Механические и проводящие ткани растений

Ткани высших растений. Механические, проводящие, выделительные ткани.

Ткань – совокупность клеток и образуемого ими межклеточного вещ-ва, которые объединяются сходным происхождением, строением и выполняют общие функции.

Типы тканей: образовательные (меристемы), покровные, выделительные, основные (паренхимы), механические, проводящие.

Механические.Все растительные клетки обладают механическими св-ми (за счет жесткой оболочки клетки и тургосцентности), поэтому практически все ткани выполняют механическую фун-ю. Но для колленхимы и склеренхимы они являются основными. Они фун-ют, взаимодействуя с другими тканями, образуя внутри растения каркас. Колленхима образована только живыми клетками, вытянувшимися вдоль оси органа, формируется в период первичного роста. Оболочка клеток неравномерно утолщена и не одересневает. Склеренхима состоит из вытянутых клеток с равномерно утолщенными, часто одревесневшими оболочками, содержимое которых отмирает на ранних стадиях. Высокая прочность. Вегетативных органы наземных растений. Различают два типа склеренхимных клеток: волокна и склереиды. Волокна — это длинные тонкие клетки, обычно собранные в тяжи или пучки (лубяные или древесинные волокна). Склереиды — это округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками. Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки фруктов.

Проводящие.обеспечивают передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ по растению. Различают два вида проводящей ткани — ксилему (древесину) и флоэму (луб). Ксилема — (восходящий ток). В состав входят трахеиды и трахеи (сосуды). Трахеиды представляют собой узкие, сильно вытянутые в длину мертвые клетки с заостренными концами и одревесневшими оболочками. Проникновение растворов из одной трахеиды в другую происходит путем фильтрации через поры — углубления, затянутые мембраной. Жидкость по трахеидам протекает медленно, так как поровая мембрана препятствует движению воды. Трахеиды не очень эффективны. Трахеи (сосуды) —это полые трубки, состоящие из отдельных члеников, расположенных друг над другом. В члениках на поперечных стенках образуются сквозные отверстия — перфорации, или эти стенки полностью разрушаются, благодаря чему скорость тока растворов по сосудам многократно увеличивается. Утолщение в форме спирали, колец или цилиндра, это дает возможность растяжения в длину. Флоэма (нисходящий ток). состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами, паренхимы и механической ткани. Ситовидные трубки образованы живыми клетками, расположенными одна над другой. Их поперечные стенки пронизаны мелкими отверстиями, образующими как бы сито. Клетки ситовидных трубок лишены ядер, но содержат в центральной части цитоплазму, тяжи которой через сквозные отверстия в поперечных перегородках проходят в соседние клетки. Ситовидные трубки, как и сосуды, тянутся по всей длине растения. Клетки-спутницы соединены с члениками ситовидных трубок многочисленными плазмодесмами и выполняют часть функций, утраченных ситовидными трубками (синтез ферментов, образование АТФ).

Выделительные.У растений нет целостной выделительной системы. Есть только специализированные структуры, разбросанные по всему телу, — идиобласты. Клетки небольшие, имеют электронноплотную цитоплазму, с развитыми элементами эндоплазматической сети и комплекса Гольджи, центральная выкуоль не выражена. Клетки связаныплазмодесмами между собой и другими клетками. Наружные выделительные ткани: железистые волоски, гидатоды (выделение избытка воды в условиях пониженной транспирации и высокой влажности), нектарники, пищеварительные (у насекомоядных растений), солевые (растения, произрастающие на засоленных почвах). Внутренние выделительные ткани: схизогенные (обширные межклетники, заполненные выделяемыми вещ-ми, пример – смоляные ходы хвойных растений), лизигенные (образуются на месте живых клеток, которые погибают и разрушаются после накопления в них вещ-в, пример – в кожуре цитрусовых), млечники.

Дата добавления: 2016-05-30 ; просмотров: 2657 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Механическая ткань растений: особенности строения и функции

Так же, как и у животных, в телах растений имеются различные ткани. Из них построены органы, которые, в свою очередь, формируют системы. Структурная единица в целом все та же — клетка.

Однако ткани растений и животных различаются между собой и по строению, и по выполняемым функциям. Поэтому попробуем разобраться, что собой представляют эти структуры у представителей флоры. Более подробно рассмотрим, что такое механическая ткань растений.

Ткани растений

Всего можно выделить 6 групп тканей в растительном организме.

1. Образовательная включает в себя раневые, верхушечные, боковые и вставочные типы. Предназначена для восстановления структуры растений, различного вида роста, принимает участие в формировании других тканей, образует новые клетки. В зависимости от выполняемой функции становится понятно, где будут локализованы участки с образовательной тканью: черешки листьев, междоузлия, кончик корня, верхняя часть стебля.
2. Основная состоит из разных видов паренхимы (столбчатая, воздухоносная, губчатая, запасающая, водоносная), а также фотосинтезирующей части. Функция соответствует названию: запасание воды, накопление запасных питательных веществ, фотосинтез, газообмен. Локализация в листьях, стеблях, плодах.
3. Проводящие ткани — ксилема и флоэма. Основное назначение — транспортировка минеральных веществ и воды к листьям и стеблю и обратная доставка питательных соединений к местам накопления. Располагаются в сосудах древесины, специализированных клетках луба.
4. Покровные ткани включают в свой состав три основных разновидности: это пробка, корка, эпидерма. Роль их в первую очередь — защитная, а также транспирация и газообмен. Расположение в теле растения: поверхность листьев, коры, корня.
5. Выделительные ткани осуществляют выработку сока, нектаров, продуктов метаболизма, влаги. Располагаются в специализированных структурах (нектарниках, млечниках, волосках).
6. Механическая ткань растений, ее строение и функции будут рассмотрены ниже подробнее.

Механические ткани: общая характеристика

Сложные и неоднородные погодные условия, климатический катарсис, не всегда мягкие перепады природы — от всего этого человека защищает жилище. И часто таким убежищем для животных становятся именно растения. А кто же спасет их самих? Благодаря чему они способны выдерживать и шквальный ветер, и землетрясения, извержения вулканов и град, снегопады и тропические ливни? Оказывается, выстоять им помогает включенная в состав структура — механическая ткань.

Такая структура не всегда равномерно распределена у одного и того же растения. Также неодинаково ее содержание и у разных представителей. Но в той или иной степени она есть у всех. Механическая ткань растений имеет свое особое строение, классификацию и выполняемые функции.

Функциональная значимость

Одно название данной структуры говорит о роли и значении, которое она имеет для растений,- механическая прочность, защита, опора. Часто механическая ткань приравнивается к арматуре. То есть это своеобразный скелет, остов, придающий опору и прочность всему растительному организму.

Данные функции механической ткани чрезвычайно важны. Благодаря их наличию растение способно переносить сильнейшие погодные ненастья, при этом сохраняя целостность всех частей. Часто можно видеть, как деревья раскачиваются от сильных порывов ветра. Однако не ломаются, проявляя чудеса пластичности и прочности. Это происходит благодаря тому, что работают механические свойства тканей. Также можно видеть и устойчивость кустарников, высоких трав, полукустарников, небольших деревьев. Все они удерживаются в нормальном состоянии, словно стойкие оловянные солдатики.

Конечно, это объясняют особенности строения клеточных структур и разновидности механических тканей. Можно разделить их на группы.

Классификация

Различают три главных типа таких структур, каждая из которых имеет свои особенности строения механической ткани.

1. Колленхима.
2. Склеренхима.
3. Склереиды (часто рассматривается как часть склеренхимы).

Каждая из перечисленных тканей может формироваться как из первичной, так и из вторичной меристемы. Все клетки механической ткани имеют толстые прочные клеточные стенки, что во многом и объясняет способность выполнять перечисленные функции. Содержимое каждой клетки может быть как живым, так и мертвым.

Колленхима и ее строение

Эволюция данного типа структуры идет от основных тканей растений. Поэтому чаще всего колленхима содержит пигмент хлорофилл и способна к осуществлению фотосинтеза. Формируется данная ткань только в молодых растениях, выстилая их органы сразу под покровной, иногда чуть глубже.

Обязательное условие для колленхимы — тургор клеток, только в этом случае она способна выполнять возложенные на нее функции арматуры, опоры. Такое состояние возможно, так как все клетки данной ткани — живые, растущие и делящиеся. Оболочки очень утолщенные, однако сохраняются поры, через которые и происходит забор влаги и установка определенного тургорного давления.

Также строение механических тканей данного типа подразумевает несколько типов сочленения клеток. По этому признаку принято выделять три вида колленхимы.

1. Пластинчатая. Клеточные стенки утолщены достаточно равномерно, располагаются плотно друг к другу, параллельно стеблю. Вытянутые по форме (пример растения, содержащего этот тип ткани,- подсолнечник).
2. Уголковая колленхима — оболочки утолщены неравномерно, в углах и середине. Смыкаются между собой именно этими частями, образуя небольшие пространства (гречиха, тыква, щавель).
3. Рыхлая — название говорит за себя. Клеточные стенки утолщенные, но соединение их — с большими межклеточными пространствами. Часто выполняет фотосинтезирующую функцию (красавка, мать-и-мачеха).

Еще раз следует указать на то, что колленхима — это ткань только молодых, одногодовалых растений и их побегов. Основные места локализации в теле растения — черешки и главные жилки, в стебле по бокам в форме цилиндра. Данная механическая ткань содержит только живые, неодревесневшие клетки, не препятствующие росту растений и их органов.

Выполняемые функции

Помимо фотосинтезирующей, можно назвать также функцию опоры как основной. Однако она играет не такую большую роль в этом, как склеренхима. Тем не менее прочность колленхимы на разрыв сравнима с прочностью металлов (алюминия, например, и свинца).

Кроме того, функции механической ткани данного типа объясняются также способностью формировать вторичные одревесневающие оболочки в старых органах растений.

Склеренхима, типы клеток

В отличие от колленхимы, клетки данной ткани имеют чаще всего одревесневшие оболочки, сильно утолщенные. Живое содержимое (протопласт) со временем отмирает. Часто клеточные структуры склеренхимы пропитываются особым веществом — лигнином, повышающим их прочность во много раз. Прочность на излом у склеренхимы сравнима с параметрами строительной стали.

Основные типы клеток, входящих в состав такой ткани, следующие:

• волокна;
• склереиды;
• структуры, входящие в состав проводящих тканей, ксилемы и флоэмы — лубяные волокна и древесинные (либриформа).

Волокна представляют собой удлиненные и заостренные кверху прозенхимные структуры с сильно утолщенными и одревесневшими оболочками, пор очень мало. Локализуются в местах окончания ростовых процессов растения: междоузлиях, стебле, центральной части корня, черешках.

Лубяные и древесинные волокна имеют большое значение как сопровождающие проводящих тканей, окружающие их.

Особенности строения механической ткани склеренхимы состоят в том, что все клетки мертвые, с прочно сформировавшейся древесной оболочкой. Все вместе они дают колоссальную устойчивость растениям. Формируется склеренхима из первичной меристемы, камбия и прокамбия. Локализуется в стволах (стеблях), черешках, корнях, цветоножках, цветоложе, плодоножках и листьях.

Роль в растительном организме

Выполняемая функция механической ткани склеренхимы очевидна — обеспечение целостного крепкого каркаса, обладающего достаточной прочностью, эластичностью и силой, чтобы выдерживать динамические и статические воздействия со стороны массы кроны (у деревьев) и природных катаклизмов (у всех растений).

Функция фотосинтеза для склеренхимных клеток нехарактерна вследствие отмирания их живого содержимого.

Склереиды

Данные структурные элементы механической ткани образуются из обычных тонкостенных клеток путем поэтапного отмирания протопласта, склерификации (одревеснения) оболочек и их многократного утолщения. Развиваются такие клетки двумя способами:

• из основной меристемы;
• из паренхимы.

Убедиться в прочности и жесткости склереид можно, обозначив места их локализации в растениях. Из них состоит скорлупа орехов, косточки плодов.

По форме эти структуры могут быть весьма различны. Так, выделяют:

• короткие округлые каменистые клетки (брахисклереиды);
• разветвленные;
• сильно удлиненные — волокнистые;
• остеосклереиды — по форме напоминают человеческие берцовые кости.

Часто такие структуры встречаются даже в мякоти плодов, что защищает их от поедания различными птицами и животными. Склереиды всех типов составляют особенности механических тканей, помогают им выполнять опорные функции.

Значение для растений

Роль таких клеток заключается не только в арматурных функциях. Также склереиды помогают растениям:

• защищать семена от перепадов температур;
• не допускать поражения плодов бактериями и грибами, а также укусами животных;
• формировать в комплексе с другими механическими тканями полноценный устойчивый механический каркас.

Присутствие механических тканей у разных растений

Распределение таких типов тканей неодинаково у различных представителей флоры. Так, например, меньше всего склеренхимы содержат низшие водные растения — водоросли. Ведь для них функцию опоры играет вода, ее давление.

Также не слишком одревесневают и запасаются лигнином тропические растения, все представители влажных мест обитания. А вот обитатели засушливых условий механическими тканями обзаводятся по максимуму. Это отражается и в их экологическом названии — склерофиты.

Колленхима больше характерна для однолетних двудольных представителей. Склеренхима же, напротив, большей частью формируется в однодольных многолетних травах, кустарниках и деревьях.

Ткани растений — структура, классификация и основные функции

Разновидность группы клеток

В биологии различают следующие типы растительной ткани: образовательные, представленные меристемой, основные (паренхима), проводящие (для процесса вегетации и развития), механические (обеспечивают опору и прочность растений) и выделительные.

Характеристика образовательного типа

Внутреннее содержимое клеток включает хлоропласты, функция которых заключается в обеспечении процесса фотосинтеза. Он очень важен для растений в плане дополнительного источника энергии, дыхания и глюкозы. Функцию фотосинтеза выполняет вытянутая, цилиндрообразная столбчатая клетка.

Простые группы клеточных элементов состоят из равнозначных по внешнему виду и функциям элементов. К ним относятся различные ткани. Сложные представлены неодинаковыми по форме и функциям клеточными соединениями, например, покровными или проводящими. В процессе высокой эволюции совершенные ткани возникли у отдельных видов растительности.

Образовательная ткань, именуемая меристемой, в переводе с греческого означает делимый. Эти клетки живые, с тонкой структурой стенок, а также с небольшим уровнем целлюлозы, большим ядром. Их выделяет частое деление. Меристемы дают начало всем клеточным структурам остальных типов тканей, усиливают рост растительности.

Виды образовательной ткани:

• Верхушечная (апикальная). Основа расположена в области деления корня и зоне нарастания на верхней части, макушке отростка. Она стимулирует рост в длину, на каждом побеге и корневых отростках формируется специфическая меристема.
• Боковая. Находится по всей длине в середине стебля или корневых отростков, охватывает их среднюю часть. Камбий встречается в основном у деревьев, а иногда у трав.
• Вставочная. Ее также называют интеркалярной структурой, которая содержится в междоузлиях злаковых культур или хвощей, обеспечивает рост, после которого меристема прекращает свое существование и становится постоянной структурой.
• Первичная. Образуется в зачатках, стимулирует их рост, развитие. Закладывается в верхней части корешка и стебля.
• Вторичная. Возникает из первичной структуры, осуществляет нормальный рост в толщину растительности.

Каждая клетка растительного организма несет установленную функцию. Совокупность различных взаимодействующих тканей формирует органы.

Паренхима и покровные структуры

Особенную структуру представляют эпителиальные клетки, являющиеся основными элементами внутреннего состояния растений. Паренхима (основная ткань) расшифровывается как «налитое ядром», составляет основную часть всех составных элементов растений. Она заполняет пространства между проводящими и механическими тканями, присутствует во всех органах. В состав паренхимы входят живые клетки с истонченными стенками или большими пространствами между клетками.

Отдельные структуры выполняют выделение химических соединений из растений. При разных обстоятельствах регулируют способность к делению, и создают пробковый камбий, а также прочие образования, классы растений.

Классификация паренхимы:

• Ассимиляционная, хлорофиллоносная (хлоренхима). В этой клеточной структуре происходит фотосинтез из живых клеток, состоящий из хлоропластов. Они распространены в листьях и стеблях. Такой процесс носит название мезофилл, может запасать хлорофилл.
• Запасающая. Имеется в стебле, корнях. Иногда возникают отдельные пласты. Запасающую паренхиму составляют прозрачные клетки с высоким количеством дополнительных элементов. Клеточные структуры содержат лейкопласты и иногда хромопласты. Запасающие вещества представлены белками, углеводами и жирами.
• Воздухоносная группа (аэренхима). Это ткань, имеющая большие межклеточные вещества, заполненные кислородом, в которых происходят функции обмена газом и их перенесения по тканям. Распространены чаще всего у водных растений.
• Водоносная. Содержит клетки, удерживающие влагу. Такая разновидность свойственна для растущих в засушливых зонах представителей флоры.

Покровные ткани отделяют органы растений от окружающей среды. Их главной задачей является защита растений от ее отрицательного воздействия. Ткань бывает первичной (дерма, кожица) и вторичной.

Эпидерма состоит из одного или нескольких слоев прозрачных живых клеток, образуется из верхушечной меристемы. Основные клетки плотно прилегают и делятся. Их наружная стенка утолщена и насыщена минеральными веществами.

Особенность этого вида заключается в отсутствии хлоропластов в листьях, с помощью которых происходит фотосинтез и в присутствии лейкопластов. Из эпидермы часто образуются волоски. Они имеют неодинаковое строение, могут относиться к разным функциям — защите от перегрева или поедания животными.

Вторичная ткань — это пробка и кора. Такой тип покровной ткани заменяет эпидерму, образуется в толщах коры. Пробка сберегает внутренние живые клетки от потери жидкости, перепадов температуры, проникновения различных бактерий, организмов.

После многоразового созревания слоев пробки и гибели живых клеток между ними формируется кора, включающая дополнительные низшие слои.

Прочая классификация

Разные виды тканей выполняют каждый индивидуальную функцию в экосистеме. При совместном взаимодействии составляют основу растительного организма.

Проводящие виды

Дифференциация клеток и тканей важна в развитии любого организма. Распределение индивидуальных обязанностей каждой клетки сравнивается с разделением труда на заводе: когда каждая единица осуществляет только присущую ей функцию, итог работы получается за короткое время.

Проводящий тип тканей, который является составной частью экосистемы, расположен в середине побегов или корневой системы растений. В состав включается ксилема и флоэма, предоставляющие потоки микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности.

Восходящий ток производится ксилемой. Ее суть заключается в движении к надземной части растворенных в воде минералов и солей. Флоэма обеспечивает нисходящий ток, когда элементы, сформированные в листьях или стеблях, перемещаются к корневой системе. Ксилема и флоэма являются сложными структурами, состоящими из трех элементов: проводящих, механических и паренхимы.

К проводящей ткани относится элемент, представленный сосудами и трахеидами. В состав механического элемента входит древесное волокно, а к паренхиме относится древесная разновидность. Флоэма состоит из ситовидной трубки и луба.

Проводящую функцию могут выполнять составные элементы паренхимы, необходимые для переноса веществ между тканями (перемещают микроэлементы и прочие вещества в горизонтальном направлении от начального вида коры к середине).

Созревшие сосуды и трахеиды ксилемы являются погибшими клетками, предоставляющими приток воды и минеральных веществ. В назначение ксилемы входит опорная функция.

Трахеиды являются древнейшими проводящими элементами, напоминающими вытянутые клеточные структуры и элементы с заостренными концами. Флоэма включает проводящие элементы и сопровождающие клетки. Ситовидные трубки являются живыми организмами, соединившимися концами без ядра.

Флоэма и ксилема формируют сосудисто-волокнистые пучковые виды в листьях, стеблях. Из-за камбия пучок разрастается в ширину, орган утолщается. Открытые пучки распространены у двудольных и хвойных растений.

Механическая (арматурная) и выделительная классификация

Реализуются опорные функции, формируется скелетный рисунок растений. Благодаря этому обеспечивается поддержка органов в установленном положении. Молодые участки растущих растений не имеют клеточных соединений. В корнях этот подтип находится в середине органа, влияет на рост растения. Различают простую колленхиму и склеренхиму. Колленхима представляет собой живые клетки, хлорофиллсодержащие, с неодинаково утолщенными стенками.

Склеренхима — это механическая ткань, состоящая из застарелых безжизненных клеток. В древесине волокна склеренхимы называются древесными. Они являются частью ксилемы, оберегают сосуды от давления остальных тканей, а также от ломкости.

Волокна луба называются лубяными, являются не одревесневшими, плотными, прочными и эластичными (применяются в легкой промышленности, например, в виде льна).

Склереиды состоят из клеток главной ткани из-за утолщения стенок клетки и насыщения их лигнином. Такой вид имеет многообразную форму и встречается в различных органах. Склереиды похожи на каменистые, толстые клетки. Распространены в косточках абрикосов, черешни, вишни, верхней толстой скорлупе. Этот тип клеток может иметь форму звезды, расширения на двух концах, форму палочки.

На фоне метаболических процессов в растительности формируются элементы, которые практически не применяются по разным причинам. Эти продукты копятся, но исключение составляет млечный сок.

Внешние выделительные ткани представлены модификациями эпидермы и железистыми клетками в структуре растений с межклеточными пространствами и системой выделительных ходов, которыми секреты выводятся наружу. Такие ткани продуцируют естественные эфирные масла с бактерицидными свойствами, смолу сосны или пихты. Их значение в жизнедеятельности флоры заключается в привлечении опылителей, отпугивании врагов. Окаменелая смола хвои известна под названием янтаря.

Цветочные железы могут образовать нектар в виде жидкого концентрата глюкозы и фруктозы с добавлением цветковых аромавеществ природного происхождения.

Ткани бывают внутренними и представляют собой хранилище веществ или отдельные клетки, не открывающиеся наружу. Внутренние системы:

• Млечники. Клетки растений удлинённого типа, по которым проходит жидкость.
• Идиобласты. Разделенные клетки среди всего многообразия, в которых копятся кристаллы кальция щавелевой кислоты, а также дубильные вещества.

Составляющие ткани являются основным «каркасом» растительного мира. Общее взаимодействие всех клеток, а также их групп позволяет расти, размножаться флоре и функционировать в полном объеме. Когда нарушается детальность одного звена — рушиться все остальное.

ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И ПРОВОДЯЩИЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ

1. Секреторные ткани и их классификация.

2. Механические ткани.

3. Проводящие ткани.

4. Типы проводящих пучков.

1. Секреторные ткани и их классификация

Секреторными (выделительными) тканями принято называть структуры, выделяющие терпены, полисахариды, соли, воду и другие вещества. Иногда эти вещества представляют собой конечные продукты обмена, иногда – выполняют функцию защиты от насекомых, от поедания животными, предохраняют от загнивания древесины. Различают наружные и внутренние

Перечислим наружные секреторные ткани.

1.Железистые волоски представляют собой трихомы, или эмергенцы (производные эпидермиса и лежащих под ним тканей), и являются обычно многоклеточными структурами. Выполняют выделительную и защитную функцию.

2. Гидатоды выделяют воду и соли на поверхность листа из его внутренних частей. Этот процесс называют гуттацией. Гидатоды обычно располагаются по краю листа. Гуттация происходит при временном избыточном поступлении воды и затрудненной транспирации (по утрам – у земляники, манжетки).

3. Нектарники выделяют сахаристую жидкость, привлекающую насекомых. Обычно располагаются в цветках. 4. Осмофоры – желёзки, продуцирующие аромат у многих растений. Выделяют летучий секрет, представленный в основном эфирными маслами. Служат для привлечения насекомых-опылителей.

5. Пищеварительные желёзки встречаются у насекомоядных растений и выделяют пищеварительные ферменты, кислоты и другие вещества, с помощью которых перевариваются пойманные животные.

Перечислим внутренние секреторные ткани.

1. Секреторные идиобласты – выделительные клетки, рассеянные среди других тканей и накапливающие различные вещества (оксалат кальция, терпены, слизи, таннины). Оболочка выделительных клеток утолщается, в ней для изоляции ядовитого секрета от окружающих клеток откладывается суберин. Эфирномасляные идиобласты встречаются у лавровых, перечных.

2. Вместилища выделений встречаются у растений разных систематических групп, они разнообразны по форме, величине, происхождению. По происхождению выделяют лизигенные и схизогенные вместилища.

Лизигенные возникают в результате растворения группы клеток, обособившихся внутри какой-либо ткани. Их деление приводит к образованию небольшого очага мелких клеток, вырабатывающих секрет. Впоследствии оболочки растворяются – и на их месте формируется полость, заполненная секретом. Лизигенные вместилища встречаются в кожуре цитрусовых, листьях эвкалипта.

Схизогенные возникают из межклетников при отделении клеток друг от друга. При этом клетки, прилегающие к вместилищу, становятся эпителиальными, т. е. вырабатывают и выделяют в полость экскреторное вещество. Эпителий изолирует секрет от живых тканей. Схизогенные вместилища хорошо развиты у хвойных (смоляные ходы), некоторых сложноцветных, зонтичных.

3. Млечники – клетки или ряды клеток, содержащие в вакуолях млечный сок (латекс). Он может содержать смолы, каучук, эфирные масла, алкалоиды. Млечники бывают двух типов: членистые и нечленистые.

Первые возникают из нескольких отдельных млечных клеток, которые в местах соприкосновения друг с другом растворяют оболочки. Их протопласты и вакуоли сливаются в единую разветвленную систему. Членистые млечники найдены у сложноцветных, маковых и многих других. Нечленистые млечники представляют собой одну гигантскую клетку, которая непрерывно растет, удлиняется и ветвится. Такими млечниками обладают молочайные, тутовые.

2. Механические ткани

Механические ткани обусловливают прочность растения. Стенки клеток, слагающих эти ткани, утолщены. Механические ткани чаще всего выполняют свое назначение в сочетании с остальными тканями растения, образуя их арматуру. К данному типу тканей относятся колленхима и склеренхи-

Колленхима – это механическая ткань, являющаяся первичной и служащая для укрепления молодых стеблей и листьев во время роста. Клетки колленхимы живые, с неравномерно утолщенными неодревесневшими стенками, вследствие чего они способны растягиваться при росте органа. В зависимости от характера утолщения стенок различают уголковый (оболочка утолщается в углах, где сходятся 3–5 клеток), пластинчатый (тангенциальные стенки утолщаются сплошными параллельными слоями) и рыхлый (утолщение оболочек происходит на участках, примыкающих к межклетникам) типы колленхимы.

Склеренхима состоит из мертвых клеток с равномерно утолщенными и, как правило, лигнифицированными оболочками. Ее слагают два типа клеток: склеренхимные волокна и склереиды.

Склеренхимные волокна образованы мертвыми прозенхимными клетками с острыми концами и толстыми оболочками, имеющими простые поры.

Склереиды представляют собой мертвые клетки разнообразной формы с очень толстыми оболочками, пронизанными поровыми каналами. Клеточные стенки склереид одревесневают, в них откладываются известь, кремнезем, суберин, вследствие чего протопласт отмирает. Встречаются в плодах, листьях, стеблях, где располагаются поодиночке или группами (например, в мякоти плода груши). Склереиды, располагающиеся плотно, без межклетников, образуют косточки плодов сливы, вишни, абрикоса, скорлупу грецкого ореха.

Наряду с волокнами и склереидами, составляющими склеренхиму, в проводящей ткани высших растений имеются клетки, также специализирующиеся на выполнении опорной функции. Это древесинные (волокна либриформа) и лубяные волокна. Они отличаются от волокон типичной склеренхимы происхождением; поэтому рассматриваются как структурные элементы тех тканей, в которых образовались.

Высшие растения в процессе эволюции выработали способность противостоять различным механическим нагрузкам. Механические ткани выполняют свою функцию только в сочетании с другими. В соответствии с теорией В.Ф.Раздорского (1883– 1955), тело растения можно сравнить с сооружением из железобетона, в котором оба материала – железо и бетон – дополняют друг друга.

Железная арматура (каркас) препятствует разрыву, а бетон (заполнитель) препятствует раздавливанию и не допускает смятия арматуры. Таким образом, вся конструкция обладает значительно большей прочностью, чем железо и бетон, взятые порознь. В теле растения роль арматуры выполняют тяжи колленхимы и склеренхимы, а заполнителем являются остальные ткани, что придает растительным органам удивительную прочность.

Стебли подвергаются изгибам в различных направлениях; поэтому механическая ткань в данном органе отнесена к периферии, а центр занят либо запасающей паренхимой, либо полостью. Корень выполняет другую механическую функцию: он «заякоривает» растение в почве и противодействует силам, стремящимся выдернуть его, т. е. противостоит разрыву. Поэтому в корне целесообразно размещение механических тканей в центре.

3. Проводящие ткани

Проводящие ткани выполняют функцию транспортировки по растению питательных веществ. Они образуют в теле растения непрерывную разветвленную систему, соединяющую все его органы. Ткань, по которой передвигаются вода и растворенные в ней минеральные вещества, называется ксилемой. Транспорт продуктов ассимиляции осуществляет второй тип проводящей ткани – флоэма.

Ксилема, так же, как и флоэма, является сложной тканью и включает три типа клеток: трахеальные элементы, механические волокна и клетки паренхимы.

Трахеальные элементы (трахеиды, сосуды) – это мертвые клетки вытянутой формы с неравномерно утолщенными лигнифицированными оболочками, пронизанными порами. Одревеснение оболочек происходило постепенно и способствовало укреплению стенок водопроводящих элементов. У примитивных организмов на тонкостенных оболочках сначала появлялись кольчатые, затем спиральные утолщения и возникали кольчатые и спиральные трахеальные элементы.

В процессе эволюции одревеснение распространилось почти на всю оболочку, но в ней сохранились тонкостенные участки (поры), имеющие округлую или продолговатую форму. Так возникли точечные и лестничные трахеальные элементы, являющиеся разновидностями порового типа утолщения. Трахеиды являются основными водопроводящими элементами плаунов, хвощей, папоротников, голосеменных растений. Первичная клеточная оболочка на клеточных оболочках у них не нарушена; поэтому передвижение воды осуществляется путем фильтрации через поры.

Сосуды характерны для покрытосеменных растений. Членики сосудов располагаются один под другим, образуя длинную полую трубку. Основное отличие сосудов от трахеид состоит в том, что их поперечная перегородка имеет сквозные отверстия (перфорации), вследствие чего значительно увеличивается скорость передвижения воды.

Членики сосудов возникают из живых клеток, которые имеют тонкие оболочки и растут в длину и ширину. Затем начинает откладываться вторичная оболочка (не откладывается в местах образования пор и перфораций). Поперечные стенки члеников сосудов в местах перфораций растворяются, начинается проведение воды.

Сосуды являются важнейшим эволюционным приобретением растений. Они начали появляться в независимых эволюционных группах (у селягинеллы, орляка, эфедры) и окончательно закрепились у покрытосеменных, явившись важным фактором их процветания и приспособления к сухопутным условиям. Скорость передвижения воды по сосудам у некоторых высоких деревьев может достигать 8 м/ч (в среднем – 1 м/ч).

Древесинные волокна (волокна либриформа) выполняют опорную и защитную функции для трахеальных элементов и паренхимы. Они эволюционно возникли из трахеид, их преобразование шло в направлении потери проводящей функции, преобразования окаймленных пор в простые и повышения механической прочности.

Древесинная паренхима часто окружает трахеальные элементы. Она регулирует поступление и скорость движения растворов и запасает питательные вещества. Собранные в горизонтальные полосы участки паренхимных клеток образуют так называемые древесинные лучи, передающие растворы в радиальном направлении. Рассеянная среди трахеальных элементов паренхима, в виде вертикальных тяжей тянущаяся вдоль осевых органов, называется древесинной, или тяжевой. Клетки паренхимы могут образовывать вы-росты в полость сосудов – тиллы. Тиллообразование усиливает механическую прочность центральной части стволов деревьев.

По происхождению и заложению различают первичную и вторичную ксилемы. Первичная возникает из прокамбия. В ней выделяют протоксилему и появляющуюся позже метаксилему. Первичная часто состоит из трахеаль ных элементов примитивного строения (с кольчатым, спиральным утолщением клеточных оболочек). Вторичная образуется из камбия и называется древесиной.

Формирование элементов в первичной ксилеме из прокамбия может идти тремя путями:

1)центростремительно (первые элементы протоксилемы образуются на периферии, а метаксилема – в центре). Этот тип образования первичной ксилемы называется экзархным;

2) центробежно (вычленение клеток ксилемы из прокамбия идет от центра к периферии). В этом случае выделяют две его модификации:

центрархный тип ( прокамбий расположен в виде одного пучка в центре и откладывает проводящие элементы наружу);

эндархный (прокамбий расположен в виде колечка).

3) мезархный (первые элементы ксилемы закладываются в центральной части прокамбиального тяжа, а последующее появление других элементов идет и к центру, и к периферии).

Флоэма – это ткань сосудистых растений, проводящая органические вещества. Первичная флоэма, которую подразделяют на протофлоэму и ме тафлоэму, дифференцируется из прокамбия, вторичная (луб) является производной камбия. В состав флоэмы входят ситовидные элементы, клетки-

спутницы, лубяные волокна и клетки паренхимы.

Ситовидные элементы – это живые прозенхимные клетки, выполняющие проводящую функцию. На их стенках находятся ситовидные поля – участки клеточной оболочки, пронизанные многочисленными отверстиями, через которые посредством плазмодесм сообщаются протопласты соседних ситовидных элементов. Различают два типа ситовидных элементов: ситовидные клетки (длинные с заостренными концами, ситовидные поля – по продольным стенкам, лишены клеток-спутниц, ядро уменьшено или фрагментирует) и ситовидные трубки (состоят из коротких члеников, расположенных друг над другом, ситовидные поля – на поперечных стенках, образующих ситовидную пластинку, имеют клетки-спутницы и в зрелом состоянии лишены ядра). Ситовидные трубки функционально более совершенны, чем ситовидные клетки, и характерны для покрытосеменных растений.

Рассмотрим гистогенез ситовидной трубки. Клетка меристемы, дающая начало членику ситовидной трубки, делится продольно на две клетки разных размеров. Большая клетка превращается в членик ситовидной трубки, меньшая – в клетку-спутницу (или в 2–3 клетки в случае дополнительного деления). Клетка ситовидной трубки растягивается, ее оболочка утолщается, но не одревесневает. На концах образуются ситовидные пластинки с перфорациями на месте плазмодесм. На стенках этих отверстий откладывается полисахарид каллоза. По окончании деятельности трубки она закупоривает перфорацию. В протопласте появляются округлые тельца флоэмного белка (Ф — белка); позже тельца теряют округлые очертания и образуют тяжи, проходя через перфорации из клетки в клетку. Ф-белок способствует проведению веществ из одной клетки в другую. Далее разрушаются тонопласт и ядро, клеточный сок смешивается с гиалоплазмой, однако ситовидная трубка остается живой и проводит ассимиляты.

Важная роль в проведении органических веществ принадлежит клеткам-спутницам, имеющим многочисленные плазматические связи с ситовидными трубками. Кроме того, предполагается, что клетки-спутницы участвуют в регуляции метаболизма ситовидных трубок, лишенных в зрелом состоянии ядра. В клетках лубяной паренхимы протекают обменные реакции и запасаются некоторые эргастические вещества. Лубяная паренхима подразделяется на две системы: вертикальную и горизонтальную (лубяные лучи).

4. Типы проводящих пучков

В большинстве случаев ксилема и флоэма расположены рядом и образуют проводящие пучки. Выделяют несколько типов пучков (рис. 5, а–е). Наиболее распространены коллатеральные открытые пучки, в которых между флоэмой и ксилемой залегает камбий (большинство двудольных), причем в стеблях флоэма обращена к периферии, в листьях – к нижней стороне пластинки. Биколлатеральный открытый проводящий пучок (например, у тыквы) обладает добавочно внутренней флоэмой. Закрытые пучки, напротив, лишены камбия и характерны для растений, не имеющих вторичного утолщения (однодольных). В концентрических пучках или ксилема окружает флоэму (амфивазальные пучки), или наоборот (амфикрибральные). В радиальных пучках флоэма и ксилема лежат по разным радиусам и разделены паренхимой.

Рис. 5. Схемы типов проводящих пучков (по: Лотова, 2007): а – коллатеральный закры-

тый; б – коллатеральный открытый; в – биколлатеральный; г – концентрический амфива-

зальный; д – концентрический амфикрибральный; е – радиальный;

Ткани растений

Что такое ткани растений

Растительными тканями называют сходные по строению и происхождению группы клеток, выполняющие идентичные функции и назначения. Многим известно о широкой распространенности растений на Земле. Они окружают нас повсюду, встречаются в местах, пригодных для жизни и здорового роста.

Произошедший процесс эволюции, когда растения находились в водных условиях, а затем вышли на земную поверхность, вынудил их на появление предохраняющих эпителий. Среда обитания изменилась, они нуждались в постоянной защите от непостоянства погоды и влияющих природных изменений. Закрепившись корнями в почву, нижняя часть тела питалась почвенными минералами, дающими рост и лиственное покрытие, верхняя же насыщалась надземным воздухом.

Растения постепенно привыкали к новой окружающей среде, обновляясь и акклиматизируясь. Структура и строение становились сложнее, стали появляться многочисленные разнообразные ткани, у некоторых растений достигающие до нескольких десятков видов. Под снятой сухой коркой дерева, можно увидеть более светлую, немного рыхлую кору. Твердые и мягкие слои и будут различным эпидермисом, играющим в жизни растений свою определенную роль. Выделяют несколько самых основных групп растительных оболочек:

• простая – состоящая из клеток одного вида (меристема, паренхима, колленхима);
• сложная – включающая разные и отличающиеся строением клетки (флоэма, ксилема).

Функции тканей растений и виды

Существует несколько типов видоизмененных растительных тканей, приспособленных к выполнению одной или одновременно нескольких важнейших для растительных организмов функций. У каждого вида есть свое определенное предназначение и роль, поставленная задача, определенная природой. Ткани делятся:

• покровные – защищают растительные организмы от плохих погодных условий (высыхания, зараженности грибками и бактериями), способствуют газообмену, фотосинтезу;
• проводящая – обеспечивает проведение влаги от корневой системы к стеблям и листьям, насыщая их минералами и органическими веществами;
• механические – осуществляют укрепление и упругость, образовывая защиту в виде каркаса, придавая черенковую прочность;
• основные – создают главную основу всех органов растений, накапливая и запасая припасенные полезные вещества (белки, жиры, крахмал, глюкозу, углеводы), способствуют постоянному удержанию влаги, воздухоносной вентиляции;
• образовательные – образовывают новые растения, благодаря процессу деления и росту, появляются многочисленные стебли и ответвления;
• секреторные – способны вырабатывать, выделять и насыщать различные плоды соком и маслами, насыщая листья, цветки, ягоды, особенным ароматом.

Образовательная ткань растений

Характеризуется мелкими недифференцированными живыми клетками, имеющими тонкую клеточную оболочку, и большим ядром в центре. Делятся на:

первичные – формирующиеся в зародыше;

верхушечные – расположены вверху побегов;

вторичные – увеличение толщины стебля;

боковые – обеспечивающие ширину корней;

вставочные – находятся в стеблевых междоузлиях, обеспечивая появление и произрастание побегов, листочков;

раневые – образуются на поврежденных участках.

Благодаря данному подвиду возможен быстрый рост растительных организмов. Небольшие, тонкостенные образовательные клетки способствуют увеличению растений не только ввысь, но и в ширину. Некоторые из них зачастую трансформируются в другие ткани. Обладают способностью постоянного деления. Первичные меристемы представляют зачаток растения, вторичные же размещаются на концах стеблей.

Основная ткань растений

Другое название основной ткани – паренхима. Наименование говорит о важности и главенстве одноименной ткани. Без нее не может существовать ни одно растение. Она также имеет несколько подвидов:

1. Водоносная – клетки отличаются укрупненными размерами, имеющими тонкие стенки. Одномембранные органеллы наполнены слизью, удерживающей накопившуюся жидкость. Растения, в составе которых находятся ткани с запасом воды, называют суккулентами (кактус, агава, герань, толстянка или денежное дерево). Произрастают разновидности на территориях с засушливым и жарким климатом.
2. Воздухоносная – обеспечивает поступление кислорода и углекислого газа к находящимся под водой частям растений, тем самым делая их плавучими.
3. Ассимиляционная – клетки содержат хлорные пласты. Хлоренхима устроилась под эпидермой, давая возможность циркуляции газов между листками и окружающей средой.
4. Запасающая – отвечает за запас и сохранность питательных веществ, необходимых растениям в любой момент. Она расположена в центре клубней, луковиц, корнеплодов, семян, плодов.

Проводящая ткань растений

Является связующим звеном между остальными тканями. Отсутствие взаимодействия делает невозможным нормальную жизнедеятельность растений. Без проводящей ткани корневая система не сможет преобразовывать световую энергию, а ветки не получат достаточное количество влаги. Проводящая ткань делится на:

• ксилему – отвечающую за транспортировку воды и соли от корня к побегам, цветкам и листьям. Ее омертвевшие клетки выстроены в длинные продолговатые ряды от низа к верху;
• флоэму – производимую обратный путь сверху вниз по укрупненным, вытянутой формы клеткам, имеющих широкое отверстие. Клетки, собравшиеся воедино, образовывая трубки, получили название ситовидные. Вода под давлением поступает от корешков вверх по стволу деревьев, дойдя до вершины ручейком стекает вниз к корневищу. Осенняя пора убавляет обороты выделяющихся соков, листья начинают приобретать желтизну и опадают.

Механическая ткань растений

Она является главным веществом, влияющим на упругость, устойчивость, прочность основы растений. Благодаря свойствам механической ткани растения имеют опору, способную выдерживать сильные ветра, снегопады, ливневые дожди, защищены от ломкости и повреждений. Подобно человеческому скелету она помогает противостоять нагрузкам и растяжениям.

Тесно соприкасающиеся клетки с толстой и крепкой внешней оболочкой сопротивляются внешним силам. Месторасположение ткани при маленьком объеме достигает наибольшего механического эффекта. Различают несколько групп механических тканей:

Колленхима способствует осуществлению реакции фотосинтеза с участвующими в нем пигментами, ферментами. К пигментам относятся хлорофиллы, фикобилины и каротиноиды. Колленхима встречается в плодах различных растений, древесной коре. Ее подразделяют на составные части:

1. Уголковую – клетки представлены угловыми шестиугольными утолщениями, между которыми стенки немного тоньше, поэтому ткань считают утолщенной с неравномерностью. Можно встретить в щавелевых листьях, тыкве, гречихе, крупножильных листках.
2. Пластинчатую – данный вид характерен для молоденьких стебельков многочисленных деревьев. Клетки напоминают форму многогранника с параллельно вытянутой поверхностью с утолщенными внутренними и наружными стенками стеблей.
3. Рыхлую – ранний этап развития с разъединением клеточных тканей, впоследствии образующим межклеточные промежутки. Наглядно можно рассмотреть на стеблях мать – и – мачехи, красавки.

Склеренхима представляет собой омертвевшие клетки с живым содержимым, которое потом все равно отомрет. Она намного прочнее чем предыдущая, колленхима, может выдержать больше нагрузок, содержится в органах мохообразных, сосудистых растений. При разрушении клеточной цитоплазмы и ядра происходит насыщение лигнином (ароматический полимер). Склеренхима поделена на типы:

Волокна склеренхимы.

Вытянутые и заостренные клетки из – за формы получили название прозенхимных. Плотная основа, с тесно прижатыми друг к другу клетками, имеет равномерные толстые стенки. Встречаются на всех органах растений или распространены в проводящих тканях. Названия могут меняться в зависимости от их местонахождения. Древесина – волокна древесные, луб – лубяные, возникшие на перецикличном месте – перецикличные волокна. Текстильная промышленность для производства использует льняные волокна. Из сырья получают материи и ткани, в дальнейшем попадающие на прилавки магазинов.

Склереиды наделены сильно одревесневшими клеточными стенками, пропитанными известковым раствором, кремнеземом. Равнозначный размер клеток, представленный, например, у грушевых плодов, дает право называть их брахисклереидами. Семена семейства бобовых содержат палочковидные склереиды. Чайные листы обладают расширяющимися клетками, поэтому носят название остеосклереиды. Листочки камелии по конфигурации похожи на упавшую звезду, именуются астросклереидами.

Покровная ткань растений

Предохраняющая органы от перегревания и сильного холода эпидерма, рассматривается как страж, стоящий у границ. Создает физиологический барьер, регулирующий скорость проникновения необходимых растениям полезных веществ. Такая особенность как многофункциональность, присущая покровной ткани, препятствует лишней задержки влаги, ее выделению и всасыванию. Возрастные изменения органов растений меняют также и функции покровной ткани. По функциональности они делятся на 3 типа:

1. Регулятивные (газообмен, транспирация, мех. защита).
2. Функция всасывания.
3. Координация над пропуском нужных микроэлементов.

По происхождению их разделяют на первичные:

— эпидерму, состоящую из живых клеток, с прямыми стенками без хлоропластов. Поверхностную основу покрывает слой кутикулы, уменьшающий испарение и предохраняющий от вредного воздействия;

— эндодерму – расположенную на участке с первичной корой и центральным цилиндром;

— ризодерму – благодаря ей растения взаимодействуют с бактериями и грибами;

— веламен – клетки которого наполняются воздухом в сухую погоду, во время ливневых дождей – водой. Вода поступает по капиллярам через поры.

— перидерма – усложненная ткань, образующаяся в стеблях, с находящимся в ее основе феллогеном;

— ритид – многослойная перидерма способная к изменениям, может быть чешуйчатой как хвоя или кольчатой как виноград;

— экзодерма – присуща подземным органам возрастных растений.

Секреторная ткань растений

Отличается разнообразными структурными образованиями, изолирующими и выделяющими продукты метаболизма. Строение и расположение разделяет секреторную (выделительную) ткань на две группы: наружную и внутреннюю.

Наружная (экзогенная) – характеризуется наличием железистых головчатых волосков на ножке. Головка бывает одноклеточной и многоклеточной, наделенная эфирными маслами и дубильными веществами. Запах химических веществ привлекает опыляющих насекомых и отпугивает вредителей. Смола образовывается в клетках растений: хвои, сосен, кипарисов, как продукт жизнедеятельности. Выделяющие нектар железы, находящиеся внутри цветочного бутона, имеют название нектарники.

Образованные при помощи основной ткани с открытыми наружу протоками. Наличие нектара положительно влияет на привлечение птиц и насекомых, способствующих дальнейшему распространению семян. Разросшаяся эпидерма, окруженная протоками, придает нектарникам разную конфигурацию. Гидатоды – водные устьица, содействуют капельному выделению воды. Она проходит транспирацию, выделяясь в виде пара и солей. Такой процесс называется гуттацией, характерна для растений, растущих во влажных климатических зонах.

Внутренняя(эндогенная) – отлична круглой или удлиненной формой, содержащей в составе кристаллы, бальзамы, эфирные масла, смолы. Живые клетки называют идиобластами. Вместилища секреторной ткани образованы за счет схизогенных – секрет переходит и накапливается, расширяя клетки и увеличивая пазухи, и лизигенных полостей – клетки растворяются. Примером может служить кожура всем известного лимона, листья зверобоя. Млечники выполняют сразу несколько функций. Они разделены на членистые – со сложным строением и исчезающими перегородками.

Встречаются в маковых корнях, одуванчиках. Нечленистые – выглядят как единая огромная клетка, произросшая из семян, в дальнейшем растет, покрывается ветвями, пронизывает органы растений. Оболочка у них не твердеет, пластичные млечники наполнены латексом.