Изучение орхидей в школьном курсе биологии

Комнатные растения составляют ту неотъемлемую часть бытового окружения человека, которая способствует его эстетическому воспитанию. Используя комнатные растения в качестве демонстрационного материала или объектов для опытов и экспериментов при изучении различных тем школьного курса ботаники, можно формировать многие биологические понятия. Все цветы завораживают. Но орхидеи — это нечто волшебное и мистическое! Они все разные! Цвет, форма, рисунок лепестков, собранность в группы или отдельные цветы — все это разное настроение и образы этих цветов. Выращивание орхидей в школе несёт не только эстетическую и воспитательную, но и образовательную роль. Многие из них могут служить наглядным пособием на уроках ботаники, общей биологии и даже географии, когда речь пойдет о растительности тропических и субтропических районов земного шара. По своей биологии и агротехнике орхидеи сильно отличаются от других комнатных растений. Основным отличием орхидей от большинства хорошо известных цветоводам растений является их эпифитный образ жизни. Итак, прежде всего в школьном курсе биологии уместно изучать анатомию орхидей (для 6 и 7 классов): цветоводы обычно подразделяют орхидеи всего на две большие группы, которые выделены на основании особенностей ветвления растений. Моноподиальные орхидеи: у этих растений верхушечная почка сохраняется на протяжении всей жизни побега, который благодаря этому обладает неограниченным ростом в длину. В качестве примера можно использовать розеточные формы например, фаленопсис. Соцветия и боковые побеги у моноподиальных орхидей образуются из боковых почек, закладывающихся в пазухах листьев. Симподиальные орхидеи: от представителей первой группы эти растения отличаются тем, что после достижения побегом определенной величины верхушечная почка отмирает или превращается в соцветие. У симподиальных орхидей стебли, как правило, сильно утолщены и превращены в стеблевые клубни которые по устоявшейся традиции называют бульбами. У орхидей, не имеющих бульб, функции запасающих органов выполняют мясистые листья (фаленопсис) или сочные стебли. У эпифитных орхидей листья, как правило, грубые, покрытые плотной кожицей. Обучение с 9 по 11 классы предполагает изучения следующих тем: «Эволюционное учение», «Адаптации», «Приспособленность организмов к среде обитания», «Изменчивость». В процессе их изучения я бы также рекомендовал использовать следующие материалы: большинство людей знакомы с деятельностью Чарльза Дарвина и с его знаменитым путешествием в Южную Америку. Он сделал свои наиболее важные открытия на Галапагосских островах, где каждый из 20 островов обладал своим уникальным набором видов, идеально адаптированных для проживания в тех условиях. Но мало кто знает об экспериментах Дарвина после того, как он вернулся в Англию. Некоторые из них были сосредоточены на орхидеях. В процессе выращивания и изучения нескольких видов орхидей, он понял, что сложные цветки орхидей — это адаптация, позволяющая цветам привлекать насекомых, которые затем переносят пыльцу на соседние растения. Каждое насекомое специально предназначено для опыления одного типа орхидеи. Взять, к примеру, орхидею Вифлеемская звезда (Angraecum sesquipedale), нектар в которой хранится на глубине 30 сантиметров. Дарвин предугадал, что обязательно должно быть насекомое, которое опыляет этот вид орхидеи. Конечно, в 1903 году, ученые открыли вид под названием сумеречная бабочка, обладающая длинным хоботком, который может дотянуться до нектара этого вида орхидеи. Дарвин использовал данные, которые он собрал об орхидеях и их насекомых опылителях для укрепления своей теории естественного отбора. Он утверждал, что перекрестно опыляемые орхидеи более жизнеспособны, чем самоопыляемые, поскольку самоопыление снижает генетическое разнообразие, что, в конечном итоге, оказывает прямое воздействие на выживаемость вида. Так, три года спустя, после того, как он впервые описал естественный отбор в «О происхождении видов», Дарвин провел еще несколько экспериментов на цветах и укрепил свои утверждения о рамках эволюции. Большинство приспособлений, выработанных у орхидей в процессе эволюции, позволяют им успешно противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Плотные покровные ткани, утолщенные листья и стебли, превращенные в резервуары питательных веществ и воды, более или менее продолжительные периоды покоя — все это направлено к одной цели: сохранению того малого количества жизненных благ, которые этим растениям удается получить в непростых условиях эпифитного образа жизни. Надземная часть орхидей является лишь потребителем воды и минеральных солей, которые растению сначала нужно добыть. Эту работу выполняет корневая система. Она поглощает питательные вещества и воду из окружающей среды и обеспечивает их транспортировку к надземным органам — листьям, стеблям, цветкам; надежно закрепляет растение в почве или на опоре, что особенно важно для эпифитов, подверженных воздействию сильных ветров и тропических ливней.6 класс (тема «Корень»): ученики изучая корневую систему фаленопсиса делают выводы, что: корни глубоко внедряются в почву, надежно закрепляя растение, а из почвенного раствора, окружающего их, с помощью корневых волосков поглощает все необходимые растению минеральные соли и воду. Для орхидей такое приспособление неприемлемо. Ведь там, где они обитают, почвы в обычном понимании этого слова практически нет. Более того, нежные корневые волоски с их тончайшей оболочкой, приспособленной для беспрепятственного проникновения веществ из почвы, будут немедленно высушены беспощадным тропическим солнцем и ветром. Поэтому корневая система орхидей состоит из множества придаточных корней, покрытых слоем опробковевшей ткани, которая называется веламеном. Именно благодаря веламену, состоящему из пустотелых клеток с тонкими, опробковевшими оболочками, орхидеям удается решить задачи водоснабжения и питания. В развитии корневой системы большинства видов орхидей обычно четко прослеживаются три основные стадии: первая — образование и рост молодых корней, которые внедряются в субстрат или прикрепляются к нему; вторая — ветвление прошлогодних или двулетних корней, что дополнительно увеличивает поверхность корневой системы и усиливает поглощение питательных веществ и воды, необходимых для роста; третья — отмирание наиболее старых корней. Темы «Цветок», «Соцветия»: венчик орхидей имеет изысканно неожиданные расцветки, прихотливые контуры лепестков. Но с точки зрения природы цветы орхидей — не более чем предельно специализированные и доведенные до полного совершенства устройства, которые обеспечивают опыление и продолжение рода. Они могут быть одиночными или собранными в колосовидные и кистевидные соцветия, которые в длину достигают иногда нескольких метров и несут более сотни цветков. Околоцветник у орхидей двойной, трехчленный. Он состоит из наружного и внутреннего кругов. Три листочка наружного круга, или чашелистики — сепалии, у большинства орхидей одинаковы по размеру и форме. Иногда они срастаются, образуя так называемый шлем. Из трех листочков внутреннего круга два более или менее похожи на листочки наружного круга и являются лепестками — петалиями. Третий же листочек — губа — сильно отличается от остальных формой и окраской. Она бывает трубчатой, чашевидной, шлемовидной, мешковидной и т. д.; может быть подвижной, свободно качающейся вверх и вниз. Орхидея — элитный цветок, цветок богемы и аристократии, цветок настоящих творцов: поэтов, музыкантов и художников. В настоящее время довольно много неприхотливых видов орхидей, которые можно выращивать в школе, и, разумеется, использовать на уроках биологии.

Литература:

1. Дэвид П. Бэнкс. Орхидеи в вашем доме. — М. Издательство: Кладезь-Букс 2011

2. Еленевский А. Г., Соловьева М. П. Ботаника. Систематика высших, или наземных, растений. — М. Издательство: Академия, 2006.

3. Коломейцева Г. Л., Герасимов С. О. Орхидеи. — М. 2012.

4. http://orchid.city.tomsk.net/biology.html