Өсімдік және қоршаған орта

Өсімдік және қоршаған орта
Біздің планетамызды космос корабльнен қарағанда, космонавтар экватордың екі жағында, жалпақ жолақ түзіп, тропиканың жасыл өсімдіктерінің өсіп тұрғанын көреді.

Олар жерге түсетін ылғалдың мөлшеріне және осы ылғалдың маусымға байланысты қаншалықты жауатыңдығьша қарай мәңгі жасыл (жаңбырлы) ормаңдар, ылғалдығы құбылмалы болып келетін, жапырақтары түсіп отыратын ормандар, ксерофильді сирек ағашты ормандар мен бүталарды, саванналарды, ал суы тасып отыратын теңіздің жағалауларында — мангр ағаштарынан тұратын ормаңдар түзеді. Экватордан солтүстікке қарай жасыл өсімдіктердің жолағынан кейін, аса үлкен ормансыз кеңістіктер — шөл, шөлейт, приерии орналасады. Біршама биік ендікте қайтадан мәңгі жасыл ормаңдардың жолағы кездеседі. Бірақ олар тропиктердегі секідді жапырақты ормандар емес қылқан жапырақты (тайга) ормаңдар больш келеді. Тайгадан солтүстікке қарай, полюстьщ айналасында (цикумполярно), тундра мен солтүстік мұзды мұхиттың салқын суы созыльш жатады.
Экватордан оңтүстікке қарай құрлық біршама аз болады.
Полюстерге жақын жерлерде және биік таулардың басында мәңгі мұздар мен қарлар жатады.
Мүңцай түрлі-түсті өсімдіктерден тұратын кілем жылдың әртүрлі кезеңдеріне қарай, әсіресе қыста, құрлықтың (континенттің) үлкен кеңістігін, шамамен 40° с.е. және одан жоғары қарай қар басқан кезде, көп өзгеріске ұшырайды.
Сонымен мынадай тұжырым жасауға болады: құрлықтардың өсімдіктер жабыны бірдей емес; зоналарға бөліну, әсіресе солтүстік ендікте айқын байқалады; жердің ауа райы жылдың мезгілдеріне қарай ауысып отыратын (жылылық пен салқындықтың, құрғақшылық пен жаңбырдың) кеңістіктерінде, өсімдіктердің сыртқы кескіңдері де өзгереді.
Шындығында жоғары сатыдағы өсімдіктердің өмірі қоршаған ортамен, әсіресе топырақпен және климатпен тығыз байланыста болады. Жасыл өсімдіктер ауадан көмірқышқыл газын, күннен — энергияны, ал топырақтан — су мен минераддық тұздарды алады. Көмір қьшқыл газының ауадағы мөлшері 0,03%-тен аспайды, ал өсімдікке қажетті тұздар мен судың мөлшері топырақтың құрамында өте аз және шашыраңқы түрде болады. Осылардьщ барлығы өсімдіктің сору мүмкіңдігінің үлкен (жоғары) болғаңцығьш қажет етеді. Эволюцияньщ барысында өсімдік өзінің вегетативтік денесін сыртқы ортамен қарым-қатынаста болатындай аса үлкен көлемге дейін (жапырақтарын ауамен, тамырларын топырақпен), жоғары деңгейде жетілген жануарлардан бірнеше есе артық ұлғайтқан. Өсімдіктің тіршілік ортасының өзгеруіне тез және ерекше нөзіктікпен жауап беруінің өзі осыған байланысты болады. Сонымен бірге өсімдіктердің өзі тіршілік жағдайьшьщ барысыңда, өздерін қоршаған ортаны өзгертеді. Орманның жыл өткен сайьш биікке көтеріліп, аса қалың жасыл шымылдьгқ (полог) түзетіні белгілі. Бұл бұталар мен шөптесін өсімдіктер жабыны үшін, орман ішінің жағдайын өзгертеді. Өсімдік өсе келе өзін ылгида жаңа жағдайға өкеліп соқтырады (мысалы, тамырлары топырақтың терең жатқан горизонттарына енеді). Өсімдіктің сыртқы ортаның әсеріне жауап беруі, көптен ғалымдардың назарын ғылыми зерттеу объектісі ретінде өзіне аударып келеді.
Тау етегіндегі тегістіктен, тау басына көтеріле отырып, өсімдіктер қауымдастықтарының ғана емес (шөлейт, орман, және альпа белдеулері, тундра), сонымен бірге жақын түрлердің, кейде тіптен бір түрдің өзінің тіршілік формасының структурасының басқаша өзгеретіндігін (транс-формациясын) айқын аңғаруға болады. Таудың жоғарғы белдеулерінің ерекше климаты мен топырақ жағдайларының өсері (салқындықтың, физиологиялық құрғақшылықтың, жарықтың сапалығы және т.б.) ағаштар мен бұталардың жатаған аласа формаларының қалыптасуына, биік шөптесін өсімдіктердің жартылай жертаған және жертағандар түзуіне өкеліп соқтырады (266-сурет). Г.Бонье осындай өзгерістерді зерттей отырып, әрбір зерттеуге алынған өсімдіктерді екіге бөлген. Олардың біреулерін тау аңғарына, ал екіншілерін таудың басына, теңіз деңгейінен 2300 м. биіктікте отырғызған. Эксперимент таң қаларлықтай нөтиже берген. Мысалы, топинамбур қалыпты жағдайда биік өсімдік, ал таудың басында ол жерге жабысып өскен түкті жапырақ түрінде болады. Өсімдіктердің структурасы мен физиологиялық қасиеттерінің өзгеруін Памирдің теңіз деңгейінен 3600 м. биіктігінде отырғызылған өсімдіктерде жан-жақты зерттелген. Өсімдіктердің құрылысының, оның ішінде анатомиялық құрылысының өзгеруімен бірге, олардың құрамындағы қант пен витаминдердің де консентрациясының жоғарылағандығы байқалған. Соған байланысты таудың жоғарғы белдеулерінің жем-шөптік өсімдіктерінің құнарлығы аса жоғары болады.
Өсімдіктердің қоршаған ортаға бейімделушілігін тек таудың жағдайынан ғана емес, сонымен бірге, әр уақытта, түрлер жаңа ортаға(қарама-қарсы жағдайға) тап келгенде байқауға болады. Бұл өсімдіктің табиғи өсетін ортасының өзгеруіне байланысты және оны мәдени жағдайға ендіргенде (при интродукции1) байқалатын құбылыс. Егер қосмекенді таранның (тамыр дәрінің) құрғақта өсетін формасын сазды жағадан сулы ортаға ауыстырар болсақ, онда ол бірнеше аптаның ішінде таранның судағы формасының белгілерін қабылдайтыны белгілі. Белгілі фитоэколог Е.Варминг ауа райы суық және жаңбырлы кездері клейстогамды гүлдердің (өзін-өзі тозандаңдыратын және өзін-өзі ұрықтанатын гүлдер) пайда болатындығын дөлелдеген. Сондықтанда ареалдың арктикалық және альпалық участкелерінде өсімдіктер, осы түрлердің особьтарының басқа жерлерде өсетіндеріне қарағанда өздігінен тозандануға көп бейімделген болып келеді. Кейбір сор топырақта өсетін өсімдіктер (теңіз қышасы-горчица морская ; шөптесін бұзаубас сораң-солерос травянистый) құрамында тұзы жоқ топырақтарда, сор топырақта өсетін өсімдікке тән белгілерін, мысалы, жапырақтарының етженділігін (суккуленттігін) жоғалтады. Ауылшаруашылық дақыддарының қоректену жағдайы мен дұрыс жолға қойылған агротехникасының, осы өсімдіктердің түсімділігі мен сапалығына әсерінің үлкен болатындығын диқан қауым көптен дәлелдеген.
Сонымен, әртүрлі жағдайда өсетін бір түрдің индивидумы онтогенездің барысыңда осы жағдайларға структурасы мен атқаратын қызыметінің өзгеруімен жауап береді. Өзгеріске өсімдіктің анатомиялық құрылысы (клеткасы мен клетка аралық қуыстарының үлкендігі, қабық қабатының, орталық цилиндрдің жөне өстік органдардағы өзектің шамамен алғандағы қалыңдығы, жапырақтың бағаналы мезофиллі мен борпылдақ мезофиллінің ара салмағы, жапырақ бетіндегі устьицаның саны және т.б.) мен морфологиялық құрылысыда (сабақтың, тамырдың, түйнектің жөне т.б. морфологиялық құрылысы) өзгеріске ұшырайды.
Әрине, әртүрлі түрлердің особьтары қоршаған ортаның өзгеруіне өртүрлі жауап береді. Мысалы, кейбір сор топырақта өспейтін өсімдіктерді (үлкен бақажапырақ-подорожник большой), тікенді лотус — лядвенец рогатый —) сор топыраққа көшіргенде немесе хлорлы натрийдің ертіндісімен суғарғанда, олар суккулеиттің формасына келеді (жапырақтары етженді болып қалыңдайды). Сор топырақта өспейтін өсімдіктердің көпшілігі, құрамында тұзы көп топырақтарға бейімделе
1 Өсімдікті жаңа жағдайға ауыстыру алмай (не способно адаптироваться) өледі. Ол дегеніміз өсімдіктердің барлығының бірдей ортаның өзгеруіне қарай бейімделе алмайтыңдығьш көрсетеді. Оның көптеген себептері бар: бір жағдайларда өсімдіктердің осы тобының эволюциясының жолдарына және олардың өздері тұрған эволюциясының сатысына, ал екіншісі бір жағдайларда — морфологиялық — физиологиялық тұрғыдан біршама жеңіл өзгеруіне немесе керісінше, олардың шығу тегіне жөне генетикалық тұрақтылығына негізделген консерватизмге (кертартпалыққа) байланысты болады. Бұл жерде атап өткен жөн, өзгергіштіктің әр түрлі формасы, бірінші кезекте генеративтік оргаңдарға емес, вегетативтік оргаңдарға тэн, өйткені вегетативтік органдар ұзақ уақыттар бойы өмір сүреді жөне зат алмасуы жағынан біршама белсенді (активті) болып келеді. Тіршілік ортасы аса қатал жағдайларда (тундрада, таудың альпа белдеуінде) репродуктивтік жолмен көбею біршама төмен болады, және кейбір түрлер тек вегетативтік жолмен көбейеді.
Сонымен, өсімдіктердің қарым-қатьнасының және табиғи сұрыптаудың нәтижесінде оларда белгілі бір экологиялық жағдайға аса қажетті, жаңа физиологиялық қасиеттер мен құрылысының жаңа структурасы қалыптасады. Мұндай қажетті белгілері бар түрлер мен түр ішілік дараланған топтар (формалар), осындай экологиялық жағдайларға көп бейімделген, көп адаптацияланған болып келеді. Мұндай түрлер мен олардың комплекстері, өздері адаптацияланған ортаның компоненттерінің тамаша индикаторы болып табылады. Өсімдік-иңдикаторлар, көп жағдайда стенотопты түрлер болып келеді. Яғни бұл түрлердің ареалы шамамен көп жерді алмайды, өйткені олар аздаған кеңістікке тән ерекше ортамен байланысты болады. Осы түрлер және олардың ертеде қалыптасқан қауымдастықтары — фшпоценоздары алдымен топырақтың типінің сенімді корсеткіші болып табылады. Ойткені топырақтың белгілі бір типтерінің қалыптасуына биоценоздың осыған сөйкес келетін типі шешуші роль атқарады.
Иңдикациялық тәсілдің комегімен топырақтың типін ғана емес, сонымен бірге олардың қасиеттерін (құрамындағы тұздардың молшерін, механикалық құрамын және т.б.), топырақ түзетін аналық пародалардың типін, жер асты суларының қаншалықты тереңдікте жатқандығын және пайдалы қазбаларды анықтауға болады. Мысалы, шөлдің немесе шолейттің осімдіктер жабынында фреатофиттер қауымдастықтарының болуы, басқаша айтқаңда тамыр жүйелері тұрақты түрде жер асты суымен байланысты болатьш өсімдіктердің болуы осы жерде тұщы судың барлығының берік кепілі болып табылады. Қара сексеуіл (саксаул безлистый), көдімгі жантақ (верблюжья колючка ложная или обьжновенная шағыр жусан (полынь песчаная) және т.б. бірден-бір гидроиндикаторлар болып табылады. Ақ шидің (чий блестящий) болуы сол жерде жер асты суының жақындығын корсетеді. Алтайда мыстың иңдикаторы ретіңде Патрэн аққаңбағын (качим Патрэна мырштың иңдикаторы ретінде шегіргүл туысының (р.фиалка -) бірнеше түрлерін және ярутканы (р. ярутка — Тһіазрі) пайдаланады. Осімдіктерді индикатор ретінде, топырақтың және геологиялық карталар жасауға, әсіресе аэрофотосъемканы пайдалануға байланысты маңызы ерекше артып отыр. Ойткені фотоснимкеде коп жағдайда тек өсімдіктер мен рельеф корінеді, солар арқылы ландшафттың негізгі компоненттерін, топырақты, породаларды, жер асты суларьш ажыратады.