Классификация водной растительности

Огромнейшее разнообразие растительных организмов в водоеме не представляет собою хаотического сочетания различных растений. Даже беглый взгляд позволяет различить обособленные группы ра­стений.

Так, совершенно определенно можно различить группы растений, которые занимают береговую зону. Эта "береговая" растительность, которая занимает определенное место среди растительности водоемов, место, определяемое биологическими особенностями отдельных расте­ний. Корни этих растений находятся в почве, содержащей избыточное количество влаги, а надземные части растения находятся в воздухе. Обычно растительность, входящая в состав этой зоны, состоит из представителей семейств злаковых и осоковых. Следующую зону занимает полупогруженная растительность. Биологические особенности рас­тительных организмов этой зоны требуют еще большего увлажнения почвы, в которой распола­гаются корни, а также погружения в воду части надземных органов, тем самым оправды­вая название этой зоны - зоны полупогруженных растений. В состав ее входят тростники и ка­мыши, которые объединяются еще в понятие я же­сткой водной растительности". Жесткость трост­ника обусловливается накоплением в клеточных оболочках большого количества кремнезема (рис. 4).

Рис. 4. Phragmite communis - Тростник

Зона погруженной растительности. За зо ной полупогруженных растений следует зона погруженных растений, среди которых можно отличить группу с плавающими листьями. В эту группу входит белая водяная лилия.

Сюда же надо отнести и другое растение с крупными плавающи­ми листьями и с желтыми цветами - "желтую кубышку".

Белая лилия и желтая кубышка, а также и другие этого типа ра­стения, относятся к такой группе растений, которые имеют два вида листьев: одни - погруженные, по форме лентовидные, и другие - на длинных черешках округлые, плавающие на поверхности воды. Как плавающие, так и погруженные листья, имеют зеленую окраску и, сле­довательно, способны поглощать углекислоту в процессе ассимиляции. Лентовидные, погруженные в воду, листья способны усваивать углерод из углекислоты, растворенной в воде, а листья плавающие усваивают углерод из углекислоты атмосферного воздуха.

Вторая группа погруженных растений характеризуется тем, что все растение целиком погружено в воду и на поверхность воды выносятся у некоторых только цветы. Большинство из этих растений имеет листья, сильно рассеченные или нитевидные, являясь примером растений, пре­красно приспособленных к водному образу жизни, как в водах спокой­ных, так и в текучих. В эту группу растений входит, например, уруть, у которой листовая пластинка сильно изрезана на мелкие части. Такой лист подвержен в меньшей степени разрыву течением воды, чем сплошная пластинка.

К числу погруженных растений относятся и рдесты, играющие та­кую важную роль в жизни водоема.

Плавающая растительность. К этой группе относятся растения свободно плавающие, не прикрепленные ко дну водоема, в котором они живут. Среди плавающих растений можно различать группы плавающих: 1) на поверхности воды и 2) в самой толще воды.

На поверхности воды плавают самые разнообразные растения. Здесь встречается самое маленькое цветковое растение - вольфиа из семейства рясковых с самыми маленькими и просто устроенными цветами.

Цветение ряски-целое событие в мире ботаников, так как она редко цветет. Здесь же встречается и водокрас, листья которого, в миниатюре, напоминают листья водяной лилии. Не так часто, но среди плавающих цветковых растений попадается одно споровое растение - водный папоротник - плавающая сальвиния. На все эти разнообразные растения плавающий образ жизни наложил определенный отпеча­ток, выработались определенные сходные признаки у далеких в род­ственном отношении растений. Плавающий образ жизни и у водно­го папоротника, и у цветковых растений ряски и водокраса выра­ботал признак несмачивания листьев водой. Вода с поверхности пла­вающих листьев скатывается, так как поверхность их покрыта воско­вым напетом.

Стебель у этих растений по удельному весу тяжелее воды и удер­живается" в плавательном состоянии благодаря листьям, которые выпол­няют функцию плавательного аппарата. К числу плавающих растений надо отнести и растения, не имеющие листьев, плавающих на поверх­ности. Эти растения целиком погружены в воду. Плавание этих ра­стений происходит благодаря тому, что удельный вес их равен удель­ному весу воды, поэтому плавающие в толще воды растения будут удовлетворять третьему случаю закона Архимеда: "безразличного равновесия".

К числу этого типа растений относятся растения, известные под названием водяной ваты- нитчатые водоросли, представляющие беспорядочный клубок тоненьких зеленых нитей. Сюда же отно­сится очень интересное растение, известное под названием "пузыр­чатка".

Это растение имеет сильно ветвистый стебель и сильно рассе­ченные на нитевидные доли листья. Особенностью строения "пузыр­чатки" являются образования в виде пузырьков, которые прикрепляют­ся к листьям в местах отхождения долек. Наблюдения за жизнью это­го растения показали, что эти пузырьки являются ловчим аппаратом для залавливания мельчайших животных. Устроен этот п) зырек на манер рыболовной верши - самоловки, через отверстие которой очень легко попасть внутрь, но выйти из этого мешочка - ловушки уже нет возможности.

Попавшие в пузырек мелкие рачки очень скоро погибают, и тут же происходит процесс разложения их тела.

Стенки пузырька выделяют соки, способствующие разложению трупа животного, а продукты разложения всасываются внутренней по­верхностью пузырька.

Таким образом, это интересное водяное растение принадлежит к числу питающихся животной пищей и по своему питанию так резко отличается от других растений.

Опыты с этим растением показали, что пузырьки - ловчие аппа­раты не образуются, если этому растению предоставить достаточное количество пищи, той пищи, которой питаются обычные водяные ра­стения. Таким образом, животный способ питания является дополни­тельным, который выработался при недостатке в воде обычной пищи, т. е. необходимых растворенных минеральных веществ.

Плавающие в толще воды растения поглощают углекислоту, рас­творенную в воде, в воду же выделяют кислород. Находясь на различ­ных глубинах в водоеме, плавающая растительность обогащает кисло­родом толщу воды, создавая необходимые условия жизни для животных организмов этой зоны.

Отмирая, плавающая растительность опускается на дно по всему водоему, обусловливая процессы накопления ила.

Планктон. Вероятно, очень многим известен факт изменения цвета воды. В прудах, озерах и медленно текущих реках, чаще всего летом и осенью, вода в этих водоемах изменяет свой цвет от бледнозеле-ного до густозеленого и желто-бурого цвета. При этом наблюдает­ся, что прозрачность воды изменяется, вода становится мутноватой. Причину этой мутности и густозеленого и желто-бурого цвета легко понять.

Зачерпнувши в стакан или стеклянную баночку такой окрашенной воды и рассматривая ее на свет, часто можно увидеть простым гла­зом, а лучше в лупу, огромное количество мельчайших зеленых или бурых точек. Это - микроскопические растительные организмы.

Еще более интересная картина будет, если капельку этой воды рассматривать под микроскопом. Какое разнообразие форм! Здесь мы встретим суетливо бегающих одноклетных, снабженных двумя жгутика­ми и красным глазком хламидомонад. А вот в поле зрения показалась вытянутая клетка евглены, она движется при помощи длинного жгути­ка, расположенного на переднем конце. При своем поступательном движении веретеновидное ее тело все время переворачивается, по­зволяя видеть все особенности строения этого чрезвычайно интересно­го организма. Евглена относится к группе организмов, получивших на­звание порубежников, т. е. организмов, стоящих на рубеже раститель­ного и животного царства, организмов, у которых достаточно резко вы­ражены и растительные и животные признаки. Евглена может питаться как животный организм, т. е. заглатывать кусочки органического ве­щества, а благодаря зеленому цвету, вследствие присутствия хлоро­филла, евглена может приготовлять самостоятельно органическое вещество, как большинство растений. Евглена является прекрасным демонстративным объектом в школьной практике, как пример одно­клеточного организма с весьма интересными биологическими особен­ностями.

Кроме суетливо бегающих одноклетных хламидомонад и евглен, можно увидеть плавающую колониальную форму - пандорину, как бы собранную из хламидомонад.

Упомянутые организмы являются подвижными организмами, ак­тивно передвигающимися при помощи жгутиков, в простейшем случае работающими как весла. Среди этих подвижных форм встречаются и не­подвижные: то зеленые шарики, то изогнутые в виде полумесяца, ка­ким является водоросль клостериум.

Совокупность растительных организмов, живущих в толще воды, имеющих приспособление не тонуть, а находиться во взвешенном со­стоянии, получила название фитопланктона - растительного планктона. Термин планктон происходит от греческого слова планос, что значит блуждающий.

Значение планктона в жизни водоема огромно. Кроме того, что планктонные организмы растительного происхождения на свету выде­ляют кислород, насыщая им воду, они служат пищей разнообразным животным организмам. Таким образом, от "урожая" фитопланкто­на зависит развитие и количество всех животных организмов водоема, включая сюда и самых крупных, например, рыб, как уже выше упоминалось.

Сезонные явления в наших водоемах характеризуются и измене­ниями фитопланктона как в качественном, так и в количественном отно­шении. Зимой и ранней весною, когда вода еще достаточно холодна, фи­топланктон преимущественно состоит из микроскопических диатомо­вых водорослей. Это - исключительно интересные организмы: они имеют оболочку в виде двух створок, прикрывающих друг друга как крышечка прикрывает коробочку. Эти створки пропитаны крем­неземом и являются твердыми и крепкими. Одноклетная водоросль, заключенная между створками, как крепким панцырем, предохранена от различных неблагоприятных случайностей. Удивительное разнооб­разие представляют, по своему строению, створки диатомовых водо­рослей. То они овальные, то круглые, то вытянутые в виде маленько­го веретена. Многочисленные бугорки, ложбинки, выросты образуют необычайно сложный, исключительно красивый узор. Здесь много мо­тивов, еще не использованных художниками для орнамента и других рисунков.

Красота формы и строения этих диатомовых водорослей, помимо-их чрезвычайно интересной биологии, привлекает взоры и внимание многочисленных исследователей.

После смерти водоросли, скорлупки их вследствие тяжести пада­ют на дно и образуют значительные скопления так называемого диато­мового ила. Скорлупки, состоя из кремнезема, очень долго сохраняют­ся. В горных породах, в известняках, в горной муке, при помощи ми­кроскопа можно обнаружить скорлупки диатомовых водорослей пре­красной сохранности, а ведь этим горным породам насчитывается сот­ни тысячелетий. Диатомовые водоросли играют огромную роль в кру­говороте кремния в природе. С наступлением более теплого времени года и с нагреванием воды в водоемах, количество диатомовых водо­рослей все уменьшается и уменьшается. На смену им развиваются но-вые организмы. Теплый период времени года - теплая вода характери­зуется массовым развитием сине-зеленых водорослей, которые дости­гают такого количества, что обусловливают явление, известное под на­званием "цветение водоема". Это цветение вызывается массовым раз­витием нитчатых сине-зеленых водорослей анабена и афанизоменон, из которых прследняя преобладает. На смену сине-зеленым водорослям приходит развитие протококковых зеленых водорослей. Наиболее часто встречаются и в большом количестве развиваются виды педиаструм,. сценедесмус и рафидиум.

С наступлением момента охлаждения после летнего максимума тем­пературы начинают усиленно развиваться диатомовые водоросли. Цвет воды из зеленого превращается в буро-зеленый. В это время капля воды под микроскопом показывает нити мелозиры, крупные синедры, астерионеллю и др. диатомовых. Этот общий характер диатомо­вого фитопланктона остается и зимой в самое холодное время года, только количество индивидуумов становится значительно меньше, а также изменяется и видовой состав.

Такая сезонная смена и общая характеристика соответствуют фитопланктону наших рек. Фитопланктон мелких замкнутых водоемов и прудов будет отличаться от фитопланктона рек. В фитопланктоне пру­дов диатомовые водоросли не имеют такого доминирующего значения, В весенне-летний период в фитопланктоне прудов и мелких водоемов развивается значительное количество жгутиконосных организмов, а также протококковых водорослей из зеленых организмов. Диатомовые водоросли в фитопланктоне прудов и мелких водоемов играют подчи­ненную роль.

Микроскопические и макроскопические водоросли, например нитчатые, поселяются и на подводных предметах, на стеблях и листьях погруженных растений, на сваях, на бетонных сооружениях, а также на днищах судов и т. д. Значительное развитие нитчатых водорослей на днищах судов в сильной степени уменьшает скорость хода данного судна. Комплекс поселяющихся организмов на бетонных сооружениях обусловливает разрушение бетона и увеличивает скорость изнашива­ния бетонных сооружений. Для борьбы с этим применяются соответ­ствующие меры (ядовитые краски и др.), уменьшающие вредное дей­ствие этих организмов.

Растительные организмы, и особенно микроскопические, являются; необычайно тонкими реактивами и показателями химического состояния воды. Этой их особенностью пользуются в практических целях при оп­ределении качества питьевых и сточных вод. Загрязненная вода како­го-либо водоема будет содержать комплекс растительных организмов как в планктоне, так и на различных подводных предметах. Чистые не загрязненные воды будут характеризоваться особым комплексом орга­низмов, свойственных только чистым водам.

Значительное развитие фитопланктона в прудах и последую­щее его отмирание приводят часто к нежелательным явлениям-к чрез­мерному накоплению органического вещества и явлениям гниения, что влечет за собой гибель животного населения.

При очистке воды на водопроводных станциях планктон приносит большие неприятности, закупоривая фильтры. Планктонные организмы могут проникнуть и в водопроводную сеть и вызвать местную закупор­ку водопроводных труб. Приведенные факты являются примерами от­рицательного значения планктонных организмов.

Положительное же значение за фитопланктоном остается как первоисточника пищи для животных организмов и как обогатителя воды кислородом.