Аквариум в школе: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Механизм активной охоты у этого растения таков. Щетинки воспринимают раздражение и приводят в движение аппарат сведения пластинок. При раздражении только внешних щетинок пластинки сходятся медленнее, при раздражении и внутренних — быстрее и плотнее. Створки замыкаются герметически. Пойманное мелкое животное бьется в полости, своим движением раздражая щетинки и вызывая еще более сильное смыкание створок. Это же раздражение запускает в действие пищеварительные щетинки, они выпускают особый фермент, убивающий и переваривающий добычу. По завершении поглощения соков возбуждение спадает и створки раскрываются, непереваренные остатки смываются с пластинок водой.

Альдрованда хорошо растет и вегетативно размножается в аквариумах с верхним освещением лампами накаливания. Скопления пузырчатки у нас и в тропических водоемах— благоприятный биотоп для развития личинок комаров. Ареал альдрованды разорван не только на территории СССР, но и за ее пределами (местами в ГДР, Польше, Северной Италии, Южной Франции, в болотах Бенгалии, в тропической части Восточной Австралии). Это растение находится под охраной.

Из семейства рясковых на территории СССР обитает пять видов. Ряска трехдольная живет целиком погруженная в воду. Ряска трехдольная в условиях школы — хороший объект наблюдения (рис. 9). Интересны ее морфология, оригинальный способ вегетативного размножения, условия перезимовки в аквариуме, значение для других обитателей искусственного водоема. Остальные виды рясок живут на поверхности водоема, соприкасаясь, как с водой, так и с атмосферой: ряска малая размером всего 2–3 мм, ряска горбатая 5–6 мм, спироделла многокорневая и вольфия бескорневая — 1,5 мм.

Зеленые пластинки рясок — это не листья, а видоизмененные стебли, принявшие на себя функцию фотосинтеза. Стебли ряски сравнивают с листьями кувшинок или водокраса: интересна конвергенция различных органов растений разных семейств, находящихся в сходных условиях обитания.

На экскурсии и на занятиях кружка следует внимательно рассмотреть растение. Стебель безлистный, округлый (у ряски малой — овальный). Из центра пластинки снизу отходит один полупрозрачный корешок (у многокоренной — их несколько). Конец корешка заключен в конусовидный кармашек — противовес. Корешки обеспечивают устойчивость растения на поверхности водоема. Под лупой в тканях пластинки видны аэрокамеры, наполненные воздухом. Они способствуют плавучести пластинки. Проверить это положение можно на занятии — осторожно пинцетом взять ряску за корешок и заглубить. Отпущенная пластинка ряски всплывает. Летом пластинки ряски многокоренной снизу красные.

Красная окраска многих гигрофитов объясняется присутствием в клетках пигмента антоциана. При ярком освещении хлорофилл частично разрушается и антоциан экранирует хлорофилл от излишнего света. Колпачок ряски подобен по происхождению корневому чехлику наземных растений, но специфика обитания в воде привела к редукции внутреннего строения чехлика: исчезли подвижные крахмальные зерна — статолиты, осталась лишь внешняя часть — оболочка. Один из представителей рясковых — вольфия утратила и корешок.

Цветут ряски чрезвычайно редко. В связи с этим до начала XVIII в. даже ботаники относили ряски к водорослям[5]. Цветки ряски появляются на краю пластинки — стебля. Один женский и два мужских цветка сидят как бы в мешочке, и это соцветие рассматривают как крайне упрощенный початок. Найти цветок ряски — большая удача даже для ботаника. Он считается самым маленьким цветком в мире. За последние 200 лет в скандинавских странах зарегистрировано 33 случая цветения, в Польше — 2, в нашей стране — 26.

Плод ряски размером с маковое зернышко снабжен килем, с помощью которого недолго плавает и через один-два дня прорастает.

Обычно ряски размножаются вегетативно. На краю пластинки образуется почка, затем из нее развивается пластинка.

Зимой ряски хорошо растут в аквариумах, освещаемых электролампами. В природе пластинки опускаются под лед. Происходит это потому, что масса ряски равна массе воды при температуре +4 °C. По мере охлаждения воды аэрокамеры наполняются водой, ряска становится все тяжелее и, опускаясь, избегает вмерзания в лед. Быстрое развитие рясок может вызвать нежелательные последствия для других обитателей водоема, так как ряски препятствуют проникновению солнечного света и кислорода сверху, отчего страдают погруженные высшие растения, фитопланктон и животные, которым для дыхания необходим атмосферный кислород.

Умеренное развитие ряски создает благоприятные условия для жизни многих водных организмов. Ряски значительно способствуют обогащению воды кислородом, что можно проверить в условиях уголка живой природы.

Ряска как в природе, так и в аквариуме служит хорошим убежищем для многих беспозвоночных животных и мальков рыб. Многие животные употребляют ряску в пищу (рыбы, птицы, ондатра и др.). Ряска используется и как дополнительный корм свиньям и домашней птице. Особой питательностью отличается ряска малая. В сухой массе ее содержится до 25 % банков, до 4–5 % жира, 30 % безазотистых экстрактивных веществ, до 20 % клетчатки и 18 % золы.

Ряску заготовляют и как добавку к силосу, используют также для приготовления кормовой муки. Употребляют ее и в качестве зеленого удобрения.

Вторую группу составляют водокрасы, лимнобиумы и телорезы. Водокрас, или лягушатник (семейство водокрасовые), — обычное растение стоячих и слабопроточных вод Средней России. Встречается даже в мелких водоемах и дренажных канавах вдоль шоссе (рис. 10).

Водокрас имеет округлые с сердцевидным вырезом у основания ярко-зеленые выпуклые пластинки листьев, лежащие на поверхности воды. При ярком солнечном освещении на поверхности листьев проступают пунцовые пятна антоциана или же листья приобретают общий оливково-коричневый оттенок. При освещении молодые листья могут быть розовыми, красноватыми — антоциан защищает в молодых листьях хлорофилл от разрушения избыточным освещением. Черешки листьев длиной 5 — 10 см отходят розеткой от короткого стебля 1–2 см. Вниз от стебля опускаются немногочисленные толстые неветвящиеся белые корни, покрытые белыми волосками. От стебля отходят и боковые побеги, из почек на их концах развиваются дочерние кустики. Часто, потянув за одно растение, можно вытащить целую цепь из 10–15 растений-потомков. Осенью на концах столонов почки не развиваются (задержку вызывают сокращение освещенности и холодная вода), а обилие питательных веществ делает такую почку более тяжелой. Оторвавшись от материнского растения, почки плавно опускаются ко дну и останавливаются у поверхности грунта. Весной с увеличением освещенности и температуры воды активизируется фотосинтетический процесс в почках, в специальных полостях накапливается воздух, почка становится легче воды, устремляется к поверхности и вскоре выпускает первый плавающий лист. Водокрас может зимовать в аквариумах при электроосвещении, но сильно мельчает зимой. Гораздо устойчивей для аквариумной культуры его американский родственник лимнобиум, или трианея, который при электроосвещении хорошо растет круглый год.

Рассматривая водокрас или лимнобиум, обратите внимание на лист. Лист обеспечивает связь этого пришельца в воду с воздушной средой. Поверхность гладкая, выпуклая, покрыта восковым налетом, отчего лист не смачивается (показать это можно, слегка заглубив лист палочкой в воду — он тотчас всплывет на поверхность; старые листья постепенно погружаются, отслужив свою службу). На верхней стороне много устьиц, испарение идет непрерывно: во-первых, не надо экономить влагу, как наземным растениям; во-вторых, непрерывное испарение обязано сильному восходящему току от корней к листьям. Если чистое, с белыми корнями растение поместить в мутную воду, уже через час волоски на корнях покрываются частицами мути, что показывает, с какой силой тянут корни воду.

В аквариумах с плотным покрытием поверхности воды листьями водокраса или лимнобиума листья располагаются на поверхности воды горизонтально: молодой, свернутый лист начинает еще под водой отклоняться в сторону от вертикальной оси. Отошедший в сторону черешок выносит постепенно разворачивающийся лист к поверхности по касательной. При плотной засадке лист выходит наполовину из воды еще свернутым, черешок уплотнен, острие свернутого листа действует наподобие шила, протыкая закрытую листьями поверхность, отклонение листа в сторону от оси стебля незначительно. Сначала лист поднимается наполовину из воды, затем начинает отклоняться на черешке, а листовая пластинка одновременно разворачивается. Таким образом каждый молодой лист оказывается обязательно над более ранними листьями, обеспечивая растению прогресс в росте и завоевании пространства. Эту приспособленность водных растений с плавающими листьями к разной плотности посадки можно использовать при объяснении материала по экологии в курсе общей биологии.

Розетки лимнобиума в аквариуме редко превышают в диаметре 5–8 см. Тропическую красоту этого растения можно увидеть теплой весной и летом в водоеме, плотно прикрытом парниковой рамой, на ярком солнце, Тогда маленький лимнобиум достигает в диаметре 20–25 см, а листья приобретают пунцовую окраску.

Телорез сабуровидный (семейство водокрасовые) широко распространен в пресных водоемах нашей страны и интересен прежде всего своим историческим возрастом — близкие ему формы жили еще в третичный период.

На краях листьев расположены жесткие иглы, которые могут больно поранить тело человека. По сходству с известным комнатным суккулентом алоэ (по внешнему виду) распространено и другое его русское название — водяное алоэ. Листья телореза жесткие, ломкие, саблевидно изогнутые, в сечении (особенно у основания) трехгранные, конец сильно заострен. Листья собраны в густую розетку от короткого мясистого толстого стебля (длина его до 1,5 см, диаметр до 5 см), внизу которого расположено и жесткое корневище. Корни — длинные белые нити без разветвлений, обычно 3–6 нитей длиной до 30 см. Общий размер растения без корней до 40–45 см. Размножается преимущественно вегетативно. Телорез — двудомное растение, но встретить одновременно в водоеме и тычиночные и пестиковые экземпляры довольно трудно: обычно бывают либо те, либо другие. Цветки крупные (диаметром до 2,5 см), белые, трехлепестковые, мужские со «многими тычинками, женские с пестиком, окруженным недоразвитыми тычинками (стаминодиями). Вегетативное размножение осуществляется образованием дочерних кустиков на побегах, которые появляются из влагалищных почек. Осенью на материнском кусте образуются зимующие почки, но отделяются не они, как у водокраса, а листья материнского растения. Отпадают и его корни. Остается корневище с почками, оно опускается на дно для зимовки. Весной из почек прорастают новые кусты, они используют питательные вещества корневища. В разгар лета колючие листья телореза покрывают огромные пространства водоемов. Вегетативное размножение вполне обеспечивает биологический прогресс этого вида и свидетельствует о его высокой стойкости: часто под густым покровом телореза гибнет другая водная растительность.

Интересен механизм вертикальной миграции телореза.

Весной, с увеличением освещенности, возрастает фотосинтетическая деятельность в почках, и они заполняются воздухом. Зимующее корневище становится легче воды и всплывает к поверхности. Из нескольких почек на одном корневище образуются листовые розетки. Они плавают около поверхности. Листья светло-зеленые, погруженные, ломкие. Разрастаются свободно свисающие вниз корни. Созреванию бутонов предшествует утолщение листьев, они уже не так саблевидно изогнуты, концы их направляются вверх, все большее число новых листьев появляется над поверхностью воды, сначала кончиками, а потом и на всю длину. В толстых надводных листьях увеличивается количество аэрокамер, что вызывает приподнимание всего куста за пределами водной среды (рис. 11). Цветки раскрываются над водой. После оплодотворения или отцветания всех цветков этого лета растение начинает медленно опускаться в воду. Надо обратить внимание и на такие особенности водяного алоэ: при погружении корни растения могут коснуться грунта и тогда врастают в него, препятствуя последующему всплытию; при образовании густой переплетенной дерновины в результате бурного вегетативного размножения телорезы могут и не погружаться после цветения. В обоих случаях форма куста меняется: вместо розетки раскинутых в стороны листьев они направлены вверх, и лишь слегка расходятся в стороны их концы. Такие растения могут нормально существовать либо укорененными в грунте, либо в сообществе поддерживающих друг друга растений. Отдельный такой куст плавает у поверхности на боку, а иногда и вверх корнями. Естественно, что вертикально мигрировать он не может.

К осени с уменьшением освещенности телорез вновь приподнимается к поверхности воды, но, как правило, уже не выходит листьями в воздушную среду. Летние надводные листья из-за обильного образования антоциана могут приобретать вишнево-свекольный оттенок и заросли телореза представляют в этот период изумительное по красоте зрелище.

Телорез интересен не только как экскурсионный объект, но и как объект работы в уголке живой природы. Из природного водоема можно перенести в школьный аквариум растения на разных этапах вегетации. Содержать их надо в чистой прозрачной воде, на ярком освещении (желательно использовать электроподсветку). К сожалению, телорез в аквариуме долго не живет, более или менее быстро погибает. Но можно сохранить растения при хороших условиях несколько месяцев. Поиски оптимальных условий наиболее длительного сохранения этого растения в аквариумах — одно из возможных заданий во внеклассной работе. Получение из собранных осенью со дна водоемов корневищ с почками новых растений ранней весной — другое задание. Вертикальной миграции телореза в аквариуме пока не наблюдалось. Возможно, что кому-то из юннатов удастся наблюдать и зафиксировать это явление.

Телорез, водокрас и валлиснерия — три представителя семейства водокрасовых — имеют общего предка. Они в разное время и в разных условиях приспосабливались к существованию в водной среде, чем объясняется их анатомическое и экологическое различие. Как и элодея, телорез может выделять необходимые вещества из бикарбонатов, при этом листья его покрываются серой известковой корочкой. Опадая на дно летом, опускаясь с гибнущими листьями осенью, эти отложения пополняют осадочный слой так называемого озерного мела. Известковую корочку на листьях можно предложить учащимся обнаружить на экскурсиях. Измельченный и смешанный с отрубями или картофелем телорез с большим успехом применяется для откорма свиней. Летом растение быстро наращивает биомассу за счет активного вегетативного размножения, а густые плавающие дерновины этого растения можно легко собирать и заготавливать с поверхности водоемов. Урожайность телореза достигает к концу лета 10–13 кг биомассы на 1 м² поверхности водоема. Зола растения содержит 30,8 % калия, 10,7 % извести. К сожалению, этот вид добавки к кормам в животноводстве пока используется очень слабо.

Третью группу аквариумных растений представляют растения рода валлиснерия и уруть. Почва — один из необходимых факторов жизни этих водных растений в природе. В связи с этим в аквариумных условиях при их содержании нужно уделить внимание грунту. Можно в отдельных случаях растения сажать в горшочки с землей и сверху засыпать ее слоем песка.

[5] Впервые обнаружил цветение ряски итальянский ботаник Валлиснери.