XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Как путешествуют растения по земле
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Наступила осень и все машины во дворе, после каждого дуновения ветра, покрываются мелкими желтыми семенами с крылышками. Родители каждый день возят меня в гимназию на машине и каждое утро мы наблюдали на машине эти семена. Бывало, что утром машина сильно занесена этими семенами, а бывало, что всего несколько штучек. Часть семян на машине доезжали с нами в гимназию, а часть улетала во время движения. И стал наблюдать каждый вечер из окна, дует ли ветер и связан ли он с количеством семян на машине. И задался вопросом: «А не способ ли передвижения это для семян
Миниатюрный растительный зародыш в семени способен путешествовать на далекие расстояния. Он не привязан к земле корнями, как его родители. Не нуждается ни в воде, ни в кислороде. Он ждет своего часа, чтобы, попав в подходящее место и дождавшись благоприятных условий, начать развитие. Семена и плоды распространяются воздушными течениями, водой, животными, людьми, активным разбрасыванием.
Объект исследования – семена и плоды деревьев и растений.
Целью моего исследования стал вопрос - как растения расселяются на новые места. Следовательно, я перед собой поставил ряд задач:
1. Изучить литературу по данной теме;
2. Получить информацию об особенностях распространения плодов и семян в природе;
3. Провести ряд экспериментов дома и на улице.
Предмет исследования: особенности и способы распространения плодов и семян в природе;
Методы исследования: сбор информации, наблюдение, опрос и выводы.
Гипотеза – если я узнаю об особенностях распространения семян и плодов в природе, то я смогу, объяснить своим одноклассникам как растения расселяются на новые места.
Таким образом считаю, что данная работа будет актуальна для школьников начального блока.
Основная часть
Распространение плодов и семян в природе
В течение эволюции у растений выработались различные способы к распространению плодов и семян. Одни семена и плоды разносятся ветром – анемохория (рис.1.д), другие переносятся водой – гидрохория (рис. 1. в), животными – зоохория (рис. 1. а) или человеком- антропохория (рис. 1. г), а также встречаются растения, у которых выработались специальные приспособления к саморазбрасываниюсемян. Данный способ распространения называется автохорией (рис. 1. б).
Способы распространения семян
а б в г д
Рис.1. Способы распространения семян в природе
В хорошую солнечную погоду в конце лета либо в начале осени в парках, где растёт жёлтая акация слышится лёгкий треск, причём повторяющийся через короткие промежутки времени. Вот так трескаются бобы на кустах акации. Створки их раскрываются, скручиваются и разбрасывают семена далеко в стороны, но только в момент подсыхания.
А вот коробочки мака, которые расположены высоко на длинных стеблях выбрасывают свои семена немного по-другому. Когда подует ветер, стебли мака сгибаются, а затем с силой распрямляются. В этот момент из мелких отверстий коробочки семена вылетают и разбрасываются на довольно большие расстояния. В начале лета улицы, дворы, бульвары, проспекты и скверы покрываются, как снегом, белым пухом от тополей. Снабжённые пучками волосков, семена тополей разлетаются при помощи ветра на большие пространства и, попав в нужное место, прорастают. А всем известные «плоды» одуванчика, начиная с весны, в течение всего лета и осени массами разлетаются на своих «парашютиках» в разных направлениях. Этот способ распространения называется анемохория.
Гидрохория, распространение плодов и семян растений водными течениями. Гидрохория характерна преимущественно для болотных и водных растений, водорослей и некоторых грибов. Приспособлениями для такого способа переноса служат различные вздутия и выросты на плодовых или семенных оболочках (или особые клетки — в спорах грибов), наполненные воздухом и действующие как плавательные пузыри. Гидрохория наблюдается у частухи, стрелолиста, сусака, ежеголовника, рдеста и др. У некоторых растений плоды могут плавать несколько недель или даже месяцев. Орехи кокосовой пальмы путешествуют на огромные расстояния по соленой морской воде.
Следующий не менее интересный способ распространения семян называется - зоохория. Некоторые плоды и семена имеют выросты в форме шипиков, крючочков и прицепок, другие бывают покрыты слоем слизи, образуемой при разложении плода. Они способны прицепляться к шерсти зверей или перьям птиц и путешествовать вместе с животным достаточно долго, пока не разрушатся прицепки или не начнётся линька животного.
Сочные плоды (ягоды, костянки) поедают птицы, при этом внешняя часть плода переваривается в пищеварительном тракте, а семена, обладающие устойчивой к пищеварительным ферментам оболочкой, сохраняют жизнеспособность. Они выделяются и попадают в почву вместе с экскрементами, которые служат удобрением для будущего растения. Более того, у некоторых растений семена не способны к прорастанию, если они не прошли через пищеварительный тракт птиц.
Животные могут поедать только мякоть плодов, а семена при этом разбрасывать, иногда на довольно большие расстояния. Некоторые звери и птицы переносят плоды в подходящее место и только там поедают их, оставляя на этом месте семена.
Распространителями семян могут быть и насекомые. Мелкие плоды и семена многих растений, особенно в тропических лесах, переносят муравьи. Например, муравьи перетаскивают семена трав с сочными придатками-выростами. Поедая только эти сочные части, муравьи оставляют неповреждённые семена в муравейнике или выносят за его пределы и бросают неподалёку. Существуют растения, местообитания которых привязаны к муравейникам, а иногда и к определённому виду муравьёв.
Заключительный способ распространения семян – антропохория. Часто невольным переносчиком плодов и семян становится человек. Человек в результате хозяйственной деятельности вместе с культурными растениями нередко высеивает и сорные. Кроме того, некоторые плоды и семена могут путешествовать на транспорте.
Такие растения — антропохоры — часто выходят за пределы естественного ареала и акклиматизируются в новых условиях. К антропохорам обычно относят сорные, мусорные и другие растения, распространяемые при перевозках семян —агестохория, с посевным материалом — спейрохория, путём рассеивания семян в почве орудиями обработки — эргазиохория, и т. д.
1.2. Отличительные признаки плодов и семян, распространяемых ветром, животными, человеком.
После просмотра всех способов распространения семян, можно семена и плоды разделить на определённые группы по отличительным признакам (рис. 2.).
Дунул ветер и сотни ажурных парашютиков поплыли в летнем воздухе, то поднимаясь всё выше и выше, то спускаясь к самой траве.
Летучки могут подняться довольно высоко. Достоверно известны случаи, когда семена перелетали через горные хребты высотой более 2000 метров! В полёте им помогают различные приспособления - хохолки, длинные отростки, крылья, парашютики. Но даже без них плоды и семена передвигаются по воздуху, особенно если плоды и семена очень лёгкие и мелкие.
2 3 4 5
Рис.2 Отличительные признаки плодов (1. плоды с парашютами, 2. цепкие плоды, 3. плоды, разбрасывающие семена, 4. сочные плоды, 5. крылатые плоды)
Гораздо меньшими приспособлениями к полёту обладают сравнительно тяжёлые плоды с разнообразными крыльями. Возьмём, к примеру, деревья, часто встречающиеся на улицах, бульварах, в городских парках. Два - три круглых орешка липы имеют одно общее перепончатое крыло. Плод вяза окружён широкой каймой, покрытый сетчатым рисунком. Плод ясеня похож на маленькое весло с широкой лопастью. А кому не знакомы спаренные крылышки- плоды клёнов, которые, вращаясь, с тихим шуршаньем падают на землю. Но это не просто падение, это тоже полёт, точнее планирование. При лёгком ветре такие крылышки, оторвавшись от дерева на высоте 6 м над землёй, способны пролететь 27 м.
При помощи ветра по воздуху распространяются в основном плоды с парашютами и крылатые плоды. Наиболее характерные приспособления плодов и семян к распространению ветром – различные выросты плодовой кожуры: летучки, крылатки, волоски.
Цепкие и сочные плоды распространяются при помощи человека и животных. Для плодов и семян, распространяемых животными, характерны приспособления в виде крючков, шипиков. С помощью животных распространяются семена со съедобными плодами.
Все ли семена прорастут на новых местах? Нет, часть семян всё же погибает. Некоторые семена могут сесть на густую «щетку» сухой травы. Они как бы повиснут между небом и землей. И прорасти они не могут, так как до земли далеко, и вверх им не подняться — застряли. Некоторые летучки ветер заносит на железную крышу, другие сбрасывает в канализационные решетки. Даже те семена, которые избегут такой участи, не все прорастут. Им придется выдержать жестокую борьбу с растениями, которые поселились раньше. И часто в этой борьбе победителями оказываются именно хозяева, а новые поселенцы гибнут.
Большая и разнообразная группа растений выбрасывает и выстреливает свои семена не только в разные стороны, но и довольно точно в цель. Обычно эти растения распространены в местах, где ни ветер, ни насекомые, ни животные не могут помочь им распространять семена на большие расстояния (например, в глухом и густом уголке леса).
Хрупкими кажутся на ощупь створки зрелого «стручка» желтой акации. Но достаточно легко сдавить их пальцами, и они быстро свернуться в спирали, разбросав семена. Интересны и всем знакомые анютины глазки. Пока её коробочки незрелые, они фонариками поникают на длинных цветоножках. Но как только они созревают, эти фонарики приподнимаются, раскрываются тремя лодочками, и семена вылетают из них.
Расстояние, на которое летят семена, довольно далеко по сравнению с размерами самого растения. Маленькая дикая фиалка собачья разбрасывает их в радиусе до 1 м, болотная герань – до 2,5 м. А мощность «катапульты» тропической баухинии пурпурной отправляет семена на расстояние 15 м. Такова ширина улицы, по которой автомобили могут идти в 5 рядов
Практическая часть.
2.1. Эксперименты
Мой первый эксперимент я провёл с помощью семян березы (рис.3). Я взял семена, положил их на руки и слегка дунул на них. В результате семена полетели. Зацепились за куртку и шапку, а основная масса улетала на землю в округе. Таким образом я доказал. Что даже легкое дуновение ветра может унести семена далеко, но как только оно найдут препятствие, то остановят свой путь. В моем случае это была моя шапка и куртка.
Рис. 3 Первый эксперимент
Второй эксперимент я провёл при помощи плодов клёна. Я их подбросил вверх и увидел, что они медленно парят над полом. А если будет ветер, то он их сможет унести далеко (рис.4). Таким образом я доказал, что увеличение веса семечки при наличии крылышек не мешает дальности полета. Семечки не летят плашмя на землю, а парят и немного зависают над ней.
Рис. 4 Второй эксперимент
После двух экспериментов я ещё раз убедился в том, что семена и плоды могут путешествовать при помощи ветра.
Следующий - третий эксперимент, я провёл дома, и мне помогла соседская кошка (рис.5). Я на её шерсть кинул семена клёна. Кошка с ней прошла по коридору, несколько метров и легла на свою лежанку. После того как она встала на лежанке осталось несколько семян.
Рис.5 Третий эксперимент
Этот опыт можно провести и с человеком. Если к нашей одежде прилепить колючку, то мы её сможем перенести на другое место, тем самым поможем растению проделать своё путешествие.
Значит, и животные, и люди помогают растениям расселяться на новые места.
Для четвёртого моего эксперимента мне пришлось проделать длительное наблюдение. Мама с братишкой решили высадить мини-сад на подоконнике из семян, которые им дали в магазине. Там проходила акция и за определенную сумму покупки выдавались семена в пакетике. И они сами того не ожидая, уронили семечко в горшок с цветком. И это семечко взошло в горшке с цветком (рис.6). Кстати, это семечко оказалось семечком растения мелисса. И оно лучше прижилось в горшке с цветком, чем со своими собратьями в специальных горшочках. Таким образом, мы убедились в том, что плоды и семена при перемещении в другие места обитания так же хорошо приживается и прорастает.
Рис.6 Четвертый эксперимент
Для пятого эксперимента мне понадобилось два стакана воды (рис.7). В один я положил семечко клена и перелил воду из стакана в стакан. Я увидел, что этот плод вместе с водой перешёл в другой стакан. Что доказывает способность плодов не тонуть в воде, а путешествовать.
Рис. 7 Пятый эксперимент
Опрос одноклассников
В ходе проведенных экспериментов я решил провести опрос среди своих одноклассников. Опросник включал в себя три вопроса:
Замечали ли вы разбросанные по земле семена таких деревьев, как береза или клен?
Знаете ли вы что семена и плоды деревьев и растений могут путешествовать?
Какие способы перемещения семян и плодов вы знаете?
В опросе приняло участие 24 человека. Опрос в виде диаграммы представлен в приложении №1. На первый вопрос положительно ответили 11 человек. Я ожидал больший результат, оказалось мои одноклассники совсем не смотрят под ноги и вокруг себя. О возможном путешествии семян знают только 4 человека. Данные тоже не утешительны. Поэтому я решил сделать брошюру для ребят (Приложение №2), где схематически показал и рассказал о возможных способах перемещения семян. Но когда, в третьем вопросе опросника, я спросил о способах перемещения семян и плодов одноклассники дали много правильных ответов. Это были и животные, и ветер, и человек. И лишь 7 человек ни знали ни одного способа перемещения. О саморазбрасывании семян ни знал никто. Чтобы рассказать о данном способе перемещения семян я раздал ребят брошюру «А знаете ли вы что …?» (Приложение №3). Где рассказал о таких растениях.
Заключение
Выполнив теоретические и практические исследования, я сделал выводы, что природа, снабдила плоды и семена различными средствами передвижения: здесь и семена - воздухоплаватели- парашютисты и планеристы, и семена - наездники, отправляющиеся в странствия на спинах животных, и «зайцы», путешествующие без билета по железным дорогам, на кораблях и автомобилях. Плоды растений могут выстреливать как из пушки, забрасываться на большое расстояние своеобразными рогатками. Многие плоды переносятся водой. Есть настоящие пловцы-марафонцы, пересекающие моря и океаны. Словом, способов для расселения у них достаточно. Семена отправляются в дальний путь в таком большом количестве и на такие дальние расстояния.
Гипотеза подтверждена. Я не только сам узнал об особенностях распространения и отличительных признаках семян и плодов, но и смог объяснить и показать, при помощи брошюр, своим одноклассникам как расселяются растения на новые места. Справился с рядом задач поставленных перед началом исследования, увеличил свой кругозор и стал внимательнее к окружающему миру. Ведь в нём ещё много интересного и очень много тем для следующих исследований.
Список использованной литературы
Левина. Р.Е. Способы распространения плодов и семян. Издательство Московского Университета. 1957 г.
Хэнсон. Т. Триумф семян. Как семена покорили растительный мир и повлияли на человеческую цивилизацию. Издательство Альпина Нон-фикшн. 2021 г.
Школьник Ю.К. Растения. Полная энциклопедия. Издательство Эксмо. 2021 г.
Монтгомери Б. Растения разумные или чему можно научиться у природы. Издательство портал. 2021 г.
Лазье. К. Секреты природы. Издательство Махаон. 2018г.
https://foxford.ru/wiki/biologiya/rasprostranenie-plodov-i-semyan
https://fishki.net/photo/3180738-8-interesnyh-faktov-o-semenah-rastenij.html
https://bio-lessons.ru/rasprostranenie-plodov-i-semjan/
Приложение №1
Приложение №2
Приложение №3