Строение и жизнедеятельность хищных растений. Автор: Кашникова Елена. Работа №392501

Исследовательская (проектная) работа

Тема: «Строение и жизнедеятельность хищных растений»

Автор: Кашникова Елена,

7 класс, МАОУ «Академический лицей № 95 г. Челябинска»

Руководитель:

Устьянцева Ирина Сергеевна,

учитель высшей категории

Челябинск, 2023

Введение

Царство растений очень многообразно. Все они отличаются друг от друга. Хищные растения - это представители растений, которые совмещают в себе гетеротрофные и автотрофные растения. Они адаптировались для ловли и переваривания в основном небольших насекомых.

Необычные хищные растения издавна интересовали учёных. Вплоть до того, что Чарльз Дарвин написал о мухоловке целую книгу, снабдив её собственными иллюстрациями. Для него она послужила самым неожиданным примером эволюционного развития живых организмов. Не стихает интерес к ней и у современных учёных, в том числе генных инженеров – они вывели мухоловку, которая накапливает солнечный свет и светится по ночам голубым светом.

Многие люди считают растения скучными и не интересными. Но сейчас во многих флористических магазинах есть возможность приобрести домой хищное растение. Плотоядные растения с каждым годом набирают всё большую популярность. Меня всегда интересовали необычные комнатные растения, поэтому я решила выращивать у себя в комнате Венерину мухоловку. Но через месяц растение погибло. Я решила выяснить, какие ошибки я допустила при уходе за данным растением. Поэтому задача данной работы – выяснить особенности хищных растений, ухода за ними, а также изменить взгляд людей на комнатные растения, познакомив их с растениями-хищниками.

Цель: выяснить особенности строения и разновидности хищных растений, а также их содержание в домашних условиях.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. прочитать и изучить литературу

2. систематизировать теоретический материал

3. выяснить особенности строения и жизнедеятельности.

4. написать памятку по уходу за растениями-хищниками.

Гипотеза: В домашних условиях вполне возможно успешно выращивать плотоядные растения.

Методы исследования: изучение литературных и интернет источников по теме; наблюдение; систематизация полученных сведений.

Актуальность работы в том, что сейчас у каждого человека есть возможность приобрести домой растение-хищник, но не все понимают сложности в уходе за ним.

Продукт проекта: буклет, содержащий краткую информацию о венериной мухоловке и разработанную памятку по уходу за данным растением в домашних условиях.

Теоретическая

часть

Хищные растения, их виды и особенности.

Насекомоядные растения стали известны в XVIII веке. Самое первое точное ботаническое описание венериной мухоловки сделал английский натуралист Джон Эллис в 1769 году. Он впервые высказал предположение, что пойманные насекомые служат пищей для растений. В 1791 году Уильям Бартрам в книге о своих путешествиях по штатам Северной Америки описал растения, имевшие листья-кувшинчики для ловли насекомых. Он же впервые употребил термин «плотоядные растения».

Следующим этапом в изучении насекомоядных растений стала исследовательская работа Чарльза Дарвина, которая началась с наблюдений за росянками в 1860 году. Его работа до сих пор является крупнейшим вкладом в изучение насекомоядных растений.

Насекомоядные растения (хищные или плотоядные) — собирательное название около 600 видов растений из 19 семейств, которые приспособились к ловле и перевариванию небольших животных, в основном насекомых.

Насекомоядные — преимущественно многолетние травянистые растения, встречающиеся во всех частях света. На территории СНГ встречаются 18 видов из четырёх родов.

Считается, что истинные насекомоядные растения эволюционировали независимо друг от друга в пяти различных группах цветковых растений. Данные об эволюции насекомоядных растений крайне скудны из-за малого числа ископаемых останков последних. Окаменелостей, большая часть которых представлена семенами или пыльцой, найдено недостаточно.

Существуют разные механизмы и типы ловушек. Все насекомоядные растения можно условно разделить на две группы по механизму ловли:

- активно ловящие — с активно движущимися органами для ловли насекомых или пассивно ловящие;

- со слизистыми и клейкими выделениями на листьях, улавливающими насекомых или с ловушками — кувшинчиками, пузырьками и тому подобным.

Растения используют пять основных типов ловушек для ловли добычи:

- ловчие листья в форме кувшинов;

- листья, которые смыкаются в виде капканов;

- липкие ловушки;

- засасывающие ловушки;

- ловушка типа крабовой клешни.

Хищные растения можно классифицировать по среде обитания и способу нападения как:

- насекомоядные;

- водные, не брезгующие кроме насекомых мелкими ракообразными;

- всеядные, у которых в корм идут головастики, мальки, лягушки, мыши и ящерицы.

Почему же хищные растения перешли на такой радикальный тип питания? Ведь это, скажем так, «не по-растительному» – поедать животных. Всё дело в том, что такие растения проживают на почвах, бедных азотом; и добывать это важное вещество они научились таким вот интересным способом. Кроме азота, растения получают из насекомых и другие полезные вещества. Т.е. они дополняют автотрофное питание (фотосинтез) одной из форм гетеротрофного питания, когда для синтеза своих веществ им необходимы органические вещества, произведённые другими организмами.

Предпосылки к хищничеству на самом деле имеются у многих «обычных» растений: таковы лапчатки (из семейства розоцветных), герани и ряд других растений; они способны извлекать питательные вещества из прилипших к их листьям и стеблям насекомых, однако не имеют специальных ловчих приспособлений.

1.2 Венерина мухоловка или Дионея

Я хочу вас познакомить с хищным растением - Венерина мухоловка (Приложение, Рис. 2). Научное видовое название (muscipula) переводится с латыни как «мышеловка», в переносном, а не буквальном значении. Впервые описавший её ботаник либо просто сравнил ловчие листья с мышеловкой, либо ошибся, думая, что растение и вправду охотится на мышей. Цветок был обнаружен в конце 1760-х годов и другое название в честь греческой богини Дионея. Русское название вид получил в честь Венеры — римской богини любви и растений. Растение произрастает в болотистых областях восточной части Соединенных Штатов Америки (Северная и Южная Каролины) и имеет там статус «государственного хищного растения».

Часть каждого ее листа – ловчий орган. Он состоит из двух долек, по краям которых расположены острые зубцы. Когда насекомое попадает на эту часть листа, дольки захлопываются, зубцы заходят друг за друга. Чем больше насекомое вырывается, тем крепче его сжимается лист. Затем выделяются пищеварительные ферменты, и начинается переваривание добычи. Переваривание занимает приблизительно 10 дней, после чего ловушка открывается достаточно широко, чтобы сбросить останки насекомого. Переваривая пищу, мухоловка получает недостающий на её родине азот. Благодаря этому мухоловка не нуждается в удобрениях. Через несколько дней ловушка возвращается в активное полуоткрытое состояние. Они реагируют только на живых насекомых и могут загнить при попадании в них другой пищи или лишь частичном захвате габаритного насекомого.

Каждая ловушка рассчитана только на несколько приёмов пищи, и после определённого количества трапез она отмирает, уступая место новой. Это действие энергетически затратно для цветка, из-за чего не рекомендуется провоцировать ложные захваты. За время жизни ловушки в неё в среднем попадают до десяти насекомых.

Установлено также, что прежде чем начать переваривание, растение вычисляет, сможет ли добыча восполнить энергию, потраченную на её переваривание; если посчитает, что не сможет, то мухоловка отпускает пленника.

Это растение «умудрилось» стать уникальным даже в группе растительных хищников. Это единственное из таких растений, способное к быстрым активным действиям. Даже близкородственная ей росянка не такая быстрая, её волоски загибаются очень медленно.

Считается, что первым в домашних условиях мухоловку стал выращивать Томас Джефферсон, который посадил её у себя в 1804 году. Он был не только президентом и видным общественным деятелем, но ещё и ботаником-любителем.

1.3 Росянка круглолистная

Росянка - насекомоядное травянистое растение. Железистые волоски листьев росянки выделяют липкую жидкость для улавливания и переваривания насекомых, которая похожа на капельки росы. Отсюда и название. В России известна также под народными названиями царёвы очи, Божья роса и солнечная роса,  росица (Приложение, Рис. 3).

Росянка круглолистная — обычное растение во многих районах Северного полушария. В России встречается почти по всей европейской части (кроме её юга и юго-востока), а также в Сибири и на Дальнем Востоке.  Это совсем небольшое растение можно найти на торфяных болотах Из-за скудного питания росянка отличается крайне медленным ростом и мелкими размерами, хотя отдельная особь живет десятки лет.

. Его листья, собранные в розетку, покрыты красноватыми ловчими волосками-щупальцами с красной головкой наверху. В центре листа волосики короткие, по краям – более длинные. Волоски выделяет липкую жидкость похожую на росу. Мухи, муравьи, привлеченные блеском капелек, попадают на лист и прилипают к нему. Жертва мечется, бьется и при этом задевает соседние волоски. Они тянутся к насекомому и обволакивают его своей слизью. Край листа начинает медленно загибаться и накрывает свою добычу, которая здесь же и переваривается.

Во всем мире существует около 194 видов росянок всевозможных размеров и форм от круглых до продолговатых. Росянки могут прожить 50 лет, если будут находиться в хороших условиях. Это наиболее легкий вид для разведения дома.

1.4 Непентес или кувшиночник

Это растение, в отличие от мухоловки, пассивное. Имеет закрученные листы в виде кувшинок с крышечками на их концах.

Большинство непентесов является лианами, которые достигают в длину нескольких метров, хотя имеются и низкие кустарники. Лианы кустовидной формы. На конце усика появляется кувшинчик, похожий на необыкновенный цветок. Это и есть ловушка для насекомых. Попав в такой кувшинчик-ловушку, насекомое обречено, оно опускается все глубже в воду — и тонет. Внутри на поверхности стенок растения есть специальные волоски, которые позволяют жертве двигаться только вниз. Внутри кувшинчика выделяется пищеварительный фермент. В течение 5-8 часов добыча полностью переваривается.

За раз в один кувшин растение может наловить 10-20 насекомых. В природе может ловить даже лягушек и ящериц. Непентес входит в число самых больших плотоядных растений. Кувшинчики могут достигать в длину 40 сантиметров. В природе птицы считают непентес чем-то вроде кормушки. Они выклевывают из нее еще не совсем переваренных насекомых.

В комнатном цветоводстве Непентес пока встречается не часто, так как почти все его виды очень требовательны к содержанию и слишком велики даже для небольших теплиц. Но, все равно он пользуется у любителей экзотики популярностью: наличие в домашней коллекции оригинального насекомоядного растения многих привлекает. В домашних условиях выращивают в основном карликовые гибриды Кувшиночника, полученные от кустарниковых эпифитов с небольшими кувшинчиками.

Личный опыт и наблюдение.

Я приобрела Венерину мухоловку в отделе для цветоводства гипермаркета товаров для дома (Приложение, Рис. 5). Растение находилось в транспортировочном пластиковом горшке диаметром 10 см. Растение было небольшого размера, но с большим количеством ловушек-листьев. Необходимо было пересадить растение из транспортировочного грунта в подходящий для него. Первой ошибкой было то, что я не пересадила цветок в горшок большего размера. Я поливала мухоловку два раза в неделю обычной водой из под крана.

На улице в тот момент было много насекомых. Мотыльки залетали к нам в квартиру через открытые окна. Я ловила мотыльков и кормила ими мухоловку. Каждый вечер я давала растению по одному мотыльку. Как только мотылек соприкасался с поверхностью листа-ловушки, она захлопывалась. Начинался процесс переваривания насекомого. Вместе с тем, как насекомое переваривалось, некоторые ловушки меняли цвет со светло-зеленого на темно-бурый. Как только насекомое разлагалось полностью, ловушка открывалась вновь. Но потемневшие ловушки стали засыхать. Открыв одну из таких, я увидела, что мотылек покрылся плесенью. Как будто был не полностью переварен. Постепенно всё растение стало приобретать темный цвет и засыхать. Полив не помогал. Новые листья не появлялись.

Как оказалось, я перекормила растение, ведь за сезон оно съедает около двух или трех насекомых. Кормить его нужно не чаще одного раза в месяц. Проблема перекорма опасна для нездоровых растений или для растений в стрессовом состоянии (особенно после пересадки или адаптации к новому дому).

Также Дионея стояла на подоконнике на южной стороне квартиры, где сильно припекает солнце. Ей нужно очень много яркого солнечного света. Однако тут есть небольшой нюанс: точно так же она не любит нагрева почвы – это плохо переносят её корни. Поэтому за температурой грунта в горшке необходимо следить. Во избежание перегрева необходимо ставить горшок с дионеей на западное или восточное окно; желательно, чтобы сам горшок был светлым. У северного окна растение мухоловку ставить не следует, ей там будет темно. В моём случае происходил перегрев растения.

Когда я извлекла погибшее растение из горшка, то обнаружила, что корни подгнили. Это означало, что был излишний перелив растения обычной, не дистиллированной водой.

Таким образом, мною было допущено несколько ошибок, которые привели к гибели растения (Приложение, Рис. 6):

Отсутствие пересадки из транспортировочного горшка и грунта.

Излишний полив растения.

Перегрев растения.

Перекорм растения.

Использование результатов: памятка по уходу за Венериной мухоловкой

Проанализировав все совершенные ошибки при уходе за Венериной мухоловкой, и изучив литературу, я составила памятку по уходу за данным растением (Приложение 2). Эта памятка в будущем будет полезна желающим завести у себя дома хищное растение. Т.к. уже в процессе работы над данным проектом несколько моих одноклассниц решили купить себе Венерину мухоловку. Моя памятка поможет им в правильном уходе и сохранении растения здоровым.

«Памятка по уходу за Венериной мухоловкой».

Пересадка: пересадку следует осуществлять в начале весны после зимовки растения. Пересаживать хищника можно 1 раз в год или два года. Главное - это подобрать нужный горшок. Важно что бы растение легко могло дотягиваться корнями к дну и спокойно пить воду, поэтому подирать горшок можно широкий, но не сильно глубокий.

Почва: не стоит использовать готовые смеси, поскольку они поспособствуют немедленному увяданию хищника. Выращивать растение можно в смеси перлита и верхового торфа.

Освещение: растение должно получать естественные прямые солнечные лучи не менее 3-4 часов в день, поэтому ее следует разместить на светлой стороне. За температурой грунта в горшке необходимо следить. Во избежание перегрева необходимо ставить горшок с дионеей на западное или восточное окно.

Полив: хищное растение нуждается в поливе, однако осуществлять его стоит при помощи качественной воды, лучше всего подойдет – дистиллированная или кипяченая. Важно помнить, что почва никогда не должна быть сухой - необходимо поддерживать ее в немного влажном состоянии, но и переливать нельзя.

Уход зимой: понятие зимовки подразумевает сокращение светового дня и понижение температуры воздуха. Такой период является абсолютно естественным и при условии плавного перехода, не повредит растению-хищнику.

Кормление: Венерину мухоловку следует кормить исключительно живыми насекомыми. Слишком часто кормить растение не следует, 3-5 насекомых за весь летний период мухоловке достаточно. В зимний период кормить нельзя. Нельзя провоцировать ложные захваты. Срезать потемневшие листья-ловушки.

Заключение

Растения-хищники – это самые удивительные растения на Земле. Они всегда вызывали интерес у людей, что нашло отражение в художественных произведениях, фильмах, компьютерных играх, где зачастую им приписывались возможность достигать огромных размеров и кровожадность. 

На мой взгляд, задачи, поставленные в работе, выполнены, цель достигнута.

Изучив литературу по теме работы, я выяснила, что:

- существует множество видов хищных растений. На территории России и сопредельных стран в диком виде произрастают почти два десятка видов.

- плотоядные растения отличаются по механизмам ловли и типам ловушек, также по среде обитания и типу пищи.

- насекомоядные растения менее зависят от почвенного неорганического азота, т.к. дополняют фотосинтез одной из форм гетеротрофного питания.

- в настоящее время существует угроза исчезновения хищных растений из-за сокращения их мест обитания. Многие уже находятся под охраной и занесены в Красную книгу.

Гипотеза, что в домашних условиях вполне возможно выращивать плотоядные растения, подтвердилась.

Наблюдение за собственным растением и отрицательный опыт в уходе за ним помогли мне составить «Памятку по уходу за Венериной мухоловкой». Данная памятка может быть полезна как юным натуралистам-ботаникам, так и просто любителям необычных растений.

Литература

Александрова В.Д. Растения-хищники. ДЕТГИЗ, 1955, - 52с.

Лукашевич И.Г. Хищные и паразитические растения. БА "Конкурс", 2017. – 64с.

Рой Маккалистер. Всё о растениях хищниках. СПб: ООО «СЗКЭО «Кристалл», 2006. – 128с.

Википедия. - https://ru.wikipedia.org/wiki/Венерина_мухоловка

Википедия. - https://ru.wikipedia.org/wiki/Насекомоядные_растения

Википедия. - https://ru.wikipedia.org/wiki/Непентес

Википедия. - https://ru.wikipedia.org/wiki/Росянка_круглолистная

Всё о растениях: Советы, рекомендации, подсказки. - https://rasteniyadom.ru/poleznye-sovety/rasteniya-hishhniki.html

Журнал Дерево. - https://sk-drevo.com/na-dache/zhivye-muhi-no-nikakogo-myasa-kak-razvodyat-i-chem-kormyat-hishhnye-rasteniya-obshhestvo-aif-volgograd

Магазин хищных растений и семян. - https://dionaea-cp.ru/venerina-mukholovka-v-domashnikh-usloviyakh/

Советы по ремонту, строительству и дизайну вашего дома. - https://diy.obi.ru/articles/rosyanka-virashivanie-i-yhod-v-domashnih-ysloviyah-19920/

Приложения

Приложение 1

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис.5

Рис. 6

Приложение 2

Памятка по уходу за Венериной мухоловкой