Разнообразные ткани у высших растений

Ткани — совокупность клеток с единым происхождением, функциями и строением. Ткани появились из-за потребностей вышедших на сушу растений.

Виды тканей растений

Ткани растений бывают простыми и сложными. Клетки в простых тканях выполняют одну основную функцию, а в сложных берут на себя дополнительные задачи. Примером простых тканей служит меристема, сложных — ксилема и флоэма.

Классификация по функциям и строению тканей растений:

Но это ещё не всё. Даже в рамках одного вида тканей клетки различаются, поэтому классификацию дополняют подвиды.

Образовательная ткань

Образовательная ткань растений— родители: из них развиваются остальные ткани. Клетки недифференцированной ткани делятся множество раз и тем самым обеспечивают рост растения в длину и толщину.

Узнать клетки образовательной ткани не составляет труда: это скопления близко расположенных клеток с мелкими стенками и вакуолями и без запаса дополнительных веществ. Лишний груз этим клеткам не нужен, ведь их единственная функция — деление.

По топографической классификации меристемы делят на:

Благодаря апикальным тканям растение растёт в длину, а благодаря латеральным — в толщину. Благодаря интеркалярным меристемам происходит рост у оснований междоузлий. Раневые ткани приходят на помощь там, где растение повреждено.

Схема распределения меристем 1. Апикальная, 2. Латеральная, 3. Интеркалярная, 4. Раневая.

Основная ткань

Основная ткань растений — дом: между её клетками расположены другие ткани. Судя по названию, основная ткань составляет основу растений. Как части одного строения, клетки основной ткани выполняют разнообразные задачи, поэтому их делят на подвиды:

1. Ассимиляционная (хлоренхима);
2. Основная (типичная);
3. Запасающая;
4. Воздухоносная (аэренхима);
5. Поглощающая.

В общем виде клетки этого вида ткани состоят из живых клеток с тонкими стенками. Далее строение зависит от выполняемой задачи.

Ассимиляционная паренхима отвечает за фотосинтез и газообмен: клетки по размеру средние, имеют много хлоропластов. Типичная ткань заполняет пустые места: в клетках нет хлорофилла. Запасающая паренхима хранит вещества: в клетках этой ткани откладываются крахмальные зёрна, белковые гранулы и липидные капли.Воздухоносная ткань есть у растений, которые живут в водных пространствах: клетки аэренхимы находятся на расстоянии друг от друга, имеют межклетники, которые заполнены воздухом. Поглощающая паренхима отвечает за всасывание воды через корневые волоски: клетки крупные, содержат в вакуолях специальное слизистое вещество.

Паренхима клубня картофеля

Проводящая ткань

Проводящая ткань растений— лифт: по этим клеткам перемещается вода и разнообразные вещества. Если лифт движется вверх, его называют ксилемой, если вниз — флоэмой.

Дополнительная функция древесины заключается в опоре растения. Древесина образуется из клеток камбия и находится ближе к центральной части растения.

К составным частям ксилемы относят трахеиды, трахеи (сосуды), древесинные волокна и паренхима. Трахеиды и трахеи выполняют проводящую функцию, а волокна и паренхима — механическую.

Трахеиды — мёртвые клетки скошенной формы. У этих клеток есть одревесневшая оболочка, нет цитоплазмы. В стенках трахеид расположены поровые мембраны, через которые перемещается вода с растворёнными минеральными веществами. По трахеидам жидкость протекает медленно.

Трахеи —пустые трубки, которые разделены на членики. Эти клетки узкие и вытянутые с частично сохранёнными участками цитоплазмы. Боковые стенки члеников одревесневают,

а поперечные разрушаются и образуют сквозные проёмы — перфорации. Трахеи высокопроницаемы, поэтому по таким отверстиям вода перемещается быстрее, чем по поровым мембранам.

Второй тип проводящей ткани — флоэма.

Ситовидные трубки — скопление клеток, которые срастаются с помощью пластинок. Клетки ситовидных трубок живые, продолговатые, неодревесневшие. Ядро разрушается в начале формирования трубок. Клетки имеют стенки, в которых расположены мельчайшие отверстия, напоминающие сито. Дыры соседних клеток соединяют длинные жгуты цитоплазмы, через которые проходят вещества. Беспорядочный поток веществ регулируют клетки-спутницы, которые размещаются возле трубок. Также клетки-спутницы берут на себя другие функции: продукцию необходимых ферментов и энергии.

Ситовидные клетки есть у папоротникообразных и голосеменных. У этих клеток нет специальных клеток-спутниц.

Внутреннее строение стебля

Покровная ткань

Покровная ткань растений— крыша и стены: эти клетки размещаются на протяжении поверхности растения.

Первичная ткань — эпидерма, которая покрывает листья и плоды. Клетки эпидермиса живые. Оболочка изгибистая, что обеспечивает прилегание клеток. Снаружи все клетки покрыты толстой кутикулой. Задачи эпидермиса сводятся к защите, регуляции газообмена через устьица и транспирации.

Вторичная ткань — перидерма, которая приходит на смену эпидерме. Клетки перидермы мёртвые, насыщенные жироподобным веществом — суберином. Перидерма состоит из феллогена (пробкового камбия), феллемы (пробки) и феллодермы (подпитывающей ткани). Феллоген, разрастаясь, синтезирует к поверхности феллему, а внутрь — феллодерму. Перидерма придаёт дополнительную защиту растению. Газообмен происходит через чечевички.

Третичная ткань — ритидом, который создаётся в результате отложения слоёв перидермы. Ритидом — группа мёртвых клеток, которая состоит из деформированных мёртвых участков коры и слоёв феллемы. Корка обеспечивает максимальную защиту.

Механическая ткань

Механическая ткань растений— каркас: эти клетки поддерживают форму растения. Благодаря прочным механическим тканям растения дают отпор разрыву. Такая ткань развивается из верхушечной меристемы, а также в результате работы камбия. Различают два вида механической ткани: колленхима и склеренхима.

Колленхима укрепляет молодые органы, располагаясь под кожицей. Клетки колленхимы живые, эластичные. Неровно утолщённая неодревеневшая клеточная стенка содержит пектин и гемицеллюлозу, что помогает клеткам растягиваться.

Склеренхима обладает большей прочностью, поэтому обеспечивает осевую опору растения.

Волокна — длинные клетки с крупными оболочками, собранные в пучки. В ксилеме располагаются древесинные волокна, а во флоэме — лубяные.

Читайте также: Ушиб это повреждение мягких тканей без нарушения целостности кожи

Склереиды — различные по морфологии клетки с одревесневшими стенками. Склереиды бывают палочковидные, удлинённые и звёздчатые. Такие клетки образуют скорлупу и косточки.

Механическая ткань: А – каменистые клетки, Б – клетки колленхимы, В – волокна склеренхимы

Выделительная ткань растений

Выделительная ткань — сточная труба: через эти клетки уходят продукты метаболизма. Различают ткани секреторные и экскреторные.

К экскреторным тканям относят железистые волоски, нектарники и гидатоды. Железистые волоски выделяют на поверхность минеральные соли, нектарники — нектар, а гидатоды — воду и соли. Процесс выделения гидатодами воды при низкой транспирации называется гуттацией.

В секреторных тканях продукты метаболизма накапливаются в отдельных вместилищах. Такие ткани бывают схизогенными и лизогенными. Схизогенные вместилища — межклетники, которые заполнены выделительными веществами. Лизогенные вместилища — скопления клеток, которые разрушаются после накопления веществ.

К выделительным тканям внутренней секреции относят смоляные каналы, идиобласты и млечники. Смоляные каналы накапливают смолу, идиобласты — танины, эфирные масла, а млечники — млечный сок.

Появление тканей у растений

В водной среде мягкие условия, поэтому водоросли имеют только клетки, а не развитые ткани. Потребность в организованных скоплениях клеток возникла, когда растительные организмы вышли в наземную среду. Первыми водные пространства покинули древние растения — псилофиты, у которых появилась важная проводящая ткань.

У мхов появляется единственная ткань — основная, основной задачей которой становится фотосинтез. Папоротники к паренхиме добавляют хорошо развитую проводящую ткань. У голосеменных развиваются все виды тканей: основная, проводящая, образовательная, покровная, механическая и выделительная. Ткани покрытосеменных растений достигают наивысшего развития.

Ткани растений

Хлопковые, льняные, синтетические — это ткани, из которых люди шьют себе одежду. Она нужна им для красоты, защиты от холода и удобства. Из тканей, выполняющих разные задачи, «сшиты» и сложные существа, в том числе и преобладающая часть растений. У одноклеточных организмов всю работу делает одна клетка. У многоклеточных есть разные типы клеток: разной формы, лежащие близко друг к другу или расположенные рыхло, с большим количеством хлоропластов или совсем без органоидов, с омертвевшими утолщёнными оболочками. Из них и собраны ткани. Сегодня нам предстоит выяснить, что такое ткани растений, зачем они им нужны, какие виды тканей бывают и как они появились в результате эволюции.

Как появились ткани у растений? Понятие о ткани

С появлением в истории Земли многоклеточных существ появилась возможность дифференциации их клеток. Первые признаки их различий наблюдаются у колониальных протист, например у вольвокса, похожего на шар. Его наружные клетки, снабжённые жгутиками, решают необходимые для жизни проблемы: питания, фотосинтеза, движения и др. Другие клетки вольвокса способны к размножению и основанию новых колоний.

Тело многоклеточных зелёных, не прикреплённых к субстрату водорослей построено из цепочки однотипных клеток. У прикреплённых водорослей нижняя часть клеток лишилась хроматофор с хлорофиллом и стала ризоидами (нити для прикрепления к субстрату), клетки верхней части осуществляют функции получения питания и размножения. Продвинутые бурые водоросли имеют специальные группы клеток, осуществляющие функции опоры и защиты. В их талломе есть фотосинтезирующие, проводящие и запасающие клетки. Но водоросли ещё не имеют настоящих тканей и органов.

Рис. 1. Фотосинтезирующая ткань

Разнообразные сложные группы специализированных клеток появляются у высших наземных растений. Примитивные ткани имеют мхи, папоротники. Особенно развиты в этом плане цветковые растения. С выходом из воды им пришлось приспособиться ко многим вещам. Для сохранения влаги у них появилась кожица, для проведения веществ клетки объединились в трубки, в качестве защиты от ветра они приобрели опорные ткани. Став строго специализированными, многие клетки потеряли способность делиться. Поэтому у растений есть такие участки, где расположены молодые клетки, делящиеся и образующие новые ткани. От них зависит рост растения.

Ткани растений и всех живых организмов вообще — это комплексы из одинаковых или нескольких разных типов клеток, отвечающих за определённые функции. Если ткань состоит только из одинаковых клеток, то она называется простой, если она построена из нескольких разных клеток, то она именуется сложной. Как и ткани нашей одежды — одни защищают от холода, другие от дождя, третьи согревают, четвёртые смягчают прикосновения, так и у растений одна группа клеток защищает, другая проводит вещества, третья придаёт им прочность и др.

Какие основные типы тканей встречаются у растений?

Учёные-гистологи разделили все ткани по следующим признакам:

• особенности строения клеток,
• происхождение из той или иной образовательной ткани,
• работа, которую они осуществляют.

Опираясь на эти признаки, они выделили у растений 6 видов тканей: основные, выделительные, покровные, образовательные, проводящие и механические.

Образовательные растительные ткани

Их ещё называют меристемами. Они состоят из тонкостенных, мелких клеток с крупным ядром, содержат митохондрии, пропластиды и мелкие вакуоли. Их клетки делятся митотически и обеспечивают развитие и рост растений. Когда клетка удваивается, одна из них сохраняет способность к делению и остаётся меристематической, другая изменяется и становится частью какой-либо ткани. Меристемы подразделяют на две группы:

• первичные, или основные — происходящие из образовательных тканей зародыша, которые изначально способны к дифференцировке и делению. К ним относятся: верхушечные (апикальные), вставочныемеристемы и прокамбий;
• вторичные – появляющиеся из первичных образовательных или из других тканей, клетки которых по какой-то причине снова получают возможность делиться. К ним относят: камбий, образующийся из прокамбия или из почти не изменённой основной ткани, феллоген, или пробковый камбий, появляющийся из дифференцированных клеток паренхимы или эпидермы, раневые меристемы, которые восстанавливают повреждённые участки растений и развиваются из клеток, расположенных рядом с нарушенным участком.

Читайте также: Плазматические мембраны клеток разных тканей отличаются

Меристемы у растений находятся в определённых участках тела. По этой причине их делят на несколько групп:

• интеркалярные, или вставочные меристемы. Находятся в нижнем участке междоузлия стебля злаков (кукурузы, пшеницы и др.) или в точке опоры молодых листьев. Когда эти органы вырастают до предельного размера, клетки меристемы перестают делиться и становятся частью какой-либо ткани;
• апикальные,или верхушечные меристемы. Располагаются на верхушках (апексах) стебля и корня. Они обеспечивают рост осевых органов в длину. При ветвлении стебли и корни образуют боковые части, на которых появляются свои апикальные меристемы;
• латеральные,илибоковые меристемы. За счёт их деления стебель и побеги становятся толще. У голосеменных и двудольных растений боковая меристема — это камбий, у многих, но не у всех голосеменных и цветковых — феллоген, или пробковый камбий, из которого появляется феллема, или пробка.

Образовательные ткани растений

Покровные ткани растений

Находятся снаружи, отграничивают внутреннюю часть растения от внешней среды, выполняя роль барьера. Главные функции покровной ткани:

— предохранять органы растения от солнечных ожогов, перегрева и высыхания, от повреждений и попадания микробов;

— участвовать в обмене веществ между внешней средой и организмом (всасывание, газообмен и испарение).

Среди покровных тканей выделяют первичные и вторичные:

• К первичным покровным тканям причисляют эпидерму и эпиблему.
  • Эпиблема, или ризодерма — наружная ткань всасывающего участка корня. Состоит из клеток с густой цитоплазмой и тонкими стенками. Клетки ризодермы образуют выросты — корневые волоски, основная задача которых — всасывание из почвы воды с растворёнными минеральными веществами. Корневые волоски живут недолго, всего до 15 дней.
  • Эпидерма, или кожица появляется из верхушечных меристем и защищает молодые растущие листья и стебли. Её клетки живые, плоские, прозрачные, расположенные плотно друг к другу и, как правило, лежащие в один слой. Их наружные стенки более толстые, чем все остальные. Эпидерма наземных растений снаружи покрыта кутикулой, состоящей из воскоподобного вещества — кутина. Кутикула защищает растение от переиспарения воды. У осоки, хвоща, злаков и др. кутикула содержит кремнезём.

  Эпидерма — сложная ткань, помимо основных клеток в ней есть и другие. Одни из них составляют трихомы, или волоски. Встречаются одноклеточные, многоклеточные, реже чешуйчатые или ветвящиеся трихомы. Волоски снижают испарение, помогают растению цепляться за опоры, защищают от перегрева. Железистые трихомы накапливают и выделяют различные вещества.

  Особенности строения покровной ткани в том, что в эпидерме растений есть группа специализированных клеток, образующих устьица. Через них происходит испарение воды и газообмен растений.

  • Вторичная покровная ткань, илипробка. Уже к концу первого года жизни на поверхности стеблей растений эпидерма заменяется другой покровной тканью — феллемой, или пробковым камбием. Внешне это заметно по изменению окраски веток, они становятся буроватыми. Вторичные покровные ткани появляются в результате работы феллодермы, или пробкового камбия. Вначале их клетки живые, позже они покрываются слоем жироподобного вещества — суберина, препятствующего поступлению газов и жидкостей. Постепенно протопласт клетки отмирает, и полость заполняется белым порошком (у берёзы) или воздухом (у других деревьев). Пробка есть и на корнях, клубнях и корневищах. Газообмен перидермы осуществляется через чечевички, образующиеся из устьиц эпидермы. Чечевички берёзы похожи на чёрточки, у осины они имеют форму ромбов.

  

  Типы покровных тканей растений

  Паренхима, или основная ткань растений

  Паренхима заполняет пространство внутри органов растения, располагаясь между другими тканями. Клетки основной ткани крупные, тонкостенные, живые, чаще округлые. В зависимости от того, какую работу они выполняют, существует несколько видов основных тканей.

  1. Ассимиляционная паренхима. Чаще всего встречается в молодых стеблях и листьях сразу под кожицей. В её тонкостенных клетках содержится много хлоропластов, поэтому её ещё называют хлоренхимой. Главная работа этого вида основных тканей — фотосинтез. Расположенную между двумя эпидермами листовой пластинки, хлоренхиму называют мезофиллом, она делится на столбчатый и губчатый мезофилл.
  2. Запасающая паренхима. Содержится в стеблях, клубнях, корнях, корнеплодах, плодах, луковицах и семенах растений. Её клетки крупные, округлые или многоугольные, запасают в вакуолях органические вещества.
  3. Водоносная паренхима. Клетки этого вида основной ткани организма накапливают в вакуолях воду. Водоносная паренхима есть у растений, запасающих воду впрок — у суккулентов, обитающих в засушливых местах. Кактусы копят влагу в стебле, алоэ — в листьях.
  4. Аэренхима (воздухоносная паренхима). Основной структурной единицей этой ткани являются межклетники. Они связаны с внешней средой при помощи чечевичек и устьиц. Аэренхима образует воздухоносные ходы и полости, при помощи которых доставляется воздух к тем частям растения, которые больше никак не могут сообщаться с атмосферой. Богаты аэренхимой корни и стебли водных растений.

  

  Основные ткани

  Механические (опорные) ткани

  Благодаря давлению наполненных вакуолей большинство растительных клеток уже имеет опору. Это очень важно для молодых растений. Но по мере роста у наземных видов возникает необходимость в развитии более прочной «арматуры». Им нужен надёжный «скелет», удерживающий их в воздушной среде. В качестве такой «арматуры» выступают специализированные механические ткани, состоящие из клеток с толстыми стенками. В корне механическая ткань располагается по большей части в центре, обеспечивая прочность при растяжении. В стеблях трав — ближе к эпидерме, способствуя упругости и гибкости органа.

  Читайте также: Белые цветочки из ткани

  В зависимости от способа нарастания стенок клеток и их формы различают два типа механической ткани: склеренхиму и колленхиму.

  • Склеренхима. Состоит из мёртвых клеток: коротких (склереид) и длинных, с толстыми одревесневшими оболочками (волокон). Типичные волокна склеренхимы имеются в составе перицикла стеблей. Находятся они и в проводящих тканях: в лубе (флоэме) — лубяные волокна, в древесине (ксилеме) — древесные волокна, или либриформ. Волокна некоторых растений (конопля, лён) используются в текстильной промышленности, их оболочки не одревесневают и состоят из чистой целлюлозы. Склереиды (каменистые клетки) — это округлые или ветвистые ячейки с сильно утолщёнными древесными оболочками. Они придают ткани механические свойства. Из них состоит скорлупа орехов, косточки абрикоса, сливы и др.
  • Колленхима. Первая по времени образования, состоит из живых клеток, вытянутых или округлых. Стенки клеток механической ткани собраны из целлюлозы или пектина, в местах соединений утолщены неодинаково. Колленхима способна обеспечивать упругость органов растения только при наличии в клетках достаточного количества воды. Встречается она в черешках, в растущих частях стебля, в листовых жилках и плодоножках. Имеет вид сплошного цилиндра или отдельных тяжей.

  

  Механические ткани

  Выделительные ткани растений

  Всем клеткам нужно удалять вредные и лишние вещества. У животных они выводятся наружу, у растений чаще накапливаются внутри в вакуолях, в полостях межклетников или в мёртвых клетках. У животных есть разные типы выделительной системы: трубочки, почки и др. У растений существуют только отдельные структуры для выделения веществ, они бывают внутренние и наружные. Основные свойства этих тканей — удаление и выведение веществ.

  1. Ткани наружной секреции — это гидатоды, выделительные и простые волоски, солевые железы, нектарники и пищеварительные желёзки. Железистые волоски появляются из клеток кожицы. Их строение очень разное. Они накапливают эфирные масла с растворёнными в них смолами. Нектарники выделяют сладкую жидкость (нектар) для привлечения животных-опылителей. Они чаще встречаются в цветках, но бывают и в других частях растения. Гидатоды удаляют лишнюю воду, если условия таковы, что другим способом убрать её не получается. Они есть у растений, живущих в условиях высокой влажности. Пищеварительные желёзки есть у хищных растений. Они выводят пищеварительные ферменты и кислоты, необходимые для переваривания жертвы. Солевые железы находятся в листьях растений, живущих на солончаках и солонцах. Они выводят на листья соли, которые потом смываются дождём. Солевые волоски сначала накапливают соли в одной из двух своих клеток, а потом удаляют вместе с клеткой.
  2. Ткани внутренней секреции. Накапливают вредные вещества, а не выводят их. Вокруг клеток, удерживающих яды, образуются отложения суберина, чтобы изолировать токсин от содержимого клетки. В зависимости от строения и происхождения различают несколько типов внутренних выделительных структур: млечники, идиобласты, лизигенные и схизогенные вместилища.

  

  Ткани наружной секреции растений

  Проводящие ткани растений

  Водоросли впитывают минералы и воду всеми клетками тела. Наземным растениям нужна «водопроводная» система, чтобы переправлять органические вещества из листьев ко всем клеткам организма и воду с растворёнными химическими элементами вверх от корня. Такая система появилась у них с выходом на сушу — это проводящие ткани. Существует два вида проводящих тканей растений: древесина (ксилема) и луб (флоэма). По ксилеме осуществляется ток вверх от корня, по флоэме — от листьев.

  • Ксилема (древесина) — это сложная ткань, состоящая как из специальных проводящих элементов: трахей, или сосудов и трахеид, так и клеток, запасающей и механической тканей.
    • Трахеиды — мёртвые вытянутые клетки проводящей ткани с одревесневшими стенками. Входят в состав ксилемы голосеменных растений и папоротников. Движение воды с минералами идёт по ним медленно потому, что она фильтруется сквозь мелкие поры.
    • Сосуды (трахеи) — более развитые элементы, присущие цветковым растениям. Они похожи на трубку, состоят из цепи мёртвых клеток, сообщающихся между собой крупными отверстиями. Благодаря перфорации вода быстро движется из корня к остальным частям растения.
    • Ситовидные трубки — это трубки из цепи живых клеток, поперечные перегородки которых имеют сквозные отверстия. Они похожи на сито. В клетках флоэмы нет ядер и рибосом, а их питание и другие жизненные процессы осуществляют клетки-спутницы.

    

    Проводящие ткани растений

    В растении проводящие ткани (ксилема и флоэма) образуют особые структуры — проводящие пучки.

    1. Агафонова И. Б. Биология растений, грибов, лишайников, 10-11 класс: уч. пособ. М: Дрофа, 2008.
    2. Яковлев Г. П., Аверьянов Л. В. Ботаника для учителя. В 2-х частях, Ч1. М.: Просвещение АО «Учеб. лит.», 1996.
    3. И.И. Андреева, И. И. Родман. Ботаника. М.: КолосС, 2002.
    • 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