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.
Читайте также: Ткань велюровая для подушек
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
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.
Образовательные ткани (меристемы)
Меристема(образовательная ткань) обусловливает рост растений в длину и толщину в связи с делением клеток и их дифференциацией. Различают первичную и вторичную меристемы.
Первичная меристема появляется в самом начале роста проростка из клеток зародыша в виде конуса нарастания стебля и корня.
В первичной меристеме закладывается прокамбий. При этом клетки меристемы делятся преимущественно продольными перегородками, концы их заостряются. Так возникает прокамбиальный тяж, состоящий из прозенхимных меристематических клеток, из которых впоследствии дифференцируются проводящие и механические ткани или вторичная меристема – камбий.
Вторичной называют меристему, возникшую из какой-либо уже дифференцированной ткани.
Ткани, которые образуются из первичной меристемы, называют первичными, а из вторичной меристемы – вторичными.
Итак, рост растений обеспечивают меристемы в связи с делением клеток. Митоз – основной способ деления соматических клеток.
Митоз является составной частью митотического цикла, который проходит каждая делящаяся клетка. Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза, тесно связанных между собой.
Читайте также: Снежный барс морда из ткани
 |
Рис. 3.1. Схема деления клетки
Интерфаза – наиболее продолжительная часть митотического цикла. В этой фазе происходят важные биохимические процессы, подготавливающие клетку к делению, – редупликация ДНК, накопление веществ и энергии. В интерфазе различают 3 периода: предсинтетический – рост и подготовка к удвоению ДНК, синтетический – синтез ДНК и постсинтетический – подготовка к построению веретена и накопление энергии.
Митоз в свою очередь делят на 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В профазе начинается спирализация хромосом: они становятся более короткими, увеличивается их толщина. Ядрышко, хорошо видимое в начале профазы, к ее концу исчезает. Подвергается деструкции ядерная оболочка и хромосомы оказываются в цитоплазме. К концу профазы начинает формироваться по полюсам клетки ахроматиновое веретено. Метафаза характеризуется наличием ахроматинового веретена. Часть его нитей связаны с центромерами хромосом. К центромере одной хромосомы подходит по одной нити от каждого полюса. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, там, где произойдет ее разделение на две дочерние клетки. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. В метафазе между ними появляется щель и хроматиды слегка обособляются друг от друга, но остаются соединенными в области центромеры. В анафазе сестринские хроматиды полностью разъединяются и расходятся к полюсам клетки. На каждом полюсе оказывается по равноценному набору дочерних хромосом. Каждая из них состоит из одной хроматиды. В телофазе осуществляется реконструкция ядра в дочерних клетках. Хромосомы деспирализуются, образуется ядрышко, восстанавливается ядерная оболочка. Между двумя формирующимися дочерними клетками распределяется все живое содержимое материнской клетки. Появляется межклеточная пластинка в экваториальной плоскости. Каждая дочерняя клетка достраивает недостающую оболочку.
После четырех фаз деления начинается интерфаза – перерыв между следующими друг за другом митотическими делениями ядра. В этот период осуществляется рост клетки, сопровождающийся увеличением цитоплазмы и накоплением пластического и энергетического материала, необходимого для обеспечения последующего деления клетки. В интерфазу в клетке, готовой перейти к очередному делению, происходит удвоение количества наследственного материала. В результате каждая хромосома вновь состоит из двух хроматид. Только после этого ядро снова может делиться.
Комплекс взаимосвязанных и согласованных во времени процессов, происходящих при подготовке клетки к митотическому делению (в интерфазе) и на протяжении самого деления, называют митотическим циклом.
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.
Читайте также: Признаки тканей из натуральных волокон растительного происхождения
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.
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.
- 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