Появление тканей и органов растений. Появление тканей и органов в эволюции растений было связано с выходом на сушу. У водорослей отсутствуют органы и специализированные ткани, так как все их клетки находятся в одинаковых условиях (температурный режим, освещённость, минеральное питание, газообмен). Каждая клетка водоросли обычно содержит хлоропласты и способна к фотосинтезу.
Однако, выйдя на сушу, предки современных высших растений попали в совершенно иные условия: кислород, необходимый для дыхания, и углекислый газ, используемый для фотосинтеза, растения должны были получать из воздуха, а воду – из почвы. Новая среда обитания не была однородной. Возникли проблемы, которые надо было решать: защита от высыхания, поглощение воды из почвы, создание механической опоры, сохранение спор. Существование растений на границе двух сред – почвы и воздуха – привело к возникновению полярности: нижняя часть растения, погружаясь в почву, поглощала воду с растворёнными в ней минеральными веществами, верхняя часть, оставаясь на поверхности, активно фотосинтезировала и обеспечивала всё растение органическими веществами. Так появились два основных вегетативных органа современных высших растений – корень и побег.
Такое расчленение тела растений на отдельные органы, усложнение их структуры и функций происходило постепенно в процессе длительной эволюции растительного мира и сопровождалось усложнением тканевой организации.
Первой появилась покровная ткань, обеспечившая защиту растения от высыхания и повреждений. Подземная и наземная части растения должны были иметь возможность обмениваться различными веществами. Вода с растворёнными в ней минеральными солями поднималась вверх из почвы, а органические вещества перемещались вниз, к подземным частям растения, не способным к фотосинтезу. Это требовало развития проводящих тканей – ксилемы и флоэмы. В воздушной среде надо было противостоять силам гравитации, выдерживать порывы ветра – это потребовало развития механической ткани.
У высших растений различают вегетативные и генеративные (репродуктивные) органы. Вегетативными органами высших растений являются корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вегетативные органы обеспечивают фотосинтез и дыхание, рост и развитие, поглощение и проведение в теле растения воды и растворённых в ней минеральных солей, транспорт органических веществ, а также участвуют в вегетативном размножении.
Генеративные органы – это спорангии, спороносные колоски, шишки и цветки, образующие плоды и семена. Они появляются в определённые периоды жизни и выполняют функции, связанные с размножением растений.
Выход растений на сушу. Теломная теория. Возникновение органов и тканей растений
Жизнь возникло в мировом океане. Впервые появились РИНИИ. Они состоят из теломов. С начало возникли ЛИСТОПОДНЫЕ структуры, затем появились АСТЕРОКСИЛОНЫ.
ТЕЛОМНАЯ ТЕОРИЯ – это теория о происхождении органов растений. Из осевых теломов в результате скучивания и срастания в цилиндр появились стебли. У астероксилона имеются выросты – ЭНАЦИИ. У них отсутствует проводящий пучок, если проводящие ткани разветвляются из выростов появляются мелкие листья. В связи с выходом растений на сушу в первую очередь появилась покровная ткань. Он защищает от солнечных лучей, ожогов, высыхания, механических повреждений. Затем на покровной ткань развились устьица, через которое происходит транспирация и регуляция водного режима. В связи с вертикальным положением растений появляется механическая ткань, ее функция опорная, также проводящая ткань – дальний транспорт веществ. К поводящей ткани относится ФЛОЭМА (органические вещества идут сверху вниз) и КСИЛЕМА (питательные вещества от корней к листьям). Т.о. с появлением этих тканей усилился контроль собственного водного режима растений. Растения, которые способны контролировать водный режим – ГОМЕЙОГИДРИДНЫМИ. Растения не способные регулировать водный режим – ПОЙКИЛОГИДРИДНЫЕ (лишайники, водоросли). В связи с выходом растений на сушу так же развивается фотосинтезирующая ткань – это ассимиляционная ткань или мезофилл или хлоренхима. Листья состоят из мезофилла, также развивается запасающая и выделительная ткань – смоляные каналы, млечники, нектарники, идиобласты – одиночные клетка, в которых накапливается продукт. К выделительной ткани относятся ГИДОТОДЫ – это водяные устьица, которые никогда не закрыватся (через них выделяется капля росы).
Читайте также: Теплые натуральные ткани для одежды
Классификация тканей: Ткани растений – это исторически сложивщаяся комплекс клеток имеющие сходное строение, функции, происхождение и определенное месторасположение. Различают: образовательную ткань (меристему), основную, проводящую, покровную, механическую, выделительную.
Образовательная — ее функция в делении клеток и образовании новых тканей. Клетки молодые, так как всегда делятся, у их крупное ядро, нет вакуоли, мельче старых, оболочка тонкая первичная, самовозобновляются. Клетка, который будет самовозобновлятся – инициальная клетка, она всегда делится. Другая клетка производная инициальных клеток – будет превращаться в новую ткань. Верхушка стебля – конус нарастания или апикальная меристема, обеспечивает первичный рост растений, то есть рост в длину, но так как растения растет и в ширину (вторичный рост), это обеспечивается вторичными меристемами (камбием и феллогеном) – их называют боковыми или латеральными меристемами – они вторично образуются из основной ткани. В результате деления камбий образуют вторичную флоэму и вторичную ксилему, то есть рост в толщину. Из феллогена образуется вторичный покров так как перидерма (корка).
Проводящая – ксилема, флоэма – очень сложная ткань.
– Проводящие элементы КСИЛЕМЫ: трахеи и трахеиды. Трахеиды – это вытянутые клетки с заостренными концами. Они мертвые, одревесневшие, стенки их толстые, имеют окаймленные поры. Одревеснение вызывает вещество лигнин. Они древние (голосеменные растения). Трахеи – состоят из продольного ряда клеток с поперечными перегородками (членики). Мертвые, одревесневшие, но в поперечных перегородках у них образуется сквозное отверстие – перфорация. Одревеснение может быть разным и сходным с трахеидами: кольчатое, спиральное, лестничное, точечное. Осмотическое давление в листьях выше, чем в корнях и поэтому происходит транспирация.
— Проводящие элементы ФЛОЭМЫ: ситовидные клетки и стовидные трубки. Ситовидные клетки это вытянутые живые клетки с ядром, цитоплазмой, органоидами. Есть мало специализированные ситовидные поля – на котором есть канальцы с узким диаметром и вода двигается медленно. Наиболее древние (голосеменные). Ситовидная трубка – состоит из клеток (члеников), который расположены продольно. Они живые, но частично утратившие живое содержимое (ядро, тонопласты, вакуоль), цитоплазма распологается постенно (по бокам), а в центре полость, так как нет вакуоли, есть клетка спутник (1-3 кл) – она контролирует обмен веществ, может часть нуклеиновой кислоты. На поперечной перегородке есть высокоспециализированное ситовидное поле – ситовидная пластинка, она имеет канальцы с крупным диаметром.
Покровная ткань – эпидерма – первичная, на котором есть устьица и волоски так как она живая клетка. Эпидермой покрыты листья и молодые зеленые стебли. Перидерма – вторичная, состоящая из 3-х слоев: феллема (пробка) – пропитана суберином, опропковели, мертвые клетки заполняются воздухом, смолой; феллогеном и феллодермой. Перидермой покрыты молодые древесные растения. Корка третичная покровная ткань, ею покрыты многолетние древесные растения, это многослойная перидерма – термоизолирующая функция.
Основная ткань – составляет тело растений. Безгранична, встречается как в сердцевине, центральном цилиндре, в первичной коре, в проводящих пучках. Делится группы клеток: ассимиляционная – мезофилл, то есть хлоренхима (листья, зеленые стебли); запасающая основная ткань – в клубнях, корнеплодах, семенах, плодах; аэренхима – накопление воздуха у водных растений.
Механическая ткань – опорная функция. Имеет толстую клеточную стенку, есть живая (колленхима) и мертвая (склеренхима). Расположены по периферии.
Читайте также: Ткань под мульчу название
Выделительная ткань – относятся смоляные каналы, железистые волоски, млечники, гидатоды (водяные устьица) – всегда открыты, расположены по периферии, на кончике листьев. Испаряет воду, если наблюдается избыток воды.
Биология
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:
- Ассимиляционная (хлоренхима);
- Основная (типичная);
- Запасающая;
- Воздухоносная (аэренхима);
- 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.
Читайте также: Механизм молекулярного сотрясения тканей при огнестрельных ранениях
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.
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.
- 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