Механическая ткань — вид ткани в растительном организме, волокна из живых и мёртвых клеток с сильно утолщённой клеточной стенкой, придающие механическую прочность организму. Возникает из верхушечной меристемы, а также в результате деятельности прокамбия и камбия.
Степень развития механических тканей во многом зависит от условий обитания: они почти отсутствуют у растений влажных лесов, у многих прибрежных растений, но зато хорошо развиты у большинства растений засушливых местообитаний.
Механические ткани присутствуют во всех органах растения, но наиболее они развиты по периферии стебля и в центральной части корня.
Выделяют следующие типы механических тканей:
- колленхима — эластичная опорная ткань первичной коры молодых стеблей двудольных растений, а также листьев. Состоит из живых клеток с неравномерно утолщёнными не одревесневшими первичными оболочками, вытянутые вдоль оси органа;
- склеренхима — (лубяные волокна) прочная ткань из быстро отмирающих клеток с одревесневшими и равномерно утолщенными оболочками, обеспечивает прочность органов и всего тела растений.Различают два типа склеренхимных клеток: волокна и склереиды. Волокна — это длинные тонкие клетки, обычно собранные в тяжи или пучки (например, лубяные или древесинные волокна).Склереиды — это округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками. Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки вишни, сливы, абрикоса; они придают мякоти груш характерный крупчатый характер. Встречаются группами в корке хвойных и некоторых лиственных пород, в твердых оболочках семян и плодов. Их клетки круглой формы с толстыми стенками и маленьким ядром.
Использование
Промышленное применение имеют лубяные волокна, идущие на изготовление тканей (лён, рами, кенаф), верёвок и канатов (пенька из волокон конопли).
Механическая функция тканей человека
Строение и биологическая роль тканей человеческого организма:
Общие указания: Ткань — это совокупность клеток, имеющих сходное происхождение, строение и функции.
Каждая ткань характеризуется развитием в онтогенезе из определенного эмбрионального зачатка и типичными для нее взаимоотношениями с другими тканями и положением в организме (Н.А. Шевченко)
Тканевая жидкость — составная часть внутренней среды организма. представляет собой жидкость с растворенными в ней питательными веществами, конечными продуктами метаболизма, кислородом и углекислым газом. Находится в промежутках между клетками тканей и органов у позвоночных. Выполняет роль посредника между кровеносной системой и клетками организма. Из тканевой жидкости в кровеносную систему поступают углекислый газ, а вода и конечные продукты метаболизма всасываются в лимфатические капилляры. Объем ее составляет 26,5% массы тела.
Эпителиальная ткань:
Эпителиальная (покровная) ткань , или эпителий, представляет собой пограничный слой клеток, который выстилает покровы тела, слизистые оболочки всех внутренних органов и полостей, а также составляет основу многих желез.
Эпителий отделяет организм от внешней среды, но одновременно служит посредником при взаимодействии организма с окружающей средой. Клетки эпителия плотно соединены друг с другом и образуют механический барьер, препятствующий проникновению микроорганизмов и чужеродных веществ внутрь организма. Клетки эпителиальной ткани живут непродолжительное время и быстро заменяются новыми (этот процесс именуется регенерацией).
Эпителиальная ткань участвует и во многих других функциях: секреции (железы внешней и внутренней секреции), всасывании (кишечный эпителий), газообмене (эпителий легких).
Главной особенностью Эпителия является то, что он состоит из непрерывного слоя плотно прилегающих клеток. Эпителий может быть в виде пласта из клеток, выстилающих все поверхности организма, и в виде крупных скоплений клеток – желез: печень, поджелудочная, щитовидная, слюнные железы и др. В первом случае он лежит на базальной мембране, которая отделяет эпителий от подлежащей соединительной ткани. Однако существуют исключения: эпителиальные клетки в лимфатической ткани чередуются с элементами соединительной ткани, такой эпителий называется атипическим.
Эпителиальные клетки, располагающиеся пластом, могут лежать во много слоев (многослойный эпителий) или в один слой (однослойный эпителий). По высоте клеток различают эпителии плоский, кубический, призматический, цилиндрический.
Соединительная ткань состоит из клеток, межклеточного вещества и соединительнотканных волокон. Из нее состоят кости, хрящи, сухожилия, связки, кровь, жир, она есть во всех органах (рыхлая соединительная ткань) в виде так называемой стромы (каркаса) органов.
В противоположность эпителиальной ткани во всех типах соединительной ткани (кроме жировой) межклеточное вещество преобладает над клетками по объему, т. е. межклеточное вещество очень хорошо выражено. Химический состав и физические свойства межклеточного вещества очень разнообразны в различных типах соединительной ткани. Например, кровь – клетки в ней «плавают» и передвигаются свободно, поскольку межклеточное вещество хорошо развито.
Читайте также: Энергия индуктотермии хорошо поглощается тканями
В целом, соединительная ткань составляет то, что называют внутренней средой организма. Она очень разнообразна и представлена различными видами – от плотных и рыхлых форм до крови и лимфы, клетки которых находятся в жидкости. Принципиальные различия типов соединительной ткани определяются соотношениями клеточных компонентов и характером межклеточного вещества.
В плотной волокнистой соединительной ткани (сухожилия мышц, связки суставов) преобладают волокнистые структуры, она испытывает существенные механические нагрузки.
Рыхлая волокнистая соединительная ткань чрезвычайно распространена в организме. Она очень богата, наоборот, клеточными формами разных типов. Одни из них участвуют в образовании волокон ткани (фибробласты), другие, что особенно важно, обеспечивают прежде всего защитные и регулирующие процессы, в том числе через иммунные механизмы (макрофаги, лимфоциты, тканевые базофилы, плазмоциты).
Костная ткань, образующая кости скелета, отличается большой прочностью. Она поддерживает форму тела (конституцию) и защищает органы, расположенные в черепной коробке, грудной и тазовой полостях, участвует в минеральном обмене. Ткань состоит из клеток (остеоцитов) и межклеточного вещества, в котором расположены питательные каналы с сосудами. В межклеточном веществе содержится до 70% минеральных солей (кальций, фосфор и магний).
В своем развитии костная ткань проходит волокнистую и пластинчатую стадии. На различных участках кости она организуется в виде компактного или губчатого костного вещества.
Хрящевая ткан ь состоит из клеток (хондроцитов) и межклеточного вещества (хрящевого матрикса), характеризующегося повышенной упругостью. Она выполняет опорную функцию, так как образует основную массу хрящей.
Нервная ткань состоит из двух разновидностей клеток: нервных (нейронов) и глиальных. Глиальные клетки вплотную прилегают к нейрону, выполняя опорную, питательную, секреторную и защитную функции.
Нейрон – основная структурная и функциональная единица нервной ткани. Главная его особенность – способность генерировать нервные импульсы и передавать возбуждение другим нейронам или мышечным и железистым клеткам рабочих органов. Нейроны могут состоять из тела и отростков. Нервные клетки предназначены для проведения нервных импульсов. Получив информацию на одном участке поверхности, нейрон очень быстро передает ее на другой участок своей поверхности. Так как отростки нейрона очень длинные, то информация передается на большие расстояния. Большинство нейронов имеют отростки двух видов: короткие, толстые, ветвящиеся вблизи тела – дендриты и длинные (до 1.5 м), тонкие и ветвящиеся только на самом конце – аксоны. Аксоны образуют нервные волокна.
Нервный импульс – это электрическая волна, бегущая с большой скоростью по нервному волокну.
В зависимости от выполняемых функций и особенностей строения все нервные клетки подразделяются на три типа: чувствительные, двигательные (исполнительные) и вставочные. Двигательные волокна, идущие в составе нервов, передают сигналы мышцам и железам, чувствительные волокна передают информацию о состоянии органов в центральную нервную систему.
Мышечная ткань
Мышечные клетки называют мышечными волокнами, потому что они постоянно вытянуты в одном направлении.
Классификация мышечных тканей проводится на основании строения ткани (гистологически): по наличию или отсутствию поперечной исчерченности, и на основании механизма сокращения – произвольного (как в скелетной мышце) или непроизвольного (гладкая или сердечная мышцы).
Мышечная ткань обладает возбудимостью и способностью к активному сокращению под влиянием нервной системы и некоторых веществ. Микроскопические различия позволяют выделить два типа этой ткани – гладкую (неисчерченную) и поперечнополосатую (исчерченную).
Гладкая мышечная ткань имеет клеточное строение. Она образует мышечные оболочки стенок внутренних органов (кишечника, матки, мочевого пузыря и др.), кровеносных и лимфатических сосудов; сокращение ее происходит непроизвольно.
Поперечнополосатая мышечная ткань состоит из мышечных волокон, каждое из которых представлено многими тысячами клеток, слившимися, кроме их ядер, в одну структуру. Она образует скелетные мышцы. Их мы можем сокращать по своему желанию.
Разновидностью поперечнополосатой мышечной ткани является сердечная мышца, обладающая уникальными способностями. В течение жизни (около 70 лет) сердечная мышца сокращается более 2,5 млн. раз. Ни одна другая ткань не обладает таким потенциалом прочности. Сердечная мышечная ткань имеет поперечную исчерченность. Однако в отличие от скелетной мышцы здесь есть специальные участки, где мышечные волокна смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна бысто передается соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы.
Механическая ткань растений — особенности строения, характеристика и функции
Разновидности тканей
Растительный организм состоит из нескольких видов тканей. Они различаются по строению и функциям. Основные группы тканевых структур:
- Образовательная. Она подразделяется на следующие типы: вставочные, верхушечные, боковые и раневые. Функция механических тканей этой группы заключается в образовании новых и росте существующих клеток, восстановлении повреждённой структуры. Образовательное тканевое вещество сконцентрировано в верхушечной части стебля, на кончиках корня, в черешках листьев и междоузлиях.
- Основная. Она включает в себя фотосинтезирующую часть, а также паренхиму, которая делится на водоносные, губчатые, столбчатые, запасающие и воздухоносные виды. Основная структура выполняет несколько функций: участвует в газообмене и фотосинтезе, отвечает за накопление питательных веществ и запасание воды. Части растения, где локализуется паренхима и фотосинтезирующее вещество, — плоды, стебли и листья.
- Проводящая. Группа включает флоэму и ксилему, которые доставляют воду и питательные вещества к стеблю и листьям. От этих участков соединения транспортируются в плоды. Проводящая ткань обладает высокой упругостью, она находится в клетках луба и сосудах, расположенных в древесине.
- Покровная. Основные виды — эпидерма, корка и пробка. В организме растения они участвуют в газообмене, а также отвечают за транспирацию и выполняют защитную функцию. Места локализации покровной структуры — корни, корневища, кора и листья.
- Выделительная. Деление на разновидности отсутствует. Функции выделительной ткани: выделение влаги, продуктов переработки питательных веществ, сока, нектаров. Части растения, где локализуется тканевое вещество, — волоски, млечники, нектарники.
Читайте также: Цитологическое исследование тканей шейки матки воспалительный процесс
Общая характеристика
Чтобы было проще понять, какое место занимают механические ткани в жизни растений и что они делают, стоит вспомнить, как много неблагоприятных факторов воздействует на организмы. Климатические катаклизмы, жара, холод, недостаток и избыток влаги, солнечные лучи, угроза стать пищей животных — всё это растения испытывают на себе ежесекундно.
Благодаря ткани, включённой в структуру организма, дикорастущие и культурные виды растений переносят землетрясения, сильные ветры, снегопады, ливни и прочие явления природы. Каждое растение приспосабливается к окружающей среде по-разному. Все 6 типов ткани неодинаково концентрируются в частях растений даже в рамках одного вида. Во всех случаях функциональная значимость обусловлена необходимостью защиты от внешних угроз. Кроме того, с её участием протекают процессы жизнедеятельности.
По мнению ботаников, механическую ткань можно сравнить с остовом или скелетом. Подобно арматуре она обеспечивает прочность и устойчивость живого организма, его способность выживать в изменчивых условиях. Роль механической ткани в растении состоит в том, что она помогает сохранять целостность.
Пример: при шквалистом ветре деревья гнутся, но не ломаются. В этом случае срабатывают защитные свойства тканей.
Строение клеточных структур помогает при катаклизмах не только большим деревьям, но и кустарникам, полукустарникам, травам. Степень защиты во всех случаях разная, но в целом именно такое строение механической ткани обеспечивает хорошую приспособляемость к негативным факторам.
Классификация по типу строения
Структура слоёв различается, в зависимости от этого их делят на несколько видов. Все они формируются из меристемы, которая бывает первичной и вторичной. Меристематическая ткань — это обобщающее название для частей растения, состоящих из клеток, сохраняющих жизнеспособность и интенсивно делящихся на протяжении всей жизни. Типы структур:
Клетки этих структур устроены особым образом: они имеют довольно толстые стенки, которые придают устойчивость живому организму. Благодаря такой структуре растение имеет возможность противостоять факторам, описанным выше. Внутри клеток есть содержимое, которое бывает мёртвым или живым. Структурные элементы склереиды рассматриваются некоторыми учёными как часть склеренхимы.
Особенности колленхимы
В процессе эволюции колленхима образовалась из основной ткани. В ней может содержаться некоторое количество хлорофилла, тогда с участием этой структуры осуществляется фотосинтез. Колленхима есть только у молодых растений. Она находится сразу за покровной тканью, выстилая отдельные органы, но иногда может располагаться глубже. Эта ткань способна выполнять свою функцию только тогда, когда клетки сохраняют тургор.
Все клетки колленхимы непрерывно растут и делятся, сохраняя жизнеспособность до окончания периода вегетации. У них утолщённые оболочки, благодаря которым тканевая структура выполняет опорную функцию. Вода проникает внутрь через поры в защитном слое. Клетки вбирают ровно столько влаги, сколько требуется для поддержания тургора. Когда достигается определённое давление, всасывание влаги прекращается. В зависимости от того, какое сочленение имеют клетки, в биологии есть 3 вида колленхимы:
- Пластинчатая. Стенки клеток довольно плотные, с равномерным утолщением, располагаются вплотную одна к другой, а по отношению к стеблю — параллельно. Пример растения, имеющего пластинчатую ткань, — подсолнечник.
- Уголковая. Клеточные оболочки наиболее толстые посередине и в углах. Примыкание образуется именно в этих местах. Такая ткань у щавеля, гречихи, тыквы.
- Рыхлая. Клетки отстоят друг от друга, поэтому образуется межклеточное пространство. Утолщения равномерные, средние по величине. Рыхлая ткань у мать-и-мачехи, красавки. Эта структура способна выполнять фотосинтезирующую функцию.
Читайте также: Ткань для штор состав хлопок
В теле растения колленхимой богаты листья и черешки. Также она присутствует в стебле, окружая его наподобие цилиндра. Все клетки ткани живые и неодревесневшие, поэтому они не создают помех для роста побегов, листьев и цветков. Основные функции — опорная и фотосинтезирующая, причём первая осуществляется в меньшей степени, так как в большей мере поддержку обеспечивает склеренхима.
Колленхима очень прочная. Если внести результаты опытов с измерениями в таблицу, станет видно, что по прочности на разрыв ткань не уступает свинцу, алюминию и некоторым другим металлам. В старых органах она может образовывать одревесневшие оболочки.
Описание и функции склеренхимы
Клетки этого типа отличаются тем, что их оболочки обычно одревесневшие. Они сильно утолщены со всех сторон. Живое вещество — протопласт. По мере взросления клетки оно отмирает. Повышенную прочность клетка приобретает благодаря тому, что её вещество пропитывается лигнином. Это сложное полимерное соединение, входящее в состав почти всех видов растений. Склеренхима отличается высокой прочностью на излом. По этому параметру она не уступает стали. Структуру ткани образует несколько типов клеток:
- либроформа;
- склереиды;
- волокна;
- структуры в составе флоэмы, ксилемы и проводящих тканей.
Строение и расположение каждого типа различаются. Волокна — это прозенхимные структуры с небольшим количеством пор и одревесневшими оболочками. На рисунках в книгах по биологии видно, что эти клетки вытянуты в длину и имеют заострённые концы. Части растения, где сконцентрированы волокна:
- черешки;
- срединная часть корня;
- стебель;
- междоузлия.
Все эти участки характеризуются тем, что в них заканчиваются ростовые процессы. Либроформа и остальные типы клеток играют важную роль, поскольку они окружают проводящие ткани. Особенность склеренхимы в том, что все её клетки не содержат живого вещества и окружены прочной одревесневшей оболочкой. Благодаря этой ткани растения приобретают устойчивость, не ломаются под сильными порывами ветра и тяжестью снежного покрова.
Склеренхима образуется из прокамбия, камбия и меристемы. В растительном организме она находится в листьях, плодоножках, цветоложе, корнях, черешках, цветоножках и стволовой части.
Функция ткани состоит в том, чтобы образовывать крепкий и целостный каркас, который служит скелетом. Он помогает растениям переносить динамические нагрузки, возникающие в связи с природными катаклизмами. Благодаря одревесневшим тканям деревья выдерживают массу кроны. В процессе фотосинтеза склеренхима не участвует, поскольку в её структуре нет живых клеток.
Образование, расположение и свойства склереид
Склереиды формируются из обычных клеток. Это происходит так: протопласт постепенно отмирает, а оболочки утолщаются, при этом происходит их одревеснение. Склереиды образуются из паренхимы и первичной меристемы. Места, где они локализуются, позволяют понять, насколько высока прочность таких структур. Части растения, в которых присутствуют склереиды:
- косточки плодов;
- костянки ягод;
- ореховая скорлупа.
Некоторые виды формируют плоды, в структуру которых также включена ткань этого вида. Благодаря такому строению вещество становится непривлекательным для животных. Варианты формы клеток:
- Остеосклереиды. Похожи на берцовые кости человека, отсюда и название.
- Удлинённые. Структура напоминает волокна.
- Брахисклереиды. Клетки короткие, округлые, по форме похожи на паренхимные.
Значение клеток обусловлено тем, что они выполняют арматурные функции, но их роль этим не ограничивается. Благодаря склереидам растительные организмы хорошо переносят температурные перепады, противостоят бактериям и грибам, восстанавливаются после повреждения животными. В комплексе с другими видами тканевых структур склереиды формируют механический каркас, отличающийся высокой устойчивостью.
У разных видов ткань этого типа распределяется неодинаково. Так, у водорослей, относящихся к низшим растениям, она расположена по всему организму, но присутствует в минимальном количестве. Виды, растущие в воде, практически не нуждаются в опоре, поэтому склеренхима им почти не нужна.
Растения, которые встречаются в тропиках или просто во влажной среде, также не склонны к одревеснению (склерификации). Зато у тех видов, что произрастают в засушливых регионах, наблюдается максимальное одревеснение и утолщение клеточных оболочек. Экологи называют такие растения склерофитами. За счёт сильного развития механических тканей растительные организмы отлично приспособлены к жизнедеятельности в засушливых условиях.
Важно, что содержание различных видов тканевых структур различается у однодольных и двудольных видов.
Первые склонны формировать большое количество склеренхимы. Это особенность деревьев, кустарников и многолетних трав. Для двудольных однолетних видов больше характерно образование колленхимы.
- 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