«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.
© 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.
Особенности строения и функции механической ткани растений
Клетки животных и растений состоят из разных волокон. Они различаются по строению и выполняемым функциям. Из 6 групп наиболее важной считается механическая ткань растений. Она помогает им выстоять в ветреную погоду. Названия других волокон: образовательные, проводящие, выделительные.
Описание волокон
Растения являются многоклеточными организмами, представленными в виде мхов, папоротников, цветков, водорослей. Их клетки имеют плотные оболочки и хлоропласты (пластиды зеленого цвета), обеспечивающие фотосинтез (процесс получения энергии из неорганических веществ). На рисунках со строением растительных клеток выделяются следующие группы волокон:
Читайте также: Vt кресло ch685 ткань черная 53826
- Образовательные. В группу могут входить верхушечные, раневые, вставочные типы. С их помощью восстанавливается структура растения, образуются новые клетки. Они образуют листья, стебель, плод. Функции образовательной ткани: запас воды, накопление питательных веществ, газообмен, фотосинтез.
- Проводящие. Волокна транспортируют минеральные вещества и воду к листьям, стеблю. Они могут находиться в сосудах древесины.
- Покровные. К ним относятся пробка, кора, эпидерма. Их роль в жизнедеятельности растений: защита, газообмен и транспирация (движение воды по клеткам с последующим испарением). Расположение покровных волокон: корень, кора, листья.
- Выделительные. Ткани участвуют в выработке сока, нектара, продуктов метаболизма. Находятся в особых структурах, включая волоски.
- Механические. Волокна распределены у растений неравномерно. Для них характерно особое строение, классификация.
Функциональные особенности
Механическая ткань похожа на скелет, который придает опору и прочность растению. Подобные функциональные возможности позволяют живому организму переносить погодные ненастья, сохраняя свою целостность, поэтому основная функция, какую выполняет механическая ткань — защитная.
Состоит она из следующих разновидностей волокон:
Структура склеренхимы
У клеток присутствует одревесневшая и утолщенная оболочка. Внутри находится живое содержимое, которому свойственно со временем отмирать. Клеточные структуры могут пропитываться лигнином, который повышает прочность склеренхим. Значение показателя совпадает с параметром строительной стали.
Клетки, входящие в состав склеренхимы:
- волокна,
- склереиды (клетки проводящей ткани),
- ксилема (лубяные волокна),
- флоэма (древесинные волокна).
По структуре клетки похожи на удлиненные и заостренные оболочки с незначительным количеством пор. Склеренхимы локализуются в стебле, черешках, в центре корня. Особенность их строения заключается в том, что они мертвые (склереиды), но имеют прочную древесную оболочку. В комплексе склеренхимы делают растение устойчивым по отношению к сильным ветрам, непогоде.
Подобная функция важна для сохранения целостности кроны у деревьев (груша, яблоко, черешня, вишня). С ее помощью ветки и ствол выдерживает динамические и статические воздействия со стороны массы кроны.
Функции склереиды
Механическая ткань склереида имеет тонкие стенки и образуется за счет постепенно отмирания протопласта (содержимое растительной клетки) с последующим одревеснением оболочки и многократного ее утолщения. Существует 2 способа развития клеток:
Из склереид формируется скорлупа орехов и косточки разных плодов. Они могут быть короткими, каменистыми, разветвленными, удлиненными. Подобные структуры могут присутствовать в мякоти плодов с целью их защиты от поедания животными и птицами. Склереиды любого типа помогают механической ткани выполнять опорную функцию.
Они защищают семена от температурных перепадов, предупреждая поражение плода грибком и бактериями. Кроме защитной функции, механические ткани формируют устойчивый и полноценный каркас.
По количеству склеренхим меньше всего в водорослях, так как вода выполняет для них функцию опоры. Незначительной степени одревесневания подвергаются тропические растения и представители влажного места обитания. Растения, которые обитают в засушливых зонах, состоят из большого количества механической ткани. Колленхима больше присутствует у однолетних двудольных представителей. Однодольные многолетние травы, кустарники и деревья больше состоят из склеренхимы.
Механические ткани. Колленхима, склеренхима, склереиды.
Механические (скелетные, опорные, арматурные) ткани выполняют в растении роль скелета, который скрепляет ткани и части органов между собой. Они придают растениям прочность, способность противостоять действию тяжести собственных органов, порывам ветра, дождю, снегу, вытаптыванию животными. Клетки механических тканей разнообразны по форме, но имеют общий признак — сильно утолщенные клеточные стенки, которые даже после отмирания протопласта продолжают выполнять опорную функцию. Различают два типа механических тканей: 1) колленхиму и 2) склеренхиму.
Колленхима — механическая ткань молодых растущих органов, возникает очень рано, когда еще продолжается рост органа в длину. Колленхима состоит из живых, вытянутых по оси органа клеток с тупыми или скошенными концами. В клетках часто содержатся хлоропласты. Клеточные стенки утолщены неравномерно и никогда не одревесневают. Колленхима располагается сразу за покровной тканью в молодых стеблях, цветоносах, черешках листьев, образуя сплошной цилиндр или тяжи в ребрах. В зависимости от характера утолщения стенок клеток различают три типа колленхимы: 1) уголковую, 2) пластинчатую и 3) рыхлую.
Уголковая колленхима имеет стенки, утолщенные в углах клеток. Утолщения стенок соседних клеток смыкаются, образуя трех – пятиугольники (рис. 17) . Уголковая колленхима часто встречается в стеблях травянистых растений, черешках листьев, вдоль главной жилки листа.
Читайте также: Раскроен из одной ткани
Рисунок 17 — Уголковая (А), пластинчатая (Б) и рыхлая (В) колленхима
Пластинчатая колленхима имеет утолщения тангенциальных, т. е. параллельных поверхности органа, стенок клеток, которые располагаются параллельными слоями, радиальные стенки остаются тонкими. Она встречается, чаще всего, в молодых стеблях древесных растений.Рыхлая колленхима имеет хорошо выраженные межклетники. Утолщению подвергаются лишь те части стенок, которые прилегают к межклетным пространствам. Рыхлая колленхима встречается у некоторых травянистых растений (лопух, дурман).
Склеренхима встречается наиболее часто, во всех органах: корнях, стеблях, листьях, плодах, цветках, семенах. Клетки склеренхимы имеют равномерно утолщенные и, как правило, одревесневшие стенки. Различают два типа склеренхимы: 1) волокна и 2) склереиды, различающиеся формой клеток.
Волокна — прозенхимные клетки, сильно вытянутые в длину и заостренные на концах. Они обеспечивают прочность органов растений на растяжение, сжатие и изгибы. Прочность волокон повышается благодаря тому, что фибриллы целлюлозы проходят в них винтообразно, меняя направление во внешних и внутренних витках.
Склереиды — клетки, имеющие различную форму, чаще паренхимную. Они встречаются как поодиночке, в виде идиобластов, так и группами. Это мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими стенками, пронизанными поровыми каналами, которые часто ветвятся. В зависимости от формы клеток выделяют несколько типов склереид. Наиболее часто встречаются брахисклереиды, или каменистые клетки и астросклереиды.
Каменистые клетки имеют более или менее округлую форму. Из них состоят косточки вишни, сливы, персика, скорлупа грецкого ореха. Они встречаются в мякоти плодов груши, айвы, рябины, в корнях хрена среди тонкостенных клеток. У груши при созревании плода наблюдается раздревеснение каменистых клеток.
Астросклереиды имеют ветвистую форму с отростками, направленными в разные стороны. Они располагаются в виде идиобластов в мезофилле листьев некоторых растений (камелия, маслина, кубышка), скрепляя рыхлые ткани подобно шпильке в волосах.
6 Проводящие ткани: ксилема и флоэма. Типы проводящих пучков.
Проводящие ткани служат для передвижения по растению растворенных в воде питательных веществ. Они возникли как следствие приспособления растений к жизни на суше. В связи с жизнью в двух средах – почвенной и воздушной, возникли две проводящие ткани, по которым вещества передвигаются в двух направлениях. По ксилеме от корней к листьям поднимаются вещества почвенного питания – вода и растворенные в ней минеральные соли (восходящий, или транспирационный ток). По флоэме от листьев к корням передвигаются вещества, образовавшиеся в процессе фотосинтеза, главным образом сахароза (нисходящий ток, или ток ассимилянтов).
Проводящие ткани образуют в теле растения непрерывную разветвленную систему, соединяющую все органы – от тончайших корешков до самых молодых побегов. Ксилема и флоэма представляют собой сложные ткани, в их состав входят разнородные элементы – проводящие, механические, запасающие, выделительные. Самыми важными являются проводящие элементы, именно они выполняют функцию проведения веществ.
Ксилема и флоэма формируются из одной и той же меристемы и, поэтому, в растении всегда располагаются рядом. Первичные проводящие ткани образуются из первичной латеральной меристемы – прокамбия, вторичные – из вторичной латеральной меристемы – камбия. Вторичные проводящие ткани имеют более сложное строение, чем первичные.
Ксилема (древесина) состоит из проводящих элементов – трахеид и сосудов (трахей), механических элементов – древесинных волокон (волокон либриформа) и элементов основной ткани – древесинной паренхимы.
Проводящие элементы ксилемы носят название трахеальных элементов. Различают два типа трахеальных элементов – трахеиды и членики сосудов.
Трахеида представляет собой сильно вытянутую в длину клетку с ненарушенными первичными стенками. Передвижение растворов происходит путем фильтрации через окаймленные поры. Сосуд состоит из многих клеток, называемых члениками сосуда. Членики расположены друг над другом, образуя трубочку. Между соседними члениками одного и того же сосуда имеются сквозные отверстия – перфорации. По сосудам растворы передвигаются значительно легче, чем по трахеидам.
Трахеальные элементы в зрелом, функционирующем состоянии – мертвые клетки, не имеющие протопластов. Сохранение протопластов затрудняло бы передвижение растворов.
Сосуды и трахеиды передают растворы не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении в соседние трахеальные элементы и в живые клетки. Боковые стенки трахеид и сосудов сохраняются тонкими на большей или меньшей площади. В то же время они имеют вторичные утолщения, придающие стенкам прочность. В зависимости от характера утолщений боковых стенок трахеальные элементы называются кольчатыми, спиральными, сетчатыми, лестничными и точечно-поровыми (рис. 18).
Читайте также: Куклы своими руками из ткани для масленицы
1 – кольчатое, 2-4 – спиральные, 5 – сетчатое утолщения; 6 – лестничная, 7 – супротивная, 8 – очередная поровость
Рисунок 18 — Типы утолщения боковых стенок у трахеальных элементов
Древесинная паренхима и древесинные волокна выполняют запасающие и опорные функции соответственно.
Флоэма (луб) состоит из проводящих — ситовидных — элементов, сопровождающих клеток(клеток-спутниц), механических элементов – флоэмных (лубяных) волокон и элементов основной ткани – флоэмной (лубяной) паренхимы. В отличие от трахеальных элементов проводящие элементы флоэмы и в зрелом состоянии остаются живыми. На стенках ситовидных элементов имеются группы мелких сквозных отверстий – ситовидные поля, через которые сообщаются протопласты соседних клеток и происходит транспорт веществ. В члениках ситовидных трубок в зрелом состоянии отсутствуют ядра, однако они остаются живыми и деятельно проводят вещества. Клетки-спутницы имеют ядра и цитоплазму с многочисленными митохондриями; в них происходит интенсивный обмен веществ. Между ситовидными трубками и прилегающими к ним сопровождающими клетками имеются многочисленные цитоплазматические связи. Считается, что клетки-спутницы вместе с члениками ситовидных трубок составляют единую физиологическую систему, осуществляющую ток ассимилятов.
Длительность функционирования ситовидных трубок невелика. У однолетников и в надземных побегах многолетних трав — не более одного вегетационного периода, у кустарников и деревьев — не более 3-4 лет. При отмирании живого содержимого ситовидной трубки, отмирает и клетка-спутница.
В теле растения ксилема и флоэма расположены рядом, образуя или слои, или обособленные тяжи, которые называют проводящими пучками. Различают несколько типов проводящих пучков (рис. 19).
1 – открытый коллатеральный; 2 – открытый биколлатеральный; 3 – закрытый коллатеральный; 4 – концентрический закрытый центрофлоэмный; 5 – концентрический закрытый центроксилемный; К – камбий; Кс – ксилема; Ф – флоэма
Рисунок 19 — Типы проводящих пучков
Закрытые пучки состоят только из первичных проводящих тканей, они не имеют камбия и далее не утолщаются. Закрытые пучки характерны для споровых и однодольных растений. Открытые пучки имеют камбий и способны к вторичному утолщению. Они характерны для голосеменных и двудольных растений.
В зависимости от взаимного расположения флоэмы и ксилемы в пучке различают следующие типы. Наиболее обычны коллатеральные пучки, в которых флоэма лежит по одну сторону от ксилемы. Коллатеральные пучки могут быть открытыми (стебли двудольных и голосеменных растений) и закрытыми (стебли однодольных растений). Если с внутренней стороны от ксилемы располагается дополнительно тяж флоэмы, такой пучок называется биколлатеральным. Биколлатеральные пучки могут быть только открытыми, они характерны для некоторых семейств двудольных растений (тыквенные, пасленовые и др.). Встречаются также концентрические пучки, в которых одна проводящая ткань окружает другую. Они могут быть только закрытыми. Если в центре пучка находится флоэма, а ксилема ее окружает, пучок называется центрофлоэмным, или амфивазальным. Такие пучки часто встречаются в стеблях и корневищах однодольных растений. Если в центре пучка располагается ксилема, и ее окружает флоэма, пучок называется центроксилемным, или амфикрибральным. Центроксилемные пучки обычны у папоротников. Многие авторы выделяют радиальные пучки. Ксилема в таком пучке располагается в виде лучей от центра по радиусам, а флоэма – между лучами ксилемы. Радиальный пучок – характерный признак корня первичного строения.
Основная литература:
1 Бавтуто Г.А. Практикум по анатомии и морфологии растений. – Минск: Новое знание, 2002. – 185 с.
2 Родман А.С. Ботаника. – М.: Колос, 2001. — 328 с.
Дополнительная литература:
1 Ишмуратова М.Ю. Ботаника. Учебно-методическое пособие. — Караганда: РИО Болашак-Баспа, 2015. — 331 с.
2 Тусупбекова Г.Т. Основы естествознания. Ч. 1. Ботаника. – Астана: Фолиант, 2013. – 321 с.
Контрольные вопросы:
1 Назовите простые и сложные ткани, первичные и вторичные ткани. Приведите примеры.
2 Почему покровные ткани относятся к сложным тканям? Укажите выполняемые функции.
3 Какую роль выполняют проводящие и механические ткани в организме растения?
4 Какой тип механической ткани характерен для растущих организмов? Какой – для взрослых растений?
5 Деятельность какой ткани у древесных видов ведет к формированию годичных колец?
6 В чем отличие между экзогенными и эндогенными выделительным тканями?
7 Какое строение имеют амфивазальные и амфикрибральные пучки?
- 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