ŽIVLJENSKA DOBA RASTLIN (SPERMATOPHYTA, … · SPOROFIT PRAPROTNIC IN SEMENK ... Pinus halepensis. KSEROFITI:afilni (brezlistni) Colletia armata - Rhamnaceae Ephedra helvetica Asparagus

ŽIVLJENSKA DOBA RASTLIN

(SPERMATOPHYTA, PTERIDOPHYTA)• Kriterij: število cvetenj, trosenj

• Vplivi: okolje, zgradba in delovanje ekosistemov; pomen živali

• I. HAPAKSANTNE RASTLINE (Planta hapaxantha):

• a) annuelle-enoletnice

• - zimske ( ozimna ţita, motovilec, mačehe, nekatere sorte solate, rukvica,...)

• - poletne (jara ţita, veliko okrasnih enoletnic (Tagetes, Zinnia, Coryopsis, Cosmos, Dianthus chinensis,...), Papaver rhoeas, Cyanus arvensis, Sonchus asper, S. oleraceus, sončnica, lan, proso, fiţol, soja, grah,....., zebrat, navadni grint,...

• b) bienne - dvoletnice (Apiaceae- Daucus carota, Apium graveolens, Pastinaca sativa, Carum carvi, Torilis; Brassicaceae (zelje, repa, koleraba, redkev,..) Chenopodiaceae- Beta);

• c) večletnice - plurienne;Arecaceae, Agavaceae -Agavae americana (10-100 let); Fourcroya longaeva; ( 400 let!), Poaceae - Bambusa

• II. POLAKANTNE RASTLINE- CVETIJO VEČKRAT!; zelnate trajnice, lesnate rastline; vse danes živeče praprotnice so trajna zelišča; trajna zelišča so tudi mahovi; življenjska doba gliv je zelo različna, odvisna od skupine

Ţivljenska doba rastlin: enoletnice,

dvoletnice, večletnice, trajnice

ŽIVLJENSKE OBLIKE RASTLIN

SPOROFIT PRAPROTNIC IN SEMENK

• Raunkiaer (1937); "life forms"; "Lebensformen“

• Zgradba sporofita semenk je kompromis med

genetsko zasnovo in okoljem

• Količina in trajanje enegije, ki pade na enoto

površine, količina vode in lastnosti tal so odločilni

dejavniki

• Izključiti ne smemo biotskih dejavnikov: koevolucija

rastlin in živali (polži, herbivori insekti, opraševalci,

raznašalci semen in plodov, veliki herbivori (recentni

sesalci, izumrli dinozavri)

• Vpliv človeka

Raunkiaerjeve oblike: velikost trajnega dela

rastlinskega telesa in mesto obnovitvenih brstov

(mersitemov)

• Phanerophyta (fanerofiti); drevesa, grmi,

lesnate ovijalke); mega, - nanofanerofita

• Chamaephyta (hamefiti); grmi, polgrmi,

blazinaste rastline (pokriti s snegom)

• Cryptophyta (kriptofiti): zelnate trajnice;

geofiti in steblike; hidrofiti

• Hemicryptophyta (hemikriptofiti); rozetaste

zelnate trajnice

• Therophyta (terofiti): enoletnice

Raunkiarjeve ţivljenske (biološke) oblike telesa (sporofita) brstnic

Najvaţnejše podskupine ţivljenskih oblik višjih rastlin: primeri za semenke

Fanerofiti : drevesa, grmi, lesnate ovijalke: trajno, elesenelo

deblo in korenine: brsti višje kot 25-50 cm nad tlemi

Hamefiti: majhni pritalni grmički, polgrmi, zelnate rastline:brsti

navadno na višini 25-50 cm, višji deli odmro do te višine

Hemikriptofiti: zelnate trajnice, ki obnavljajo nadzemne dele,

brsti pri tleh, pogosto pokriti z odmrlimi deli

Kriptofiti: zelnate trajnice, ki jim periodično odmirajo

vsi nadzemni deli, trajni del telesa z brsti se ohranja v

tleh ali pod vodo (rizom, čebula in gomolj- geofiti;helo-

hidrofiti

Terofiti: “enoletnice”, zelnate rastline brez trajnegea telesa;

neugodno obdobje preţivijo v obliki semena

Podnebje ima poleg poloţaja kontinentov največji vpliv na razširjenost ţivljenskih

oblik rastlin in s tem vegetacijskih pasov na Zemlji

Pregled vegetacijskih pasov čez

osrednji del azijskega kontinenta, od

sibirskih tunder do osrednje-azijskih

puščav Mongolije; odločilna dejavnika

za tip vegetacije sta količina in trajanje

energije in količina in razporeditev

padavin .- podnebje

Presek čez pas prerij v JZ ZDA, kjer od

JV proti SZ pojema temperatura in količina

Padavin, kar povzroči, da prerije z visoko

Travo (“tall grass prery”), kjer prevladujejo

C4 trave prehajo v prerijo s kratko travo

“short grass prery”, v kateri prevladujejo

C3 trave.

Fitogeografska razdelitev Slovenije in analiza vegetacije v Greginju (Čušin, 2004)

FLORA ↔VEGETACIJA

• Flora predstavlja seznam rastlinskih vrst določenega območja: npr. Flora Šmarne gore (Šuštar), Flora carniolica (Scopoli, 1772), Seznam praprotnic in cvetnic slovenskega ozemlja (Mayer, 1952); Mala Flora Slovenije (Martinčič in sod., 1999); Register flore Slovenije (Trpin & Vreš, 1995), Illustrierte Flora von mitteleuropa ( Hegi, 1936), Exkursionsflora von Österreich (Adler in sod.1994), Flora Helvetica Lauber & Wagner, 2001), Flora Hrvatske (Domac, 1994)

FLORA ↔VEGETACIJA

• Vegetacija predstavlja rastlinski pokrov, tip vegetacije (gozd, travišča,rastlinstvo močvirij, solin,..kontinentov, deţel, drţav,.) analiziran glede na vrstno sestavo, ţivljenske oblike, fitogeografske elemente v zadnjem času glede na funkcionalne tipe;

• npr.Pflanzengeographische Stellung und Gliederung Sloweniens, 1969), Vegetacijska karta Slovenije(SAZU), Bukovi gozdovi na Slovenskem (Marinček, 1987), La vegetazione del carso isontino e triestino(Poldini, 1989), Vegetation Süd-Osteuropas (Horvat, Glavač, Ellenberg, 1974), Rastlinstvo primorskega krasa in Istre (Kaligarič, 1997), itd.

Primer analize vegetacije; Breginjski kot; Čušin, 2003

Horološki spekter- fitogeografski elementi

Raunkiarjeve ţivljenjske oblike-biološki spekter

Primerjava obeh pristopov

METAMORFOZE RASTLINSKEGA

TELESA

• VPLIV OKOLJA;

• AKLIMATIZACIJE: prilagoditve v času nastanka

organov – fenotipska plastičnost rastlin; npr. senčni in

sončni listi; listi suhih in vlaţnih habitatov

• ADAPTACIJE: v evoluciji pridobljene, fiksirane

prilagoditve glede na celoto okoljskih dejavnikov

(Raunkiarjeve ţivljenske oblike; Grimove ţivljenske

strategije) ali prilagoditve na posamezne okoljske

dejavnike

1. Vpliv nihanja energije;

TROPOFITI

• sezonsko spreminjanje rasti,

razmnoževanja,

• aktivnosti, izgleda (olistanost,

cvetenje,...);

• metamorfoze: zaloge energije za

aktivacijo rasti- razmnoţevanjav naslednji

dobi:

• založna tkiva- organi:

Vrste zaloţnih organov

• gomolji (stebelni, koreninski, hipokotilni

• koreni (repasti, korenasti)

• korenike (rizomi)

• čebule ( dnični listi; zeleni listi)

• odebeljeni brsti ("glave"); socvetja

• semena

• plodovi

Odebelitev nadzemnega dela stebla, medularni tip, pri kolerabici je priprava na

Cvetenje –spolno razmnoţevanje

Zaloţni organi- čebule in stebelni gomolji so priprava rastlin na razmnoţevanje

“čebula” navadne čebule je odebeljena noţnica

pravih zelenih listov – priprava na cvetnje,

potem odmre; čebule šalotk so vegatativno

razmnoţevanje; čebule lilij so odebeljeni

dnični listi, ki se vsako leto polnijo in praznijo –

priprava na cvetenje

Stebelni gomolji krompirja so hkrati vegetativni

razmnoţevalni organi in priprava rastline na cvetenje;

Jakost cvetenja je odvisna od dejavnikov okolja in

sorte

Različne vrste čebul –povečano: A-čebula, B- lilije; C-česen

Različne preobrazbe- metamorfoze stebla

Korenika je trajno podzemno ali prizemno steblo,

z različno smerjo in načinom razrasti, ki sezonsko

kopiči asimilate za hitro rast in cvetenje v

naslednjem obdobju

Ţivice, pritlike (stoloni) so stranski podaljšani

izrastki stebla nad ali pod zemljo, s katerimi se

rastlina vegetativno razmnoţuje

Pomembnejše metamorfoze korenin

Koren lahko tvori samo odebeljena

glavna korenina (A), glavna korenina in

hipokotil (B) ali samo hipokotil (C)

V vseh primerih gre za kopičenje

asimilatov v prvem letu (vegetativnem

obdobju) za uspešno cvetenje v

naslednjem reproduktivnem obdobju.

Koreni so lahko “korenasti” (A, korenje,

petršilj, sladkorna pesa) ali “repasti”

(repa, koleraba, krmna in rdeča pesa,

zelena). Tip korena je pri številnih

kulturnih rastlinah odvisen od sorte

(redkvica, rdeča pesa, korenje, krmna

pesa, redkev, repa)

Različne vrste koreninskih

Gomoljev:

A-B:gomolj trajnic –kukavičevk, kjer

vsako leto star gomolj izprazni

in nastane nov gomolj, kar daje

videz mod, od koder tudi

polatinjeno grško ime Orchis

Koreninski gomolj, ki nastane iz

nadomestnih stranskih korenin pri

navadni lopatici sluţi

nespolnemu razmnoţevanju;

podobne, veliko večje gomolje iz

stebelnih nadomestnih korenin

tvori sladki krompir

Gomolji dalije nastanejo vsako leto

nanovo iz stranskih korenin; so pri-

prava na cvetenje, z njimi lahko

dalije (georgine, regine) vegetativno

razmnoţujemo.

Pri večini metuljnic je vsa rezervna hrana v kličnih listih – kotiledonih embrija.

Zaloţna tkiva so vedno tudi v semenu: v embriju ali posebnem hranilnem tkivu,

primarne ali sekundarnem endospermu; v semenu klošca (ricinusa) je veliko hranil

V kličnih listih embrija, a del maščob je v posebnem privesku semena, karunkuli,

ki je namenjena raznašalcem semen,

Trave, kamor spadajo tudi prava ţita imajo v semenu hranila izključno v posebnem

hranilnem tkivu, sekundarnem endospermu, ki je vir škroba in beljakovin. Klični listi

ostanejo ob kalitvi skriti v semenu in delujejo kot črpalni (havstorijalni organ).

Deleţ škroba in beljakovin se v sekundarnem endospermu različnih ţit razlikuje,

kar vpliva na hranilno in uporabno vrednost različnih vrst ţit.

Večina ţit, pa tudi drugih kmetijskih rastlin, ki jih gojimo za semena so enoletnice.

Ta ţivljenjska oblika vlaga proporcionalno največ asimilatov v rezervne snovi v

semenih, kar je ţe zelo zgodaj opazil človek in ni čudno, da je večina kmetijskih

rastlin, ki jih gojimo za semena enoletnic. Skoraj vse večje človeške civilizacije so

nastale z ţiti: “stari svet” (Evropa, Sredozemlje) je vzgojila pšenico, ječmen, rţ in

oves, Indija in Afrika različne vrste prosa in sirke, daljni Vzhod riţ in ameriški

Indijanci koruzo.

Pojav stresa in odzivi rastline

OKOLJE IN RASTLINE: OKOLJSKI DEJAVNIKI

Vrste stresorjev, katerim so izpostavljene rastline

3. Vpliv temperature

• (glej tropofite);

• evri- steno terme rastline;

• termofilne,

• frigolifilne rastline;

• psihrofiti

Zmrzovanje-stres zaradi nizkih temperatur določa zgradbo, raširjenost in delovanje

rastlin

Psihroklinija je turgorsko ali rastno gibanje rastlinskih organov, ki ga povzročajo nizke temperature- na sliki zvijanje listov vrste sleča (Rhododendron)

pri temperaturah pod 0ºC, kar zmanjša izpostavljeno listno površino.

Pogled na Šmarnogorsko Grmado iz Mednega (fotografija je levo-desno zavrtena)- levo je vidno juţno pobočje s submedfiteransko vegetacijo, ki ima

večji termični prag za razvoj, desno je severno pobočje z “normalno” srednjeevropsko vegetacijo.

Enovrstni sestoji iglavcev na gozdni meji številnih gorstev in borealnih predelov Zemlje odraţajo prilagojenost te rastlinske skupine na nizke temperature.

Na fotografiji je smrekov gozd na Krvavcu..

Zaradi lastnosti tal imamo v Sloveniji v kraškem svetu pogosto temperaturene obrate, ki jim sledi tudi vegetacijski obrat. Na sliki so mraziščne vrtače na

severnih pobočjih Sneţnika. Na dnu vrtač stalno piha iz razpok mrzel zrak, ki ohlaja dno vrtače, ki je tako hladnejše kot višje leţeča pobočja. Temu sledi

tudi obrat vegetacije s pasom ruševja na dnu, nato pas smreke in šele nato za nadmorsko višino “normalna vegetacija”.

Podobno kot na prejšnji fotografiji, le da je temperaturni obrat manj izrazit in dobimo na dnu drage le smrekov gozd; juţna pobočja Sneţnika.

“Normalni” (na vrhi grebenov) in inverzni (okrog dna vrtače) pojav ruševja na Sneţniku.

Mraz, hlad, vročina

• Temperaturni stres se pojavlja občasno in periodično (dnevno-nočna in letna nihanja)

• Osnova prilagoditev je na zgradbi protoplasta, apoplasta (beljakovine, maščobe, mebrane) in regulaciji vodnega reţima

• Hkratno pojavljanje temperaturnega, vodnega in svetlobnega stresa

• Najbolj pogost odziv na temperaturni stres je izogib (pojavljanje vrst-areali, zgradba:regulacija trdnosti, vodnega reţima in presnove

2. Vpliv svetlobe

• evri, -stenofote

• Svetloba: energija, informacija, stres; preveč

in premalo svetlobe

• a) Preveč svetlobe: heliofiti; prilagoditve na

več ravneh; visokogorske, mediteranske,

tropske rastline; rastline odprtih rastišč; (trihomi,

zgradba lista, blazinasta rast,...)

• b)Premalo svetlobe: skiofiti; liane (ovijalke);

epifiti; metamorfoze organov

Učinki sevanja (svetlobe) na rastline v odvisnosti od spektralnega sestava

Morfološke, anatomske in fiziološke prilagoditve na premalo (senca) in veliko

svetlobe (sonce)

Vitice so prilagoditve rastlin na pomanjkanje svetlobe, kompeticija za svetlobo

V vitico se lahko preobrazi katerikoli del lista

Listne vitice

Vitica lahko nastane tudi iz stebla

Različne metamorfoze listov

Prebitek svetlobeSuša in herbivori

Pomanjkanje svetlobe

Epifitizem je skrajna oblika

prilagoditve na pomanjkanje,

svetlobe, ki vodi pogosto v

hemi- in holoparazitizem

Popolni parazitizem pri predenici

Polparatzitizem omele

VODA:SUŠA;POPLAVA

• Pomen vode za ţivljenje: gradnik, reagent, medij, transportno sredstvo, uravnalec temperaturnega stanja

• Ekološka klasifikacija glede na vodno stanje: hidrofiti, helofiti, mezofiti, kserofiti in podskupine

• Fiziološka klasifikacija: poikilohidre in homojohidre vrste

• 1.stres: suša: odziv: homojohidre vrste: izogib (zgradba-ţivljenjske oblike, posebne morfološko-anatomske in fiziološke adaptacije; kserofiti )

• 2. stres: prevelika koncentracija vodne raztopine-slana tla- halofiti: glikofiti

• 3. stres: z vodo zalita tla: hipoksija, anoksija

• Vodni stres interferira z mineralno prehrano in temperaturnim stresom

4. Vpliv vode

• - homojohidre, poikilohidre rastline; evri, -stenohidre; iso,-anisohidre

• a) Mezofiti

• b) Hidrofiti

• c) Helofiti

• d) Higrofiti

• d) Kserofiti: 1) Hemikserofiti; 2) Sklerofiti; 3) Afilni kserofiti; 4) Stipa kserofiti; 5)Sukulenti;

MEZOFIT:Mespilus germanica

HELOFIT:Carex riparia

HIGROFIT:Corydalis cavaHIDROFIT:Nymphaea alba

Olea europeaAbies pinsapo

Ilex aqufolium

Ficus triplinerva

KSEROFITI: Sklerofiti (“trdolistnice”)

Pinus halepensis

KSEROFITI:afilni (brezlistni)

Colletia armata - Rhamnaceae

Ephedra helvetica Asparagus sp.

Genista sylvestrisMalakoidni kserofit:Salvia officinalis

KSEROFITI: sukulenti

Agavae americana

Cactaceae

Portulaca oleracea

Jovibarba hirta

Prilagoditve na pomankanje vode

Zmanjšanje listne površine in ukinitev listov je pogosta strategija na pomankanje

vode; zaradi pritiska herbivorov jo pogosto spremlja tvorba trnov, bodic,..

Namesto listov lahko opravljajo

fotosinteze sploščeni kratki (A),

dolgi poganjki (B) ali celo

ploščene kratke korenine

Zaradi pomankanja vode pride

pogosto do razvoja konvergenc, ko

so si sicer nesorodne vrste, rodovi

morfološko povsem podobni;

jih lahko ob cvetenju razlikujemo

Afilni stebelni sukulenti, ki pripadajo različnim

druţinam

Trni so spremenjeni organi, bodice so

emergenčne tvorbe

TLA

• Sidranje, mineralna prehrana, vodni reţim

• Stresi: interakcija več stresorjev

(pomankanje hranil, vode, kisika, pH (Ca),

mehanski stres)

• Višje rastline lahko uspešno rastejo na

kopnem le s pomočjo simbiontov (črpanje

vode, P, N); pomen mikorize in

fiksartorjev N

Koreninski sistem in tip mikorizacije odraţata dolgotrajno prilagoditev rastlin

na talne in podnebne razmere, ki določajo dinamiko rasti in pariranje stresom

Fizionomski izgled vegetacije, ki ga določajo prevladujoče ţivljenske oblike rastlin

je v enaki meri pogojen s tipom mikorizacije kot z morfološko anatomskimi

prilagoditvami nadzemnih delov, kar moramo pri izb oru rastlin upoštevati.

5. Vpliv mineralne prehrane

• a) Pomankanje N - mesojede rastline

• b) pH;

• c) Ca

• d) velika koncentracija soli - halofiti

• e) hemiparaziti, paraziti, saprofiti

Apnenčasta geološka podlaga vpliva na nastajanje tal, vodni in

termični reţim rastišča. Temu je potrebno dodati še specifično delovanje

Ca ++ iona, ki deluje bazično, kar vse skupaj vpliva, da imajo območja z

apnenčasto, kraško geološko podlago specifično floro in vegetacijo.

Na fotografiji je grmičasta šmarna detelja (Coronilla emerus L.) na

Trţaškem krasu.

Večina slovenske obale je flišna. Ta geološka podlaga vpliva na lastnosti tal, ki so bolj vododrţna kot na Krasu, hladnejša, vse to povzroča, da so na naši

obali prevladujoči listopadni submediteranski gozdovi in travišča nastala iz njih, ni pa še prave vednozelene evmediteranske vegetacije.

Šotna tla visokih barij imajo cel niz fizikalno kemijskihb posebnih lastnosti (revna na hranilih, pogosto zalita z vodo-hipoksija, mraziščni značaj) zato na

njih uspevajo na te razmere prilagojene rastlinske vrste-visokobarske rastline. Na fotografiji je star ostanek še ne povsem porezane šote na ostanku

visokega barja Goričica na Ljubljanskem barju z ostankom resave in močno vrastjo navadne krhlike, brez in rdečega bora.

Večji ostanek resave na Goričici, šotne mahove in mesojede rastline najdemo predvsem v jarkih.

Občasne, redne poplave in redna košnja v preteklosti sta oblikovala obširne močvirne travnike na Cerkniškem jezeru. Brez košnje bi površino kmalu

zarasle vrbe, jelša in druge drevesne vrste poplavnih gozdov.

Poplavni, obrečni niţinski gozdovi in košeni travniki na Planinskem polju.

Obmorska močvirja zmernotoplih in borealnih predelov Zemlje poraščajo halofitna travišča- na fotografiji travišče z vrsto Spartina anglica na

vzhodnofrizijskem otoku Jüst v severni Nemčiji.

Globina vode, frekvenca in trajanje poplavljenosti z morsko vodo določata tip vegetacije v teh specifičnih obmorskih habitatih.

Metamorforizirani organi in ţleze mesojedih

rastlin so prilagoditev na skrajno pomanjkanje

dušikovih spojin

Lovilne pasti vodnih in kopenskih mesojedk.

Osnovne preţivetvene strategije

• r, K strategije; “pionirske” in klimaksne

vrste

• Grimove CSR strategije

• Ravrščanje glede na funkcionalne znake

in preţivetje v danih okoljskih razmerah

Pri preučevanju dinamike razvoja vegetacije in pri vzdrţevanju določenih tipov

vegetacije je nujno poznavanje osnovnih preţivetvenih strategij, ki jih je postavil

Grime (1979); glavne in vmesne strategije

STRES DISTURBANCA

KOMPETICIJA

Stres: suša, zalitje z vodo (pomanjkanje hranil, ...

Disturbance:antropogene, naravne

Disturbanca-vodotok-dolina Save nad Črnučami.

Disturbanca-butanje valov, veter-bele dine na vzhodno frizijskerm otoku Jüst

Zaščita din pred morjem na otoku Jüst.

Disturbanca-prodišče Save Bohinjke

Disturbanca-prodišče Save Bohinjke

detajl;

Značilna oblika ledeniške doline-v hod v “zgornjo bohinjsko dolino” med Rudnico in Studorjem.

Olčni nasad na otoku Zakintos-Grčija; ogroforestry; disturbanca:paša in poţari

Zelnate-lignificirane večletnice iz rodu Bambusa in sorodnih rodov so uspešne na območjih dogoletne disturbance in posledičnega stresa-

predvsem na območjih JV Azije, kjer je delovanje človeka najstarejše.

Disturbanca in stres:paša; ostanki gozda črnike (Quercus ilexL.) na otoku Rabu, pobočja nad Loparjem.

Disturbanca in stres: paša, veter, slana voda; zastavasta krošnja dreves otok Rab, Lopar

Erozija na flišu; otok Rab, Lopar; sukcesija po prenehanju/zmanjšanju paše

Smrekove monokulture na Pohorju- Mislinjski “graben”, posledica rabe tal v preteklosti

Disturbanca in stres zaradi onesnaţenja zraka- termoelektrarna Trbovlje

Termoelektrarna Šoštanj

Topilnica svinca v Ţerjavu-”dolina smrti”.