Механическая ткань в листьях водных растений

«В природе все мудро продумано и устроено, всяк должен заниматься своим делом, и в этой мудрости — высшая справедливость жизни» — Леонардо да Винчи.

Механические ткани это опора и каркас растения, как скелет у человека. Они пронизывают все части растения, для того чтобы растение было способно противостоять смещению центра тяжести: нагрузкам на сжатие, изгиб и растяжение.

Отметьте, что механические ткани возникли у первых наземных растений — риниофитов (устар. — псилофитов) — называемых «пионеры суши». Именно они, покинув водную среду, первыми ощутили всю силу земного притяжения и смогли противостоять ей с помощью механических тканей.

Классифицируют механические ткани на основе микроскопической картины: выделяют ткани с равномерно утолщенными клеточными стенками и неравномерно утолщенными.

Колленхима имеет неравномерно утолщенные клеточные стенки, в основе которых находятся полисахариды: целлюлоза, гемицеллюлозы. Важно отметить, что клетки колленхимы являются хлорофиллоносными, то есть способны к фотосинтезу, так что в подземных частях растения колленхима не встречается. Эта ткань подразделяется на следующие составляющие:

Клетки в виде шестиугольников, клеточная стенка их утолщена в углах, а между углами стенки тоньше, поэтому данная ткань относится к неравномерно утолщенным. Встречается в стеблях щавеля, гречихи, тыквы — двудольных растений, в крупных жилках листа, черешках листьев.

Характерна для молодых стеблей многих деревьев. В отличие от уголковой колленхимы клетки имеют форму параллелепипеда, вытянуты параллельно поверхности стебля, их наружные и внутренние стенки утолщены.

На раннем этапе развития клетки данной ткани разъединяются в углах с последующим образованием межклетников (пространства в тканях растения), имеются в стеблях красавки, мать-и-мачехи, горца земноводного.

Это мертвые клетки, их живое содержимое чаще всего отмирает. Склеренхима встречается в органах высших растений, по сравнению с колленхимой прочнее, выдерживает большие нагрузки. Ядро и цитоплазма клеток разрушаются, особое вещество пропитывает клеточную стенку этой ткани — лигнин, по химическому строению это смесь ароматических полимеров. Склеренхима представлена двумя типами тканей:

Представлены вытянутыми и заостренными клетками, форма которых называется «прозенхимная». Клетки плотно прилежат друг к другу, их оболочка очень прочная, клеточные стенки утолщены равномерно. Волокна встречаются во всех органах растения в виде тяжей, могут быть рассеянны в проводящей ткани, собираться в группы или идти сплошным цилиндрическим кольцом.

Касательно нахождения их в проводящей ткани имеется момент, требующий внимания. В зависимости от того, где можно их найти названия разные: в ксилеме (древесине) — древесинные волокна (либриформ), в флоэме (луб) — лубяные волокна (камбиформ). В случае возникновения волокон на месте перицикла, название они получают соответствующее — перициклические волокна.

В текстильной промышленности широко используются не одревесневшие лубяные волокна, к примеру — льна. Из них получают разные ткани, широко применяемые в быту. Так что обязательно отметьте их хозяйственное значение.

Стенки этих клеток сильно одревесневшие, могут быть пропитаны кремнеземом, известью, кутином. В случае, если диаметр клеток одинаковый (плоды груши) их также называют каменистые клетки (брахисклереиды). Палочковидные склереиды встречаются в семенах бобовых. Остеосклереиды имеют расширение на обоих концах клетки, встречаются в листьях чая. В листьях камелии cклереиды приобретают удивительную форму, напоминающую звезду, они называются астросклереидами.

Как вы уже убедились, склереиды представляют собой мертвые клетки самых различных форм, обнаруживаются во многих органах растения.

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.

Особенности анатомического строения водных растений

Строение листа. При небольшой массе необходимо иметь как можно большую поверхность, получающую солнечный свет и извлекающую из воды необходимые вещества. У одних видов листовая пластинка очень тонкая, у других листья сильно рассечены – листья-жабры (рдесты). Листья у погруженных гидрофитов лишены кутикулы, что облегчает процесс всасывания. Эпидермис водных растений обладает способностью ослизняется. Слизь способствует уменьшению трения при движении листьев и стеблей в текучей воде. Механические ткани не развиты, проводящая система слабая. Устьица (по́ры в эпидермиса листа, через которые происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой) в воде теряют смысл, поэтому они отсутствуют либо недоразвиты.

Читайте также: Соединительная ткань кратко понятно

Процесс фотосинтеза идет по всей освещенной поверхности тела. Все ткани тонких рассеченных листьев содержат хлоропласты. Продукт ассимиляции у водных растений чаще всего крахмал. В хлоропластах большое содержание хлорофилла. В листе хорошо развита система воздушных полостей.

Листья гидрофитов, плавающих на поверхности, контактируют с водной и с воздушной средой. В одном листе совмещаются черты, свойственные листьям наземных растений и погруженных гидрофитов. Верхняя поверхность листа покрыта слоем кутикулы. Устьица расположены только на верхней поверхности листа. Нижняя поверхность листа лишена кутикулы, устьица отсутствуют либо сильно редуцированы (кубышка желтая, кувшинка).

Рдест злаковый имеет листья двух типов – подводные и надводные. Они различаются по облику и строению. Подводные листья рассечены на узкие доли. В средней части стебля, где затопление непостоянно, можно видеть листья переходной формы – рассеченные, но с довольно широкими долями (герофиллия).

Механические ткани в стеблях и листьев представлены немногочисленными толстостенными волокнами с неодревесневающей оболочкой. Это придает гибкость стеблям и листьям при движении и волнении воды. У водных растений, укореняющихся на дне водоема, большое значение имеет аэренхима.

Аэренхимой называют паренхиму со значительно развитыми межклетниками. Она хорошо развита в разных органах водных растений. Назначение аэренхимы — снабжение тканей кислородом или углекислым газом. У водных растений она служит также для обеспечения плавучести побегов и листьев. В стеблях и листьях гидрофитов существуют клетки-идиобласты, поддерживающие воздушные полости и не дающие им сжиматься.

Стебель служит опорой для листьев и одновременно транспортирует питательные вещества от корня к листьям. Стебель также выносит листья растений и цветки к свету: так называемая компенсаторная реакция растений — удлинение стебля или черенков листьев.

По направлению роста стебли подразделяются на прямостоячие, ползучие и восходящие. По форме поперечного разреза: округлые, двух-, трех-, четырехранные или сплюснутые. Стебли также бывают заполненными тканью или полыми.

Места прикрепления листьев к стеблю называются узлами, а промежутки между ними — междоузлия. На стебле растут почки (ростовые или вегетативные, несущие зачаток нового побега, или цветочные, несущие зачаток цветка), листья, цветки и плоды. Если повредить стебель выше почек, то они образуют новые побеги.

Видоизменение стебля — клубни, корневища и луковицы отличаются от корней наличием побегов и листовых следов. Кроме того, они накапливают и хранят питательные вещества и способны к размножению. Растут они за счет обновления листьев. Листья на данных видоизменениях стебля недоразвиты и имеют вид маленьких чешуек.

Корень — орган прикрепления растения в грунте и орган питания.

Корневая система растения бывает стержневой или мочковатой. Если у растения сильно развит главный корень, значительно превосходящий по длине и толщине все остальные корневые отростки, такая корневая система называется стержневой. Однако большинство растений имеет мочковатую корневую систему: главный корень или совсем не развит или развит крайне слабо и не превосходит остальные корни по длине и толщине. Корень водного растения имеет в подавляющем большинстве случаев нитевидную или цилиндрическую форму.

Корень растения поглощает из грунта необходимые минеральные и органические вещества. Корень всасывает их в виде растворов очень низкой концентрации. Корень, как и другие органы растения, постоянно дышит — поглощает из воды кислород и выделяет углекислый газ. Кислород, растворенный в воде, поступает в корневую систему через грунт, поэтому грунт должен быть достаточно рыхлым.

Корни некоторых растений доходят до самой глубины грунта, других — располагаются в основном в поверхностной части грунта. Некоторые аквариумные растения совсем не имеют корней.

Механическая ткань растений: особенности строения и функции

Так же, как и у животных, в телах растений имеются различные ткани. Из них построены органы, которые, в свою очередь, формируют системы. Структурная единица в целом все та же — клетка.

Однако ткани растений и животных различаются между собой и по строению, и по выполняемым функциям. Поэтому попробуем разобраться, что собой представляют эти структуры у представителей флоры. Более подробно рассмотрим, что такое механическая ткань растений.

Читайте также: Ткани для рушников для свадьбы

Ткани растений

Всего можно выделить 6 групп тканей в растительном организме.

Образовательная включает в себя раневые, верхушечные, боковые и вставочные типы. Предназначена для восстановления структуры растений, различного вида роста, принимает участие в формировании других тканей, образует новые клетки. В зависимости от выполняемой функции становится понятно, где будут локализованы участки с образовательной тканью: черешки листьев, междоузлия, кончик корня, верхняя часть стебля.
Основная состоит из разных видов паренхимы (столбчатая, воздухоносная, губчатая, запасающая, водоносная), а также фотосинтезирующей части. Функция соответствует названию: запасание воды, накопление запасных питательных веществ, фотосинтез, газообмен. Локализация в листьях, стеблях, плодах.
Проводящие ткани — ксилема и флоэма. Основное назначение — транспортировка минеральных веществ и воды к листьям и стеблю и обратная доставка питательных соединений к местам накопления. Располагаются в сосудах древесины, специализированных клетках луба.
Покровные ткани включают в свой состав три основных разновидности: это пробка, корка, эпидерма. Роль их в первую очередь — защитная, а также транспирация и газообмен. Расположение в теле растения: поверхность листьев, коры, корня.
Выделительные ткани осуществляют выработку сока, нектаров, продуктов метаболизма, влаги. Располагаются в специализированных структурах (нектарниках, млечниках, волосках).
Механическая ткань растений, ее строение и функции будут рассмотрены ниже подробнее.

Механические ткани: общая характеристика

Сложные и неоднородные погодные условия, климатический катарсис, не всегда мягкие перепады природы — от всего этого человека защищает жилище. И часто таким убежищем для животных становятся именно растения. А кто же спасет их самих? Благодаря чему они способны выдерживать и шквальный ветер, и землетрясения, извержения вулканов и град, снегопады и тропические ливни? Оказывается, выстоять им помогает включенная в состав структура — механическая ткань.

Такая структура не всегда равномерно распределена у одного и того же растения. Также неодинаково ее содержание и у разных представителей. Но в той или иной степени она есть у всех. Механическая ткань растений имеет свое особое строение, классификацию и выполняемые функции.

Функциональная значимость

Одно название данной структуры говорит о роли и значении, которое она имеет для растений,- механическая прочность, защита, опора. Часто механическая ткань приравнивается к арматуре. То есть это своеобразный скелет, остов, придающий опору и прочность всему растительному организму.

Данные функции механической ткани чрезвычайно важны. Благодаря их наличию растение способно переносить сильнейшие погодные ненастья, при этом сохраняя целостность всех частей. Часто можно видеть, как деревья раскачиваются от сильных порывов ветра. Однако не ломаются, проявляя чудеса пластичности и прочности. Это происходит благодаря тому, что работают механические свойства тканей. Также можно видеть и устойчивость кустарников, высоких трав, полукустарников, небольших деревьев. Все они удерживаются в нормальном состоянии, словно стойкие оловянные солдатики.

Конечно, это объясняют особенности строения клеточных структур и разновидности механических тканей. Можно разделить их на группы.

Классификация

Различают три главных типа таких структур, каждая из которых имеет свои особенности строения механической ткани.

Колленхима.
Склеренхима.
Склереиды (часто рассматривается как часть склеренхимы).

Каждая из перечисленных тканей может формироваться как из первичной, так и из вторичной меристемы. Все клетки механической ткани имеют толстые прочные клеточные стенки, что во многом и объясняет способность выполнять перечисленные функции. Содержимое каждой клетки может быть как живым, так и мертвым.

Колленхима и ее строение

Эволюция данного типа структуры идет от основных тканей растений. Поэтому чаще всего колленхима содержит пигмент хлорофилл и способна к осуществлению фотосинтеза. Формируется данная ткань только в молодых растениях, выстилая их органы сразу под покровной, иногда чуть глубже.

Обязательное условие для колленхимы — тургор клеток, только в этом случае она способна выполнять возложенные на нее функции арматуры, опоры. Такое состояние возможно, так как все клетки данной ткани — живые, растущие и делящиеся. Оболочки очень утолщенные, однако сохраняются поры, через которые и происходит забор влаги и установка определенного тургорного давления.

Также строение механических тканей данного типа подразумевает несколько типов сочленения клеток. По этому признаку принято выделять три вида колленхимы.

Пластинчатая. Клеточные стенки утолщены достаточно равномерно, располагаются плотно друг к другу, параллельно стеблю. Вытянутые по форме (пример растения, содержащего этот тип ткани,- подсолнечник).
Уголковая колленхима — оболочки утолщены неравномерно, в углах и середине. Смыкаются между собой именно этими частями, образуя небольшие пространства (гречиха, тыква, щавель).
Рыхлая — название говорит за себя. Клеточные стенки утолщенные, но соединение их — с большими межклеточными пространствами. Часто выполняет фотосинтезирующую функцию (красавка, мать-и-мачеха).

Читайте также: Как вставить кольца в ткань для занавесок

Еще раз следует указать на то, что колленхима — это ткань только молодых, одногодовалых растений и их побегов. Основные места локализации в теле растения — черешки и главные жилки, в стебле по бокам в форме цилиндра. Данная механическая ткань содержит только живые, неодревесневшие клетки, не препятствующие росту растений и их органов.

Выполняемые функции

Помимо фотосинтезирующей, можно назвать также функцию опоры как основной. Однако она играет не такую большую роль в этом, как склеренхима. Тем не менее прочность колленхимы на разрыв сравнима с прочностью металлов (алюминия, например, и свинца).

Кроме того, функции механической ткани данного типа объясняются также способностью формировать вторичные одревесневающие оболочки в старых органах растений.

Склеренхима, типы клеток

В отличие от колленхимы, клетки данной ткани имеют чаще всего одревесневшие оболочки, сильно утолщенные. Живое содержимое (протопласт) со временем отмирает. Часто клеточные структуры склеренхимы пропитываются особым веществом — лигнином, повышающим их прочность во много раз. Прочность на излом у склеренхимы сравнима с параметрами строительной стали.

Основные типы клеток, входящих в состав такой ткани, следующие:

волокна;
склереиды;
структуры, входящие в состав проводящих тканей, ксилемы и флоэмы — лубяные волокна и древесинные (либриформа).

Волокна представляют собой удлиненные и заостренные кверху прозенхимные структуры с сильно утолщенными и одревесневшими оболочками, пор очень мало. Локализуются в местах окончания ростовых процессов растения: междоузлиях, стебле, центральной части корня, черешках.

Лубяные и древесинные волокна имеют большое значение как сопровождающие проводящих тканей, окружающие их.

Особенности строения механической ткани склеренхимы состоят в том, что все клетки мертвые, с прочно сформировавшейся древесной оболочкой. Все вместе они дают колоссальную устойчивость растениям. Формируется склеренхима из первичной меристемы, камбия и прокамбия. Локализуется в стволах (стеблях), черешках, корнях, цветоножках, цветоложе, плодоножках и листьях.

Роль в растительном организме

Выполняемая функция механической ткани склеренхимы очевидна — обеспечение целостного крепкого каркаса, обладающего достаточной прочностью, эластичностью и силой, чтобы выдерживать динамические и статические воздействия со стороны массы кроны (у деревьев) и природных катаклизмов (у всех растений).

Функция фотосинтеза для склеренхимных клеток нехарактерна вследствие отмирания их живого содержимого.

Склереиды

Данные структурные элементы механической ткани образуются из обычных тонкостенных клеток путем поэтапного отмирания протопласта, склерификации (одревеснения) оболочек и их многократного утолщения. Развиваются такие клетки двумя способами:

из основной меристемы;
из паренхимы.

Убедиться в прочности и жесткости склереид можно, обозначив места их локализации в растениях. Из них состоит скорлупа орехов, косточки плодов.

По форме эти структуры могут быть весьма различны. Так, выделяют:

короткие округлые каменистые клетки (брахисклереиды);
разветвленные;
сильно удлиненные — волокнистые;
остеосклереиды — по форме напоминают человеческие берцовые кости.

Часто такие структуры встречаются даже в мякоти плодов, что защищает их от поедания различными птицами и животными. Склереиды всех типов составляют особенности механических тканей, помогают им выполнять опорные функции.

Значение для растений

защищать семена от перепадов температур;
не допускать поражения плодов бактериями и грибами, а также укусами животных;
формировать в комплексе с другими механическими тканями полноценный устойчивый механический каркас.

Присутствие механических тканей у разных растений

Распределение таких типов тканей неодинаково у различных представителей флоры. Так, например, меньше всего склеренхимы содержат низшие водные растения — водоросли. Ведь для них функцию опоры играет вода, ее давление.

Также не слишком одревесневают и запасаются лигнином тропические растения, все представители влажных мест обитания. А вот обитатели засушливых условий механическими тканями обзаводятся по максимуму. Это отражается и в их экологическом названии — склерофиты.

Колленхима больше характерна для однолетних двудольных представителей. Склеренхима же, напротив, большей частью формируется в однодольных многолетних травах, кустарниках и деревьях.

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