Главная \ Биология \ Ботаника \ Растительные ткани

Растительные ткани

 

Растительные ткани

Образовательные ткани

Образовательные ткани, меристемы (от греч. «способный к делению»), функционируют в течение всей жизни растения и по строению отличаются т клеток постоянных тканей. Образовательные ткани состоят из мелких, недифференцированных, плотных, живых прозрачных клеток без целлюлозы. Имеют лишь мембранную оболочку, одно крупное ядро в центре; вакуолей и хлоропластов обычно нет. Клетки часто делятся митотически, образуя все остальные ткани растения.

Меристемы различают по двум признакам:

1.По времени возникновения

2.По расположению

По времени возникновения выделяют:

1.Первичную меристему, которая формирует тело растения. Это зародыш семени, зоны роста стебля и корня в высоту;

2.Вторичную, которая обеспечивает рост в толщину. Сюда входит камбий СВП (сосудисто-волокнистых пучков) и пробковый.

По расположению выделяют:

1. Верхушечную меристему, которая образует зону роста корня и конус нарастания побега;

2. Вставочную – остаток верхушечный, находится в основании листовых влагалищ и в верхней части междоузлия. Обеспечивает рост междоузлий, образование боковых побегов, листьев и придаточных корней;

3. Боковую, куда относится камбий и пробковый камбий. Она же и вторичная;

4. Раневую, которая образует прослойку пробки над раной и разбросана островками по сочным тканям растения.

 


Покровные ткани

Покровные ткани возникли с выходом на сушу, начиная с псилофитов, что произошло в палеозое.

1. Эпидермис, кожица – первичная покровная ткань листа, цветка и многих плодов, стебля травянистых и молодых древесных растений. Основной его функцией является защита от потерь воды. Устьица и корневые волоски являются видоизмененным живым эпидермисом и выполняют другие функции.Эпидермис слагается из одного слоя клеток (у засухоустойчивых – многослойный), плотный (у влаголюбивых – рыхлый), быстро отмирает. Клетки его плоские и прозрачные, что обеспечивает экономию материала и не препятствует прохождению света в ткани листа. Обычно эпидермис покрыт воскоподобным слоем – кутикулой. У восковой пальмы кутикула имеет толщину в 5 мм и используется в хозяйстве. Толстая кутикула характерна для засухоустойчивых растений и обитателей дождливых мест, у влаголюбивых ее слой незначителен. Иногда эпидермис образует одноклеточные или многоклеточные выросты, образующие:

а) опушения, которые защищают листья от потери воды. Характерны для айвы, персика, войлочной вишни, мать-и-мачехи и пр.;

б) волоски, которые предохраняют от резких колебаний температуры высокогорные растения (эдельвейс), отражают солнечные лучи (маслины), защищают от поедания улитками и поглощают пары воды, что характерно для горных и пустынных растений (томаты, подсолнечник, кукуруза и др.);

в) железистые волоски насекомоядных, выделяющие клейкие вещества, образующие и питательную среду для бактерий – симбионтов, разлагающих жертву;

г) колючки, шипы для закрепления (хмель, роза) или защиты (плоды конского каштана, дурмана).

Приведенные выше выросты эпидермиса являются прекрасной иллюстрацией распространения в природе процессов дивергенции и конвергенции; гомологии и аналогии.

Дивергенция – расхождение признаков организмов в ходе эволюции разных родственных линий, возникших от общего порядка. Она ведет к гомологии – соответствию органов у организмов разных видов, обусловленному их филогенетическим родством, то есть родственные по происхождению органы отличаются под различным воздействием среды.

Конвергенция – схождение признаков у различных групп организмов в сходных условиях внешней среды. Она ведет к аналогии – вторичному морфологическому сходству органов у организмов разных систематических групп, обусловленному сходством выполняемых этими органами функций.

2. Пробка – вторичная покровная ткань, которая выполняет роль механической, тепловой и гидрозащиты. Она состоит из мертвых пустотелых клеток с толстыми стенками, пропитанными пробковым веществом – суберином. Интересно, что разглядывая пробку, Роберт Гук в 1665 году обратил внимание на ее ячеистое строение. Появился термин клетка. Пробка образуется делением пробкового камбия подслойкой. Для осуществления газообмена в такой плотной ткани, как пробка, образуются чечевички. Они состоят из рыхло сгруппированных округлых клеток, образующих выпуклости под отмирающим эпидермисом. Очень крупные чечевички (до 15 см) формируются у березы. У ясеня с возрастом размер и форма остаются прежними. Обычно пробка остается на теле растения, растрескиваясь по мере увеличения диаметра ствола. Виноград сбрасывает пробку время от времени, а эвкалипт и платан – ежегодно.


Паренхима (основная ткань) и ее типы

Паренхима состоит из живых рыхлых округлых клеток, где поверх мембраны развивается целлюлозная оболочка. Центр клетки занимает крупная вакуоль, поэтому ядро расположено часто сбоку. Вакуоль выполняет три главные функции: сбор воды, сбор отходов, создание внутриклеточного давления. В клетках паренхимы часты хлоропласты и включения запасной органики. Выделяют несколько типов паренхимы у покрытосеменных (пример дивергенции).

1. Ассимиляционная паренхима, где присутствие хлоропластов обязательно. Ее зеленые клетки сконцентрированы в листе, иногда в стебле и других частях растения. В зависимости от освещения клетки приобретают продолговатый вид – столбчатая паренхима, характерная для освещенной стороны листа. Округлые клетки нижней стороны листа – губчатая паренхима; она лучше обеспечивает газообмен, столбчатая паренхима – фотосинтез.

2. Поглощающая паренхима лежит в зоне корневых волосков. Ее клетки поглощают водный раствор минеральных солей у корневого волоска и передают его к СВП (сосудисто-волокнистым пучкам), создавая корневое давление.

3. Запасающая паренхима собирает органику. Она присутствует во всех органах растения. В листьях ее мало, хотя если листья защищены, то она обычна (алоэ, лук, капуста). Клетки крупные – в мякоти арбуза достигают 1-2 мм. Специализированная запасающая паренхима семени называется эндоспермом.

4. Водоносная паренхима запасает воду. Характерна для обитателей засоленных почв, пустынь, сухих тропиков (рис и баобаб, где в стволе запасается до 120 т воды).5. Воздухоносная паренхима имеет крупные межклеточники (аэренхима). Характерна для болотоводных растений, дыхательных корней мангровых, путешествующих плодов (кокосовый орех и тыква, добравшаяся из Америки до западного побережья Африки).


Механические ткани

Механические ткани появились у псилофитов, обеспечивая рост в воздушной среде. Ее отсутствие обусловливает незначительную высоту мхов.

Различают три группы этой ткани.

1. Колленхима – эволюционно более древняя, близка к паренхиме. Она состоит из живых клеток с неравномерно утолщенными стенками. Распространенное название – уголковая ткань. Обычна для папоротников, голосеменных и двудольных (травы, молодые побеги древесных пород). У однодольных ее нет. Исключение – узел соломины злаков, где она обеспечивает упругость, гибкость, хорошо противостоит сминанию и скручиванию. Подобные структуры материалов активно используются в аэрокосмической технике и сейсмостойком строительстве.

2. Склеренхима – наиболее важная распространенная механическая ткань. Образует основу древесины, лубяные и прядильные волокна. Состоит из мертвых клеток с равномерно утолщенными стенами. Лубяные волокна имеют длину 40-60 мм (лен), поперечники измеряются микронами. Древесинные волокна не превышают в длину 2 мм и имеют очень толстые стенки.

3. Каменистые клетки в зрелом виде состоят практически из одной оболочки. Характерны для колючек, косточек, скорлупы; их много в плодах айвы и груши.


Проводящие ткани

Проводящие ткани появились у псилофитов, позволили завоевать сушу, обеспечивая проведение растворов органики и минеральных солей и осуществляя связь вегетативных органов растения.

Различают два типа таких тканей:  

1. Ксилема (от греч. «древесина»). Проводит растворы неорганики от корня к листьям. Основная масса ксилемы слагается из мертвых одревесневших элементов двух типов:

а) трахеиды (впервые описаны М. Мальпиги) – короткие веретеновыдные элементы, характерные для папоротников и голосеменных. Высота веретен-капилляров 0,1 – 4 мм при диаметре 0,01 – 0,1 мм. У покрытосеменных их почти нет, хотя они встречаются в листьях и проростках. Это обстоятельство может хорошо иллюстрировать закон Геккеля-Мюллера или биогенетический закон: организм в индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет основные этаны эволюционного пути (филогенез).

б) трахеи, сосуды – характерны для покрытосеменных. Это капилляры значительной длины (у трав до 0,5 м, у деревьев до 2 м) и диаметра 0,1 – 1 мм. Они образуются срастанием цепочки клеток, которые затем отмирают, образуя капилляр. В зависимости от давления – а оно может достигать 100 атм – трахеи имеют характерные утолщения стенок в виде точек, колец, спиралей и складок. Такое ажурное утолщение стенок позволяет экономно расходовать органику, что важно для автотрофов. Подобные утолщения существенно повышают прочность сосудов, и эту структуру охотно используют в технике для облегчения и сохранения прочности. Со временем полости сосудов закупориваются, и они перестают проводить растворы, выполняя механические функции.

2. Флоэма (от греч. «кора») проводит растворы органических веществ от листьев к корню и наоборот по общей плазматической сети, проходящей в безъядерных ситовидных клетках этой ткани. Размеры клеток близки к трахеидам. В отличие от ксилемы эти клетки живы. Прототип флоэмы встречается у водорослей, поэтому эта ткань может считаться древнее ксилемы. Обе проводящие ткани образуют сосудисто-волокнистые пучки (СВП).

i_071

Рис. 1. Строение стебля двудольных растений

07502b7fb680bd24c09009d103ad36fc

Рис. 2. Строение стебля однодольных растений

Важно запомнить, что СВП корня, стебля и листа одинаковы и, начинаясь в корне, СВП не ветвятся и не срастаются, образуя лишь анастомозы. 


Млечники (отложение органики)

Система каналов и вместилища, запасающие органику в коллоидном виде с различными включениями, называются млечниками. Они характерны для всех вегетативных органов ряда растений.

1. Белый млечный сок у гевеи бразильской (каучуковое дерево), отечественных каучуконосов.

2. Оранжевый млечный сок у чистотела – известного лекарственного растения.

3. Прозрачный млечный сок некоторых шелковиц и других растений издавна использовался для приготовления натуральных лаков.


Выделительные ткани

Они представлены железами внешней и внутренней секреции, каналами и вместилищами (эфиро-масличные, смоляные и слизевые ходы ряда растений). Условно выделительные ткани можно разделить на две группы по функциям.

1.Внешняя секреция.

1)Выделение фитонцидов, защищающих растение от болезнетворных бактерий и грибков.

2)Выделение биоактивных регуляторов роста растений-соседей:

а) ингибиторы роста, которые активно выделяют пустынные растения, сирень, полынь и др. Хорошим примером служит антагонизм гвоздики и розы. Выделение ингибиторов – хороший пример конкуренции у растений.

б) стимуляторы роста – пример симбиоза в растительных сообществах. Характерная пара: фасоль-подсолнечник, где фасоль активизирует рост подсолнечника, поднимаясь по нему к свету. Подсолнечнику помогает азот, накапливаемый в клубеньковых бобовых. Издавна в хозяйствах использовали злаково-бобовые смеси, подметив стимулирующее воздействие этих растений. 

3) Сброс отходов в виде кристаллов солей (саксаул), воска (некоторые кактусы) или смол (конопля).   

4) Удаление капельной влаги (ива плакучая, земляника при переувлажнении, влажный тропический лес).   

5) Выделение насекомоядных растений. 

6) Нектарники и запах для привлечения опылителей.

2. Внутренняя секреция.

1) Внутренние фитонциды: муравьиная кислота крапивы; летучие эфиры (томаты, орех); эфирные масла, используемые в косметике; смолы, идущие на изготовление бальзамов и благовоний.

2) Гормоны – регуляторы роста:

а) стимуляторы, характерные для весеннего растения. Синтетические их аналоги активно используют для ускорения развития растений;

б) ингибиторы – выделяются осенью при подготовке к зиме. Их аналоги заменяют опасные для среды препараты, вызывающие опадение листвы (цефолианты) перед уборкой хлопка и других культур.

3) Пигменты цветов, плодов и других частей растений. Кроме хлорофилла, встречаемого во всех органах, необходимо отметить:

а) каротиноиды – яркие и стойкие пигменты, встречаемые в хлоропластах. Известно около 60 каротиноидных соединений, создающих гамму цветов от лимонно-желтого до томато-красного. Они не разрушаются даже в процессе пищеварения в организме животных. Один из них – каротин – важен для нас как провитамин А.

б) антоцианы – красные и синие пигменты, занимают третье место по распространению. Несмотря на многолетние исследования, их роль недостаточно ясна. Эти пигменты легко меняют окраску в зависимости от кислотности среды. Например, гортензия: в нейтральной среде ее цветки будут красными, в щелочной – синими. Используются как индикатор в виде спиртового раствора (лакмус).

4) Гликозиды (горечи) безазотистые соединения углеводов со спиртами, фенолами, эфирами и другими соединениями. Используются в практике и медицине (перец, горчица, полынь, ландыш, валериана – известные их источники). Роль их в жизни растений представляется не совсем ясно.

5) Алкалоиды – азотосодержащие природные соединения, которых выделено несколько тысяч. Имеют выраженный физиологический эффект. Наиболее известны кофеин, кокаин, никотин, морфин, стрихнин, кураре, атропин, эфедрин и др. В растениях выполняют чаще защитную роль (от поедания животными).

6) Витамины: комплекс А, В, С в плодах многих растений; В1 – в оболочке семян злаков; Е – в проростках злаков.

7) Дубильные вещества (танины) – многофункциональны у растений. Ими богата кора ольхи, дуба, сосны, ивы. Много их в чае и других растениях. Активно используются в медицине и хозяйстве.