Растения пустыни: адаптация, особенности, характеристика

Пустыня – это крайне засушливая область, где нет растительности или она очень скудная. Приблизительно 1/4 суши планеты Земля — это пустыни. Они встречаются между тропиками и 48 северной и южной широты, занимая огромные площади Африки, Азии, Австралии и Америки. Почти полностью покрыт песчаными и каменистыми пустынями Аравийский полуостров. Эта природная зона также охватывает большие территории Средней Азии.

Для пустынь характерно:

• небольшое количество осадков (не более 200-300 мм в год). Относительная влажность воздуха в летние месяцы может падать до 10%;
• температура воздуха днем нередко поднимается до +45° С, почва при это может прогреваться до +70° С;
• резкие суточные перепады температур, т.е. жаркий день сменяется холодной ночью. Например, в Сахаре температура за несколько часов может упасть с +37° С до -1° С.  Для пустынных зон умеренных широт характерны еще и сильные перепады температуры в течение года: после долгого жаркого лета наступает холодная зима;
• большинство почв засушливых областей малоплодородные и слаборазвитые. Они более или менее засолены, содержат вредные легко растворимые соли.

Какие же растения могут жить в пустыне при постоянной нехватке влаги и высокой температуре? Как им удалось адаптироваться к столь непростым условиям? Ответы на эти вопросы вы узнаете из этой статьи.

Адаптация растений пустыни

Приспособления к засухе

Ни один организм не может существовать без воды, поскольку вода – основа жизни. Растениям пустыни очень трудно получать ее в достаточном количестве. Чтобы выжить в таких экстремальных экосистемах, растения научились приспосабливаться. Одно из наиболее известных приспособлений – это суккулентность, а самые известные представители суккулентов – кактусы. Они делают все, чтобы сохранить воду и избежать испарения.

Вот некоторые варианты приспособлений растений к засушливым условиям:

1. корни либо глубоко уходят в землю в поисках грунтовых вод, либо собирают ее разветвленной поверхностной корневой системой в периоды дождей;
2. колючие шипы – это модифицированные листья, они предотвращают потерю растением влаги;
3. мясистые стебли накапливают большую часть воды, получаемую из почвы, а наружный клеточный слой (эпидермис) вместе с покрывающей его прозрачной кутикулой (слоем жироподобного вещества) помогают избежать потери влаги;
4. суккуленты приспособлены к тому, чтобы поглощать воду не только из земли, но и из воздуха  – они активно усваивают влагу из ночных туманов и рос.

Растения сухих местообитаний, которые способны переносить значительный недостаток влаги, называют ксерофитами.

Наряду с ксерофитами, в пустынях встречаются эфемеры и эфемероиды.

Эфемеры – это травянистые однолетники с максимально коротким жизненным циклом. Они быстро вырастают и дают семена, жизнеспособность которых длится до 7 лет (бурачок пустынный,  мак павлиний, рогоглавник серповидный и др.).

У эфемероидов (амариллисовые, тюльпаны и др.) в летний период отмирают наземные части и остаются лишь клубни и луковицы.

Есть и такие растения, которые в течение многих лет могут находиться в состоянии «латентной (скрытой) жизни».

Адаптация к жарким условиям

Помимо пересыхания, угрозу жизни растениям несет тепловое излучение, исходящее от солнца.

Чтобы избежать теплового облучения, пустынные животные могут, например, закопаться в грунт или отыскать более или менее тенистое место. Растения, разумеется, лишены такой возможности, но они использую другие стратегии. Для защиты от тепловых повреждений они:

1. имеют светлую окраску поверхности, отражающую инсо­ляцию. Например, пустынный астрагал отличается сероватой окраской листьев и войлочным пушком.

2. обзавелись «зонтиками», состоящими из волосков и колючек. Так, в американских пустынях кактусы затеняют свое мясистое тело защитным слоем волосков и колючек. Например, колючки Склерокактус папиракантус (Sclerocactus papyracanthus) достигают длины 5 см. Они частично уплощены и мягко сгибаются книзу наподобие бумаги, покрывая тенью до двух третей растения.

3. складывают и скручивают листья или поворачивают их узкой стороной к солнцу, избегая таким образом воздействия солнечных лучей. Акации (Mimosaceae) и другие бобовые (Fabaceae) засушливых областей могут опускать свои перистые листочки вниз. Такие движения обусловлены изменениями давления клеточного сока в специальных устройствах у основания пластинчатых листочков. Они функционируют аналогично шарнирам машины с гидравлическим приводом.

Кроме того, в процессе эволюции у некоторых представителей пустынной флоры сформировалась способность переносить высокие температуры – так называемая жароустойчивость (жаровыносливость). Если  обычные нежаростойкие растения (мезофиты) выдерживают кратковременное нагревание солнечными лучами до 40-47° С, то многие кактусы переносят повышение температуры до 50-65°С.

Кактусы – самые жароустойчивые растения на Земле.

Жароустойчивость суккулентов во многом определяется вязкостью цитоплазмы и пониженным обменом веществ.

Еще одна особенность некоторых растений пустыни – это короткий вегетационный цикл. Рост и развитие некоторых растений происходит ранней весной, а летнюю жару они переживают в состоянии семян или подземных побегов.

Общая характеристика пустынных растений

В целом, для пустынной растительности характерно:

• разреженное произрастание;
• бедный видовой состав.

В пустынях умеренных поясов преобладают растения склерофильного типа, такие как солянка, полынь, саксаул, джузгун, эфедра и др.

Для субтропических и тропических внутриматериковых пустынь Африки и Аравии типичны ксерофильные кустарники, многолетние травы и суккуленты.

Богаче флора субтропических пустынь Северной Америки и Австралии  — здесь почти нет участков, лишенных растительности. По глинистым понижениям между грядами песков произрастают эвкалипты и низкорослая акация. Для галечно-щебнистой пустыни обычны лебеда, прутняк и др.

В России пустыни представлены небольшим участком в юго-восточной части страны в Прикаспийской низменности. Здесь господствуют сухолюбивые полукустарники и кустарники. На глинистых почвах доминируют полыни, прутняк, кустарничковая эфедра. Весной многочисленны эфемероиды (тюльпаны, птицемлечники, луковичный мятлик) и эфемеры (бурачок пустынный, клоповник пронзеннолистный и др.). На барханных песках преобладает тамарикс, джузгун, донник, кумарчик и др.

В зоне арктических пустынь растительные покровы занимают лишь 5 – 10% их территории. Здесь в основном наблюдаются лишайники и мхи.

Представители флоры пустыни: фото и описание

Познакомимся с некоторыми типичными представителями пустынной флоры поближе.

Солянка

Известно много видов солянки, и основная их часть является однолетними травами. Древесные виды – это в основном мелкие (0,5 м), средние (1-1,5 м), крупные кустарники (1,5-3 м) и мелкие деревья (до 3-5 м высотой). Самые крупные виды солянки – это солянка Рихтера и солянка Палецкого.

Верблюжья колючка

Растение пустыни верблюжья колючка (джантак или янтак) – это многолетний кустарник семейства Бобовые.

Растение переносит жару благодаря своим корням, которые достигают уровня глубоко залегающих грунтовых вод. Если же эти водные артерии перемещаются, верблюжья колючка погибает.

Сагуаро

Самым впечатляющим представителем пустынной флоры является гигантский кактус сагуаро, который может достигать в длину 15-18 м.

В период короткого, но очень интенсивного цветения на верхушке стебля сагуаро распускается более сотни цветов.

Белая полынь

Белая полынь (кандым) – среднего и крупного размера кусты и маленькие деревья высотой до 5 м, обычно многоствольные.

При засыпании песком образуют придаточные корни. Укореняясь таким образом, они закрепляют песок, вокруг куста собирается все больше песка и образуется бугор, скелет которого состоит из кандыма. Высота таких кустов-бугров может достигать 5 м. Растет быстро, особенно в ширину, занимая большие площади.

Алоэ

Алоэ – растения семейства Асфоделовых родом из Африки, где они вырастают высокими деревьями с искривленным стволом.

Растение хранит воду в своих толстых, вощеных листьях. На 94% листья алоэ состоят из воды.

Песчаная акация

Это дерево или большой куст высотой до 5-8 м встречается в песчаных пустынях.

Красивое, но и невероятно колючее растение с серебристыми листьями. Растет в незакрепленных песках, образует небольшие рощицы. Имеет как стержневые, так и поверхностные горизонтальные корни, далеко отходящие от дерева и хорошо укрепляющие песок.

Соляноколосник (карабарак)

Это куст высотой до 2-2,5 м. Растет в сильно засоленных местах, солончаках. Среди древесных растений по солеустойчивости занимает первое место. Если его пересадить в незасоленное место, из-за нехватки солей в почве он погибнет.

Тамарикс (гребенщик)

Известно много видов тамарикса. Обычно это высокие кусты до 3 м, иногда встречаются и деревья до 8 м.  Разные виды растут по пустыням, образуя как чистые, так и смешанные заросли. Так, по пескам растет гребенщик Андросова, по краям солончаков и в сильнозасоленных местах растут гребенщики рыхлые и щетинистые, по малозасоленным местам – гребенщик ветвистый.

Тамариксы встречаются одиночными деревьями, иногда могут образовывать густые заросли. Обычно растут в местах с близким расположением грунтовых вод.

Чингиль (чемыш)

Очень колючие кусты высотой до 3 м, образуют густые заросли. Хорошо растут при близком расположении грунтовых вод.

Чингиль очень красив во время цветения. Цветы розовые, фиолетовые, белые. Очень хороший медонос.

Эфедра шишконосная

Это хвойный многоствольный кустарник высотой до 2 м; сильноветвистый, с серой корой.  Молодые ветки зеленые и имеют супротивные листочки до 2 мм. Растение вечнозеленое.

Эфедра хорошо приспособлена к засухе, высоким летним температурам и нетребовательна к почвам.

Саксаул

Саксаул – одно из немногих деревьев, которое может расти в пустынях. Существует несколько разновидностей этого растения, но наиболее известны саксаул черный и саксаул белый.

Черный саксаул может достигать высоты 10-12 м, белый обычно не вырастает выше 3-4 м.

Саксуал – очень засухоустойчивое и жароустойчивое растение пустыни, хорошо приспособленное к произрастанию на бугристых и грядовых песках с глубокими грунтовыми водами.