Камбий — это что? Расположение, роль и основные функции
Что такое камбий? Это группа клеток меристемы, которые находятся параллельно друг другу и обвивают стебель растения, кроме этого, они дают начало вторичным ксилеме и флоэме. Проще говоря, это эквивалент человеческих стволовых клеток, которые могут превращаться в любые клетки растения — от основных структурных ячеек до новых органов.
Жизненно важные части растения
Вторичные клетки — это клетки, которые развиваются после первичного роста. Ксилема — это очень важная органелла, она переносит воду и некоторые питательные вещества из почвы в другие части растения. Их часто воспринимают как неживую структурную часть растения, однако она является жизненно важной. Флоэма проводит такое органическое вещество, как сахар, для использования в производстве энергии. Луб — это живая сеть в виде ячеек на наружной части стебля, в то время как ксилема находится ближе к центру.
Что такое камбий в биологии?
Основная работа камбия заключается в том, чтобы способствовать росту вторичных ксилемы и флоэмы. Что такое камбий? Где он расположен? Это тонкая мембрана, находящаяся прямо под корой, непосредственно между первичной ксилемой и флоэмой в круговом пласте растения. Васкулярный камбий проходит латерально вниз по стеблю и переносит питательные вещества в дополнение к производству флоэмы и ксилемы.
Активный слой
Камбий — это слой активно делящихся клеток между ксилемой и флоэмой ткани, которые отвечают за вторичный рост стеблей и корней. Возникший из недифференцированных клеток, которые сохранили свой эмбриональный потенциал, он также играет свою важную роль. Камбий может также образовать массы клеток в каллусных тканях над поврежденной поверхности раны, что приводит к исцелению.
Главные функции камбия
Увеличение диаметра стебля за счет производства у древесных растений слоев ксилемы и флоэмы.
Создание благоприятных условий для вторичного роста корней и стеблей.
У некоторых растений камбий действует как заживляющее средство.
Продолжительность жизни камбия
Функционирование этого слоя варьируется в зависимости от вида растения. Например, в многолетних деревьях и древесных растениях он может жить до тех пор, пока живо само растение. Камбий — это тонкий слой генеративной ткани, который находится между корой и древесиной стебля. У травянистых растений этот слой почти не активен, а в однодольных растениях и вовсе отсутствует.
Деление клеток
Камбий — это слой клеток, деление которых происходит полярно. Это значит, что во внутреннюю сторону происходит образование древесины, а во внешнюю — коры. Эти процессы происходят не пропорционально. Внешнего слоя, как правило, образуется во много раз меньше, чем внутреннего. Делиться могут не все клетки, это присуще лишь клеткам определенного типа в камбиальном кольце, они называются инициальными. Вследствие чего происходит рост во внутреннем и внешнем направлении.
Камбий — разновидность образовательных тканей растений. Характеристика и функции камбия
Все растительные ткани подразделяют на две большие группы: образовательные (или меристематические) и постоянные. Последние представляют собой уже дифференцированные группы клеток, выполняющие определенные функции (проводящую, механическую и т. д.). Постоянные ткани составляют основу растения, однако все они формируются из меристематических клеток, без которых ни эмбриональное развитие, ни рост невозможны. Одной из таких меристем является камбий.
Общая характеристика камбия
Так как главная функция камбия — это формирование проводящих растительных тканей, его наряду с прокамбием относят к васкулярным меристемам (от лат. vascularis — сосудистый). Камбий имеет вторичное происхождение и присутствует в осевых органах растений (стебли, корни). По месту локализации эту ткань относят к латеральным (боковым) меристемам.
Клетки камбия живые, сильно вакуолизированные и тонкостенные. Они обладают способностью активно делиться, не истрачивая слой меристемы, в отличие от прокамбия, который со временем полностью дифференцируется в сосудистую ткань. Они имеют прозенхимную форму с заостренными концами и вытянуты вдоль поверхности осевого органа. Плоские и широкие стороны клеток обращены к проводящим тканям, а остальные стенки соприкасаются друг с другом.
Читайте также: Обивочная ткань астра что это такое
При делении камбия образуются 2 типа клеток:
- инициальные — сохраняют способность к делению, полностью идентичны материнским камбиальным клеткам;
- дифференцирующиеся — способны делиться ограниченное количество (обычно 2-3) с формированием производных в виде клеток.
Инициальный слой камбия сохраняется на протяжении всей жизни растения, служа источником для образования проводящей системы. Меристема формируется непосредственно из прокамбия либо из вторичных постоянных тканей.
В составе камбия имеются не только веретеновидные, но и короткие лучевые клетки, дающие начало радиальным проводящим элементам — сердцевидным лучам, которые иначе называются лубодревесинными. Они обеспечивают движение веществ в горизонтальном направлении.
Функции камбия
В отличие от своего предшественника (прокамбия), камбий дает начало вторичным проводящим тканям (ксилеме и флоэме) и потому характерен преимущественно для голосеменных и двудольных покрытосеменных (как травянистых, так и древесных форм). У однодольных присутствуют только первичные проводящие ткани (метаксилема и метафлоэма), которые образуются из прокамбия. Увеличение диаметра стебля растения за счет формирование ксилемы и флоэмы из камбия называют вторичным утолщением. Таким образом меристема способствует боковому росту осевого органа.
В итоге можно выделить 4 основных функции камбия:
- формирование вторичной проводящей системы;
- увеличение количества сосудистых структур по мере развития растения;
- вторичное утолщение стебля;
- увеличение диаметра осевых органов.
У растений с отмирающими побегами камбий функционирует в течение одного года, а у многолетних — на протяжении всей жизни. Прирост стебля в толщину имеет сезонный характер, так как в холодные месяцы деление клеток меристемы замирает. В стволах деревьев это приводит к формированию так называемых годичных колец.
Функции камбия в стеблях травянистых и древесных растений отличаются только в количестве и характере производных. В обоих случаях работа инициального слоя приводит к откладыванию флоэмы (луба) к периферии, а ксилемы — внутрь. Разница заключается в том, что в древесном стволе элементы сосудистых тканей более жесткие, мощные и расположены компактней, чем у травянистых растений.
Как происходит вторичное утолщение?
Вторичному утолщению предшествует образование камбия, которое может происходить по трем сценариям:
- Формирование непрерывного камбиального кольца из сплошного прокамбия, которое производит непрерывные слои сосудистых тканей.
- Появление пучкового (образуется из прокамбия внутри первичных проводящих пучков) и межпучкового видов камбия, которые соединяются в сплошное кольцо и начинают откладывать ксилему и флоэму.
- Закладка меристемы происходит аналогично второму типу, но межпучковый камбий не формирует проводящие ткани, в результате чего рост ксилемы и флоэмы ограничен зоной пучков.
В последнем случае функция камбия, образующего перемычки между пучками, заключается в образовании механических элементов или паренхимы, а вторичные проводящие ткани не образуют сплошного кольца. Такая конструкция характерна для недолговечных растений с ограниченным утолщением.
Камбий в стволе древесного растения
Основной функцией камбия в дереве является формирование вторичных проводящих тканей ствола — древесины и луба. Меристема закладывается еще до окончания дифференциации первичной сосудистой системы. Возникший из ткани-предшественника камбий образует инициальный слой, дающий начало материнским клеткам древесины и луба, расположенным в пределах камбиальной зоны. Последние разрастаются в радиальном направлении, дифференцируясь в элементы сосудистой системы.
Так как клетки ксилемы и флоэмы древесных растений со временем отмирают, функция камбия заключается в поддержании проводящей системы ствола. Рабочая сосудистая зона находится вблизи васкулярной меристемы, а старые слои древесины и луба выполняют опорно-механическую и защитную роль.
Читайте также: Обои с имитацией ткани в интерьере
Внутреннее строение стебля: первичное и вторичное анатомическое строение, передвижение минеральных веществ по стеблю
Особенности внутреннего строения стебля
Все стебли древесных растений, произрастающие в умеренных широтах, характеризуются определенным строением. Так из чего же состоит стебель? Стебель состоит из:
- древесина. Это центральная часть стебля;
- камбий. Это тонкий слой образовательной ткани;
- кора. Она находится снаружи.
Остановимся на строении стебля подробнее и рассмотрим элементы стебля: кору, древесину и сердцевину.
Древесина
Почти весь объем древесины представляет собой отмершие клетки. В основном — сосуды и трахеи, выполняющие проводящую функцию, а также склеренхимные клетки (то есть механические).
Древесина (ксилема) является основной частью стебля. Она включает сосуды (трахеи), трахеиды, древесные волокна (механическая ткань). Одно кольцо древесины образуется в течение года. Годичные кольца древесины служат для определения возраста растения.
Но в случае с тропическими растениями, сделать это довольно сложно: тропические растения растут постоянно на протяжении года, поэтому их кольца почти незаметны.
Годичные кольца хорошо видны весной, с пробуждением растения, и осенью, когда растение засыпает на зиму. Весенняя древесина включает тонкостенные клетки, а осенняя — толстостенные. Это говорит о том, что переход от весны к осени постепенный, а от осени к весне — внезапный.
Древесина также состоит из паренхимных клеток, которые в основном концентрируются в центральной части и образуют сердцевину.
Сердцевина — центральная часть стебля.
Внешний слой сердцевины включает живые паренхимные клетки и служит местом откладывания питательных веществ, а центральный слой — из больших и часто отмерших клеток.
Клетки сердцевины характеризуются наличием между ними межклеточного пространства. Также стоит отметить сердцевидный луч.
Сердцевидный луч — это ряд паренхимных клеток, которые берут начало в сердцевине и двигаются к первичной коре: они направлены радиально через древесину и луб. Луч выполняет важные функции: запасающую и проводящую.
Различают первичную и вторичную кору, так как у коры есть два отдела: луб и пробка.
Первичная кора — это участок стебля, состоящий из двух слоев: колленхимы или механической ткани, которая находится под перидермой, и паренхимы первичной коры, выполняющей запасающую функцию.
Первичная кора с типом ткани покрывным выполняет свою функцию недолго — сразу же за ней образуется вторичная покровная ткань — перидерма. Она включает 3 слоя клеток:
- пробку (внешний слой);
- пробковый камбий (средний слой);
- феллодерму (внутренний слой).
Пробка находится снаружи и возникает в результате многоразового заложения слоев перидермы. Таким образом она выполняет защитную функцию. На поверхности пробки можно обнаружить трещины. Их появление — результат утолщения стебля: пробковые клетки мертвые и не могут растягиваться.
Вторичная кора — это луб или флоэма. Луб включает в себя ситоподобные элементы, паренхимные клетки и лубовые волокна. Он прилегает к камбию.
Лубовые волокна — механическая ткань, поэтому они выполняют опорную функцию. Они образуют слой, получивший название твердый луб. Другие элементы луба образуют мягкий луб.
Появление клеток луба — результат деления и дифференциации камбия.
Камбий
Какую роль играет камбий? Камбий представляет собой образовательную ткань. Снаружи вторичную кору образуют клетки луба, а внутри — клетки древесины.
Стебель растет в толщину за счет деления клеток камбия. Зимой клетки камбия не делятся — их деление возобновляется весной.
Проводящие элементы древесины (ксилемы) обеспечивают перемещение воды и растворенных в ней веществ от корней до листьев.
Проводящие элементы луба (флоэмы) перемещают продукты ассимиляции от листков до корней.
Распределение флоэмы и ксилемы при образовании проводящих пучков осуществляется в определенном порядке и с учетом расположения других структур стебля. Ксилема входит в состав древесины и располагается в середине от камбия. Флоэма — составляющая луба: она располагается снаружи от камбия.
Читайте также: Ткань с лавандовым рисунком
Мы рассмотрели внутреннее строение стеблей.
Первичное и вторичное анатомическое строение стебля
Анатомия стебля
Первичное строение стебля характеризуется наличием центрального цилиндра и первичной корки, между которыми граница определяется довольно условно.
Первичная кора состоит из следующих тканей:
- механические;
- ассимиляционные;
- запасающие;
- выделительные;
- воздухоносные.
Участки паренхимы разделяют проводящие пучки, которые собраны из первичных проводящих тканей. Расположение первичной флоэмы — периферия пучка. Первичная ксилема направлена к середине стебля. Расположение сердцевины — центральная часть.
Возникновение первичного камбия происходит вначале в первичных пучках. Поэтому между прослойками пучкового камбия появляются перемычки межпучкового камбия. Проводящие пучки легко различимы, так как пучковый камбий закладывает проводящие элементы, а межпучковый — паренхиму.
Строение стеблей древесных растений отдельных видов отличаются не пучковым типом вторичного утолщения.
Проводящие пучки сближаются и образуют 3 концентрических слоя:
- Древесину или вторичную ксилему.
- Камбий.
- Луб или вторичную флоэму.
Центральная часть — это сердцевина, которую составляют живые тонкостенные паренхимные клетки. Функция таких клеток заключается в накапливании питательных веществ.
Древесина занимает около 90% объема ствола и располагается снаружи от сердцевины.
Отдельно нужно отметить механические древесные волокна, обеспечивающие стволу прочность.
Древесина также включает паренхимные клетки (они образуют сердцевинные лучи) и клетки вертикальной паренхимы. Камбий находится между корой и древесиной и состоит из образовательной ткани. Последняя, в свою очередь, образует ксилему и флоэму.
Снаружи от камбия — вторичная кора или луб: ее образует камбий.
В луб входят ситовидные трубки, лубяные волокна и лубяная паренхима. Луб также может выполнять функцию накапливания питательных веществ. Около луба располагается запасающая паренхима, а за ней — перидерма или вторичная покровная ткань. Слой перидермы, который выполняет функцию защиты — это пробка. Пробка трансформируется в корку (третичную покровную ткань) спустя несколько лет.
Как минеральные вещества передвигаются по стеблю
Корни всасывают воду и минеральные соли из почвы, и они перемещаются по стеблю к листьям, цветам и плодам. Такое движение называют восходящим током. Оно осуществляется по древесине с помощью основных проводящих сосудов. Эти сосуды — мертвые пустые трубки, которые образуются из живых паренхимных клеток. Восходящий ток может осуществляться трахеидами: мертвыми клетками, которые связаны друг с другом при помощи окаймленных пор.
Образование органических веществ происходит в листьях. Затем они доставляются во всех органы растения, в том числе корень и стебель.
Нисходящий ток — это обратная транспортировка. В ней принимают участи луб (по нему перемещаются) и ситовидные трубки (с их помощью). Ситовидные трубки — это живые клетки, которые связаны между собой ситечками: тонкими перегородками с отверстиями. Эти трубки находятся в продольных и поперечных стенках. При помощи сердцевидных лучей питательные вещества у древесных растений перемещаются в горизонтальной плоскости.
Как органические вещества откладываются в стеблях
Внутреннее строение стебля создано для откладывания питательных веществ. Органические вещества внутри клеток или в оболочках клеток накапливаются в специальных запасающих тканях. Эти ткани образуются из паренхимных клеток. Среди таких органических веществ — крахмал, аминокислоты, инсулин, сахара, масла, белки.
Органические вещества откладываются в стебле в разных местах: в паренхимных клетках первичной коры, в живых клетках сердцевины, в сердцевидных лучах.
Запасающие ткани играют важную роль в питании растения органическими веществами. Запас органических веществ растениями — это еще и продукт питания для животных и человека. Питательные вещества растений используются людьми в качестве сырья.
- 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