трихомы, придавая растению необычный внешний вид. У других видов, шипы плоские, тонкие и длинные. С одной стороны, это делает их слишком гибким и лишает растение защиты. С другой стороны, они достаточно широкие и дают растению тень. Такие колючки помогают кактусу скрываться среди травы, в которой он растет.

24.09.2014

Родиной кактусов принято считать Южную Америку и часть Северной. Эволюционно кактусы как представители мира флоры появились приблизительно 40 миллионов лет назад. Они относятся к семейству суккулентных растений. Колючки появились не как декоративный элемент, а со смыслом. Они эволюционировали за многие века и превратились в настоящий орган выживания.

В основном толстом стебле у кактуса сосредоточен стратегический запас питательной влаги. Другая особенность кактуса - невероятно длинные корни, которые уходят под землю и занимают внушительный радиус поверхности в своем ареале произрастания. Поэтому они могут собирать живительную влагу на достаточно большой площади. Не думайте, что кактусам не свойственно иметь листья, как всем известным нам растениям. Просто функцию листьев у него выполняют эти самые колючки - модифицированный вариант листьев. В основе колючек - материал схожий с органическим веществом - хитином.

Кактусы отказались от листьев привычной для нас формы по совершенно объективной причине. Как правило, кактусы произрастают в засушливых местах, а широкие листья стали бы совершенно нерационально и в больших количествах испарять драгоценную воду. Отчасти функции листьев на себя взял толстый мясистый ствол. На его поверхности имеются очень тонкие устьица, которые при необходимости раскрывают свои поры и поглощают необходимый для фотосинтеза углекислый газ.

Другой уникальной особенностью колючек является притягивание к себе при помощи электростатики маленьких капелек воды. Поэтому не всегда нужен дождь, чтобы кактус смог напиться. В том климате, где существуют кактусы, довольно сильно колеблется температура. В воздухе стабильно образуется роса, которая и является постоянным источником влаги для кактусов.

Помимо роли добытчиц воды колючки выполняют и оборонительную функцию. Мало кто из животного и растительного мира приспособился так успешно выживать в пустынных дюнах и многие животные с удовольствием бы полакомились таким сочным растением. И именно тут на защиту встают колючки, с которыми не под силу справиться ни одному животному. Благодаря колючкам кактусы способны быть репродуктивными. Колючки выделяют нектар, привлекающий насекомых, которые и выполняют роль опылителей.

Любопытно, что длина колючек зависит от климатических условий. Чем мягче климат, тем реже колючки. Но они довольно длинные, т.к. на них возлагается только защитная функция. Чем засушливее климат, тем, соответственно, больше и колючек на стволе у кактуса. В колючках содержатся в большом количестве минеральные соли и углекислый кальций. Так, для того, чтобы колючки выросли в почве должно быть достаточное количество кальция. Именно поэтому в землю для выращивания кактусов надо подсыпать старую штукатурку или мраморную крошку.

Добавить сайт в закладки

Острые колючки кактуса – это средство защиты или добычи влаги?

Кактус – уникальное растение, способное к выживанию в засушливых районах нашей планеты. Колючки кактуса – это способ выживания в крайне сухой почве. Именно такой она является на родине суккулентов – в южных регионах американского континента. У кактусов есть толстый стебель, в котором хранится необходимый для жизни запас воды. У растения очень обширная корневая система, что позволяет ей проникать глубоко в почву и впитывать влагу. Также за счет длинных корней растение охватывает большую площадь земли, впитывая максимум влаги. Во время долгого отсутствия дождя тонкие корешки отмирают, а из более толстых быстро появляются новые. Их следует отличать от шипов – маленьких беспорядочно расположенных острых образований на ветках и стволах, например, таких растений, как шиповник и малина. Шипы нужны только для защиты и не способны служить средством добычи влаги. Для чего суккулентам колючки? Большая площадь листьев способствует повышенному испарению воды, что неприемлемо для проживания в засушливом климате.

Кактус – это растение, которая способна выживать в крайне сухой почве.

Что такое колючки и зачем они нужны?

Колючки кактуса покрывают стебель и являются своеобразной модификацией листьев. Широкие листья растения в процессе эволюции видоизменились, сделались тоньше и острее, постепенно утратив фотосинтезирующие способности. Однако как кактус обходится без листвы? Дело в том, что их функцию взял на себя ствол, оснащенный скрытыми отверстиями, впитывающими необходимую углекислоту, без которой невозможен процесс фотосинтеза. Таким образом, колючки растения выполняют следующие функции:

Иглы оберегают растение, от животных которые не могут питаться насыщенным влагой кактусом.

1. Экономия жидкости за счет снижения испарения с листвы.
2. Защита от перегрева. Густая масса светлых игл отражает часть солнечных лучей. Пучки белых волосков, покрывающие кактус, делают то же самое. Потому наибольшее их количество – на вершине растения.
3. Освобождение от избытков тепла. Для этого нужны острия колючек – хорошие теплоизлучатели.
4. Поглощение росы из-за перепада температур прямо из воздуха электростатически. Это самое необычное и самое важное свойство.

Побеспокоилась эволюция и о защите кактуса от животных, которым пришелся бы по вкусу сочный плод с большим стеблем.

Большие тонкие иглы оберегают растение, поэтому животные не могут питаться насыщенным влагой кактусом.

Растения способны зацветать в помещении к 3-4 годам. Цветут они каждый год, обычно весной.

Иголки выполняют не последнюю роль при опылении. Они выделяют особо привлекательный для насекомых нектар, чем поддерживают себе процесс размножения.

В районах с мягкими климатическими условиями также встречаются суккуленты, но с длинными и очень редкими иглами. Максимальная длина их может достигать 25 см (Cereus jamacaru и Corryocactus brevistylus). В этом случае иглы выполняют только функцию защиты. То есть чем засушливее почва, тем больше на растении колючек, тем они растут меньше и плотнее друг к другу. Подобные приросты хорошо просматриваются у колючек ферокактуса (Ferocactus) и стенокактуса (Stenocactus).

МБОУ «ООШ с. Смородинка»

Исследовательская работа на тему:

«Зачем кактусу колючки?»

Направление:

Живая природа: животные, растения.

Выполнил: Демченко Никита 3 класс

2013г

Здравствуйте. Меня зовут Демченко Никита. Я учусь в 3 классе. В классе у каждого из ребят есть свои обязанности. Я слежу за цветами, которых в классе у нас очень много. Однажды я поливал цветы и укололся о кактус. Меня заинтересовало, а зачем кактусу колючки? Я рассказал об этом нашей учительнице. Ольга Владимировна велела понаблюдать за этим растением и найти объяснение почему кактус колючий?

Тема моей исследовательской работы звучит так: «Зачем кактусу нужны колючки?»

Цель исследования: выяснить зачем кактусу колючки?

Задачи:

1. Внимательно понаблюдать за кактусами в классе;
2. Изучить строение кактуса;
3. Найти объяснение почему кактус колючий.

Формы исследования:

1. Изучить литературу по теме;

2. Провести эксперименты, наблюдения;

3. Сделать выводы по исследованию.

Методы исследования:

1. Теоретический:

Изучение литературы по теме;

Поиск информации в Интернет.

2. Экспериментальный:

Наблюдения;

Опыты.

Гипотезы:

1.Я думаю, возможно, колючки нужны кактусу, чтобы защищаться от врагов, мух, жуков, пауков.

2. А мама говорит, что колючки служат кактусу украшением.

Что же я узнал и книжек?

Первые упоминания о кактусах. Название « кактус » впервые употребил выдающийся любитель растений Карл Линней ещё в 1737 г. Он взял это слово из греческого языка, где оно обозначало «какое-то колючее растение». В Россию кактусы привёз из Европы Петр I в начале XVIII века. А через столетие, коллекция Санкт-Петербургского Ботанического сада насчитывала уже больше 1000 видов.

Особенности строения. Толстый стебель – функция фотосинтеза и запаса воды. Корни у большинства кактусов распростёртые, находятся у самой поверхности земли. У этого растения есть орган - ареола , где развиваются колючки, цветы и побеги. Колючки – видоизменённые листья. Цветок и плод являются тканью стебля.

Разнообразие кактусов. Оказывается, мир кактусов велик и разнообразен. В течение столетий шел процесс приспособления этих удивительных растений к экстремальным климатическим условиям, которые возникали в местах их обитания. И в итоге эти растения, не имеющие ни ветвей, ни листвы, смогли научиться жить.

Колючки, имеющие у кактуса листовое происхождение, служат для экономии влаги посредством уменьшения испарения её растением. Большая испаряющая поверхность листьев в безводных условиях пустыни является сущим расточительством. Поэтому листья становились тоньше, острее, в результате чего со временем превратились в колючки и совершенно утратили фотосинтезирующую функцию, которая у кактусов целиком перешла к зелёному стеблю.
Ещё колючки защищают кактус от перегрева. Густая сеть светлых игл отражает значительную часть солнечных лучей. Тому же служат и пучки белых волосков, иногда скрывающих кактус целиком. Особенно много их в чувствительной к перегреву точке роста на вершине кактуса. Ещё острия колючек, как будет показано ниже, могут служить хорошими излучателями тепла, освобождающими кактус от его избытка.

Мои наблюдения.

Этот кактус я сфотографировал в классе, называется он Mammillaria roseoalba.

Что я узнал из интернета

Я узнал, что некоторые виды кактусов служат сырьём для изготовления мыла, технического спирта, гормонов, витаминов. Также в тканях эхинокактусов учёные обнаружили алкалоиды, которые используются при изготовлении антибиотиков. А еще кактусы полезны тем, что забирают негативную энергию. В больших офисах их обычно ставят возле компьютеров.

Эксперимент. 1-й день. Полил герань и кактус.

В течение недели я не поливал растения, а только опрыскивал их.

Прошла ещё одна неделя . Я продолжаю только опрыскивать растения. . . . Герань опустила листочки, немного завяла, а кактус стоял, как ни в чём не бывало.

Выводы

Ознакомившись с литературой, наблюдая и проделав опыт, я сделал следующие выводы:

1. Наши гипотезы исследования и сведения из литературы о значении колючек для кактуса не совсем совпадают.

2. В результате проведенного опыта и наблюдений гипотеза не подтвердилась - на самом деле основное предназначение колючек – впитывание и экономия влаги, защита от перегрева и охлаждения.

На этом моя исследовательская работа не закончена. Я хочу понаблюдать за растением и узнать, как кактус размножается.

Почему кактус колючий?

Он, наверное, очень злючий

Потому такой колючий?

Кактус быть хотел бы елкой -

Потому такой он колкий.

Да и злится он не долго

Он ведь кактус, а не волк

Дождь в пустыню вдруг

придет

Кактус тут же зацветет.

Красивей его не сыщешь

Хоть весь шар земной

Кактус - одно из самых удивительных растений, которое может выживать в самых засушливых районах Земли. Родиной кактусов называют Южную и часть Северной Америки.

Строение помогает этим растениям выживать в условиях жёсткой нехватки воды. У большинства кактусов имеется довольно толстый основной стебель, в котором и хранится стратегический запас воды.

Кактус имеет ещё одну особенность – очень длинные корни. Но самое удивительное в кактусах - их колючки, которые покрывают стебель растения и являются некой модификацией листьев, наличие которых свойственно всем растениям. Кактусы отказались от листьев, так как они просто будут испарять столь нужную в условиях произрастания кактуса влагу.

Но как кактус обходится без листьев? Их функцию частично взял на себя стебель, который оснащён устьицами. Они находятся в закрытом состоянии и поглощают необходимый углекислый газ. Без углекислого газа невозможен жизненно важный для растений процесс фотосинтеза.

Помимо защиты от лишнего испарения влаги, колючки, напротив, помогают кактусу добывать столь необходимую воду. Первоначальную функцию добычи влаги обеспечивают корни кактуса. Они очень длинные, но расположены в высших слоях почвы. За счёт них кактус охватывает большую площадь почвы и может впитывать максимально много влаги.

Но вот только дожди в засушливых районах проходят крайне редко и иногда не промачивают почву до необходимой глубины. В такой ситуации кактус, не имея колючек, просто погиб бы. Все дело в том, что колючки обладают уникальной способностью притягивать малюсенькие капельки воды электростатически. При этом не обязательно ждать дождя. Колебания температур в тех местах, где произрастают кактусы, довольно высоки, поэтому в воздухе образуется обильная роса, которая и является основным источником живительной влаги.

Кактус побеспокоился о своей безопасности, обзаведясь колючками. Так как в нем хранится большой запас воды, которая находится в особом дефиците в пустынях, многие животные не прочь полакомится таким сочным плодом. И тогда на защиту растения становятся большие колючки, с которыми ни одно животное не может справиться.

Также колючки помогают кактусу в процессе опыления. Они выделяют особый нектар, который привлекает насекомых опылителей. Это обеспечивает процесс размножения кактусов.

Если кактус растёт в довольно мягком климатическом поясе, где влаги достаточно, то колючки на нём довольно редкие и очень длинные. В таком случае на них возлагается только защитная функция. Чем больше кактус нуждается во влаге, тем больше на его стволе будет колючек.