Кіріспе
Сулы ортада өмір сүруге бейімделген өсімдік. Сулы өсімдіктер – сулы ортада (тұзды немесе тұщы су) өмір сүруге бейімделген өсімдіктер. Олар балдырлар мен басқа микрофиттерден ажырату үшін гидрофиттер немесе макрофиттер деп те аталады. Макрофит – судың ішінде немесе жанында өсетін, су астында немесе суда жүзетін өсімдік. Көлдер мен өзендерде макрофиттер балықтарға пана, су жануарларына субстрат, оттегін бөліп шығарады және кейбір балықтар мен жануарлар үшін тамақ болып табылады. Макрофиттер – негізгі өндірушілер және көптеген организмдер үшін тағам тізбегінің негізін құрайды. Олар топырақтың химиялық құрамына және жарық деңгейіне елеулі әсер етеді, себебі су ағынын баяулатады, ластаушы заттарды ұстап, шөгінділерді тұрақтандырады. Артық шөгінділер өсімдік сабақтары, жапырақтары мен тамырларының әсерінен су ағынының баяулауына байланысты бентосқа орналасады. Кейбір өсімдіктер ластаушы заттарды өз тіндеріне сіңіре алады. Теңіз балдырлары – көп жасушалы теңіз балдырлары, олардың экологиялық әсері басқа ірі су өсімдіктеріне ұқсас болғанымен, оларды әдетте макрофиттер деп атамайды. Су өсімдіктері тек суда немесе сумен жиі қаныққан топырақта өсе алады. Сондықтан олар ылғалды жерлердің құрамдас бөлігі болып табылады. Әлемдегі ең үлкен су өсімдігі – Амазонка лотосы, ал ең кішкентайы – ұсақ қазылтыр. Көптеген шағын су жануарлары қазылтыр сияқты өсімдіктерді мекен ету үшін немесе жыртқыштардан қорғану үшін пайдаланады. Су өсімдіктерінің басқа да танымал мысалдары – жүрек пішіндес, су қызғалдағы, лотос және су гиацинты. Тарихи тұрғыдан алғанда, су өсімдіктері құрлықтағы өсімдіктерге қарағанда аз зерттелген.
Aquatic plants are plants that have adapted to living in aquatic environments (saltwater or freshwater). They are also referred to as hydrophytes or macrophytes to distinguish them from algae and other microphytes. A macrophyte is a plant that grows in or near water and is either emergent, submergent, or floating. In lakes and rivers, macrophytes provide cover for fish, substrate for aquatic invertebrates, produce oxygen, and act as food for some fish and wildlife. Macrophytes are primary producers and are the basis of the food web for many organisms. They have a significant effect on soil chemistry and light levels as they slow down the flow of water and capture pollutants and trap sediments. Excess sediment will settle into the benthos aided by the reduction of flow rates caused by the presence of plant stems, leaves and roots. Some plants have the capability of absorbing pollutants into their tissue. Seaweeds are multicellular marine algae and, although their ecological impact is similar to other larger water plants, they are not typically referred to as macrophytes. Aquatic plants can only grow in water or in soil that is frequently saturated with water. They are therefore a common component of wetlands. One of the largest aquatic plants in the world is the Amazon water lily; one of the smallest is the minute duckweed. Many small aquatic animals use plants such as duckweed for a home, or for protection from predators. Some other familiar examples of aquatic plants include floating heart, water lily, lotus, and water hyacinth. Historically, aquatic plants have been less studied than terrestrial plants.
Тарату
Су өсімдіктерінің таралуын анықтайтын басты фактор – судың қолжетімділігі. Дегенмен, олардың таралуын анықтайтын басқа факторлар да болуы мүмкін, оның ішінде қоректік заттардың болуы, толқындардың тудырған әсері, жануарлардың жеуі және тұздылық. Олар папоротниктер немесе гүлді өсімдіктер (монокотиледонды және дикотиледонды) болуы мүмкін. Теңіз суында толығымен су астында өсе алатын жалғыз гүлді өсімдіктер – теңіз шөптері. Мысалдары Талассия және Зостера туыстарында кездеседі. Гүлді өсімдіктердің су ортасында пайда болғанына бірнеше ерте кездескен қазба гүлді өсімдіктердің сулы болғаны туралы дәлелдер куәлік етеді. Су өсімдіктері гүлді өсімдіктердің арасында кеңінен таралған, кем дегенде 50 тәуелсіз түрі бар, бірақ олар гүлді өсімдіктер түрлерінің 2% -дан азын құрайды. Архефруктус – шамамен 125 миллион жыл бұрын табылған ең көне және толық гүлді өсімдік қазбаларының бірі. Бұл өсімдіктер суға батып немесе су бетінде қалқып өмір сүруге арнайы бейімделуді қажет етеді. Су өсімдіктерінде су астындағы жапырақтар мен фотосинтездік сабақтардың айналасындағы диффузиялық шекаралық қабаттар (ДБЛ) жапырақтардың қалыңдығына, пішініне және тығыздығына байланысты өзгереді және жапырақ/су шекарасы арқылы газ алмасуын айтарлықтай төмендетеді, соның салдарынан көмірқышқыл газының тасымалдануын шектеуге себеп болады. Суда жарық интенсивтілігі тереңдікпен бірге тез төмендейді. Олардың тіршілік ететін ортасының бірлік көлемінде тыныс алу деңгейі де қараңғыда жоғарылайды. Судан алынған кезде мұндай өсімдіктер әдетте жалпақтап, тез тургорларын жояды. Дегенмен, өзендерде өсетіндерге судың күшті ағынынан зақымданудан сақтану үшін жеткілікті мөлшерде құрылымдық ксилема және ағынмен жұлынып кетпеу үшін мықты бекіту механизмдері қажет. Көптеген толығымен су астында өсетін өсімдіктердің жапырақтары ұсақ тілімделген, бұл өзендердегі қарсылықты азайту және минералдар мен газдар алмасуы үшін үлкен беттік ауданды қамтамасыз ету үшін болуы мүмкін. Газ алмасуы негізінен жапырақтың үстіңгі бетінде жүзеге асады, себебі жапырақ тіліздері сол жерде орналасқан және олар тұрақты түрде ашық күйде болады. Сулы ортада болғандықтан, өсімдіктер тіліздер арқылы су жоғалту қаупіне ұшырамайды және дегидратация қаупіне де ұшырамайды. Осы себепті, олардың жасушалық қабықтары жерде өсетін өсімдіктерге қарағанда әлдеқайда икемді және жұмсақ, себебі жердегі өсімдіктерде болатын қысым жоқ. Жердегі өсімдіктердің қатты жасуша қабырғалары бар, олар қатал ауа райына төтеп беруге және ауырлық күшіне қарсы тұрып, өсімдікті тік ұстауға мүмкіндік береді. Гравитропизм, фототропизм және гидротропизм қасиеттері сулы ортадан құрлықтық ортаға өту кезінде пайда болды деп саналады. Жердегі өсімдіктер енді суға шексіз қол жеткізе алмады және жаңа ортада қоректік заттарды іздеуге және статоциттер сияқты жаңа сезімдік функциялары бар жасушаларды дамытуға бейімделді.
Қашықтан пайда болатын
Суда өсетін, бірақ бетін тесіп, ауаға ішінара шығатын өсімдіктер – судан шығатын өсімдіктер деп аталады. Мұндай өсімдіктердің барлығын судан шығатын өсімдіктер жиынтығы дейміз. Судан шығатын өсімдіктердің көптеген түрлері бар, олардың ішінде қамыс (Phragmites), Cyperus papyrus, Typha түрлері, гүлдейтін шашы және жабайы күріш түрлері кездеседі. Кейбір түрлер, мысалы, қызғылт түсті лоострф, судан шығатын өсімдік ретінде өсе алады, бірақ олар батпақты жерлерде немесе жай ылғалды топырақта да жақсы өседі.
Су астында
Суға батып өсетін макрофиттердің тамырлары субстратқа бекініп (мысалы, Myriophyllum spicatum) немесе тамыр жүйесі болмай (мысалы, Ceratophyllum demersum) судың астында толықтай өседі. Гелофиттер – батпақты жерлерде жартылай суға батып өсетін және су бетінен төменгі бүршіктерден қайта өсетін өсімдіктер.
Желбезекті
Су бетінде жапырақтары қалқып жүзетін макрофиттердің тамыр жүйесі судың түбіне немесе субстратына бекітілген болады. Көбінесе су қызғалдағы (Nymphaeaceae тұқымдасы) және көл шөптері (Potamogetonaceae тұқымдасы) осы санатқа жатады.
Су жүйелеріндегі макрофиттердің функциялары
Макрофиттер су экожүйелерінде көптеген экожүйелік функцияларды атқарады және адам қоғамына қызмет көрсетеді. Макрофиттердің маңызды функцияларының бірі – азот пен фосфорды қоса алғанда, еріген қоректік заттарды сіңіру. Тікелей қоректік заттарды сіңіруден басқа, макрофиттер қоректік циклға, әсіресе азот цикліне, макрофиттердің тамырлары мен жапырақтарында мекендейтін денитрификациялық бактериялық функционалдық топтарға әсер ету арқылы жанама түрде әсер етеді. Макрофиттер ағыс жылдамдығын төмендету арқылы судың ішіндегі тоқылған қатты заттардың шөгуіне көмектеседі, топырақ бетін тұрақтандыру арқылы эрозияны тежейді. Макрофиттер су бағанасындағы біртектіліктің болмауында кеңістіктік әртүрлілікті де қамтамасыз етеді. Макрофиттермен қамтамасыз етілген ортаның күрделілігі балықтар мен жәндіктердің түрлері мен санының артуына ықпал етеді. Сонымен қатар, нақты орынға байланысты макрофиттердің құндылығы жануарлардың тіршілік ету ортасын қамтамасыз етеді және сарғыш суларды тазартатын жүйелерді эстетикалық тұрғыдан жағымды етеді. Ludwigia adscendens сабағы мен тамырының, сондай-ақ Monochoria hastata жемісінің, жапырағының және сабағының ыстық су экстракттары липоксигеназаны тежеу қабілетіне ие екені анықталды. Ludwigia adscendens жапырағынан алынған ыстық су экстрактының альфа-глюкозидазаны тежеу белсенділігі акарбоздан гөрі күштірек.
Қалдық суларды тазарту
Макрофиттер кейбір түрдегі сарғыш суларды тазартуда маңызды рөл атқарады, ең көп кездесетіні – құрылыс жасалған батқылық жерлерді пайдаланатын шағын көлемді кәріз суларын тазарту, немесе ірі жобалар үшін толықтыру лагуналарында.
Инвазивті су өсімдіктері
Жергілікті емес су өсімдіктерінің таралуы нәтижесінде, олар енгізілген ортада инвазивті болып, көбінесе басымдық танытуының көптеген мысалдары дүние жүзінде кездеседі. Мұндай түрлердің ішінде су гиацинты бар, ол АҚШ-тың оңтүстік бөлігі, көптеген Азия елдері және Австралия сияқты көптеген тропикалық және субтропикалық аймақтарда инвазивті болып табылады. Жаңа Зеландияның тасбақасы – орташа белдеу климатында өте инвазивті өсімдік. Ол жағалау бойындағы өсімдіктен бастап, көптеген тоғандардың толық аумағын жабады, басқа өсімдіктер мен жануарлардың өмір сүруіне жағдай қалдырмайды. Басқа да маңызды инвазивті өсімдік түрлеріне жүзбелі пенниворт, бұйра жапырақты тоған және т.б. жатады. Осы инвазивті өсімдіктердің көпшілігі аквариумдар үшін оттегін беруге арналған немесе бақша тоғандарын безендіру үшін сатылып, кейіннен қоршаған ортаға тасталып кеткен.
Other notable invasive plant species include floating pennywort, Curly leaved pondweed, Many of these invasive plants have been sold as oxygenating plants for aquaria or decorative plants for garden ponds and have then been disposed of into the environment.