Ekologie rostlin – praktické cvičení Materiál: stonek hluchavky, lodyha prustky, stonek rozchodníku, list rozchodníku, list divizny, list puškvorce, jehlice borovice, list břečťanu Pomůcky: mikroskop, lupa, stereomikroskop, podložní a krycí sklíčka, skalpel, preparační jehla, žiletka, kapátko, filtrační papír, voda, zředěná kyselina chlorovodíková, floroglucinol, příloha k PC – obrázky rostlin
I. Vztahy mezi organizmy 1) Jednotlivci ani populace obvykle nežijí trvale izolováni od ostatních organizmů, ale bývají spojeni nejrůznějšími vazbami. Soužití druhů ve společenstvu je různého typu - prospívají si, škodí nebo se navzájem neovlivňují. Tyto biotické interakce tvoří komplex faktorů, které podmiňují charakter biocenózy. Jednotlivé typy soužití jsou uvedeny v následující tabulce: + 0 + symbióza komenzálismus parazitismus 0 komenzálismus neutralismus amenzálismus predace amenzálismus kompetice
Doplň typ soužití mezi uvedenými organizmy: 1) Orchidej rostoucí epifyticky na kmeni vlnovce pětimužného v tropickém pralese. 2) Vztah zárazy devětsilové a devětsilu lékařského. 3) Soužití křemenáče a břízy (zde neuváděj pojem z tabulky, ale napiš přesný název označující soužití hub a vyšších rostlin). 4) Vztah kopretiny a kohoutku rostoucích na louce s dostatkem světla, vody a živin. 5) Vztah kopretiny a kohoutku rostoucích na louce s nedostatkem vody a živin. Parazitické rostliny vysílají do těl hostitelů zvláštní kořeny – tzv. (doplň odborné označení), jejichž prostřednictvím získávají všechny potřebné látky. U rostlin rozlišujeme dva typy parazitismu: Pro úplného parazita (holoparazita) je hostitelská rostlina jediným zdrojem všech živin, jde o rostlinu (doplň zelenou/nezelenou). Poloparazit (hemiparazit) je rostlina (doplň zelená/nezelená). Kořeny je napojena buď do dřevní části cévních svazků hostitele – tímto poloparazitem je např. (uveď konkrétní rostlinný druh) nebo do lýkové části cévních svazků hostitele – tímto poloparazitem je např. (uveď konkrétní rostlinný druh). 2) Naprostá většina rostlin se vyživuje autotrofně, organické látky získávají fotosyntézou. Heterotrofně se vyživují nezelené rostliny (nebo nezelené části zelených rostlin) a to buď saprofyticky (organické látky získávají z odumřelých těl rostlin a živočichů) nebo paraziticky – tento vztah jsme řešili v předchozím úkolu. Zvláštním typem výživy u rostlin je tzv. (doplň cizí slovo) – smíšený typ výživy. Je typický např. pro masožravé rostliny, které jsou zelené, tedy schopné fotosyntézy, ale žijí na půdách chudých dusíkem, proto se u nich vyvinul doplňkový způsob příjmu dusíkatých látek ve formě (vyber – živočišných bílkovin, živočišných lipidů, rostlinných bílkovin, rostlinných lipidů). V jakých biotopech (z dále uvedených) masožravé rostliny nejčastěji rostou? Správné odpovědi podtrhni: pouště, chudé tropické lesy, stepi, rašeliniště, vápencové skály, středomořské křoviny, přímořská slaniska. Masožravé rostliny často svou kořist do pasti lákají. Lákadla a návnady mají různé vlastnosti, které jsou pro cílovou kořist přitažlivé. Jakým způsobem může rostlina kořist lákat? Lapací zařízení vznikla přeměnou jednoho orgánu rostliny. Jde o orgánu).
(doplň název
3) Grafy vyjadřují závislost počtu jedinců druhu A a druhu B (osa y) na sledovaném abiotickém faktoru vnějšího prostředí (osa x). Vzdálenost krajních bodů křivky se označuje jako ekologická amplituda (ekologická valence). Grafy 1 a 2 vyjadřují závislost četností druhu A (plnou čarou) a druhu B (čárkovaně) a stejného faktoru vnějšího prostředí za předpokladu, že každý druh je na stanovišti sám, tj. není zde vliv konkurence jiných druhů. Graf 3 ukazuje změnu, která nastala ve srovnatelných podmínkách životního prostředí, když jedinci obou druhů žili společně na jednom stanovišti a konkurovali si. Všechny grafy jsou zakresleny ve stejném měřítku.
Která z následujících formulací je správnou interpretací grafu 3? a) Druh A je konkurenčně potlačen druhem B, druh B na stanovišti převládá. b) Došlo k tzv. diferenciaci nik. Pod vlivem konkurence došlo u obou druhů ke zmenšení ekologické amplitudy. c) Druh B je konkurenčně potlačen druhem A, druh A na stanovišti převládá. d) V oblastech blízkých optimu potlačuje druh B druh A, v oblastech vzdálenějších od optima je tomu naopak.
II. Ekosystémy Organizmy, které žijí na určitém území, tvoří spolu s jejich neživým prostředím ekosystém. Rozlišujeme ekosystémy suchozemské a vodní, které se od sebe liší abiotickými podmínkami, produktivitou, skladbou organizmů a jejich přizpůsobení k prostředí. Ekosystém rybníka zahrnuje abiotické složky, které vytváří životní prostředí pro organizmy. Rozeznáváme pásmo bentál (oblast dna); profundál (hluboké dno, nedopadá sem světlo); litorál (pásmo dna v mělkých vodách); pelagiál (oblast volné vody); eufotická zóna – horní část vody kam prosvítí sluneční záření (probíhá zde fotosyntéza), tato vrstva odpovídá vrstvě vod, které v průběhu roku (v závislosti na počasí) výrazně mění teplotu; trofolytická zóna – neprosvětlená vrstva, převažuje dýchání a rozkladné procesy. Na obrázcích, které jsou k dispozici v praktiku, je vyobrazeno 8 rostlin – vodní mor kanadský, žabník jitrocelový, pryskyřník plamének, krásivka, šroubatka, rákos obecný, stulík žlutý, hvězdoš jarní. Přiřaď názvy rostlin k odpovídacím obrázkům(a jejich číslům); napiš v jakém pásmu rybníka jednotlivé rostliny žijí. U každé rostliny také doplň, zda se jedná o fytoplankton, hydrofyt či hygrofyt. Piš do tabulky: vzor tabulky: rostlina č. 1
rodové jméno
pásmo
hydrofyt, hygrofyt, fytoplankton - vyber
III. Ekologická přizpůsobení Rostliny mají různé nároky na prostředí, ve kterém žijí. Podle nároků na množství vody na stanovišti, které obývají, je dělíme do několika skupin. Mezofyty jsou rostliny vyžadující celoročně přiměřenou vlhkost půdy i vzduchu. Patří mezi ně většina našich běžných rostlin. Jejich životní prostředí nevyžaduje žádné speciální přizpůsobení. Stavba jejich stonku je tedy „klasická“ – tedy zpravidla se nijak neodchyluje od výše uvedené stavby. Xerofyty jsou rostliny přizpůsobené fyziologickými a morfologickými vlastnostmi růstu a rozmnožování pro obývání suchých stanovišť, takže jim nevadí občasný nebo trvalý vodní stres. Přizpůsobení bývá velmi různé, například zmenšení listové plochy až bezlistost, snížená transpirace díky zanořeným průduchům či silné kutikule, výrazně vyvinutý a výkonný kořenový systém apod. Hydrofyty – rostliny vodní (rostou zcela nebo převážnou částí těla ponořené ve vodě,mohou kořenovat ve dně nebo plavat na hladině) Hygrofyty – rostliny bahenní (rostou převážnou částí těla na suchu, ale jsouvlhkomilné, kořenují nejčastěji v bahně a snáší i dočasné zaplavení vodou). Životu v různém prostředí se rostliny různě přizpůsobily. 1) Porovnání anatomické stavby stonků rostlin rostoucích v různém prostředí a) Nařež několik příčných řezů stonkem rozchodníku. Řež žiletkou v ruce a v druhé ruce držte část stonku. Jemnými tahy žiletkou k sobě řež tenké příčné řezy. Vkládej do Petriho misky s vodou. Vyber nejtenčí řez, přenes jej na podložní sklíčko a obarvi: přikápni na preparát kapku kyseliny chlorovodíkové a chvíli poté kapku floroglucinolu. Nech preparát 2 – 3 minuty probarvit, přikryj krycím sklem a pozoruj pod mikroskopem. Nakresli schematicky stavbu stonku. b) Lodyhu prustky (část mezi přesleny listů) řež příčně, jak je uvedeno v předcházejícím úkolu. Nejtenčí řez obarvi na podložním sklíčku takto: přikápni na preparát kapku kyseliny chlorovodíkové a chvíli poté kapku floroglucinolu. Nech preparát 2 – 3 minuty probarvit, přikryj krycím sklem a pozoruj pod mikroskopem. Zakresli a popiš pozorovanou část řezu. c) Část stonku hluchavky drž v jedné ruce a jemnými řezy žiletkou v druhé ruce řež příčně tenké řezy. Vkládej do Petriho misky s vodou a vyber nejtenčí. Na podložním sklíčku obarvi: přikápni na preparát kapku kyseliny chlorovodíkové a chvíli po té kapku floroglucinolu. Nech preparát 2 – 3 minuty probarvit, přikryj krycím sklem a pozoruj pod mikroskopem. Nejpřehlednější část nakresli, nákres popiš. Své nákresy porovnej s nákresem příčného řezu stonku měsíčku lékařského (jde o mezofyt) 1 – pokožka – epidermis; 2 – primární kůra; 3 – dřevní část kolaterálního cévního svazku; 4 – lýková část kolaterálního cévního svazku; 5 – dřeň; 6 – papila. (nákres je převzat ze stánky http://mikrosvet.mimoni.cz/ulohy/67-stavba-stonku-6mezofyty):
U stonků jednotlivých rostlin porovnej vnitřní stavbu, vyjádři se k zastoupení jednotlivých vrstev. V čem se liší od stonku měsíčku? Jak tyto odlišnosti souvisí s prostředím, ve kterém rostlina žije? Pokus se na základě těchto znaků určit, která rostlina patří mezi hydrofyty, hygrofyty, mezofyty, xerofyty. 2) Porovnání vnější a vnitřní stavby listů rostlin rostoucích v různém prostředí A) Prohlédni si listy předložených rostlin - borovice, rozchodníku, puškvorce, břečťanu. Na základě svého pozorování vyplň následující tabulku: tvar listu*
tloušťka listu
jemnost/tuhost
povrch listu**
borovice rozchodník puškvorec břečťan
* např. jehlicovitý, srdčitý atd. ** např. hladký, drsný, přítomnost nějakých útvarů U každého z předložených listů pozoruj také vnitřní stavbu listu: a) Mikroskopické pozorování příčného řezu jehlicí borovice Jehlici borovice lesní polož do Petriho misky, pomocí skalpelu nebo žiletky ji rozřízni příčně na dvě poloviny; z jedné z nich řež tenké příčné řezy. Nejtenčí řez přenes preparační jehlou nebo pinzetou do kapky vody na podložní sklíčko, přikryj krycím sklíčkem a odsaj přebytečnou vodu filtračním papírem. Preparát pozoruj pod mikroskopem, zjednodušeně zakresli a popiš stavbu jehlice. b, c, d) Mikroskopické pozorování příčného řezu listem břečťanu, puškvorce, rozchodníku Z okraje listu vystřihni část o velikosti cca 5×10 mm. Zhotov co nejtenčí příčný řez. Ten dej do kapky vody na podložním sklíčku, přikryj krycím sklíčkem, odsaj přebytečnou tekutinu. Pozoruj a zakresli jednotlivé vrstvy příčného řezu listem. Nákres popiš. Na základě svého pozorování vyplň tabulku: stavba pokožky a umístění průduchů
stavba mezofylu*
další charakteristické znaky
mezofyt, xerofyt, hygrofyt, hydrofyt (vyber 1 možnost)
borovice
rozchodník
puškvorec
břečťan
* tvar buněk mezofylu, rozlišení na palisádový a houbový parenchym, přítomnost mezibuněčných prostor
B) Pozorování listů divizny Přehni list přes ukazováček a opatrným řezem seřízněte spodní pokožku listu. Malý kousek pokožky přenes preparační jehlou na podložní sklíčko do malé kapky vody. Překryj opatrně krycím sklíčkem. Na pokožce pozoruj rozvětvené útvary (nejdříve lupou či stereomikroskopem na menší zvětšení, potom použij mikroskop). Všímej si velikosti a tvaru těchto útvarů, několik jich zakresli. Jak se tyto útvary nazývají a jaký význam mají na listech divizny? Po zpracování těchto úkolů v kapitole III. Ekologická přizpůsobení napiš do protokolu ještě závěrečně shrnutí!!! Charakterizuj hydrofyty, hygrofyty, mezofyty a xerofyty na základě svých pozorování – uveď u každé skupiny konkrétní znaky, které jsou pro ni typické.
