Особенности распределения механических тканей в теле растения

Строение, роль и функции механической ткани растений

Населяющие сушу растительные организмы постоянно подвергаются воздействию ветра, силы тяжести, снегопадов т. д. Кроме этого, они могут вытаптываться человеком или животными. Основная задача механической ткани растений заключается в противодействии нагрузкам на растяжение, сжатие и изгиб. Эти покровы являются своеобразным каркасом, пронизывающим все части растительного организма.

Классификация покровов

Растения имеют несколько типов тканей. Они различаются строением и выполняемыми функциями. Выделяют 6 типов покровов растительных организмов:

1. Основной. Ткань представлена паренхимой и принимает активное участие во всех жизненно важных процессах — фотосинтезе, газообмене, создании запасов питательных веществ и т. д.
2. Образовательный. Классифицируется на несколько типов покровов — вставочный, боковой, раневый, верхушечный. Основной задачей этой ткани является создание новых клеток и восстановление структур, получивших повреждения.
3. Проводящий. Предназначена для доставки питательных элементов и воды к листочкам и стеблю.
4. Выделительный. Основными функциями этого вида покрова растения является выведение лишней влаги, а также продуктов метаболизма.
5. Покровный. Выделяют три типа этой ткани — пробка, эпидерма и корка. Они выполняют защитную функцию, и принимает участие в процессах газообмена.
6. Механический.

Общая характеристика

Чтобы быстрее разобраться с функциями механического покрова растений, следует вспомнить различные неблагоприятные факторы внешней среды, воздействие которых они испытывают ежесекундно. Однако благодаря наличию в их структуре особой ткани, растительные организмы способны переносить сильный ветер, землетрясения, ливневые дожди и т. д.

Каждое растение в процессе эволюции приспособилось к среде своего обитания. Именно поэтому все виды тканей даже у растительных организмов одного вида концентрируются в их частях по-разному. Таким образом, функционал механической ткани обусловлен необходимостью защиты от негативного воздействия внешней среды.

Основная роль механической ткани заключается в сохранении целостности растения. В качестве примера можно привести деревья, которые под воздействием ветра гнуться, но не ломаются.

Строение механической ткани

Познакомившись с общей характеристикой механической ткани, остается выяснить, как она выглядит и какие клетки входят в ее состав. Она состоит из нескольких типов клеточных структур. Входящие в их состав клеточки способны делиться на протяжении всего своего жизненного цикла. Выделяют два типа механического покрова:

Клетки этих структур устроены примерно одинаково. Они обладают толстыми стенками, что увеличивает устойчивость растения.

Клетки колленхимы

В основе клеточек колленхимы находятся два полисахарида: гемицеллюлаза и целлюлоза. Это один из покровов растения, где протекает фотосинтез. Таким образом, колленхима встречается только в надземных частях растительного организма. Ткань делится на три составляющие:

1. Уголковая. Клетки имеют форму шестиугольников. Эта ткань утолщена неравномерно. Дело в том, что ее клеточки имеют более толстые стенки в углах. Уголковая колленхима характерна для двудольных растений.
2. Пластинчатая. Встречается на молодых побегах многих видов деревьев. Ее клеточки напоминают параллелепипеды, вытянутые вдоль поверхности стебля.
3. Рыхлая. На ранней стадии развития клетки этого типа покрова разъединяются в углах, после чего образуют межклетники.

Устройство склеренхимы

Этот вид покрова составляют омертвевшие клеточки. Склеренхиму можно встретить только у высших растений. В сравнении с колленхимой она способны выдерживать более высокие нагрузки. Стенки клеток склеренхимы пропитаны особым веществом — лигнином. Оно представляет собой смесь полимеров.

Склеренхима бывает двух типов:

Клеточная структура склереидов имеет одну важную особенность — стенки ее элементов одревеснели и часто дополнительно пропитаны кутином, кремнеземом либо известью. При этом склереиды делятся на 4 типа: каменистые, остеосклереиды, астросклереиды и палочковидные. К первому принадлежат клеточки, диаметр которых одинаков. Их можно встретить у плодов груши.

Остеосклереиды характеризуются расширенными концами клеток и встречаются, например, у чая. Палочкообразные клеточки характерны для бобовых. Астросклереиды приняли форму звезды и создают уникальный рисунок клеточной структуры. Эти клетки можно найти в листочках камелии.

Склеренхимные волокна имеют вытянутую форму и заострены на концах. Благодаря этому они могут располагаться на минимальном расстоянии друг от друга. Стенки их клеточек равномерно утолщены. Волокна встречаются в любом органе растительного организма. Они могут образовывать группы, составлять кольца либо равномерно распределены по проводящей ткани.

Уже из описания клеток, которые входят в состав механического покрова, можно точно сказать, какую функцию они выполняют. Все типы этой ткани растений предназначены для обеспечения целостности растительного организма. Благодаря особому строению клеток они обладают высокой эластичностью и прочностью.

Читайте также: Ткани из лент полипропилена

Механические ткани 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.

© 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.

Ботаника как наука, Растительная клетка , страница 17

v астросклереиды (звездчатые) – в листьях двудольных;

v нитевидные (длинные, тонкие клетки);

v трихосклереиды (ветвистые, тонкостенные).

Склереиды в большинстве случаев имеют первичное происхождение. Они возникают из клеток апикальной меристемы, или из меристематических клеток, расположенных по периферии. В склереиды могут превращаться и клетки протодермы.

Распределение механических тканей в теле растения

Растения обладают поразительной способностью противостоять различным механическим нагрузкам Целесообразность строения растений с точки зрения механики пытались объяснить Галилей, а затем Гук и Грю. Но лишь много лет спустя, в 1874 г., немецкий ботаник Швенденер подробно рассмотрел распределение механических тканей в различных органах растения с точки зрения теории сопротивления материалов.

Читайте также: Насадка для выжигателя по ткани

Швенденер показал, что в листьях растений механические ткани по расположению напоминают двутавровые балки: целесообразное расположение механических материалов вверху (противодействие раздавливанию) и внизу («работа на разрыв»), где они выполняют наибольшую нагрузку, а в центре с целью экономии и облегчения конструкции материал употребляется в поперечном направлении для предотвращения смятия конструкции.

Вертикальный стебель (по Швенденеру) можно сравнить с конструкцией вертикальной трубы – наиболее экономное и прочное распределение механических элементов по периферии, в виде комплекса двутавровых балок.

Рис.2 Схема двутавровой балки

В корне же, которому в почве не грозит опасность изгиба и излома, механические ткани располагаются в центре, что усиливает функцию «заякоривания» растения в почве.

Сов. Ботаник В.Ф. Раздорский указал, что механические ткани нельзя рассматривать изолированно от других тканей, так как прочность достигается сочетанием наличия арматуры (каркаса) механических тканей и упругой массы живых клеток.

Растения непрерывно подвергается разнообразным динамическим нагрузкам (порывам ветра, ударом дождевых капель, вытаптыванию животными). Значит органы растений должны действовать подобно пружинам, которые способны возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки (конструкция сплошной упругой пружины).

1. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И., Шорина Н.И. Ботаника. Морфология и анатомия растений. М., 1988.

2. Бавтуто Г.А., Еремин Л.М. Ботаника. Анатомия и морфология растений. Мн., 1997.

3. Ерей Л.М., Бавтуто Г.А. Атлас контроля знаний по анатомии и морфологии растений. Мн., 1999.

Цель лекции: Изучить особенности строения и выполняемые функции ксилемы; выделить понятия трахеиды, трахеи; изучить механизм проведения воды по телу растения.

Проводящие ткани – это группы специализированных клеток для проведения необходимых растению веществ. Они возникли в связи с выходом растений на сушу и решением проблемы снабжения органов и тканей питательными и другими веществами. Вещества по растению двигаются в двух противоположных направлениях, и поэтому существуют два типа проводящих тканей:

q ксилема проводит воду с растворенными минеральными солями в направлении снизу вверх (от корней к листьям), т.е. осуществляет восходящий ток;

q флоэма проводит вещества, синтезируемые листьями, в направлении сверху вниз (от листьев к корням), т.е. осуществляет нисходящий ток.

Наибольшее развитие проводящие ткани достигли у папоротникообразных и семенных растениях, которые объединяются в группу сосудистых. В онтогенезе растения эти ткани развиваются очень рано, иногда ещё в зародыше семени.

Ксилема (древесина) (от греч. ксилос — дерево) – комплекс тканей. Основной частью которого являются проводящие элементы – сосуды и трахеиды (трахеальные элементы), волокна и паренхимные клетки. Сосуды и трахеиды проводят воду и растворенные в ней минеральные вещества от корней к стеблю и листьям, а весной органические соединения, называемые пасокой, синтезируемые или преобразованные в корне. Пасока содержит т 3-8% сахаров, эти органические вещества передвигаются в почки и дают энергию для их распускания. Пасоку выделяют деревья и травянистые растения (из клена сахарного можно получить 1,5-2 кг сахара в год – выделяет от 50-150 л пасоки).

Распределение механических тканей в теле растения

В 1874 году немецкий ботаник Швенденер подробно охарактеризовал распределение механических тканей в разных органах растения. При этом он исходил из сопромата. Швендерен впервые показал, что в листьях растений механические ткани по расположению часто напоминают двутавровые балки. Вертикально стоящий стебель подвергается изгибам в разных направлениях. Поэтому Швендерен сравнивает его с такой конструкцией, как вертикальная труба. В этой конструкции наиболее экономно и прочно будет распределение механических элементов в виде комплекса двутавровых балок. стеблях махиначеские ткани располагаются близко к поверхности.

В корнях механические элементы располагаются иначе: они сосредоточены в центре органа. Это связано с тем, что корню в почве не грозит опасность изгиба или излома. Они заякоривает растения в почве. Поэтому корень противостоит напряжениям, стремящимся выдернуть его из почвы. Т.к. он противоедйствует разрыву. Так что ткань располагается в центре.

Существенный вклад в эту проблему внес также советский ботаник В.Ф.Раздорский. ОН указал, что механические ткани нельзя рассматривать изолированно от других тканей растения.Разработал теория строительно-механических принципов строения растений. Железобетон.В теле растения тяжи механических тканей играют роль арматуры. Они погружены в упругую массу живых клеток. Это и обеспечивает прочность.Растения непрерывно подвергается нагрузкам. Органы растений должны возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки.

Читайте также: Ткани фурнитура в вологде

25 Проводящие ткани Проводящие ткани

Общие черты ксилемы и флоэмы:

1) Ксилема и флоэма образуют в теле растения непрерывную разветвленную систему, соединяющие все органы.

2) Ксилема и флоэма представляют собой сложные ткани. В их состав входят проводящие, механические, запасающие, выделительные элементы.

3) Проводящие элементы ксилемы и флоэмы вытянуты по направлению тока веществ.

4) Стенки проводящих элементов ксилемы и флоэмы содержат поры и перфорации, облегчающие прохождение веществ.

Иногда по ксилеме могут передвигаться и другие вещества. Например, березовый сок. Весной запасные вещества мобилизуются и бегут вверх.

Поры – тонкие участки оболочки, через которые осуществляется ток веществ.

Ксилема – древесина. Комплекс тканей, основной частью которой являются проводящие элементы. Кроме того, в ее состав входят механические волокна и живые паренхимные клетки. Проводящие элементы называется трахеитами или членики-сосуды.И трахеиды и членики-сосуды вытянуты и лишены живых протопластов.

Трахеиды – замкнутые удлиненные клетки с вытянутыми концами. Трахеиды в длину имеют несколько миллиметров, а в поперечнике не превышают десятых долей миллиметра. Характерно местное утолщение вторичной оболочки.

Трахеиды в зрелом состоянии — это мертвые прозенхимные клетки, суженные на концах и лишенные протопласта . Длина трахеид в среднем составляет 1-4 мм, поперечник же не превышает десятых и даже сотых долей миллиметра. Стенки трахеид одревесневают, утолщаются и несут простые или окаймленные поры , через которые происходит фильтрация растворов. Большая часть окаймленных пор находится около окончаний клеток, т.е. там, где растворы просачиваются из одной трахеиды в другую. Трахеиды есть у спорофитов всех высших растений , а у большинства хвощевидных , плауновидных , папоротниковидных и голосеменных они являются единственными проводящими элементами ксилемы .

Вторичная роль утолщений – обеспечивать прочность. Выполняют также механическую функцию.

Сосуды – длинные полые трубки длиной в несколько сантиметров. Иногда длина может достигать двух или пяти метров. Сосуды состоят из отдельных члеников. Членики располагаются вертикальными рядами друг на друге. Торцовая или поперечная стенка имеет перфорации.

В онтогенезе сосуды образуются из вертикальных рядов паренхимных клеток.

Присутствуют разные типы перфорации: простая, множественная (лестничная и сетчатая)

Среди указанных типов перфораций наиболее примитивная и древняя – лестничная, а наиболее продвинутая – простая. Самые примитивные сосуды с лестничной перфорацией насчитывают более ста перекладин. Между этими признаками существует корреляция – чем длиннее членики сосуда, тем более наклонна поперечная стенка, тем многочисленнее и мельче перфорация.

Сосуды с узкими длинными члениками характерны для древесных растений. А более продвинутая трава имеет короткие членики с простой перфорацией.Типы сосудов и трахеид определяются по характеру утолщений на их боковых стенках. По характеру утолщений на боковых стенках различают следующие типы:

3) Сетчатые;

Кольчатые способны вытягиваться в длину. Располагаются в интенсивно растущих молодых органах. На стенках сосудов между кольчатыми и спиральными утолщениями могут располагаться разные типы пор. Эти сосуды сравнительно мелкие и тонкостенные, их стенки одревесневают лишь частично. Более эффективно проводят воду, чем трахеиды.При движении через трахеиды, воде надо преодолевать замыкающую пленку пор. Поэтому сосуды более продвинуты, чем трахеиды. Сосуды передают раствор не только в продольном направлении, но и в поперечном.Второй компонент ксилемы – механическая ткань (склеренхима). В составе ксилемы – либриформ.Паренхимные клетки, составляют древесинную паренхиму. Древесинная паренхима обычно образует вертикальные ряды. Кроме того, во вторичной ксилеме она находится в сердцевинах луча. Они в основном выполняют запасающую функцию. Иногда оболочки отдельных паренхимных клеток утолщаются и одревесневают. В этом случае паренхимные клетки превращаются в склереиды. Первичная ксилема возникает при формировании первичных структур в теле растения из прокамбия, а вторичная ксилема возникает из камбия.Самые первые элементы первичной ксилемы – мелкие слабо одревесневшие спиральные и кольчатые сосуды и трахеиды образуют протоксилему. Развивающиеся несколько позднее элементы более крупные и составляют метаксилему.

Протоксилема возникает в первую очередь, обычно ее составляют кольчатые и спиральные сосуды и трахеиды. Метаксилема возникает из прокамбия, когда органы прекратили свой рост и не способны вытягиваться в длину.

Вторичная ксилема образуется гораздо позже из камбия и характеризуется наличием крупных сосудов.

• 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