Текст книги "Прикладная аквариумистика"
Автор книги: Андрей Мюллер
Жанр: Хобби и Ремесла, Дом и Семья
сообщить о неприемлемом содержимом
Текущая страница: 4 (всего у книги 8 страниц)
3.3. Гидрофиты – водные растения
По образу жизни и строению среди них можно выделить погруженные растения и растения с плавающими листьями. Погруженные растения подразделяют на укореняющиеся в донном грунте и взвешенные в толще воды. Из высших растений к первым принадлежат телорез (stratiotes aloides), шильник водяной (subularia aquatikà). В эту же группу входят водоросли, прикрепленные к грунту. Из растений, взвешенных в толще воды, можно назвать роголистник погруженный (ceratophyllum demersum), пузырчатку обыкновенную (utrikularia vulgaris), а также многочисленные виды планктонных водорослей.
Растения с плавающими листьями используют частично водную, частично воздушную среду. Из них укореняются в грунте кувшинки из рода Nymphaea, кубышки из рода Nuphar, рдесты, орех водяной (trapa natans).
Многие виды наряду с плавающими на поверхности воды листьями имеют и подводные. Плавают на поверхности воды, не укореняясь, ряски, водокрас.
К настоящим водным растениям очень близко примыкает и обычно вместе с ними рассматривается группа гелофитов, или амфибий – земноводных растений.
Это виды береговых и прибрежных местообитаний с избыточным или переменным увлажнением. Они могут расти как в воздушной среде, так и частично погруженными в воду, могут выносить и полное временное заливание. Как в природе нет резкой границы между водными и наземными местообитаниями для растений, так и группа гелофитов связана незаметными переходами, с одной стороны, с настоящими гидрофитами, с другой – с наземными гигрофитами и гигромезофитами.
Растения, приуроченные к местообитаниям с разными условиями увлажнения, выработали соответствующие приспособления к водному режиму.
Характерные структурные черты гигрофитов – тонкие нежные листовые пластинки с небольшим числом устьиц, не имеющие толстой кутикулы, рыхлое сложение тканей листа с крупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей ткани, тонкие слаборазветвленные корни.
3.3.1. Морфологическая структура водорослей
Анатомо-морфологические черты гидрофитов существенно отличают их от наземных растений. Столь же сильно редуцированна и проводящая система. Если у сухопутных растений длина жилок на 1 см2 листа составляет около 100–300 мм и более, то у водных и прибрежных растений она в несколько раз меньше. В таблице 3.1 представлено несколько примеров распространенных водорослей и их погружные характеристики.
У некоторых погруженных растений, не прикрепленных к грунту, корни полностью редуцированны, другие корни сохранили, но отдельно плавающие части растений могут обходиться и без них. Корни укрепляющихся гидрофитов слабоветвистые, без корневых волосков. Вместе с тем ряд видов имеет толстые и прочные корневища, которые играют роль якоря, хранилища запасных веществ и органа вегетативного размножения.
Таблица 3.1
Водоросли и их погружные характеристики
Листья погруженных гидрофитов очень тонки и нежны, имеют упрощенное строение мезофилла без заметной дифференциации на палисадную и губчатую паренхиму. Подводные листья без устьиц. В отдельных местах находятся группы клеток эпидермиса с утонченными стенками. Считается, что они играют большую роль в поглощении воды и растворенных минеральных солей.
У растений, лишь частично погруженных в воду, хорошо выражена гетерофиллия – различие строения надводных и подводных листьев на одной и той же особи. Первые имеют черты, обычные для листьев наземных растений, вторые – очень тонкие или рассеченные листовые пластинки. Гетерофиллия отмечена у водного лютика (ranunculus diversifolius), кувшинок и кубышек, стрелолиста и других видов. Интересный пример – поручейник, на стебле которого можно видеть несколько форм листьев, представляющих все переходы от типично наземных до водных.
Наряду с морфологическими особенностями у растений, приуроченных к местам с разными условиями увлажненности, выработались и физиологические.
Способность гигрофитов к регуляции водного режима ограничена: устьица большей частью широко открыты, так что транспирация мало отличается от физического испарения. Благодаря беспрепятственному притоку воды и отсутствию защитных приспособлений интенсивность транспирации очень высока: у световых гигрофитов в дневное время листья могут терять за час количество воды, в 4–5 раз превышающее массу листа. Высокая оводненность тканей гигрофитов поддерживается в основном за счет постоянного притока влаги из окружающей среды.
3.3.2. Фотосинтез и глубина погружения
Водная среда существенно отличается от воздушной, поэтому у водных растений существует ряд своеобразных физиологических адаптивных черт. Интенсивность света в воде сильно ослаблена, поскольку часть падающего светового потока отражается от поверхности воды, другая – поглощается ее толщей. В связи с ослаблением света фотосинтез у погруженных аквариумных растений сильно снижается с увеличением глубины.
Внимание, важно!
Выживанию аквариумных растений способствуют их периодические вертикальные перемещения в верхние зоны, где идет интенсивный фотосинтез и пополнение запасов органических веществ.
В воде кроме недостатка света растения могут испытывать и другое затруднение, существенное для фотосинтеза, – недостаток доступной углекислоты. Углекислота поступает в воду в результате растворения кислорода, содержащегося в воздухе, продуктов дыхания рыб, водных организмов, разложения органических остатков и высвобождения из карбонатов. При интенсивном фотосинтезе растений идет усиленное потребление кислорода, в связи с чем возникает его дефицит.
На увеличение содержания СO2 в воде гидрофиты реагируют заметным повышением фотосинтеза.
У погруженных растений транспирации нет, значит, нет и нагнетания воды в растении. Однако этот ток, доставляющий к тканям питательные вещества, существует, причем с явной суточной периодичностью: днем больше, ночью отсутствует. Активная роль в его поддержании принадлежит корневому давлению и деятельности специальных клеток, выделяющих воду, – водяных устьиц.
Плавающие или торчащие над водой листья аквариумных растений обычно имеют сильную транспирацию, хотя и расположены в слое воздуха, который непосредственно граничит с водой и имеет повышенную влажность. Устьица широко открыты и закрываются полностью только в ночное время.
3.4. Способы питания водорослей
Несмотря на удивительное многообразие жизненных форм растений, большинство из них объединяет уникальная способность, которая определяется способом их питания.
В отличие от животных организмов и многих бактерий, использующих для своей жизнедеятельности готовые органические соединения, у растений выработалась в ходе эволюции способность использовать для питания такие полностью окислённые вещества, как углекислота и вода, и создавать на их основе органические соединения. Этот процесс в природе осуществляется за счет энергии солнечного света и сопровождается выделением кислорода. Использование световой энергии для биологических синтезов стало возможным благодаря появлению у аквариумных растений комплекса поглощающих свет пигментов, важнейшим из которых является хлорофилл.
Водоросли, уже простейшие из них – сине-зеленые, являются первыми организмами, у которых появилась в процессе эволюции способность осуществлять фотосинтез с использованием воды в качестве источника водорода и выделением свободного кислорода, то есть процесс, свойственный всем другим водорослям, а за ними и высшим растениям.
Второй особенностью питания водорослей и других растений, не менее важной, хотя и не такой специфичной, как фотосинтез, является их способность усваивать азот, серу, фосфор, калий и другие минеральные элементы в виде ионов минеральных солей и использовать их для синтеза таких важнейших компонентов живой клетки, как аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения, вещества вторичного обмена.
3.5. Клетка водоросли
Клетка – основная структурная единица тела водорослей, представленных либо одноклеточными, либо многоклеточными формами.
Особенность одноклеточных форм определяется тем, что организмы состоят всего из одной клетки, поэтому в ее строении и физиологии сочетаются клеточные и организменные черты.
Мелкая, не видимая простым глазом одноклеточная водоросль выполняет роль своеобразной фабрики, которая добывает сырье, его перерабатывает и производит такие ценные соединения, как белки, углеводы и жиры. Кроме того, важным продуктом ее деятельности считается кислород. Одноклеточные водоросли иногда образуют временные или постоянные скопления в виде колоний.
Многоклеточные формы возникли после того, как клетка проделала длительный и сложный путь развития в качестве самостоятельного организма.
При знакомстве с водорослями бросается в глаза чрезвычайное разнообразие как форм, так и размеров их клеток. Наибольшая пестрота картин обнаруживается у свободноживущих одноклеточных водорослей.
У водорослей, в отличие от высших растений, встречаются клетки, содержимое которых окружено лишь тонкой мембраной. Такие клетки обычно называют голыми. Они не способны сохранять свою форму и постоянно находятся в амебоидном состоянии. Подобного рода клетки встречаются как среди одноклеточных, так и многоклеточных водорослей, чаще всего на стадии гамет и зооспор.
Клетки некоторых водорослей (эвгленовых, желто-зеленых) помимо плазмалеммы окружены кожистым, эластичным слоем. Этот слой получил название пелликулы, или перипласта. Он состоит из фибриллярного вещества и имеет сложную, многослойную организацию. Клетки с такой пелликулой обычно очень изменчивы по форме. Только толстая, похожая на панцирь пелликула может прочно её зафиксировать. На поверхности пелликулы иногда возникают складки, выросты в виде зубцов или утолщения, называемые чешуйками. Эти структуры в различных сочетаниях образуют самые причудливые узоры, придавая организму неповторимый облик. Но главная их функция – повышение прочности клеточного покрова.
Клеточные оболочки водорослей весьма разнообразны как по своему строению, так и по химическому составу. Толщина оболочки варьируется не только от вида к виду, но и даже в пределах одного вида в зависимости от возраста клетки.
По времени заложения и особенностям роста различают первичные и вторичные оболочки. В активно делящихся клетках обычно образуется только первичная оболочка. Её рост идёт в двух направлениях: увеличивается поверхность и толщина.
Вторичная оболочка подвергается гидратации, становится эластичной и получает возможность растягиваться.
Внимание, важно!
Оболочки многих водорослей снабжаются разного рода выростами в виде щетинок, шипиков и чешуек. Их роль для клетки неоднозначна: в одних случаях они выполняют защитную функцию, а в других обеспечивают оптимальные условия жизни.
В любой клетке различают два тесно связанных друг с другом компонента: ядро и цитоплазму, причем от степени их развития зависит уровень организации клетки в целом. Водоросли – единственная группа растений, где представлены все известные в настоящее время типы клеточной организации: прокариотическая – у сине-зеленых водорослей, мезакариотическая – у панцирных, жгутиковых, эукариотическая – у водорослей остальных отделов. У прокариот отсутствует морфологически оформленное ядро, а его функции выполняет состоящий из микрофибрилл ДНК нуклеоид.
У большинства водорослей в клетке присутствует всего одно ядро, но известны случаи, когда их бывает два-три и больше. Клетки с несколькими десятками или сотнями ядер называют цепоидными. Примечательно, что эти водоросли возвращаются к одноядерному состоянию при образовании специализированных клеток бесполого и полового размножения.
Форма, размеры и местоположение ядра в клетке сильно варьируется у разных водорослей, а также в зависимости от фазы развития, на которой находится тот или иной организм.
Очень мелкие ядра характерны для большинства одноклеточных водорослей.
В ядре у водорослей выявлены те же самые структуры, что и в ядре других эукариотов: оболочка, ядерный сок, ядрышко и включения хромотина.
В интенсивно растущих клетках помимо перечисленных органелл можно наблюдать хорошо развитую систему пузырьков, или вакуолей.
Также у водорослей имеются хлоропласты. Они могут быть чашевидными, лентовидными, спиралевидными, пластинчатыми, звездчатыми. Как правило, в подвижных клетках у зеленых водорослей присутствует всего один хлоропласт, у водорослей из других отделов их бывает два и больше, у молодых эвиленовых – от 50 до 80, а в старых– 200–300. Хлоропласты занимают в клетке либо центральное, либо постенное положение. В строении хлоропласта помимо пластичных структур выявлены более плотные зоны, представляющие собой скопление ДНК, многочисленных рассеяных мелких частиц – рибосом, глобул различного размера, формы и состава, которые образуются в ходе фотосинтеза.
Существуют подвижные и неподвижные клетки. Перемещение в жидкой среде осуществляется при участии особых структур, представляющих собой либо временные, либо постоянные выросты клетки.
3.6. Размножение и циклы развития водорослей
Воспроизведение себе подобных у водорослей совершается посредством вегетативного, бесполого и полового размножения.
Вегетативное размножение одноклеточных водорослей заключается в делении особей надвое. У многоклеточных водорослей оно происходит несколькими способами. Например, делению нитей сине-зеленых водорослей на части нередко предшествует отмирание отдельных клеток.
Сине-зеленые водоросли образуют одноклеточные и многоклеточные клубеньки, дающие развитие новым растениям. У ряда нитчатых водорослей отдельные клетки округляются, накапливают большое количество запасных питательных веществ и пигментов, одновременно происходит утолщение их оболочки.
Вегетативное размножение, в сущности, представляет собой форму бесполого размножения, осуществляемого вегетативными частями.
Бесполое настоящее размножение сопровождается, во-первых, выходом продуктов деления из оболочки материнской клетки, во-вторых, делением протопласта клетки на части. Бесполое размножение водорослей происходит посредством спор или зооспор.
Сине-зеленые водоросли, наиболее популярные в аквариумистике, являющиеся прокариотами, имеют два рода спор – эндоспоры и экзоспоры. Эндоспоры образуются по нескольку в клетках в результате дробления содержимого. Экзоспоры возникают как вырост на вершине клетки.
Споры и зооспоры обычно выходят в воду целой группой, окруженной слизистой оболочкой, которая вскоре раскрывается. На выходе зооспоры, находясь еще в общей оболочке, начинают активно двигаться, а после разрыва оболочки моментально расплываются в разные стороны. Подобным образом выходят и гаметы при половом размножении.
Внимание, важно!
Половое размножение заключается в слиянии двух клеток (гамет), в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь. У водорослей половое размножение бывает нескольких типов. У одноклеточных жгутиковых водорослей половой процесс сводится к слиянию двух особей, этот процесс называют гологамией. Гораздо чаше половое размножение у водорослей связанно с дроблением содержимого клеток и образованием внутри их специализированных половых клеток – гамет. У всех водорослей, кроме красных, мужские гаметы имеют жгутики, а у гамет противоположного пола они имеются не всегда.
Зачатки водорослей в виде спор, гамет и зигот не совсем стихийно разносятся водой. Они обладают различного рода таксисами, определяющими направление их движения в зависимости от внешних раздражителей: света, температуры, химических веществ, содержащихся в воде.
Течения служат основным средством переноса зачатков на большие расстояния. Зооспоры сохраняют жизнеспособность в течение нескольких дней. Более длительное перемещение зачатков водорослей происходит плодоносящими слоевищами или их частями.
Для прорастания спор и зигот водорослей требуется комплекс условий, включающий определенные значения температуры, освещённости, содержания биогенных и биологически активных веществ. В противном случае они не прорастают. Зиготы некоторых водорослей сохраняют жизнеспособность в течение 3—4-х месяцев.
Водоросли являются сырьем для получения ценных органических веществ: спиртов, аммиака, лаков, органических кислот и т. п.; йода, каротина, биологически активных веществ, используются в микробиологической промышленности, космических исследованиях. Морские водоросли используют в пищевой промышленности и при изготовлении различных лекарств. Из водорослей, высушенных и перемолотых, а затем спрессованных, изготовляют корм для аквариумных рыб.
3.7. Акклиматизации растений из пресноводных водоемов
В этой главе подробно рассмотрены всевозможные виды водорослей, которые живут в пресной воде (и не только – например, бурые). В большинстве случаев водоросли, найденные или взятые из водоемов вблизи вашего места жительства, будут удовлетворительно себя чувствовать и в аквариуме. Главным критерием здесь является пресная среда обитания, температура и «застоявшаяся» вода, что к аквариумистике вполне применимо. Растение может «плохо чувствовать» себя в аквариуме скорее из-за температурного режима, поскольку является привозным из другого климата. Все местные водоросли термоустойчивы и для аквариума подходят.
Если растение приживется, по его внешнему виду можно судить об успешной акклиматизации нововведения в вашу домашнюю акваторию.
Для содержания в аквариумах прекрасно подходят такие водные растения, как кабомба, валлиснерия, марсилия, риччия, ряска, рдесты и многие другие. Не бойтесь экспериментировать.
3.8. Практические рекомендации специалистов
Все водные растения, с точки зрения любителя аквариума, можно подразделить на «желанные» и «нежеланные». К последним относятся различные водоросли, которые никто в аквариуме не заводит специально, а в ряде случаев даже мечтает от них избавиться. «Желанные» растения аквариумист заводит сознательно.
Из группы низших растений к «желанным» для домашнего декоративного аквариума относятся три вида первичноводных растений-водорослей (эгагропила, хара и нителла).
Эгагропила – «бархатный шар» (некоторые называют кладофора). Она встречается под Новгородом и Санкт-Петербургом, под Москвой. Это очень древние водоросли, некогда распространенные повсеместно. Причины уникального шарообразного формирования колоний до сих пор не исследованы. Удивительная особенность эгагропилы – вертикальные миграции при ярком освещении.
В аквариуме «бархатные шары» представляют собой красивое зрелище лишь при кристально чистой воде.
Рыбное население должно быть немногочисленно, желательно подбирать наиболее мелких рыбок (небольшие харациниды, живородящие, гуппи).
При взятии из водоемов такие комки (шары) следует вынуть и осторожно промыть в чистой теплой воде, выжимая их до тех пор, пока стекающая вода не будет совсем прозрачной, а затем поместить в чистый аквариум. Шары больше любят прохладную воду и продолжают свой рост в чистом аквариуме (воду желательно сменять раз в 6–8 дней на 1/4) с хорошей аэрацией. При замутнении воды и повышении температуры выше 22 °C «бархатный шар» очень скоро развалится на части, то есть будет потерян.
Второе важное условие для успешного содержания эгагропилы – яркое освещение. При прямом солнечном свете шары начинают интенсивно фотосинтезировать. За день они несколько раз всплывают к поверхности и снова опускаются на дно. При электрическом освещении шары редко мигрируют вертикально. Не любит эгагропила затемнение света листьями других растений. Очень страдает от обрастания другими водорослями, гибнет при «цветении» воды.
Хара и нителла для аквариумиста весьма похожи (вторая лучше живет в аквариуме). Все остальные растения аквариума – вторичноводные высшие (моховидные, папоротниковидные, цветковые, или покрытосеменные).
Из моховидных аквариумистам известны представители семейства риччии.
Род риччия насчитывает около 200 видов, из которых в аквариумах встречаются только два – всем известная риччия и малоизвестный, но очень декоративный риччиокарпус. Слоевища из риччиокарпуса несмачиваемые (в отличие от риччии), образуют на поверхности бархатно-зеленую заросль.
Два мха – фонтиналис из отечественных вод и весикулярия – тропический яванский мох – служат не только украшением аквариума, но и удобным субстратом для нереста рыб.
«Полушница» распространена в основном в озерах Карелии и Вологодской области. В аквариуме она может жить год и более в условиях, описанных для эгагропилы.
По условиям содержания в аквариуме папоротники можно разделить на простые и сложные.
К первым относят марсилии, сальвинии, цератоптерис, ко вторым – болбитис; промежуточное положение занимает микросориум. В мелкой воде все папоротники образуют надводную листву.
Марсилии развиваются под водой, но некоторые тропические виды стремятся образовать плавающие листья даже при уровне воды 50 см и более.
Сальвинии хорошо растут в условиях, описанных для риччиокарпуса. Любопытно, что у сальвинии в мутовке не два листа, как кажется на первый взгляд, а три: мохнатые корни в воде являются третьим видоизмененным листом, похожим на корни и выполняющим функции корней.
Цератоптерис одинаково хорошо развивается в воде как плавающее растение, по берегам и на периодически затопляемых территориях, является сорняком на полях. В аквариумах распространены три формы (или вида): с малоиссеченными листьями (корнута), с сильноиссеченными листьями (таликтроидес) и плавающая (птеридоидес). Первые две могут развиваться на глубине и на поверхности воды, третья не выносит погружения совсем.
Болбитис имеет любопытную особенность. Для хорошего развития отдельного растения его нельзя около года делить. Тогда стебли набирают силу, ветвятся, стелются по дну, а листья поднимаются на 40—60 см. У сильных растений основной стелющийся стебель достигает толщины пальца. Отрезать боковые стебли с листьями надо осторожно, чтобы не ослабить основное растение. Филигранный рисунок вай (листьев) папоротника, темно-зеленых, полупрозрачных, делает его одним из красивейших украшений аквариума.
Болбитис Хейделоти (одна из разновидностей) может нормально развиваться в погруженном положении.
Самыми специализированными, истинно водными, уже полностью утратившими связь с сушей являются роголистники.
Кабомбы хорошо известны аквариумистам, но практически широко распространена пока только одна из них – каролинская. Реже встречается кабомба водная с тонкими игольчатыми долями листа. Это растение при хорошем уходе образует ветви диаметром до 15 см с густым оформлением листиками-иголочками. Чем лучше освещение, тем чаще сидят на стебле мутовки листьев (обычно пара супротивных листьев), тем красивее растение. В последнее время среди узкого круга любителей водных растений распространяются и другие виды кабомб: розовая – листьев в мутовке по три, сверху коричневато-розовые, снизу серебристо-розовые; мраморная – дольки листьев спирально закручиваются, образуя зелено-серебристый «мраморный» рисунок. В культуре эти виды значительно сложнее.
Интерес для аквариумистов представляют также нимфеи. Все нимфеи (за исключением больших) пригодны для содержания в аквариуме, особенно – с волнистыми широкостреловидными подводными листьями зеленого и вишнево-коричневого цвета. Настоящими декоративными растениями аквариумов считаются лишь несколько видов нимфей. Этот вид может долго не образовывать плавающих листьев, а коричневые подводные украшают аквариум. Размножаются, образуя боковые отростки от корней.
Правообладателям!
Это произведение, предположительно, находится в статусе 'public domain'. Если это не так и размещение материала нарушает чьи-либо права, то сообщите нам об этом.
