Аквариум в школе
Шрифт:
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.
Валлиснерия спиральная — широко известное аквариумное растение семейства водокрасовых. В культуре несколько видов. Валлиснерия встречается в водоемах тропиков и субтропиков, в СССР — в дельте Волги, на юге и юго-западе европейской части Союза, в Средней Азии (бассейны Амударьи и Сырдарьи, в ряде озер и даже в опресненных морских заливах). Листья ярко-зеленые, линейные, центральная жилка не заметна, конец листа закруглен, в лупу видны по кромке конца зубчики. Корневая система развита, корни тонкие, белые, узловатые, расположены пучком. Размножается боковыми побегами, на концах которых почка. Из нее развивается дочернее растение, от него через некоторое время отходит новый побег и т. д. В природе достигает в высоту 1 м при ширине листьев до 8 мм, в аквариуме мельчает (до 30 — 40 см). В аквариумах любителей распространены еще 4 вида. Один из них имеет спирально закрученные плотные листья, растет и размножается сравнительно медленно — азиатская валлиснерия. Два вида представлены гигантскими растениями — гигантской валлиснерией из Новой Гвинеи (рис. 12) и красной валлиснерией из Флориды и Кубы — валлиснерией неотропикалис. В аквариумах длина листьев у обеих достигает 2,5 м при ширине листа до 2 см. Первая имеет зеленые листья с характерным утолщением в виде валика по краю, у второй валика нет, лист коричнезо-красный, вишневые жилки образуют на нем красивый рисунок. В аквариумах валлиснерии четырех видов растут без проблем, кроме случаев соприкасания воды с ржавчиной; замедленно растут они и в очень мягкой, кислой воде.
На примере валлиснерии можно показать приспособленность растения к жизни в водной среде. Листья лишены несущих прочных конструкций и без воды сразу опадают, быстро вянут. В то же время лист обладает большой прочностью на растяжение — течению воды, водным животным не так-то просто его порвать. Без воды, в полупогруженном состоянии это растение не может существовать. Оно — настоящее водное. Но валлиснерия не утратила связи с воздушной средой и выносит к поверхности генеративные органы. Растение двудомное, цветки — на концах подводных цветоножек и заключены в особые пузыри из двух плотно сомкнутых прицветников. В пузыре пестичного растения — один цветок, в каждом пузыре тычиночного их несколько. Тычиночные цветки очень мелкие, и те и другие невзрачные. Женская цветоножка удлиняется и выносит цветок к поверхности, где он раскрывается в воздушной среде. Тычиночные цветки постепенно отрываются и всплывают. В воде они похожи на шарики, на поверхности цветок раскрывается. Ветер подгоняет его к женскому цветку, раскрытому чуть выше поверхности воды. Пыльца попадает на рыльце, оплодотворенный цветок уходит под воду за счет спирального скручивания цветоножки (отсюда и название — валлиснерия спиральная). Плоды развиваются у самого дна. В культуре обычны пестичные растения, за исключением красной валлиснерии (встречаются экземпляры обоих полов). Поэтому оплодотворение в аквариумах увидеть трудно, хотя цветут растения регулярно. Чаще цветение наблюдается в аквариумах, глубина которых превышает 60 см.
Валлиснерия — незаменимый объект при демонстрации на уроках выделения растением кислорода в процессе фотосинтеза. Описанный в учебнике ботаники процесс выделения кислорода элодеей на свету не всегда успешно проходит. Более удачно осуществляется этот процесс у валлиснерии. Для наблюдения надо взять сильный куст валлиснерии и срезать у него верхнюю часть листьев. Вскоре из сосудов на срезе к поверхности устремляется цепочка мелких пузырей. Это выделяется кислород.
Уруть, или перистолистник,— растение семейства сланоягодниковых: его листья значительно мягче по сравнению с жесткими иглами роголистника. Вынутый из воды, роголистник сохраняет свою форму — эластичные листочки урути спадают и слипаются в кисточку. Впрочем, это касается только подводных, нежных, перисторассеченных листьев. Стебли этого растения, достигнув поверхности, могут выходить в воздушную среду. Особенно это характерно для тропических видов перистолистника. В этом случае происходит сложная перестройка анатомии растения, в стеблях образуются твердые несущие тяжи, листья укорачиваются и в воздушной среде сохраняют упругость (рис. 13).