БРОМЕЛІАДА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, НЕБЕЗПЕКА ВИМИРАННЯ, РОЗМНОЖЕННЯ - БІОЛОГІЯ

Bromelia - рід рослин, які походять з тропічного району американського континенту під назвою Щит Гвіани у Венесуелі, що належить до родини Bromeliaceae. Однак рослини інших родів того ж сімейства Bromeliaceae прийнято називати бромеліадами.

Рослини роду Bromeliad відрізняються шкірястими, стрічкоподібними листям зеленого та червоного кольору, яскравими квітками панікулуса та ягодоподібними плодами. Переважна більшість бромеліїв виконують важливу функцію екосистеми завдяки їх здатності зберігати воду в структурі, подібній до резервуарів, яку вони утворюють разом із листям.

Малюнок 1. Бромелія з роду Гузманія в Коста-Ріці. Джерело: Rodtico21, з Wikimedia Commons

Ці резервуари з водою представляють цікавий механізм адаптації та виживання рослини та виконують функцію забезпечення мікросередовища для спільнот рослинних та тваринних мікроорганізмів (водних комах, павуків, молюсків, земноводних, малих плазунів та дрібних птахів).

Класифікація

Залежно від місця їх проживання бромелії можна класифікувати на:

Земні: якщо вони ростуть на землі,

Rupícolas або saxícolas: якщо вони живуть на каміннях або скелях, і

Епіфіти: якщо вони живуть на інших рослинах.

Малюнок 2. Епіфітна бромелія. Джерело: Гейлхемпшир з Кредлі, Малверн, Великобританія, через Wikimedia Commons

Географічне поширення та середовище проживання

Родина Bromeliaceae складається з приблизно 3170 видів, поширених у 58 родах, розташованих на американському континенті від півдня США у Флориді до Аргентини, але переважно в Мексиці, Белізі, Гватемалі, Панамі, Антильських островах, Венесуелі, Колумбії та Єдиний вид із Західної Африки, Pitcarnia feliciana.

Бромеліади - рід з великою кількістю наземних та епіфітних видів, які населяють теплий тропічний клімат від 0 до 2900 м над рівнем моря, у прибережних дюнах та вологих тропічних лісах.

Ці рослини змогли адаптуватися до тропічних лісів, вершин тепуїсу, Андського нагір'я, ксерофітних районів узбережжя Карибського моря та боліт Американської Флориди.

Через високий ступінь ендемізму бромелії є одним з найважливіших родів у середовищі їх проживання, найчастіше вологих тропічних лісах.

Еволюційне походження

Існують дві теорії про походження бромелієвих. Найпоширеніші твердження стверджують, що в ранньому олігоцені - стадії геологічної еволюції планети 33 мільйони років тому, на якій континенти вже відокремилися, невелика група рослин у тепуї Венесуели розпочала свою диверсифікацію, розповсюдження та колонізація на американському континенті.

Тепуїс

Тепуї (множина Тепу) - це особливо круті плато, з вертикальними стінками і практично рівними вершинами, розташовані в Гвіанському щиті на південь від Венесуели. Вони є найдавнішими відкритими геологічними утвореннями на планеті, що походять з Докембрію.

Слово Тепуй походить від слова корінної мови Пемон, що означає "гірський дім богів".

Тепуї не утворюють ланцюга, а відокремлюються окремо. Завдяки цій характеристиці ізоляції тепуї мають дуже специфічне середовище, де розвиваються унікальні форми рослинного та тваринного світу.

Морфологічні характеристики

Рід Bromelia спочатку був описаний Carolus Linnaeus, шведським ботаніком і зоологом (1707-1778), творцем класифікації живих істот (систематика). Ім'я Бромеліад було присвоєне на честь шведського ботаніка Олофа Бромелія (1639-1705).

Види, що належать до роду Bromelia, - це кущові рослини з певною структурною складністю та стійкістю середовища проживання.

Нижче - спрощений загальний морфологічний опис рослин роду Bromeliad.

Корінь

У епіфітних (мешкають на інших рослинах) та рупікоподібних (мешкають на скелях) бромелії кореневище кореневища або столового дерева мало і повинно мати максимальну здатність вбирати свої субстрати, крім ґрунту.

Стебло

Це рослини акаулесценції (без стебел) або злегка квітчасті (короткі стеблові) рослини. Це явище називається вегетативним відновленням.

Листя

Бромеліади мають довгі вузькі стрічкоподібні листя, які яскраво-зелені та червоні, шкірясті. Край листя зубчастий, край має шипи.

Листя численні, прямостоячі, і в переважній більшості бромелії розташовані дуже щільно, перекриваючись у вигляді розетки.

Цей факт дозволяє їм мати майже унікальну морфологічну характеристику сімейства Bromeliaceae: розвиток резервуарної структури (фітотельмати), де збираються дощові води та органічні речовини, що створює середовище існування для мікроорганізмів, комах, павукоподібних, молюсків тощо. земноводні, крім того, що служать їжею для маленьких плазунів та птахів.

квіти

Квіти бромеліади мають м’ясисті пелюстки, вони ростуть групами, на короткій осі або в метелику. Вони дуже привабливі для погляду квіти. Суцвіття суттєво різняться за формою, розміром та кольором.

Фрукти

Ягоди-подібні плоди, різного забарвлення, жовтого або рожевого кольору, м’ясисті та із сплющеними насінням.

Малюнок 3. Бромелієве суцвіття. Джерело: GeraldoBARBOZA, з Wikimedia Commons

Екофізіологічні характеристики

Адаптивне випромінювання

Кажуть, що бромелії є успішними рослинами, що пережили і колонізували багато різних районів Америки. Цей успіх пояснюється високою адаптивністю.

Адаптивне випромінювання - це процес біологічної еволюції, який описує швидку специфікацію одного або декількох видів, заповнюючи наявні екологічні ніші. Вершини тепуїсу - це місця з дуже несприятливими умовами для розвитку рослин.

Малюнок 4. Кукенан тепуї у Венесуелі. Джерело: Паоло Коста Бальді, з Вікісховища

Випади опадів рясні, кам'янистий грунт не пропускає інфільтрату, а також не затримує воду. Сонячне опромінення дуже інтенсивне (оскільки Щит Гвіани перетинається екваторіальною лінією Землі) і коливання температури між днем і вночі дуже великі.

Рослини, що ростуть у тепуї, повинні вміти розвиватися в середовищі, бідній поживними речовинами, високим сонячним опроміненням і вологістю, але низькою доступністю ґрунтової води. З цих причин у тепуї є великі території, позбавлені рослинності.

Механізми адаптації

Бромеліади долають усі ці труднощі, які переважна більшість рослин не може подолати за допомогою наступних механізмів адаптації.

Наявність спеціалізованих трихомів

Трихоми - це епідермальні придаткові структури, у вигляді сосочків, волосків або лусочок. Вони можуть служити захистом від ультрафіолетового випромінювання. Крім того, вони виділяють речовини, які служать захистом від хижаків, приваблюють запилювачів, є антибактеріальними або протигрибковими.

У епіфітних рослин роду Bromelia трихоми листя мають важливу функцію поглинання води та поживних речовин фітотельми. У деяких бромелієвих безроках сіруваті трихоми поглинають вологу та поживні речовини та захищають від надмірного тропічного сонячного випромінювання, відбиваючи падаюче світло (наприклад, бромелії роду Tillandsia).

Fitotelmata

Фітотельмати складаються з безлічі тіл або водних відкладень у неводних рослин. Вони утворюються в таких структурах, як видозмінене листя, позакореневі пазухи, квіти, перфоровані міжвузля, порожнини в стовбурах, серед інших.

Рисунок 5. Зберігання бромеліаду в центральному резервуарі. Джерело: https://www.maxpixel.net/Plant-Bromelia-Purple-Flower-Flora-Botanical-524644

Рід Bromelia має велику кількість видів фітотельматів, які потрапляють у центральну ємність та / або в пазухах листя. Ці маленькі водойми можуть функціонувати як мікросередовища для найрізноманітніших водних організмів.

Таким чином, завдяки їхнім резервуарам з водою фітотельмати, значна частина бромеліадів пропонує ідеальні умови вологості, температури, їжі та захисного укриття проти хижаків, підтримуючи складні спільноти асоційованих організмів.

Серед них водорості, бактерії, гриби, мікроскопічні одноклітинні тварини, дрібні ракоподібні, павуки, водні комахи, молюски, нематоди, жаби, ящірки, ігуани, серед інших.

Переваги наявності резервуарів для води з роду Bromeliad - це доступність та резервування не лише води, а й таких поживних речовин, як прості хімічні сполуки, які вже розкладаються розкладачами (бактеріями та грибами), які живуть у фітотелмі та які вони поглинаються трихомами листя безпосередньо.

Тераріуми в бромеліях

Золоті пазухи багатьох видів бромеліадів не затримують воду, а є вологими місцями, що розкладаються органічним матеріалом.

Ці пахвові місця перетворюються в тераріумні мікроселища, які пропонують притулок маленьким наземним тваринам, таким як скорпіони, черви, змії та різні рептилії.

САМ метаболізм

Кислотний метаболізм Crassulaceae або CAM (від англ .: Crassulaceae Acid Metabolism) - особливий тип обміну речовин, який мають деякі рослини.

Більшість рослин поглинають і фіксують CO ₂ протягом дня. У рослинах з метаболізмом САМ ці два процеси - поглинання CO ₂ та його фіксація в органічних вуглеводних сполуках - відбуваються окремо у дві фази.

У метаболізмі CAM СО _2, необхідний для фотосинтезу, абсорбується протягом ночі і зберігається у клітинних вакуолях у вигляді яблучної кислоти. На наступний день СО ₂ вивільняється з яблучної кислоти і використовується при виробництві вуглеводів, опосередкованих сонячним світлом.

Цей механізм дозволяє адаптувати перевагу економії води, оскільки в денні години більшого сонячного опромінення та максимальних температур рослини можуть тримати свої продихи закритими, а отже, можна мінімізувати втрати води через потовиділення.

Репродуктивні адаптації

Рослини роду Bromelia мають два механізми розмноження, один статевий, а другий безстатевий.

Статеве розмноження

Статеве розмноження, яке здійснюється за допомогою квітів та статевих гамет, є неефективним процесом у бромеліях, оскільки їх цвітіння відбувається у періоди від 2 до 10, 20 та до 30 років, і існує ймовірність, що рослина загине. перед відтворенням

Щоб компенсувати цей очевидний недолік, бромелії мають декілька механізмів, які функціонують як атрактори для запилюючих речовин, як правило, колібрі та комахи.

Синхронізовані з найактивнішими та найгіршими стадіями колібрі, бромелії виділяють більш концентрований та привабливий нектар.

Після стадії найбільшої активності колібрі частина цього нектару спускається через вісь, яка підтримує квіти і працює як приваблива для комах.

За допомогою цих механізмів рослина сприяє збільшенню кількості запилювачів і гарантується перехресне запилення або транспортування пилку з однієї рослини на іншу.

Безстатеве розмноження

Безстатеве розмноження відбувається за допомогою вегетативних форм, таких як дочірні рослини, листя або інші частини рослин.

Дочірні рослини - це точні репліки дорослого материнського рослини (клони), яке воно може виробляти. Відносні рослини виробляють дочірні рослини в різній кількості відразу після цвітіння.

Коли діти або листя рослини падають на субстрат, вони виробляють коріння, закріплюються і ростуть, розвиваючи іншу рослину з таким же генетичним навантаженням, як відносна рослина. Дочірні рослини ростуть там же, де виросла відносна рослина, з дуже високою ймовірністю виживання.

Ці два репродуктивні механізми бромелієдів підсилені і призводять до успішного результату.

Асоціації з тваринами

Тип фауни, пов’язаний з бромеліями, залежить від ступеня впливу сухопутних та повітряних хижаків, екстремальних факторів навколишнього середовища, таких як сильний вітер або інтенсивне сонячне випромінювання.

Бромеліади, що ростуть на середньому балдахіні (висотою від 2 до 4 м над базовою лінією), - це ті, що пропонують найкращі умови життя для земноводних та рептилій.

Мірмекофілія

Термін мірмекофілія буквально означає «любов до мурах» і відноситься до взаємних асоціацій з мурахами. Між бромеліями та мурашками існує тісний зв’язок.

Бромеліади забезпечують безпечне середовище проживання та їжу для мурах; мурахи енергійно захищають місце свого заснування, але крім того, їх відходи - кал та мертві мурахи - скидаються у резервуар з водою, служать поживними речовинами для рослини.

Небезпека вимирання

Кілька дослідників повідомили про небезпеку вимирання, якому піддаються бромелії. Це тому, що більшість цих рослин є епіфітами і ростуть на деревах, багато разів їх вважають інвазивними бур’янами-паразитами і їх знищують фермери та садівники.

Ми вже бачили, що епіфітні бромелії використовують лише дерева як точку опори та опори; його коріння не мають функції поживних речовин та водопоглинання. Вони не є рослинами-паразитами.

Знищення середовищ бромелієвих середовищ, таких як прибережні мангрові дерева та тропічні хмарні ліси, вирубка лісів, вирубка лісів та мегавиробництво, а також безрозбірливе використання без збереження заходів їх квітів, листя та всієї рослини як декоративних, спричиняє вимирання цих рослин .

Турбота про його вирощування

Бромеліади слід вирощувати на стовбурах дерев із середнім впливом сонця, а їх резервуар повинен зберігатися повним водою. Температура повинна коливатися від 20 до 35 градусів Цельсія, залежно від конкретного виду.

Дуже розбавлені розчини компосту, поживних солей та водоростей можна додавати в резервуар, але вирощування на відкритому повітрі, як правило, не потребує особливого догляду.

Окрім тваринного детриту, падіння листя, гілочок та інших частин рослин із верхнього навісу у резервуар з водою виробляє достатню кількість поживних речовин для рослини.

Список літератури

Армбрустер, П., Хатчісон, Р.А. та Котгрів, П. (2002). Фактори, що впливають на структуру громади у фауні бромеліади танків Південної Америки. Ойкос. 96: 225-234. doi: 10.1034 / j.1600-0706.2002.960204.x
Dejean, A., Petitclerc, F., Azémar, F., Pelozuelo, L., Talaga, S., Leponce, M. and Compin, A. (2017). Водне життя в неотропічних навісах дощових лісів: методики використання штучних фітотельматів для вивчення безхребетних. Rendus Biologies. 341 (1): 20-27. doi: 10.1016 / j.cvri.2017.10.003
Dejean, A., Talaga, S. and Cereghino, R. (2018), Trome bromeliad підтримують високе вторинне виробництво в неотропних лісах. Водні науки. 80 (2). doi: 10.1007 / s00027-018-0566-3
Frank, JH та Lounibos, LP (2009). Комахи та союзники, пов’язані з бромеліями: огляд. Відгуки наземних членистоногих. 1 (2): 125-153. doi: 10.1163 / 18748308X414742
Hietz, P., Ausserer, J. and Schindler, G. (2002). Зростання, дозрівання та виживання епіфітних бромелій у мексиканському хмарному лісі. Журнал тропічної екології. 18 (2): 177-191. doi: 10.1017 / S0266467402002122
Texeira de Paula J., A., Figueira Araujo, B., Jabour, V., Gama Alves, R. and Campo Divino, A. (2017). Водні безхребетні, асоційовані з бромеліями в фрагментах Атлантичних лісів. Biota Neotrop. 17 (1): 1-7. doi: 10.1590 / 1676-0611-bn-2016-0188
Вагнер, К. і Зоц, Г. (2018). Епіфітні бромелії у світі, що змінюється: Ефект підвищеного вмісту CO ₂ та різного постачання води на ріст та відносини з поживними речовинами. Біологія рослин J. 20: 636-640. doi: 10.1111 / plb.12708

БРОМЕЛІАДА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, НЕБЕЗПЕКА ВИМИРАННЯ, РОЗМНОЖЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025