тканини рослин

Тканини рослин. Загальна характеристика

Тканиною називається група клітин, структурно і функціонально взаємозалежних один з одним, подібних за походженням, будовою та виконують певні функції в організмі. Тканини виникли у вищих рослин в зв'язку з виходом на сушу і найбільшою спеціалізації досягли у покритонасінних, у яких їх виділяють до 80 видів. Найважливішими тканинами рослин є освітні, покривні, провідні, механічні та основні. Вони можуть бути простими і сложнимі.Простие тканини складаються з одного виду клітин (наприклад, колленхіма, меристема), асложние - з різних за будовою клітин, що виконують крім основних і додаткові функції (епідерміс, ксилема, флоема і ін.).

Освітні тканини, або меристеми, є ембріональними тканинами. Завдяки довго зберігається здатності до поділу (деякі клітини діляться протягом всього життя) меристеми беруть участь в утворенні всіх постійних тканин і тим самим формують рослина, а також визначають його тривале зростання.

Клітини освітньої тканини тонкостінні, багатогранні, щільно зімкнуті, з густою цитоплазмою, з великим ядром і дуже дрібними вакуолями. Вони здатні ділитися в різних напрямках.

За походженням меристеми бувають первинні і вторинні. Первинна меристема становить зародок насіння, а у дорослої рослини зберігається на кінчику коренів і верхівках пагонів, що робить можливим їх наростання в довжину. Подальше розростання кореня і стебла по діаметру (вторинний зростання) забезпечується вторинними меристема - камбієм і феллоген-ном. По розташуванню в тілі рослини розрізняють верхівкові (апікальні), бічні (латеральні), вставні (інтеркаляр-ні) і ранові (травматичні) меристеми.

Покривні тканини розташовуються на поверхні всіх органів рослини. Вони виконують головним чином захисну функцію - захищають рослини від механічних пошкоджень, проникнення мікроорганізмів, різких коливань температури, зайвого випаровування і т. П. Залежно від походження розрізняють три групи покривних тканин -епідерміс, перидерму і кірку.

Епідерміс (епідерміс, шкірка) - первинна покривна тканина, розташована на поверхні листя і молодих зелених пагонів (рис. 8.1). Вона складається з одного шару живих, щільно зімкнутих клітин, які не мають хлоропластів. Оболонки клітин зазвичай звивисті, що обумовлює їх міцне змикання. Зовнішня поверхня клітин цієї тканини часто одягнена кутикулою або восковим нальотом, що є додатковим захисним пристосуванням. У епідермі листя і зелених стебел є продихи, які регулюють транспирацию і газообмін рослини.

Перидерма - вторинна покривна тканина стебел і коренів, що змінює епідерміс у багаторічних (рідше однорічних) рослин (рис. 8.2.). Її утворення пов'язане з діяльністю вторинної меристеми -феллогена (коркового камбію), клітини якого діляться і диференціюються в відцентровому напрямку (назовні) в пробку (Фелл), а в доцентровому, (всередину) - в шар живих паренхімних клітин (феллодерми). Пробка, феллоген і феллодерми складають перидерму.

Мал. 8.1. Епідерма листа різних рослин: а -хлорофітум; 6 - плющ звичайний: в - герань запашна; г -шелковіца біла; 1 - клітини епідерми; 2 - замикають клітини продихів; 3 - устьичная щілину.

Рис 8.2. Перидерма стебла бузини (а - поперечний розріз втечі, б - чечевички): I -виконуємо тканину; 2 - залишки епідерми; 3 - пробка (феллема); 4 - феллоген; 5 - феллодерми.

Клітини пробки просочені жироподібним речовиною - суберином-і не пропускають воду і повітря, тому вміст клітини відмирає і вона заповнюється повітрям. Багатошарова пробка утворює своєрідний чохол стебла, надійно оберігає рослину від несприятливих впливів навколишнього середовища. Для газообміну і транспірації живих тканин, що лежать під пробкою, в останній є особливі освіти -чечевічкі; це розриви в пробці, заповнені пухко розташованими клітинами.

Кірка утворюється у дерев і чагарників на зміну пробці. У більш глибоко лежачих тканинах кори закладаються нові ділянки феллогена, що формують нові шари пробки. Внаслідок цього зовнішні тканини ізолюються від центральної частини стебла, деформуються і відмирають, На поверхні стебла поступово утворюється комплекс мертвих тканин, що складається з декількох шарів пробки і відмерлих ділянок кори. Товста кірка служить більш надійним захистом для рослини, ніж пробка.

Провідні тканини забезпечують пересування води і розчинених в ній поживних речовин по рослині. Розрізняють два види провідної тканини - ксилему (деревину) і флоему (луб).

Ксилема це головна водопровідна тканину вищих судинних рослин, що забезпечує пересування води з розчиненими в ній мінеральними речовинами від коренів до листя і інших частин рослини (висхідний струм). Вона також виконує опорну функцію. До складу ксилеми входять трахеіди і трахеї (судини) (рис. 8.3), деревинна паренхіма і механічна тканина.

Трахеїди представляють собою вузькі, сильно витягнуті в довжину мертві клітини з загостреними кінцями і здеревілими оболонками. Проникнення розчинів з однією трахеіди в іншу відбувається шляхом фільтрації через пори - поглиблення, затягнуті мембраною. Рідина по трахеїдів протікає повільно, так як поровая мембрана перешкоджає руху води. Трахеїди зустрічаються у всіх вищих рослин, а у більшості хвощів, плаунів, папоротей і голонасінних служать єдиним провідним елементом ксилеми. У покритонасінних рослин поряд з трахеідамі є судини.

Рис 8.3. Елементи ксилеми (а) і флоеми (6): 1-5 - кільчаста, спіральна, сходова і пориста (4, 5) трахеї відповідно; 6 - якщо чатая і пориста трахеіди; 7 - сітовідной трубка з кліткою-супутницею.

Трахеї (судини) -це порожнисті трубки, що складаються з окремих члеників, розташованих один над одним. У члениках на поперечних стінках утворюються наскрізні отвори - перфорації, або ці стінки повністю руйнуються, завдяки чому швидкість струму розчинів по судинах багаторазово збільшується. Оболонки судин просочуються лігніном і надають стеблу додаткову міцність. Залежно від характеру потовщення оболонок розрізняють трахеї кільчасті, спіральні, сходові і ін. (Див. Рис. 8.3).

Флоема проводить органічні речовини, синтезовані в листі, до всіх органів рослини (спадний струм). Як і ксилема, вона є складною тканиною і складається з сітовідних трубок з клітинами-супутницями (див. Рис. 8.3), паренхіми і механічної тканини. Ситовідниє трубки утворені живими клітинами, розташованими одна над іншою. Їх поперечні стінки пронизані дрібними отворами, які утворюють як би сито. Клітини сітовідних трубок позбавлені ядер, але містять в центральній частині цитоплазму, тяжі якої через наскрізні отвори в поперечних перегородках проходять в сусідні клітини. Ситовідниє трубки, як і судини, тягнуться по всій довжині рослини. Клітини-супутниці з'єднані з члениками сітовідних трубок численними плазмодесмамі і, мабуть, виконують частину функцій, втрачених сітовідной трубками (синтез ферментів, утворення АТФ).

Ксилема і флоема знаходяться в тісній взаємодії один з одним і утворюють в органах рослини особливі комплексні групи - провідні пучки.

Механічні тканини забезпечують міцність органів рослин. Вони складають каркас, який підтримує всі органи рослин, протидіючи їх зламу, стиску, розриву. Основними характеристиками будови механічних тканин, що забезпечують їх міцність і пружність, є потужне потовщення і одревеснение їх оболонок, тісне змикання між клітинами, відсутність перфорацій в клітинних стінках.

Механічні тканини найбільш розвинені в стеблі, де вони представлені лубовими і деревини волокнами. У коренях механічна тканина зосереджена в центрі органу.

Залежно від форми клітин, їх будови, фізіологічного стану і способу потовщення клітинних оболонок розрізняють два види механічної тканини: Коленхіма і склеренхіма, (рис. 8.4).

Мал. 8.4. Механічні тканини: а -уголковая колленхіма; 6 - склеренхіма; в - склереїди з плодів аличі: 1 - цитоплазма, 2 -утолщенная клітинна стінка, 3 - порові канальці.

Коленхіма представлена ​​живими паренхімними клітинами з нерівномірно потовщеними оболонками, що роблять їх особливо добре пристосованими для зміцнення молодих зростаючих органів. Будучи первинними, клітини коленхіми легко розтягуються і практично не заважають подовженню тієї частини рослини, в якій знаходяться. Зазвичай колленхіма розташовується окремими тяжами або безперервним циліндром під епідермою молодого стебла і черешків листя, а також оздоблює жилки в листках дводольних. Іноді колленхіма містить хлоропласти.

Склеренхіма складається з витягнутих клітин з рівномірно потовщеними, часто здеревілими оболонками, вміст яких відмирає на ранніх стадіях. Оболонки склеренхімних клітин мають високу міцність, близькою до міцності стали. Ця тканина широко представлена ​​в вегетативних органах наземних рослин і становить їх осьову опору.

Розрізняють два типи склеренхімних клітин: волокна і склереїди. Волокна - це довгі тонкі клітини, зазвичай зібрані в тяжі або пучки (наприклад, луб'яні або деревинні волокна). Склереїди - це округлі мертві клітини з дуже товстими здеревілими оболонками. Ними утворені насіннєва шкірка, шкаралупа горіхів, кісточки вишні, сливи, абрикоси; вони надають м'якоті груш характерний крупчатою характер.

Основна тканина, або паренхіма, складається з живих, зазвичай тонкостінних клітин, які складають основу органів (звідки і назва тканини). У ній розміщені механічні, провідні та інші постійні тканини. Основна тканина виконує ряд функцій, в зв'язку з чим розрізняють асиміляційну (хлоренхіми), запасаючу, воздухоносную (аеренхіма) і водоносну паренхиму (рис. 8.5).

Рис 8.5. Паренхімні тканини: 1-3 - хлорофіллоноснимі (столбчатая, губчаста і складчаста відповідно); 4-запасаються (клітини з зернами крохмалю); 5 - повітроносні, або аеренхіма.

Клітини асиміляційної тканини містять хлоропласти і виконують функцію фотосинтезу. Основна маса цієї тканини зосереджена в листі, менша частина - в молодих зелених стеблах.

У клітинах запасающей паренхіми відкладаються білки, вуглеводи та інші речовини. Вона добре розвинена в стеблах деревних рослин, в коренеплодах, бульбах, цибулинах, плодах і насінні. У рослин пустельних місць існування (кактуси) і солончаків в стеблах і листках є водоносна паренхіма, що служить для накопичення води (наприклад, у великих екземплярів кактусів з роду Карнегі в тканинах міститься до 2-3 тис. Л води). У водних і болотних рослин розвивається особливий тип основної тканини -воздухоносная паренхіма, або аеренхіма. Клітини аеренхіма утворюють великі повітроносні межклетники, по яких повітря доставляється до тих частин рослини, зв'язок яких з атмосферою утруднена