đặc điểm thích nghi của thực vật thủy sinh

MỤC LỤC

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Trái đất của chúng ta có tổng diện tích 510 triệu km 2; trong đó diện tích
phần đất nổi (đại lục) là 148 triệu km 2 (29%), phần đại dương là 362 triệu km 2
(71%). Thực vật phân bố rộng rãi trên Trái đất, từ các lục địa đến các đại
dương rộng lớn.
Trong quá trình tiến hóa chung của sinh giới, các sinh vật đều có chiều
hướng chuyển từ nước lên cạn. Tuy nhiên, cũng có một số loài lại có những
biến đổi để thích nghi trở lại môi trường nước (tất nhiên là không kể đến những
sinh vật bậc thấp mang các đặc điểm còn nguyên thủy thích nghi với môi
trường nước từ trước), những sinh vật này được gọi là thủy sinh vật, gồm động
vật thủy sinh và thực vật thủy sinh.
Ở đây chúng tôi chỉ xét đến thực vật thủy sinh. Cũng như thực vật trên
cạn, thực vật thủy sinh cũng có khả năng quang hợp, cần những nguyên liệu
1


cho quá trình quang hợp. Tuy nhiên, môi trường sống của chúng hoàn toàn
khác nhau.
Vậy với điều kiện “thừa nước thiếu khí” của môi trường sống, thực vật
thủy sinh đã có những đặc điểm gì để thích nghi? Để trả lời câu hỏi này chúng
ta hãy cùng thảo luận vần đề: “Đặc điểm thích nghi của thực vật thủy sinh”.
Chú các chữ viết tắt được sử dụng trong bài:
NXB: Nhà xuất bản
TV: Thực vật
TVTS: Thực vật thủy sinh

PHẦN II: NỘI DUNG
II. THỰC VẬT THỦY SINH LÀ GÌ?
Trước hết chúng ta cần hiểu “thủy sinh” là gì?

Thủy là nước. Sinh có nghĩa là sống, là những cái gì sống được. Thủy
sinh là những sinh vật sống trong nước. Cần chú ý là “sống trong nước” không
có nghĩa là chìm hoàn toàn trong nước, mà là đời sống của chúng gắn liền với
nước, chúng có thể là những sinh vật nổi trên mặt nước, chìm một phần cơ thể
hoặc chìm hoàn toàn trong nước.
Vậy thực vật thủy sinh (TVTS) là những thực vật sống trong nước, quá
trình sinh trưởng và phát triển của chúng gắn liền với môi trường nước.
II. MÔI TRƯỜNG NƯỚC
1. Ý nghĩa của nước trong đời sống thực vật:
2


* Nước có một vai trò quan trọng trong đời sống thực vật. Nước là thành
phần không thể thiếu được của cơ thể sống chiếm từ 50 → 90% khối lượng cơ
thể. Có một số trường hợp nước chiếm tỷ lệ rất cao, tới 90% ở một số cây
mọng nước.
* Nước là nguyên liệu cho cây quang hợp tạo ra hữu cơ, chất dinh dưỡng
trong cây.
* Nước giúp cây duy trì sức cản của tế bào và điều hòa nền nhiệt cho
cây.
* Nước có vai trò quan trọng trong các quá trình nảy mầm, hô hấp, sinh
trưởng và phát triển, sinh sản của thực vật.
Ngoài ra, nước giữ vai trò phát tán nòi giống cho các thực vật và nước
cũng là môi trường sống của nhiều loài thực vật.
2. Những đặc điểm cơ bản của môi trường nước và sự thích nghi của sinh
vật
Độ đậm đặc của môi trường nước:
Nước có độ đậm đặc lớn hơn không khí nhiều nên có tác dụng nâng đỡ
cho cơ thể sống. Sinh vật sống trong nước có các đặc điểm thích nghi:
* Tăng cường bề mặt tiếp xúc của

cơ thể với nước như cơ thể có dạng dep,

3


kéo dài, hình thành nhiều mấu và tơ gai. Nhiều loài thực vật thủy sinh có kích
thước lớn như cây nong tằm sống trong môi trường ao hồ vùng Amozon có lá
nỗi trên mặt nước đường kính 1 – 1,2 m, thành cao 30 –40 cm, như một cái
nong, nặng 35 – 50 kg.

Hình 1: Cây nong tằm

* Nhờ nước nâng đỡ tốt mà nhiều loài thực vật bậc thấp chưa có thân, lá thật,
chưa có mạch như các loài tảo nâu, ở biển vẫn có kích thước lớn như tảo thảm
ở vùng biển Thái Bình Dương có thể dài tới trăm mét, nặng 40 -60 kg.
Hình 2: Tảo thảm (Macrocystis pyrifera)
* Cơ thể thực vật sống trong nước giảm tỉ trọng cơ thể bằng cách ích lũy
lipit hoặc có các túi hơi. Ví dụ như các loài bèo…
* Những thực vật sống trong nước có mô cơ kém phát triển. Các yếu tố
cơ trong thân cây tập trung ở phần trung tâm với nhiều tế bào đã phân nhánh có
tác dụng nâng đỡ và tạo nhiều khoảng trống chứa khí.
Lượng oxi trong nước
* Hệ số khuếch tán trọng nước nhỏ hơn không khí khoảng 320000 lần,
thường thì hàm lượng của chúng không quá 20ml/ 1 lít nước và ít hơn không
khí 21 lần. Vì vậy vấn đề hô hấp của thực vật trong nước tương đối phức tạp.
* Lượng oxi xâm nhập vào nước chủ yếu nhờ hoạt động quang hợp của
thực vật thủy sinh và do khuếch tán từ lớp khí bề mặt. Do đó lớp nước trên mặt
nhiều khí O2 hơn lớp nước sâu.
* Sinh vật trong nước (trong đó có TVTS) hấp thụ oxi qua bề mặt cơ thể.
Thực vật sống chìm trong nước, trên cơ thể không có lỗ khí, không khí hòa tan

thấm qua bề mặt cơ thể. Lá cây nổi trên mặt nước như lá súng chỉ có mặt lá
4


phía trên tiếp xúc với không khí có lỗ khí, còn mặt dưới tiếp xúc với nước
không có. Thực vật sống chìm trong cơ thể có nhiều khoảng trống chứa khí.
* Một số loài có cấu tạo đặc biệt để thích nghi. Ví dụ loài sen chúng
sống trong bùn, một môi trường rất yếm khí, hô hấp tự nhiên gặp khó khăn,
nhưng trong ngó sen lại có rất nhiều lỗ to nhỏ khác nhau. Những lỗ này ăn
thông với các lỗ trên cuống lá, đồng thời trong lá lại có nhiều khoang rỗng ăn
thông với khí khổng của lá. Vì vậy ngó sen tuy nằm sâu trong bùn nhưng vẫn
sống bình thường nhờ tự do thở qua mặt lá.

Độ mặn của nước
* Lượng muối hòa tan trong nước khác nhau giữa các vùng. Nức biển có
độ mặn 350/00, chủ yếu là muối NaCl. Vùng cửa sông ven biển nơi giao tiếp
giữa hai nguồn nước mặn của biển và nuocs ngọt từ thượng nguồn nên nước có
độ mặn thấp, gọi là vùng nước lợ. Vùng này có độ mặn thay đổi theo chế độ
thủy triều và theo mùa, về mùa mưa độ mặn nước thay đổi từ 0,5 đến 10 0/00
(NaCl), nhưng mùa khô lên đến 25-350/00 (NaCl).
* Độ mặn của nước là nhân tố rất quan trọng ảnh hưởng đến sự phân bố
và mức độ đa dạng của các loài thủy sinh.
* Đối với thực vật trên cạn, việc giữ nước cho cơ thể trong điều kiện
thiếu nước là rất quan trọng. Đối với thực vật ở nước, làm thế nào để giữ một
lượng nước trong cơ thể lúc môi trường ngoài thừa nước cũng không kém phần
quan trọng. Vì lượng nước thừa trong tế bào sẽ làm thay đổi áp suất thẩm thấu
và hủy hoại các chức năng sống chủ yếu của cơ thể. Phần lớn các thực vật ở
nước có áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào nồng độ muối của môi trường nước
5

xung quanh. Để giữ cân bằng nồng độ muối và giữ được lượng nước cần thiết
cho cơ thể chúng phải có những cấu tạo đặc trưng.
* Khí khổng thường mở hầu hết thời gian do lượng nước quá thừa thải
không nên không cần được giữ lại trong cây, số lượng khí khổng thường gia
tăng ở hai bên lá.
Ánh sáng ở trong nước
* Năng lượng ánh sáng trong nước yếu hơn trong không khí do một phân
ánh sáng khi chiếu vào mặt nước bị phản xạ lạ koong khí. Do đó, trong nước
ngày ngắn hơn trên cạn.
* Ánh sáng phân bố trong nước với những mức độ khác nhau về cường
độ và tính chất.
* Những tia sóng có độ dài bước sóng khác nhau nên được nước hấp thụ
không đều nhau, dẫn đến màu sắc lá ở trong nước thường phân hóa theo loài,
có loài có màu đỏ, màu tía, màu lục,…

a

b

Hình 3: Màu sắc lá khác nhau của các loài TVTS
6


a: Alternanthera reineckii 'rosaefolia'

b: Ammannia gracilis

* Sự phân bố không đều của các tia sáng là nguyên nhân gây ra sự phân
bố khác nhau theo chiều sâu của các loài thực vật ở nước. Ví dụ : Phần lớn các

cây hạt kín, các loài tảo lục phân bố rất nông vì chúng hấp thụ tia đỏ. Còn tảo
nâu và tảo đỏ phân bố sâu hơn nhờ có sắc tố phụ mà chúng hấp thu được
những tia yếu thấm xuống sâu.
* Ánh sáng trong nước yếu là nguyên nhân của sự thiếu phân hóa hay là
phân hóa yếu các đặc điểm giải phẫu của lá chìm trong nước. Lá thường không
có mô giậu hoặc mô giậu chỉ có một lớp tế bào rất ngắn. Diệp lục phân bố ở
trong tất cả các tế bào biểu bì ở cả hai mặt của lá, nhờ đó mà chúng sử dụng rất
tốt lượng ánh sáng yếu để quang hợp. Ví dụ: rong mái chèo.
Chế độ nhiệt trong nước
* Chế độ nhiệt ở trong nước thường không có những thay đổi lớn. Biên
độ dao động nhiệt độ trong các lớp nước trên cùng của đại dương không quá
10-150C, ở các vực nước nội địa dưới 30 oC. Càng xuống sâu nhiệt độ nước
càng ổn định.
* Sống trong môi trường có chế độ nhiệt tương đối ổn định nên các loài
thực vật ở nước có chế độ nhiệt hẹp hơn các thực vật ở trên cạn. Các loài chịu
nhiệt rộng thường gặp ở các khu vực nước nhỏ nội địa hoặc các vùng triều ở
nhiệt độ cao, nơi có giao động nhiệt theo mùa, ngày và đêm khá lớn.
* Nhiệt độ ít thay đổi và thấp là môi trường ưu thế cho sự sinh trưởng
của cây ở nước. Hình thức phổ biến là nảy chồi như ở Bèo Tấm, Bèo Cái, rong
mái chèo.
Quá trình sinh sản hữu tính một số loài bị kìm hãm, phôi thường bị teo.
7


III. ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI CỦA CÁC NHÓM THỰC VẬT
THỦY SINH
Sống trong môi trường nước, thực vật có những đặc diểm thích nghi rõ
nét về cả hình thái và giải phẫu.
Sự thích nghi của rễ: Trong lớp vỏ rễ cây thuỷ sinh đều có những
khoang rỗng tương đối lớn giữa các tế bào, thông với nhau thành một hệ thống

dẫn khí. Đặc biệt, biểu bì rễ cây là một lớp màng mỏng mờ đục, cho phép
lượng ôxy ít ỏi hoà tan trong nước thấm qua (thẩm thấu), vào trong rễ. Theo
các khoang rỗng giữa các tế bào, ôxy được phân tán đi khắp rễ, cung cấp đầy
đủ dưỡng khí cho bộ phận này hô hấp.
Ngoài ra, để thích nghi với môi trường nước, một số thực vật thuỷ sinh
còn có cấu tạo đặc biệt. Ví dụ củ ấu, rễ của nó cũng mọc trong bùn, nhưng
cuống lá phình to, hình thành rất nhiều túi khí, chứa đủ khí để cho rễ thở. Hay
như bèo ong, dưới lá có rất nhiều rễ củ. Kỳ thực không phải rễ thật mà là biến
dạng của lá, đảm nhiệm tác dụng của rễ.
Sự thích nghi của thân: Lớp biểu bì của thân TVTS cũng có tác dụng
như rễ. Thân cây thủy sinh chìm, trên biểu bì có lớp cutin mỏng, khí có thể
được trao đổi trực tiếp, tế bào biểu bì chứa nhiều lục lạp và quang hợp được. Ở
các loài cỏ sống trong nước mô dẫn truyền rất tiêu giảm và mô gỗ không có
mộc tố, do vậy trong cấu tạo của thân phần vỏ thường dày hơn phần trung trụ.
Các loài Sen, Súng, các bọng được thành lập để chứa khí. Ở Bèo cám thân chỉ
là một phiến dẹp màu lục, không có lá, rễ kém phát triển. Thân của Bèo phấn
chỉ là một khối hình trứng rất nhỏ và không có rễ.
Sự thích nghi của lá: Những lá nổi trên mặt nước có cấu tạo hai mặt lá
khác nhau, mặt trên thường có màu xanh lục, có nhiều lỗ khí, còn mặt dưới của
lá không có lỗ khí và thường có máu nâu hoặc sẫm. Các lá nằm trong nước dài,
phiến hẹp, uốn theo làn nước hoặc có dạng sợi, tua,…
8


Hình 4: Một số dạng lá của TVTS
TVTS được chia làm 3 nhóm:
1. Thực vật ngoi lên mặt nước
* Đó là những loài thực vật mà cơ thể có rễ mọc trong bùn đáy và một
phần cơ thể vươn lên khỏi mặt nước.
* Chúng có số lượng lỗ khí nhiều hơn so với cây ở cạn. Cây ở cạn

thường có khoảng 100-300 lỗ khí/1mm2 thì ở thực vật ngoi trên mặt nước chỉ
riêng mặt trên của lá đã có 400 – 600 lỗ khí trên diên tích tương tự. Ngoài ra
chúng là những cây ưa sáng vì vậy mà có lá to để tăng cường diện tích tiếp xúc
với ánh sáng mặt trời, còn các cơ quan sinh dưỡng ở trên mặt nước thì mang
đặc tính của cây ưa ẩm.
* Rễ của cây sống ngoi trên mặt nước phát triển yếu có tác dụng giữ
thăng bằng cho cây không có lông hút và chóp rễ chống rời khỏi rễ ( bèo Nhật
Bản, bèo Tấm).

9


* Các loài này thường có mô khí phát triển cũng như nhiều khoảng gian
bào lớn, ở một số loài chiếm tới 70% thể tích của cây. Nhờ vậy, không khí thu
nhận được ở những phần trên có thể chuyển xuống đến rễ.
* Các loài thực vật ngoi trên mặt nước như Cyperus pinosus,
Limnophyla heterophylla.

Hình 5: Aubias barteri Var.nana

Hình 6: Aubias barteri Var.nana “marble”

2. Thực vật có lá nổi trên mặt nước
Đó là những loài thực vật có rễ chìm trong bùn và có lá trải nổi trên mặt
nước.
* Chúng có một số cấu tạo thích nghi riêng như ở Trang hay rau mác,
trong biểu bì của lá và cuống lá có các tế bào đặc biệt gọi là “chân nước”, có
hình dạng khác tế bào biểu bì và vách dễ thấm nước hơn. Trong biểu bì dưới
của lá nổi của các cây trong hồ như sen, súng có tế bào tròn “ giác mút”
(Haustorium), ngoài ra chúng còn có các bọng được thành lập để chứa khí.

* Trong thân và lá có các tế bào đá phân nhánh, nhất là các phần ở phía
trên như lá bèo nhật bản, lá trang làm nhiệm vụ nâng đỡ. Ngoài ra trong thân
thường có mô khí phát triển cũng như nhiều khoảng gian bào lớn, ở một số loài
chúng chiếm đến 70% thể tích của cây. Nhờ vậy koong khí thu nhận ở những
phần trên mặt nước có thể chuyển xuống đến rể như ở sen, súng….
10


* Lá cây nổi trên mặt có lượng lỗ khí khác nhau (mặt trên của lá có rất
nhiều lỗ khí còn mặt dưới thì không có), màu sắc cũng khác nhau (mặt trên
thường có màu xanh lục, mặt dưới có màu nâu hoặc màu sẫm).
* Nhờ sự nâng đỡ trong môi trường nước mà nhiều loài ở nước có kích
thước lớn như tảo thảm, một loài tảo nâu ở Thái Bình Dương có thể dài đến
vài trăm mét, nặng 40 – 60kg hoặc như
cây nong tằm, sống ở ao hồ Amazon vùng
Nam Mỹ có lá hình tròn nổi trên mặt nước
đường kính 1,3m trông như chiếc thuyền
nặng 35 – 50kg, có thể chịu trọng lượng
của một đứa trẻ 6 tuổi.
Hình 7: Nymphoides cristata
* Những cây vừa có lá nổi vừa có lá chìm trong nước thì kích thước lá
chìm thường bé. Ví dụ: cây rau mác có lá trong nước dài 40 – 250 cm, rộng 4 –
32cm. trong khi lá vươn lên trên mặt nước dài 3,5 – 8,2 cm, rộng 2,4 cm.
* Một số loài thực vật có lá nỗi trên mặt nước như Nymphoides cristata,
potamogeton cristatus.
3. Thực vật chìm trong nước
* Như các loài Hydrilla verticilata, Halophylla beccari cơ thể thích nghi
với lối sống chìm nên thường có lá hình kim, hình dải hoặc là phân thùy mảnh,
thường phân bố ở độ sâu tử 0,2 – 3,3m
* Một số loài có lá rất dài, phiến hẹp như rong móc chèo, sự thu hẹp của

phiến lá có tác dụng tránh bớt lực dòng chảy.

11


* Cây sống chìm có thân dài, mảnh, lá mỏng nhu các loài thuộc chi rong
liễu, hoặc chi thùy nhiều sợi.
* Mô cơ phát triển yếu vì cơ thể thực vật được nâng đỡ trong môi trường
nước. Các yếu tố cơ học tập trung ở phần trung tâm vì vậy chịu được sự uốn
lượn của dòng chảy.

Hình 8: Aponogeton madagascariensis

Hình 9: Hydrilla verticillata

* Các lá ngập có mô dậu phân hóa yếu hoặc không phân hóa do ánh sánh
yếu, vì vậy ở nhiều loài lá có độ dày kém. Đặc biệt trong tế bào biểu bì có diệp
lục để tranh thủ quang hợp trong điều kiện ánh sánh yếu. Ví dụ ở rong mái
chèo và ngoài ra, một số loài còn có các sắc tố phụ đặc biệt khác để có thể hấp
thụ những tia sáng yếu ớt chiếu xuống sâu như các tia vàng, lục, tia hồng
ngoại… vì vậy chúng có độ sâu khoảng 100m.
IV. CÁC NHÓM THỰC VẬT THỦY SINH TẠI VIỆT NAM VÀ VAI
TRÒ CỦA CHÚNG
Việt Nam có đường bờ biển dài 3.260 km và vùng đặc quyền kinh tế
rộng trên 1 triệu km 2 với nguồn tài nguyên sinh vật biển khá phong phú.
Các thuỷ vực nước ngọt nội địa Việt nam rất đa dạng về hệ thực vật bao gồm
12


các nhóm: Rong, các loaị cây cỏ ngập nước và bán ngập nước. Vi tảo đã xác

định được có 1438 loài tảo thuộc 259 chi và 9 ngành, rong biển có 653 loài,
thực vật phù du có 537 loài.
Như vậy rõ ràng là, TVTS ở Việt nam rất phong phú và đa dạng. Thêm
vào đó, vai trò của chúng cũng rất to lớn. Theo những nghiên cứu mới nhất của
Viên Môi Trường Nông Nghiệp thì nhiều loài thực vật thuỷ sinh có vai trò rất
quan trọng đối với môi trường, đối với đời sống con người. Sau đây là một số
báo cáo mới nhất của các nhà nghiên cứu:
1.Thực vật thuỷ sinh làm sạch nước hồ Hà Nội
Một số hồ ở Hà Nội vừa trồng thử nghiệm Thuỷ trúc, một loại thuỷ sinh
để làm sạch nước hồ. Đây được coi là giải pháp vừa rẻ, vừa an toàn giúp làm
sạch các sông hồ đang ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng.
Thực vật thuỷ sinh là các loài có lá, có rễ, phần lớn chúng đều có bộ rễ
rất lớn. Đây chính là bộ phận để hấp thụ chất hữu cơ và kim loại nặng có trong
nước.
Tất cả các loaị chất thải trong hồ sẽ được bộ rễ của loài thực vật này truyền lên
lá.
Lá chứa chất hữu cơ dư thừa, vì thế lá của chúng có màu xanh rất đặc
trưng và nước hồ thường trong vắt nhờ có họ hàng nhà thực vât này. Nhưng vì
“ Thực vật thuỷ sinh hấp thụ chất hữu cơ và kim loại nặng, và stích tụ lại trên
lá, nên những loài này không được sử dụng để cho người hay gia súc ăn”
PGS.TS Tiến cho biết.

13


Do đó, trồng các loại thuỷ sinh như Lục bình, Thuỷ trúc… sẽ giúp cải
thiện đáng kể chất lượng nước hồ. Các loài này giúp chuyển hoá các loại vi
khuẩn có hại trong nước để làm sạch nước hồ.
PGS.TS Phạm Bình Tuyền, Tổng thư kí Hội bảo vệ thiên nhiên và môi
trường Việt Nam cho biết: Sử dụng thực vật thuỷ sinh để làm giảm ô nhiễm là

biện pháp đã có từ lâu. Nhiều nước trên thế giới đã áp dụng thành công biện
pháp này. Không những hút chất độc, các cây này còn giúp tăng khả năng làm
sạnh nước sông hồ.
Một cách khác nữa để cải tạo nước hồ mà không bị lo xâm lấn mặt nước
là sử dụng các loại rong, tảo…Đây là những loài sống ở tầng giữa của mặt
nước vì vậy chúng sẽ tạo cho nước hồ có màu xanh và cảnh quan đẹp.
2. Bèo, rong, sậy, hoa súng, hoa sen có thể cứu những nguồn nước
đã chết
Phát hiện mới từ Viện khoa học nông nghiêp Việt nam. Cụ thể là, Viện
đã nghiên cứu, thử nghiệm, thu thập, đánh giá và chọn lọc được 19 loài thực
vật thuỷ sinh ở Việt Nam có khả năng làm sạch trở lại nguồn nước mặt bị ô
nhiễm.
Theo Ts Lê Văn Nhạ, Viện Môi trường nông nghiệp cho biết, việc áp
dụng công nghệ sinh thái xử lý ô nhiễm có ưu điểm như chi phí thấp, tận dụng
các điều kiện tự nhiên của các loại thực vật sống trong nước để xử lý ô nhiễm
nên không tốn kém chi phí vận hành nào khác. Mặt khác, bản thân các loài
thực vật thuỷ sinh là tthực vật làm sạch, không gây ra hiện tượng tái nhiễm hay
thôi nhiễm.

14


PHẦN III: KẾT LUẬN
Qua quá trình thảo luận và tìm hiểu đặc điểm thích nghi của TVTS
chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
1. Môi trường nước là môi trường tương đối ổn định, các nhân tố sinh thái ít
thay đổi, là môi trường sống lý tưởng cho TVTS.
2. TVTS có cấu tạo thích nghi với điều kiện sống trong môi trường nước.
3. Tùy mức độ ngập trong nước của cơ thể TVTS được chia làm 3 nhóm: TV
ngoi lên mặt nước, TV có lá nổi trên mặt nước, TV chìm trong nước.

4. TVTS là một bộ phận hợp thành của sinh giới, chúng có khả năng quang
hợp tổng hợp nên các chất hữu cơ từ các vật chất vô cơ, góp phần bảo vệ
nguồn nước.

15