Влияние природных условий на «работу цветочных часов» в нашем городе

Еще в глубокой древности люди заметили, что растения способны показывать время. Как и все живые организмы, они обладают «биологическими часами», которые регулируют их жизнь. У растений есть своеобразные механизмы определения времени. Они возникли как результат их развития при определенных условиях на протяжении многих поколений. Цветы реагируют на чередование суточных периодов.

На уроке биологии в 6-ом классе, при изучении темы: «Движение растений», нас заинтересовал вопрос о цветочных часах К. Линнея. Установлено, что одни и те же виды растений по-разному «показывают время» в Швеции и в Подмосковье. Поэтому пользоваться цветочными часами можно, лишь хорошо изучив растительность своей местности.

Мы хотели больше узнать о действии таких часов. И поэтому на занятиях научного общества «Экологическая тропа», мы решили более подробно изучить эту тему и ответить на вопрос: « Можем ли мы использовать цветочные часы в нашем городе?».

Цветы украшают землю давным-давно. Им около 125 миллионов лет. Появились они в ранний меловой период, и было их тогда мало. Только спустя 15 миллионов лет расселились цветы по всему земному шару, расселились повсюду, и не единицами, не каждый цветок сам по себе, а сложными многоярусными сообществами, что и помогло им не только выжить, но и завоевать новые территории.

Наблюдая за цветами, люди заметили, что их жизнь подчинена определенным биологическим ритмам: одни из них раскрывают свои яркие венчики ранним утром и закрывают их, когда солнце в зените, другие остаются открытыми весь день или «оживляются к вечеру». Еще в Древней Греции и Риме на цветниках высаживали растения, биологические ритмы которых позволяли определять время.

Растения, цветы которых раскрываются в определенное время суток, высаживали на клумбах и использовали в качестве своеобразных часов. В России в 19 веке очень популярны «цветочные часы» были в Михайловском, в имении А. С. Пушкина.

Знаменитый шведский ботаник Карл Линней по созданию цветочных часов написал научный трактат под названием «Somnus plantarum», что в переводе означает «сон растений». Его наблюдения легли в основу создания цветочных часов, «пущенных в ход» в городе Упсала в 20 годах XVIII века. Там росли всем знакомый одуванчик, лен, картофель, яркая саранка, скромная кислица. С тех пор цветочные часы создаются во многих садах и парках.

Глава 2. Режим дня цветов

Чаще всего причина открывания и закрывания цветков происходит в результате изменения освещенности. Поэтому в ночное время цветы закрыты, а с восходом солнца они открывают свои венчики. Суточный ритм движения лепестков результат неравномерного роста верхней (внутренней) и нижней (наружной) сторон. Если быстрее растет верхняя сторона, то лепестки открываются наружу, при этом цветки раскрываются. Наоборот, более быстрый рост нижней поверхности приводит к отклонению лепестка внутрь, то есть к закрыванию венчика цветка. Но есть цветы, которые открываются только ночью, это Душистый табак (Nicotiana alata), энотера, ночная красавица. Такое явление связано с тем, что опыляются они ночными насекомыми.

Каким законам подчиняются биологические ритмы цветов, пока до конца неизвестно. Есть основания предполагать, что они находятся в тесной связи с геометрическими характеристиками Земли. Например, в средней полосе европейской части страны раньше всего, в 3—5 часов утра, «просыпается» козлобородник луговой — желтый мохнатый цветок на изящной ножке. В 4—5 часов на поле появляются прекрасные огоньки мака, открываются голубые венчики цикория. Затем просыпается осот и красноднев. К 6 часам утра подымает головку веселый одуванчик, на поле разливается голубое половодье льна, открываются бело-фиолетовые цветки картофеля. Позднее красными точками вспыхивает в траве полевая гвоздика. К 9 часам утра раскрываются нежные лепестки кислицы и оранжевые венчики ноготков, на тихих речках и прудах всплывает прекрасная белая лилия. До конца дня продолжают украшать землю яркие ароматные цветы шиповника. Только к вечеру просыпается пахучий душистый табак, после захода солнца начинает благоухать ночная фиалка, в полночь раскрывается чашечка цветка кактуса «Царица ночи».

Наблюдения ученых показали, что, например, в Инсбруке происходит запаздывание раскрытия вышеназванных растений на 1—2 часа, а закрывание запаздывает на 1—6 часов.

Циклические изменения, давно сформировавшиеся у растений, прочно закрепились в их наследственности. Все жизненные процессы подчинены суточным ритмам. Эта ритмика особенно хорошо заметна у растений с яркими цветками: их венчики раскрываются с такой последовательностью и точностью, что по ним можно, как по часам, определять время суток.

Глава 3. Космические связи

Раньше ученые предполагали, что изменения на протяжении суток в расположении стеблей и цветков растений связаны только с внешними факторами - восходом солнца, повышением или понижением температуры или влажности воздуха. Но в ХХ веке это мнение изменилось: теперь хорошо известно, что у растений существует более совершенный способ измерения времени при помощи собственных циклических процессов. Как показали исследования последних десятилетий, одним из главных факторов, воздействующих на жизненные процессы и внутренние механизмы живых организмов, является космическое излучение. Чтобы проверить это предположение, ученые выращивали растения глубоко под землей в специальных камерах, исключающих доступ космических лучей и вмешательство человека. В результате этих опытов было установлено, что при отсутствии солнечного излучения растения «сбиваются» с суточного ритма и теряют ориентировку в пространстве.

Если ты вышел на прогулку и захотел узнать, который час, а у тебя нет с собой часов, то тебе могут помочь цветы. Конечно, с точностью до минуты время они не подскажут, но приблизительно определить, который час, все же возможно. Каждое лето в нашем городе мы видим прекрасные цветочные клумбы.  Нам очень захотелось составить такие часы у нас в городе Сургуте. Поэтому мы решили провести исследовательскую работу.

Еще весной определили этапы работы.

1 этап: Выдвижение гипотезы. Определение задач и времени их выполнения для каждого. Обсуждение источников информации, на основе которых будет проводиться исследование.

2 этап: Обсуждение условий и время эксперимента. Проведение исследования. Объединение и систематизация собранного материала. Оформление работы.

3 этап: Представление результатов работы. Подведение итогов. Подготовка к защите.

Гипотеза: Если мы знаем время открывания и закрывания венчика цветков у растений К. Линнея, то можем ли мы определить время по тем же растениям в нашем городе?

Определив задачи и временя выполнения теоретической и практической части, мы изучили информацию по этой теме. Определили растения, время открывания и закрывания венчика цветка которых, уже известно у К. Линнея. Обсудив условия и время эксперимента, мы провели наблюдения за некоторыми растущими на дачном участке растениями летом, во время их цветения. Исследования проводили при любой погоде. Наблюдали за растениями, которые можно увидеть почти у всех дачников (шиповник, картофель, одуванчик). Сравнили время раскрывания и закрывания венчика цветка некоторых растений К. Линнея, с нашими наблюдениями.

Данные занесли в таблицу и сделали вывод о «работе цветочных часов» в природных условиях города Сургута.

Совпадает ли время открывания и закрывания венчиков цветка некоторых растений (ч. )

Время у К. Линнея В городе Сургуте

Растения Открывают Закрывают шиповник 4. 00-5. 00 19. 00 - 20. 00 нет одуванчик лекарственный, 5. 00-6. 00 14. 00 - 15. 00 нет картофель   6. 00-7. 00 14. 00 - 15. 00 нет

В ходе данных наблюдений, мы сделали вывод, что время открывания и закрывания венчика цветков у растений в нашем городе не соответствует времени цветочных часов К. Линнея.

Выяснили, что в наших природных условиях, составить «цветочные часы» можно только после неоднократных исследований с различными растениями, цветение которых совершается в определенное время.

Заключение

На основании результатов данных наблюдений мы изучили «точность хода» цветочных часов К. Линнея в городе Сургуте.

Выяснили, что данные «работы цветочных часов» К. Линнея не соответствует времени раскрывания и закрывания венчика цветков некоторых растений в городе Сургуте. Определять время по цветочным часам можно только в ясные солнечные дни. Когда же небо покрыто тучами, в дождливую погоду или сильный туман цветы либо вовсе не раскрываются, либо раскрываются в другое время, что очень часто происходит в нашей местности. Раскрывание и закрывание цветков зависит от многих других условий: географического положения местности, времени восхода и захода солнца и других. В нашем городе летом световой день намного дольше, может быть, поэтому венчики долго не закрываются.

Тот, кто захочет устроить такие часы, должен подобрать растения в соответствии с местными условиями. Чтобы составить «цветочные часы», надо произвести многолетние наблюдения над множеством растений и выбрать потом такие из них, цветение которых совершается в наиболее определенное время.

Мы хотим продолжить работу по этой теме, провести наблюдения следующим летом и определить время открывания и закрывания венчика цветка у других растений.