С тех пор процессы пролиферации и дифференцировки клеток ушли далеко вперед, создав настоящее чудо — вас, человека. У растения жизнь начинается точно так же — с одной маленькой клетки, из которой в дальнейшем будут развиваться ткани и органы самых разных форм. Главная заслуга роста растения принадлежит образовательной ткани.
Как вы видите, на картинке схематично изображено месторасположение образовательной ткани. Главным образом это:
- Кончик побега — конус нарастания в почках
- Кончик корня — зона деления, прикрытая корневым чехликом для защиты
- Камбий — обеспечивает рост растения в ширину
- Основание междоузлий и черешков листьев — это также зоны активного роста растения
Именно в этих местах и происходит деление клеток и рост растения. Важно отметить, что сезонные изменения активности клеток камбия являются причиной возникновения годичных колец древесины. Внешний вид годичных колец обусловлен хронологической закономерностью: весной больше образуется проводящей ткани (более тонкая и рыхлая внутри), а осенью — механическая (толстая, более твердая). Именно поэтому годичные кольца на спиле дерева выглядят как чередование колец, отличающихся друг от друга.
На внешний вид годичных колец оказывают весьма сильное влияние условия внешней среды. Так, при дефиците трофического компонента (питательных веществ), к примеру, у растений, растущих на болоте, годичные кольца выглядят тоньше своих обычных размеров.
Ветер также оказывает существенное влияние: при его постоянном действии происходит перераспределение древесины по стволу. Оказывая действие на крону, ветер смещает центр тяжести дерева, что сказывается на его нижележащих отделах. Они начинают компенсаторно утолщаться для предотвращения слома дерева. При постоянно дующем ветре ствол сильно искривляется, а форма кроны становится флагообразной.
Тема камбия и форм стволов растений весьма занимательна, и все-таки мы должны разобраться в строении самой образовательной ткани. Она представлена живыми мелкими быстро делящимися клетками с относительно крупным ядром. Объем цитоплазмы небольшой, она вязкая по консистенции, оболочка клетки тонкая. Это уязвимые клетки, которые растение оберегает по-своему, подобно тому, как животные оберегают только что появившееся потомство.
Другое название образовательных тканей — меристемы (с др.-греч. — «μεριστός» — делимый). По времени возникновения различают первичные и вторичные меристемы.
Первичные меристемы — закладываются в эмбриогенезе
1) Вставочные меристемы (интеркалярные) — в виде отдельных участков в зоне активного роста в разных частях растения. Такие ткани можно найти в основании междоузлий у злаков, черешков листьев у многих растений. У злаковых наблюдается быстрый рост стебля за счет множественного расположения данной ткани на стебле — «вставочный рост».
2) Прокамбий — основа будущего камбия, перицикла, окружающего проводящие ткани в один или несколько слоёв (у голосеменных). В корнях перицикл является корнеродным слоем, так как в корне с него начинается формирование осевого цилиндра, наружным слоем которого он является. В нём закладываются придаточные и боковые корни, что имеет принципиальное значение для формирования корневой системы растения.
3) Верхушечные (апикальные) — формируются на верхушках стеблей и кончиках корней. В периферической части корня различают три слоя:
- Дерматоген — в дальнейшем преобразующийся в первичную покровно-всасывающую ризодерму (эпиблему или ризодерму)
- Периблема — образующая ткани первичной коры
- Плерома — внутренний слой ткани центрального осевого цилиндра
Читайте также: Ткань вебартекс что это
Вторичные меристемы — закладываются в постэмбриональном развитии
Камбий и феллоген (пробковый камбий) — занимают боковое положение по отношению к оси органа, обеспечивают рост вширь. Растения часто повреждаются, их задевают животные, нарушая целостность тканей и органов. На этот случай в группе вторичных меристем есть раневые меристемы, дающие начало защитной ткани в местах повреждения растения.
Топографическая классификация меристем
Спешу заверить, это отнюдь не сложная классификация, которой нужно бояться. Речь пойдет о взгляде на те же образовательные ткани с другой стороны. В переводе с греч. τόπος — место. Мы рассмотрим меристемы в соответствии с их месторасположением на растении.
- Верхушечная или апикальная (лат. apex — вершина) — расположена на кончике корня и конусе нарастания побега
- Боковая или латеральная (лат. latus — бок): камбий – обеспечивает рост стебля и корня в толщину
- Краевая или маргинальная (лат. margo — край) меристема даёт начало листовой пластинке
- Вставочная или интеркалярная (лат. inter — между и calaris — вставочный, добавочный) — расположена преимущественно у основания стеблевых междоузлий между зонами дифференцированных тканей.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Образовательная ткань растений — строение, классификация и функции
Особенности строения
Совокупность клеток, которые имеют общее происхождение, строение и функции, называют тканью. Наибольшее значение для развития организма имеет меристема, или образовательная система. Она выполняет ряд важных функций:
- рост растения;
- предоставление материала для создания новых специализированных тканей;
- регенерация организма.
Главная особенность этих клеток заключается в способности к постоянному делению. В процессе митоза образуются 2 структуры. Один элемент остаётся в составе меристемы, а второй дифференцируется и даёт начало новому виду ткани
. В перерывах между делениями в цитоплазме и ядерном материале накапливаются питательные вещества и энергия.
Способность к частому делению определяется специфическим строением. Образовательная ткань состоит из мелких многоугольных структур. Биологи отмечают и другие характерные особенности:
- Наличие тонкой внешней оболочки.
- Ядро занимает половину клетки.
- Большое количество рибосом и митохондрий.
- На ядерной оболочке есть множество пор.
- Количество вакуолей снижено.
Рибосома обеспечивает синтез белков, а митохондрия является поставщиком энергии для осуществления митоза. Как правило, из-за частого деления клетки меристемы не успевают вырасти, поэтому они имеют небольшой размер.
Классификация меристем
В биологии выделяют несколько видов образовательной ткани. Учёные классифицируют меристему по топографическому, онтогенетическому и морфологическому признаку.
Инициальный и производный тип
В состав образовательной ткани входят инициальные и производные клетки. Они отличаются друг от друга по форме, размеру и количеству вакуолей. Инициальные структуры могут делиться неограниченное количество раз. Процесс дифференциации для них не характерен, поэтому они всегда остаются в составе меристемы. За счёт инициалей происходит рост растения в длину и ширину.
Читайте также: Образуемые структуры эпителиальной ткани
Производные структуры, которые по-другому называют гистогенами, выполняют образовательную функцию. Они делятся несколько раз, а затем включаются в состав новой системы. В процессе дифференциации меняется строение структурной единицы. Например, ядро становится меньше, а толщина мембраны, напротив, увеличивается. После завершения процесса дифференциации клетка может утратить способность к делению.
Локализация образовательных клеток
Образовательная ткань находится в местах роста растения. Этим обусловлено образование корней, побегов, стволов и листьев. Исходя из топографической классификации, выделяют несколько меристем:
Апикальная меристема локализуется в корнях и на верхушках стебля. При делении этих структур происходит рост растительного организма в длину. Латеральная или боковая ткань представлена камбием, добавочным камбием и феллогеном. Этот вид меристемы виден на поперечном срезе дерева. Кольца на стволе свидетельствуют об увеличении толщины растения. Вставочные меристемы располагаются в основании листьев, где со временем они превращаются в другие ткани. Краевые клетки дают начало листовой пластине.
Кроме этого, в биологии существует такое понятие, как раневые меристемы. Они появляются в местах повреждения корня, стебля или листьев. Специфические элементы отвечают за восстановление растения.
Онтогенетические и морфологические признаки
В соответствии со строением клеток выделяют пластинчатые, колончатые и массивные системы. Первый вид выглядит как однослойная ткань, состоящая из плоских структур. Эпидерма образована именно пластинчатой меристемой. Колончатая образовательная ткань представляет собой совокупность призматических структур, располагающихся рядами. Из неё состоит стебель растения. Массивная система представлена множеством многоугольных образований, из которой формируется спорообразующий орган.
Согласно онтогенетической классификации, образовательная система бывает общей и специальной. Это значит, что в процессе развития общая меристема зародыша преобразуется сначала в апикальные клетки, а затем в специальные образования. Например, в прокамбий, протодерму и в системы основной паренхимы.
Современные учёные до сих пор не изучили, каков истинный механизм дифференциации клетки. Каким образом из одинаковых структур формируются специализированные ткани, доподлинно неизвестно. Это и делает меристематическую систему растений уникальной.
Виды растительных тканей: образовательная, покровная, основная механическая проводящая
В многоклеточном организме клетки со сходными функциональными возможностями и строением объединены в группы и образуют растительные ткани.
Растительные ткани — это группа клеток, с общим происхождением, структурой, предназначенные для выполнения конкретных функций.
Существуют следующие типы растительных тканей:
- Образовательные;
- покровные;
- основные;
- механические;
- проводящие.
Есть ткани простые, в которые входят однородные группы клеток (паренхима), и сложные, где встречаются клетки, отличающиеся по виду, размеру и функциям, но имеют одних предшественников (ксилема).
Образовательная
Клетки образовательной ткани тесно связаны между собой, с минимальным количеством межклеточного вещества, имеют тонкие мембраны. Цитоплазма вязкая, в ней находится генетическая информация. Клетки способны к длительному митотическому делению, служат основой для формирования всех тканей растения.
Образовательные ткани расположены в верхушечной части побегов, на кончике корня. Участки меристемы сохраняются также у основы черешков листьев и междоузлий. Есть латеральные или боковые меристемы, которые отвечают за увеличение размера стебля в поперечной плоскости. К ним относят прокамбий и камбий.
Раневая образовательная ткань формируется в месте повреждения, при этом пограничные клетки вступают в процесс деления и видоизменяются в плотную защитную ткань – каллюс.
Читайте также: Прихватки для кухни из ткани мастер класс
Покровная
Отдельные части растения со всех сторон покрыты шаром плоских клеток – эпидермой. Основная их функция – защита глубже расположенных клеток от пересыхания или чрезмерной влаги, перегрева или заморозков, механических воздействий, проникновения инородных агентов.
Покровные ткани также отвечают за взаимодействие растения с внешней средой. Обмен газов, водяных паров осуществляется через мелкие поры в покровной ткани — устьица. Строение устьица простое: две замыкающие клетки и устьичная щель.
Замыкающие клетки реагируют на перемены факторов окружающей среды, при этом они смыкаются или размыкаются. Например, в светлое время суток, когда интенсивно идут фотосинтезирующие процессы, замыкающие клетки расходятся и пропускают максимальное количество углекислого газа. На ночь они закрываются. Смыкание происходит и при повышении температуры, для защиты от потери влаги.
Многолетние растения нуждаются в более прочной защите, поэтому под эпидермой в них развивается плотная защитная ткань — пробка, которая построена из отмерших клеток.
Вместо устьиц в пробке находятся чечевички, которые необходимы для газообмена.
На замену пробке у многих деревьев формируется корка – очень прочный и грубый слой мертвых клеток.
Проводящая
Проводящая ткань отвечает за перенос питательных веществ в растительном организме. Известны 2 разновидности проводящих тканей — луб и древесина.
По восходящим путям идет транспорт воды и минералов от корневой системы к вышерасположенным органам растения — через сосуды и трахеиды древесины (ксилема). По нисходящим путям переносятся синтезированные органические соединения к корневой системе с помощью ситовидных трубок луба (флоэма).
Луб представляет собой совокупность безъядерных длинных клеток, вертикально идущих друг за другом. Стенки, которыми клетки соприкасаются, имеют множество выходов, поэтому жидкость может свободно передвигаться. На всем протяжение ситовидные трубки сопровождают вспомогательные клетки спутницы, они продуцируют ферментативные соединения необходимые для эффективного транспорта.
Древесина осуществляет ток жидкости с помощью трахеид и сосудов. Трахеиды – это отмершие клетки с отвердевшими стенками. Сосуды — это последовательный ряд клеток, идущих друг за другом цепочкой. Перегородки между смежными клетками разрушены, поэтому ничего не препятствует току жидкости.
Основная
Промежутки в растительных тканях заполнены основной тканью, которая построена из паренхиматозных клеток. Они образуются из верхушечной меристемы. Основная ткань играет важную роль: в паренхиме зеленых органов растения идут фотосинтезирующие процессы, в корневище накапливаются углеводы.
Воздухоносная паренхима включает множество полостей наполненных воздухом. Характерна для растений, населяющих поверхность водоемов, помогает им удерживаться наплаву. Отдельно выделяют водоносную паренхиму, которая долго может поддерживать стабильный уровень влаги, (развита у растений из семейства кактусовые).
Механическая
Механическая ткань придает стеблям и листьям прочность и гибкость. Так они могут выдерживать нагрузку, сгибания, сжатия. Клетки данной растительной ткани имеют утолщенную оболочку, иногда отвердевшую. Выделяют 2 подвида механической ткани: колленхиму и склеренхиму.
Колленхима построена из жизнеспособных клеток, что также содержат хлорофилл. Поэтому колленхима обеспечивает опору в листьях и стеблях.
Склеренхима — это группа клеток с твердой мембраной, продольно вытянутых и названых волокнами. Терминальные части клеток острые, а на срезе имеют многоугольную форму. Выделяют лубяные волокна, которые находятся в лубе и древесные, расположенные ближе к центральной оси.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом