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.
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
Читайте также: Кто может передать мутацию покровных тканей
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.
Секреты тканей растений
Основное содержание.
- Что такое меристема?
- Классификация меристематических (образовательных) тканей.
- Характеристика апекальной (верхушечной) меристемы
- Обсуждение результатов домашней лабораторной работы.
- Характеристика интеркалярной (вставочной) меристемы
Вы никогда не задумывались, почему растения получили такое название – РАСТЕНИЯ?
Всё потому, что они обладают уникальной способностью расти всю свою жизнь. Это для них жизненно важно. Подавляющее большинство растений не имеет возможности переместиться в более выгодное место, но они нашли выход – расти – тянуться к солнечному свету, к источнику воды и минеральных веществ. Растения умеренного климата сбрасывают листья на зиму, а весной они снова появляются и так из года в год, до самой гибели организма.
У многоклеточных растений в отличие от животных рост (за исключением ранних стадий развития зародыша) происходит лишь в определённых участках, называемых меристемами и продолжается всю жизнь организма, отсюда и происходит название РАСТЕНИЯ.
Меристема (образовательная ткань) – это группа клеток, сохраняющих способность к митотическому делению, в результате этого деления образуются дочерние клетки, которые растут и формируют постоянную ткань из клеток, уже не способных делиться.
Часть клеток меристемы сохраняет способность делиться (инициальные), часть постепенно дифференцируется, превращаясь в клетки различных постоянных тканей. Т.о. инициальные клетки меристемы задерживаются на эмбриональной стадии развития в течение всей жизни растения (стволовые клетки), а их производные постепенно дифференцируются (см. схема 1).
Тело растений – производное относительно немногих инициальных клеток.
Меристемы могут сохраняться очень долго, в течение всей жизни растения (у некоторых деревьев тысячи лет), т.к. содержат некоторое число инициальных клеток, способных делиться неопределённое число раз с сохранением меристематического характера.
Читайте также: Маленький заяц из ткани
Классификация меристем
Прокамбий – образование первичной ксилемы и первичной флоэмы.
Перицикл – образует камбий и феллоген.
Феллоген – пробковый камбий. Расположен между феллемой (пробкой) и феллодермой, образует комплекс перидермы (феллоген, феллема, феллодерма).
Существенное отличие этих групп растительных тканей заключается в направлении деления клеток по отношению к поверхности органа.
У первичных меристем клетки делятся в поперечном, радиальном и тангентальном (параллельном поверхности) направлении – поэтому клетки лежат беспорядочно.
У вторичных меристем – только в тангентальном, поэтому клетки лежат чёткими рядами.
Схема расположения различных меристем в растении (по В.Х. Тутаюк).
1 – апикальные (верхушечные)
2 – интеркалярные (вставочные)
Типы меристем и их функции.
Месторасположение
В кончиках корней и побегов
Обеспечивает первичный рост, образуя первичное тело растения
В более старых частях растения; лежит параллельно длинной оси органа (например, пробковый камбий – феллоген, васкулярный (сосудистый) камбий)
Между участками постоянных тканей, например, в узлах у многих однодольных (в основании листьев у злаков)
Пояснения. У растений к увеличению длины и толщины приводят два типа роста: первичный и вторичный. Сначала происходит первичный рост. В результате первичного роста может сформироваться целое растение, и у большинства однодольных и травянистых двудольных это единственный тип роста. Нарастание в длину – первичный рост. В первичном росте участвуют апикальная (верхушечная), а иногда и интеркалярная (вставочная) меристемы.
У некоторых растений (двудольные и голосеменные) за первичным ростом следует вторичный рост, в котором участвуют латеральные (боковые) меристемы. Он в наибольшей степени выражен у кустарников и деревьев. (У некоторых травянистых растений наблюдается некоторое вторичное утолщение стебля, например, развитие добавочных проводящих пучков у подсолнечника). Первичные меристемы характерны для всех многоклеточных растений (начиная с бурых водорослей). Вторичные – для двудольных покрытосеменных и голосеменных.
Апикальные меристемы. Для апикальной меристемы характерны (типичны) относительно мелкие кубовидные клетки с тонкой целлюлозной стенкой и густой цитоплазмой. Ядро крупное располагается в центре клетки. В цитоплазме имеется несколько небольших вакуолей (в отличие от крупных вакуолей клеток основной ткани), а также содержится мелкие недифференцированные пластиды, называемые пропластидами. Митохондрии многочисленны, их оболочка складчатая и поэтому они могут увеличиваться в размерах. Меристематические клетки плотно упакованы, т.ч. между ними нет заметных воздухоносных межклетников.
В зоне роста дочерние клетки, образующиеся в результате деления инициалей, увеличиваются в размерах – главным образом за счёт осмотического поглощения воды, поступающей в цитоплазму, а из неё – в вакуоли. Рост стеблей и корней в длину достигается в основном за счёт проходящего на этой стадии удлинения клеток. Мелкие вакуоли увеличиваются в размерах и сливаются, в конце концов, в одну большую вакуоль.
Стадия растяжения в росте меристематической клетки
Лабораторная работа №1: «Рост корня в длину».
Оборудование: проросшие семена гороха, фасоли или бобов с корнем длиной около2 см.; небольшая баночка (из-под майонеза, сока); кусок картона; плотная ткань или промокательная бумага; полиэтиленовая плёнка или крышка; чёрная тушь, предварительно налитая в крышечку и слегка загустевшая в результате частичного высыхания; линейка; заострённая спичка; канцелярские булавки.
Читайте также: Фактура ткани с рисунком
Опыт . Для опыта надо приготовить влажную камеру. На дно банки налить воду слоем 0,5 –1 см., установить картонную стенку, лучше всего двухслойную. Высота стенки должна быть чуть ниже банки, ширина – по диаметру отверстия банки.
Нижний край картонки надо вырезать в форме выпуклого дна банки. На обе стороны картонной стенки наложить промокательную бумагу или плотную ткань. По ней будет подниматься вода со дна банки. Для опыта надо отобрать 2 – 3 проросших семени с более или менее прямыми корнями, без признаков повреждения и начала образования боковых корней. Тонко заточенной спичкой по всей длине корня нанести (по одной стороне) метки тушью в виде небольших, но хорошо заметных точек или коротких чёрточек на расстоянии 1,5 –2 ммодна от другой. Семя при этом держите за семядоли, прикосновение к корню концом спички должно быть очень лёгким, особенно у го кончика. Начинать разметку лучше с основания корня. Затем семена с размеченными корнями прикрепите к картонной стенке с помощью булавок (на картон прикалываются булавками обе семядоли) так, чтобы корни касались влажного картона на высоте 3 –4 смнад водой.
Банку закрыть крышкой или полиэтиленовой плёнкой и поставить в светлое и тёплое место. Чтобы стенки банки не запотевали, можно протереть их ватным тампоном, пропитанным смесью глицерина с водой в пропорции 1:1.
Результаты. Через 2 дня убедитесь, что метки заметно раздвинулись только у кончика корня.
Ответьте на вопросы:
- Почему метки надо наносить по всему корню, а не на какую-то его часть?
- Почему расстояния между метками должны быть одинаковыми и небольшими?
Интеркалярные (вставочные) меристемы. Вставочные меристемы располагаются в основаниях междоузлий; обеспечивают рост стебля в длину (за счет удлинения междоузлий) и рост листа.
Интеркалярная (вставочная) меристема в основании междоузлия растения
Основные выводы: во время разрастания и развития клеток, образованных меристемой, начинают образовываться межклеточные пространства. С отдалением от верхушек стеблей и кончиков корней происходит замедление, а затем и прекращение клеточных делений.
Различают три последовательные фазы изменения молодых клеток:
1) фаза деления, вызываемая усиленным приростом живого вещества протопласта (внутреннего содержимого клетки),
2) фаза усиленного разрастания клеточных оболочек, за которым не поспевает прирост вещества протопласта, но зато появляется в изобилии клеточный сок, первоначально во многих отдельных вакуолях, которые вскоре сливаются в одну большую вакуоль;
3) фаза детерминации, когда клетки становятся специализированными для выполнения определённых функций. В последнем случае мы наблюдаем превращение первичной образовательной ткани в постоянную ткань.
Основные понятия: меристема, инициаль, апекс, апикальные меристемы, латеральные меристемы, интеркалярные меристемы, первичный рост, вторичный рост.
Вопросы и задания для повторения:
- Каковы функции образовательных тканей?
- Какие меристемы являются первичными, какие – вторичными? Почему?
- Скорость деления клеток образовательной ткани практически одинакова у всех растений. однако одни растут со скоростью 0,7 см в сутки, а другие, например бамбук, — до 1 м в сутки. Почему между отдельными видами растений существует такая значительная разница в темпах роста?
- 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