Ткани. Особенности строения растительных тканей

Ткани растений

Понятие о тканях. Как правило, у многоклеточных организмов клетки отличаются (дифференцируются) по строению и выполняемым функциям, образуя ткани. Тканью называют группу сходных по строению клеток, структурно и функционально связанных между собой.

Ткани возникают у большинства многоклеточных животных и высших растений, низшие растения и грибы тканей нет. Но у животных и растений есть определенные различия в формировании и структуре тканей. У животных различные типы тканей дифференцируются во время развития зародыша из разных зародышевых листков (экто-, мезо-и энтодермы). У высших растений все постоянные ткани берут начало от образующей ткани - меристемы. Главное отличие между тканями животных и растений состоит в том, что ткани у животных состоят не только из клеток, но и содержат межклеточное вещество и другие структуры, которые являются продуктами их жизнедеятельности.

 

 

Ткани животных организмов, их строение, функции, процессы развития изучает наука гистология (от греч. Гистос - ткань), а растительных - анатомия растений.

Ткани растений. Различают следующие основные типы тканей растений: образующие, покровные, проводящие, механические и основные.

Образующая ткань (меристема) (от греч. Меристос - делимый) состоит из клеток, имеющих тонкие клеточные стенки с незначительным содержанием целлюлозы и крупное ядро. Они способны к делению и росту. Клетки меристемы дают начало клеткам других типов тканей. По месту расположения различают верхушечную, вставную и боковую меристемы.

Верхушечная меристема расположена на верхушке побега или корня (конус нарастания побега, зона деления корня) и обеспечивает их рост в длину. Вставная меристема содержится около основ междоузлий стебля некоторых растений (злаков) и также обеспечивает их удлинения. Боковая меристема находится внутри стебля или корня многолетних растений, включая их центральную часть в виде цилиндра. Она обеспечивает рост этих органов в толщину.

Различают также первичную и вторичную меристемы. Первичная меристема закладывается на верхушках зародышевого корешка и стебельки. Вторичные меристемы возникают позже из разных зрелых клеток, которые обладают способностью к делению. Например, пробковый камбий возникает из клеток основной ткани или эпидермиса. Вторичные меристемы обеспечивают вторичный рост стебля и корня в толщину. Постоянные ткани, которые возникли за счет деятельности первичной меристемы, называются первичными, а вторичной - вторичными.

Покровные ткани растений расположены на поверхности органов растений и отграничивают их от внешней среды. Различают первичную (эпидерма, или кожица) и вторичные покровные ткани.

Эпидерма, (от греч. Иене - над, сверху и дерма - кожа) состоит из одного или нескольких слоев бесцветных живых клеток, плотно прилегающих друг к другу (мал.39). Клетки эпидермиса некоторое время сохраняют способность к делению. Внешняя стенка эпидермальных клеток утолщена и часто просякнена минеральными веществами (например, в эпидермисе в хвощей откладывается двуокись кремния - Si02). Сверху эпидерма часто покрыта особым слоем, который предотвращает испарение воды через ее поверхность, - кутикулой. Она является продуктом секреции эпидермальных клеток и состоит из воскообразное вещества. Особые клетки эпидермиса, содержащие хлоропласты, окружают устьиц щели и регулирующих их раскрытие или закрытие.

С эпидермы часто развиваются одно-или многоклеточные волоски разнообразного строения. Одни из них защищают растение от перегревания, другие - от поедания животными или выполняют секреторную функцию. Особое значение для питания растений имеют корневые волоски, образованные первичной покровной тканью всиснои зоны корня.

Вторичная покровная ткань возникает вместо отмершей эпидермы, а также в глубинных слоях коры. Часть клеток основной ткани, входящей в состав коры, восстанавливает способность к делению и образует слой вторичной меристемы - пробковый камбий. Наружу он продуцирует клетки, утолщенные стенки которых просачиваются жироподобные вещества и становятся непроницаемыми для газов и воды, а содержание этих клеток отмирает. Так образуется пробковый слой (пробка). Внутрь растения пробковый камбий продуцирует живые клетки основной ткани. Верхние слои пробки легко отшелушиваются, поэтому пробковый камбий сохраняет активность на протяжении всего существования органа растения, образуя все новые и новые корковые слои.

Проводящие ткани обеспечивают в растении два течения веществ: восходящий (растворы минеральных солей движутся к надземных частей) и нисходящий (синтезированные в листьях и зеленых стеблях органические вещества передвигаются в другие органы). Эти потоки, соответственно, обеспечивают два типа проводящей ткани - ксилема и флоэма. Ксилема (от греч. Ксилон - срубленное дерево) состоит из собственно проводящих элементов - сосудов и трахеиды, а также сопроводительных клеток основной ткани. Трахеиды - одноклеточные образования веретенообразной формы, в оболочках которых имеются поры. Сосуды состоят из удлиненных клеток, расположенных одна над другой, их поперечные стенки имеют большие отверстия. В стенках трахеиды и сосудов являются утолщение разнообразной формы, которые не дают им спадатися. Элементы ксилемы могут выполнять не только функцию проведения раствора солей, но и опорную. В зрелом состоянии содержимое трахеиды и сосудов отмирает. Весной по ксилеме до побегов поступают растворы минеральных солей из почвы, а также растворенные сахара, образующихся в результате гидролиза крахмала в запасающих тканях корней и стеблей. Они служат для роста листьев до начала фотосинтеза. Всем известный сладкий весенний сок березы.

Флоэма (от греч. Флойос - кора) содержит ситоподибни трубки. Это живые клетки, которые последовательно соединяются своими концами. Оболочки этих клеток утолщены, а поперечные стенки (ситоподибни пластинки) имеют многочисленные мелкие отверстия, сквозь которые от клетки к клетке проходят органические вещества. Характерной особенностью созревших ситоподибних трубок покрытосеменных растений является отсутствие ядра, а также наличие клеток-спутников, имеющих ядра и секретируют вещества, необходимые для функционирования ситоподибних трубок.

Сосуды, трахеиды и ситоподибни трубки вместе с механическими и основными тканями образуют сосудисто-волокнистые пучки (например, жилки листьев). Ведущую функцию выполняют также и клетки основной ткани, которые сопровождают ведущие и служат для транспорта веществ между последними и другими тканями растения. Например, сердцевинные лучи деревянистых стеблей, которые следуют от первичной коры к сердцевине, обеспечивающих перемещение веществ в горизонтальном направлении между различными слоями (корой, камбия, древесиной и сердцевиной).

Ведущую функцию выполняют также молочники - система удлиненных клеток некоторых растений, по которым движется сок молочно-белого (одуванчик, различные молочаи и др.) или оранжевого (чистотел) цветов, озаглавленный латекс. Это эмульсия (смесь нерастворимых друг в друге жидкостей), в которой, кроме водного раствора сахаров, белков и минеральных веществ, являются капельки липидов и других гидрофобных соединений.

Большое хозяйственное значение для человека имеет полимерное соединение каучук. Он есть в латексе различных растений, из которых самая известная хевея (гевея) южноамериканского происхождения, окультуренная в различных тропических регионах мира. С каучука производят натуральную резину. В Казахстане растет особый вид одуванчика-кок-сагыз, из которого в 30-х - 60-х годах XX столетия на территории бывшего СССР добывали каучук; в Крыму растет еще один хороший каучуконис - крим-сагыз. Из латекса кустов бересклета, широко распространенной в Украине, добывают гуттаперчу - подобную каучука вещество, которое применяют для изготовления электроизоляционных материалов и др..

Механические ткани выполняют опорные функции, предоставляя растению упругости и поддерживая его органы в определенном положении. К ним относятся коленхима и склеренхима.

Коленхима (вид-грец. колла - клей и енхима - налитое) состоит из живых клеток с неравномерно утолщенными стенками. Она входит в состав первичной коры молодых побегов преимущественно двудольных растений.

Склеренхима (от греч. Склерос - твердый) - совокупность удлиненных мертвых клеток с толстыми оболочками, обеспечивающих устойчивость растений к сжатию, растяжение, изгиб. Это, например, лубяные волокна коры и древесные - древесины.

Основная ткань, или паренхима (от греч. Паренхима - налитое рядом) состоит из живых клеток, имеющих сравнительно тонкие стенки, между которыми есть большие промежутки - межклетниках. В зависимости от особенностей строения клеток и выполняемых ими функций различают разные виды паренхимы.

Фотосинтезирующей, или ассимиляционная, паренхима образована из клеток, содержащих хлоропласты. Она содержится в зеленых органах растения (преимущественно в листьях). В клетках ассимиляционной паренхимы происходят процессы фотосинтеза.

Запасая паренхима есть во всех органах растения, образуя иногда отдельные слои (например, сердцевина стеблей). В ее клетках расположены лейкопласты, иногда - еще и хромопласты (паренхима цветков, плодов). В этих клетках запасаются крахмал и другие питательные вещества, у растений засушливых местностей - вода (водоносная паренхима).

Воздухоносные паренхима, или аеренхима (от греч. Аер - воздух), выполняет функции газообмена и проведение газов к различным тканям и поэтому имеет хорошо развитые межклетниках. Лучше развита аеренхима у растений, которые растут в условиях с осложненным газообменом (водяные и болотные растения).

При определенных условиях клетки паренхимы могут восстанавливать способность к делению. Так возникают камбий, пробковый камбий, язвенная меристема подобное. Отдельные клетки паренхимы выполняют секреторную функцию, синтезируя смолы, эфирные масла и т.д. и секретирующих их наружу.

Удаление продуктов обмена, или экскреция, у растений имеет определенные особенности по сравнению с животными. Эти продукты обычно накапливаются в определенных клетках, вилучаючись таким образом из обмена веществ организма. Наружу часть из них выделяется через специальные выделительные клетки или многоклеточные образования (железы). Часто продукты обмена имеют определенное значение для жизнедеятельности самого организма; поэтому у растений трудно отличить экскрецию от секреции, т.е. образование необходимых организму веществ в тех или иных клетках или железах.

Выделительную функцию выполняют видоизменения эпидермы - многоклеточные железистые волоски или пластинки разнообразного строения. Внутри растений в основной ткани есть особые железистые клетки, которые образуют определенные вещества; межклеточные полости, где эти вещества накапливаются, и система выделительных ходов, которыми секреты выводятся наружу. Эти ходы пронизывают стебли и частично листья в разных направлениях и имеют оболочку из нескольких слоев отмерших и живых клеток. Основными веществами, которые продуцируют эти творения, есть эфирные масла, бальзамы и смолы.

Эфирные масла - это смесь летучих органических веществ разного химического строения. Они имеют определенное значение в жизни растений: благодаря своему сильному запаху привлекают опылителей, отпугивают врагов, некоторые из них (фитонциды) убивают или подавляют рост и размножение микроорганизмов. В мире известно около 3 тыс. видов покрытосеменных и голосеменных растений, продуцирующих эфирные масла, из них около 200 видов используется в парфюмерии, кулинарии, как лекарственные средства, растворители, для изготовления лаков и т.п.. Вспомним всем известные розовое и лавандовое масла, масло укропа подобное. Листья ясенца, который растет в лесах Крыма, выделяют настолько много эфирного масла, что она подобно облачке окружает кустик растения. Если в безветренную сухую погоду до такого кустика поднести зажженную спичку, он вспыхнет ярким пламенем. Масло сгорает так быстро, что не вредит растению, откуда и народное название последней - «неопалимая купина».

Смолы - это продукты жизнедеятельности голосеменных (сосна, кедр, кипарис и др.). И покрытосеменных (части бобовых, например, астрагала, некоторых зонтичных и др.). Они составляют сложную смесь различных органических веществ - смоляных кислот, спиртов, высокомолекулярных углеводов подобное. Образуются в клетках, окружающих смоляные ходы. Наружу смолы выделяются преимущественно в смеси с эфирными маслами в виде густых жидкостей, которые получили название бальзамов. В случае повреждения поверхности растения бальзамы вытекают из смоляных ходов и затягивают утра. Это свойство бальзамов используется в медицине для заживления ран, поскольку они обладают антибактериальными свойствами (живица сосны, перуанский бальзам). Канадский бальзам (достают из пихты бальзамической) применяют в микроскопической технике для изготовления микропрепаратов. Основу бальзама хвойных составляет скипидар, после отгонки его используют как растворитель красок, лаков и т.д., а твердую смолу, которая осталась (канифоль), используют при пайке, изготовлении лаков, сургуча, натирания струн смычковых музыкальных инструментов и др.. Древние египтяне и другие древние цивилизации применяли консервирующие и антибиотические свойства бальзамов для сохранения трупов (мумий) в течение многих тысяч лет.

Янтарь - это окаменевшая смола хвойных деревьев второй половины мелового-палеогенового периодов. Его находят в виде комков диаметром от нескольких миллиметров до 50 см и массой до 10 кг. Янтарь более или менее прозрачный, его цвет бывает обычно желтый, реже - белый, коричневый или почти черный; иногда случаются бесцветные прозрачные частицы. Он широко известен как сырье для ювелирных изделий. В прозрачных долях янтаря часто бывают хорошо заметны вкрапления насекомых и остатков растений прошлых эпох, которые исследуют ученые-палеон-тологы.

Особый тип секретирующих органов - нектарники - это железы, расположенные в цветке или на разных частях побегов. Они состоят из основной ткани, клетки которой выделяют нектар, проток, которыми он выходит наружу, и выростов эпидермиса, окружающих пролив и предоставляют нектарники различной формы (ямкоподибнои, горбоподибнои, рижкоподибнои т.д.). Нектар - это водный раствор глюкозы и фруктозы, концентрация которых составляет от 3 до 72% с примесями ароматических веществ. Он служит для привлечения насекомых и птиц - опылителей цветков благодаря сладкому вкусу. Всем известна способность крапивы вызывать ожоги (поэтому в народе ее называют крапивой). Ее листья и молодые побеги густо покрыты волосками, внутри которых есть канал, заполненный жидкостью. В этой жидкости есть особый фермент, который раздражает животные ткани, и муравьиная кислота, которые вызывают ощущение боли и появление пухлинкы на коже.

Около 500 видов покрытосеменных насекомоядных растений распространены преимущественно в тропических странах (в Украине - несколько видов, из которых самые известные - росянка и пухирник). Они улавливают насекомых и других членистоногих (пухирник - мелких рачков) с помощью видоизмененных листьев, на которых есть волоса с клейким секретом, или сами листья имеют форму кувшина или капсулы, куда влезает насекомое, привлеченные запахом. Специальные железки выделяют ферменты, разлагающие белки насекомых; переваренные вещества всасывают через устьица. Так насекомоядные растения пополняют недостаток азотистых соединений, которых не хватает в почве мест их роста.

Выводы:

В большинстве многоклеточных организмов клетки дифференцируются по строению и функциям, образуя ткани - группы сходных по строению, структурно и функционально связанных между собой клеток, которые, как правило, имеют общее происхождение. Ткани животных, в отличие от растительных, имеющие в своем составе еще и межклеточное вещество - продукт жизнедеятельности самих клеток.

У высших растений известны следующие типы тканей: образующие, из которых образуются все остальные ткани, покровные, проводящие, механические и основные.

 


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+