A xerofiták olyan növények csoportja, amelyek az evolúciós változások során alkalmazkodtak a környezet nedvességhiányához. Fiziológiai jellemzőit tekintve nem homogén. Egyes esetekben a transzspirációs folyamatok csökkennek, míg másokban éppen ellenkezőleg, fokozódnak. A xerofitákban a szárazság leküzdésének módjai különbözőek. P. L. Genkel kidolgozta a flóra osztályozását, amely elviseli a nedvesség hosszú távú hiányát.
Pozsgás növények
Ebbe a csoportba azok a növények tartoznak, amelyek alkalmazkodtak ahhoz, hogy vizet tároljanak a szövetekben és szervekben. A xerofiták fényes képviselői a kaktuszok és a crassula. A nedvesség elegendő mennyiségben halmozódik fel a húsos szárban (spurge, kaktusz) és a levelekben (aloe, fiatal, stonecrop, agave).
A pozsgás növények jellegzetes jelei:
- A felület, amelyről a nedvesség elpárolog, csökkent.
- A levelek lecsökkennek.
- Vastag kutikula, amely korlátozza a kipárolgást.
- A gyökérrendszer sekély, de bőven benőtt.
- Kevés sejtnedv van a gyökerekben.
Pozsgás növények olyan területeken találhatók, ahol a heves esőzések időszakát hosszú szárazság váltja fel. A vízveszteség csökkentése érdekében a sztómák csak éjszaka nyílnak ki. Az ilyen típusú vízinövények hiányarosszul viseli. Jobban alkalmazkodnak a hőséghez, mint a szárazsághoz, amely alatt gazdaságosan költik el a szövetekben tárolt folyadékot.
Euxerophytes
A valódi xerofiták olyan növények, amelyek jelentősen csökkenthetik a nedvességveszteséget, ha hiányos. Az evolúció során az euxerofiták a következő adaptációkat kapták sejtszinten:
- A citoplazma megnövekedett rugalmassága.
- Csökkentett víztartalom.
- Megnövelt nedvességvisszatartás.
- Megnövelt viszkozitás.
Mindez segít felszívni a nedvességet a szinte száraz talajból. Néha az euxerofiták föld alatti részeit és szárait parafaréteg borítja be. A xerofiták leveleit vastag kutikuláris burokréteg borítja. Az ebbe a csoportba tartozó növények sztómavédelemmel rendelkeznek a következő formában:
- A mélyedések, amelyekben vannak.
- Gyanta és viasz sapkák.
- A levelek csőbe göndörítése.
Az euxerofiták képviselői: szaxaul, homoki akác, aristida, egyes ürömfajták stb.
Hemixerophytes
Ha elemzi a „xerofiták” szó jelentését, láthatja, hogy a latin „száraz” és „növény” szavakból áll. Ezért a nedvességhiányos élőhelyekhez alkalmazkodott növényvilág része.
Melyek ebbe a csoportba tartozó xerofiták, és miért egyediek? A hemixerofiták a víz nagy mélységből történő kitermelésére kifejlesztett adaptációikkal tűnnek ki. Gyökereik messze a föld alá nyúlnak, és erősen elágaznak. Földalatti cellákbannegatív vízpotenciál és erősen koncentrált sejtnedv.
Ezek a funkciók segítenek kivonni a nedvességet hatalmas mennyiségű talajból. Ha a víztartó réteg nem túl mély, akkor a gyökérrendszer elérheti. A leveleken elágazó erek sokasága minimálisra csökkenti a nedvességnek a gyökerektől a sejtekig történő szállításának idejét.
A xerofita transzpirációnak ez a típusa intenzívebb, mint mások. Ennek köszönhetően a levelek lehűlnek, és még a melegben is fotoszintetikus reakciók mennek végbe bennük. Ez jól megnyilvánul a sztyeppei lucernában, a vad görögdinnyében, a kivágóban és a zsályában.
Pszeudoxerofiták
A hamis xerofiták olyan növények, amelyek élete olyan rövid, hogy nem éri el a száraz évszakot. Növekedési időszakuk egybeesik az esős évszakkal. Kedvezőtlen körülményeket tapasztalnak a hagymák, magvak, gumók vagy rizómák állapotában.
Poikiloxerophytes
A poikiloxerofiták olyan növények, amelyek nem képesek szabályozni a vízanyagcserét. Felfüggesztett animációban várják a száraz időszakot. Ekkor az anyagcsere nem vagy nagyon lassú.
A páfrányok, néhány alga, a legtöbb zuzmó és néhány zárvatermő növény poikiloxerofita. Ezt a csoportot az jellemzi, hogy a protoplaszt gélszerű állapotba tud sűrűsödni. Ezt követően, tapintásra száraz lévén, tovább élnek. Az esős évszak beköszöntével ezek a növények visszatérnek normál állapotukba. Vízveszteség számukra nempatológia.
Xerofiták: jelek és jellemzők
Egy levél anatómiája nagymértékben függ attól, hogy melyik rétegben található. A függőséget Zalenszkij-törvénynek nevezték, annak a fiziológusnak a neve után, aki felfedezte. A talaj feletti magasság növekedésével:
- A cella mérete csökken.
- A sztóma lumenje csökken.
- A vénák és sztómák sűrűsége nő.
- Egyre több palánk parenchyma.
- A transzspiráció és a fotoszintézis intenzitása nő.
A felfedezett mintázat oka a levelek tetején található nedvességellátás romlásában rejlik. Hasonló kép figyelhető meg a száraz éghajlaton növekvő növények esetében is. A xeromorf szerkezet a szárazsághoz alkalmazkodó fajok leveleire jellemző.
A párolgási együttható azt jellemzi, hogy a nedvesség racionálisan kerül felhasználásra. A sztómák nyitottságának mértéke egyformán befolyásolja a párolgást és a szárazanyag-felhalmozódást.
Génmérnökök és nemesítők próbálkoznak a növények szárazsággal szembeni ellenállóbbá tételére. Más módszerek is javasoltak:
- A magvak vetés előtti megkeményedése: szárítás áztatás után.
- Trágyázás, amely segít megtartani a nedvességet a sejtekben.
- Kezelés hormonális gyógyszerekkel.
- Agrotechnikai gyakorlatok (hengerlés, rugós boronálás stb.).
A tudósok a módszerek kidolgozásakor a xerofiták tapasztalataira támaszkodnak. Szerkezetük és anyagcsere folyamataik tanulmányozásával módot kínálnak az alkalmazkodásratermesztett növényeket kedvezőtlen körülmények között. Ennek eredményeként a szárazságtűrő fajták jelennek meg a mezőgazdaságban.
