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. Граница между первичной и вторичной стенками не выражена, в утолщениях чередуются слои целлюлозы и сильно обводненные слои, богатые пектинами и гемицеллюлозами. В растущем органе стенки клеток должны сохранять способность к растяжению, что возможно только в живых клетках. Функции опорной ткани колленхима может выполнять только в состоянии тургора. Если растение теряет воду, тонкие участки клеточных стенок складываются «гармошкой», побеги теряют упругость и обвисают.
Колленхима располагается сразу за покровной тканью в молодых стеблях, цветоносах, черешках листьев, образуя сплошной цилиндр или тяжи в ребрах. В корнях колленхима обычно не встречается. Наиболее характерна колленхима для двудольных, у однодольных растений она встречается редко.
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. 3.21). Уголковая колленхима часто встречается в стеблях травянистых растений, черешках листьев, вдоль главной жилки листа.
Рис. 3.21. Уголковая колленхима на поперечном срезе листового черешка свеклы.
Пластинчатая колленхима имеет утолщения тангенциальных, т. е. параллельных поверхности органа, стенок клеток, которые располагаются параллельными слоями, радиальные стенки остаются тонкими (рис. 3.22 ). Она встречается, чаще всего, в молодых стеблях древесных растений.
Рис. 3.22. Пластинчатая колленхима на поперечном срезе.
Рыхлая колленхима имеет хорошо выраженные межклетники. Утолщению подвергаются лишь те части стенок, которые прилегают к межклетным пространствам (рис. 3.23 ). Рыхлая колленхима встречается у некоторых травянистых растений (лопух, дурман). Она сочетает признаки уголковой колленхимы и аэренхимы.
Рис. 3.23. Рыхлая колленхима на поперечном срезе.
Склеренхима встречается наиболее часто, во всех органах: корнях, стеблях, листьях, плодах, цветках, семенах. Клетки склеренхимы имеют равномерно утолщенные и, как правило, одревесневшие стенки. Полость клетки мала, поры простые, щелевидные, немногочисленные. Протопласт, как правило, рано отмирает, и опорную функцию выполняют мертвые клетки. 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.
Волокна, расположенные в коровой части осевого органа (во флоэме), называются лубяными. Их длина сильно колеблется: у льна — 40-60 мм, у кендыря – 2-55 мм, а у рами – 350-420 мм. Лубяные волокна с неодревесневающей клеточной стенкой являются ценным сырьем для текстильной промышленности (лен, рами, кенаф). Волокна, находящиеся в древесине (ксилеме), называются древесинными,или волокнами либриформа. Их стенки всегда одревесневшие, длина их не превышает 2 мм. В растениях также часто присутствуют волокна, не связанные с проводящими тканями (листья однодольных).
Читайте также: Как ставить имплант если нет костной ткани
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 (рис. 3.24 ). 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 (рис. 3.24 ). 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.
Рис. 3.24. Каменистые клетки околоплодника груши.
Астросклереиды имеют ветвистую форму с отростками, направленными в разные стороны (рис. 3.25). Они располагаются в виде идиобластов в мезофилле листьев некоторых растений (камелия, маслина, кубышка), скрепляя рыхлые ткани подобно шпильке в волосах.
Рис. 3.25. Астросклереида кубышки.
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:
Читайте также: Поперек куска ткани идет нить
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.
Колленхима это. Характеристика и функции. Отличия от склеренхимы
Небольшим растениям (особенно водным) для поддержания прочности и формы организма достаточно тонкой целлюлозной оболочки, окружающей клетки. Крупным наземным растениям требуется более совершенная опорная система, представленная двумя видами механических структур: колленхимой и склеренхимой. Иначе эти ткани называют опорными или арматурными.
Колленхима встречается значительно реже, но играет важнейшую роль в поддержании вегетативных частей развивающегося растения. Сам термин происходит от греческого слова «колла» — клей.
Строение и свойства
Несмотря на механическую функцию, колленхима — это живая растительная ткань, способная к фотосинтезу. Ее протопласты не отмирают, а стенки эластичны и способны растягиваться.
Пластичность клеточных оболочек обеспечивается двумя факторами:
- отсутствием одревеснения;
- снижением упругости оболочки за счет выделений протопласта (живого клеточного содержимого).
Колленхима состоит из вытянутых паренхимных или прозенхимных клеток до 2 мм длиной. Их оболочки характеризуются неравномерным утолщением, что придает ткани своеобразную форму. Примечательной особенностью является отсутствие видимой границы между первичной и вторичной стенками.
Утолщенные участки состоят из чередующихся слоев, одни из которых содержат в основном целлюлозу, а другие — гемицеллюлозу, пектин и большое количество воды. Общее содержание последней составляет 60-70 % от массы клеточной оболочки.
Неравномерное утолщение клеточной стенки способствует ее пластичности, а также регулирует осмос (тонкие участки пропускают воду и электролиты). По этой же причине колленхима перестает выполнять свои функции при исчезновении тургора. Примером может служить увядание листьев и травы в результате потери воды.
Читайте также: Таумкрафт изучение ткань поглощения заклинаний
Колленхима — это производная основной меристемы. Клетки этой механической ткани долго сохраняют способность к делению.
Характеристика прочности
По механической прочности (способности противостоять разрыву и изгибу) колленхима превышает характеристики литого алюминия, однако значительно уступает склеренхиме. В старых частях растений клетки колленхимы могут претерпевать вторичное утолщение и одревеснение, что повышает прочность ткани, но делает ее более хрупкой.
Особое свойство — высокое значение модуля упругости (сопоставимо со свинцом). Это означает, что ткань хорошо восстанавливает первоначальную структуру после прекращения механического воздействия.
Отличия
Склеренхима — более «жесткая» механическая ткань. Ее клетки не только утрачивают способность к делению, но и полностью погибают из-за толстых одревесневших стенок, перекрывающих сообщение с внешней средой.
Склеренхима от колленхимы отличается по следующим признакам:
- отмирание протопластов;
- равномерное утолщение оболочек с их последующим одревеснением;
- стенки клеток не пропускают воду и электролиты;
- более высокая прочность;
- неспособность оболочек растягиваться.
Склеренхима выполняет роль скелетного каркаса в уже сформировавшихся частях растения. В большей степени эта ткань присутствует в стеблях с вторичным утолщением. Склеренхима может иметь как первичное, так и вторичное происхождение, тогда как колленхима — только первичное.
Они выполняют свои функции только в совокупности с другими растительными тканями.
Функции колленхимы
Главное ее предназначение — обеспечивать устойчивость растения к различным механическим нагрузкам (как статическим, так и динамическим). Кроме того, за счет хорошей упругости эта ткань формирует гибкость стеблей и листьев.
Несмотря на сравнительно низкую прочность, колленхима в силу своей пластичности является единственной тканью, подходящей для молодых развивающихся побегов, так как появление жесткой склеренхимы ограничивало бы их рост.
Разновидности
По характеру утолщений клеточной стенки выделяют 3 основных вида колленхимы:
- пластинчатую (характерна для молодых стеблей древесных растений и подсолнечника);
- уголковую (тыква, гречиха, щавель);
- рыхлую (горец земноводный, красавка, мать-и-мачеха).
В уголковой колленхиме утолщение оболочек происходит по углам клеток (от чего и пошло называние). На стыке друг с другом эти зоны сливаются, образуя рисунок в виде трех- или пятиугольников (если смотреть поперечное сечение ткани). Утолщенные участки оболочек в пластинчатой колленхиме располагаются параллельными слоями, а сами клетки вытянуты вдоль стеблей.
Рыхлая колленхима — это ткань с развитыми межклетниками, которые образуются между утолщенными участками оболочек. Она характерна для растений, у которых в качестве приспособления к условиям среды развивается аэренхима (воздухоносная ткань).
Распределение в теле растения
Колленхима — это ткань, характерная, в основном, для двудольных растений, молодых побегов, а также вегетативных структур, не претерпевающих вторичное утолщение (например, листовых пластинок).
- в зоне первичного утолщения стеблей;
- в черешках листьев;
- в листовых пластинках злаковых растений;
- под эпидермисом;
- крайне редко в корнях (пример — капуста).
В стеблях колленхима располагается чаще всего на периферии, близко к поверхности (иногда сразу под эпидермой). Такое распределение обеспечивает хорошую устойчивость против изгиба и излома.
В листьях на микроструктурном уровне расположение элементов колленхимы, как и других опорных тканей, напоминает конструкцию двутавровой балки, в которой между двух горизонтальных блоков стоит вертикальный, не позволяющий им прогибаться при механическом воздействии.
- 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