Цель:дать представлениео механических тканях,как структурах, играющих роль внутреннего скелета растения.
Задачи:1)показать необходимость возникновения механических тканей у растений в связи с приспособлением к наземному образу жизни;
2) рассмотреть классификацию и строение различных типов механических тканей в связи с выполняемыми ими функциями.
Рассматриваемые вопросы:
1. Необходимость возникновения механических тканей в связи с приспособлением к наземному образу жизни.
2. Осн. типы мех. тканей и их ф-ции.
4. Распределение мех. тканей в теле растений.
Необходимость возникновения механических тканей в связи с приспособлением к наземному образу жизни.
а) колленхима — живая (уголковая, пластинчатая, рыхлая)
б) склеренхима – мертвая (волокна, склереиды)
1.Любое растение нуждается в опоре для сохранения своей целостности. У растений четко прослеживается эволюция механических приспособлений при адаптации к жизни в разных средах. У первичноводных водорослей, обитавших в плотной и инертной воде мех. прочность достигается благодаря клеточным целлюлозным оболочкам (т.е. только на клеточном уровне). При выходе на сушу в разреженную среду этого становится недостаточно и у мелких наземных растений устойчивость достигается благодаря клеточным оболочкам и тургору клеток (клеточный уровень). При увеличении линейных размеров прочности клеточных оболочек и тургора становится недостаточно, и возникают особые механические ткани, обеспечивающих опору растению (тканевый уровень). В дальнейшем при адаптивной эволюции растения все лучше приспосабливаются к воздушно-почвенной среде и мех. ткани по-разному и более оптимально располагаются в разных органах (т.е. прочность обеспечивается на органном и организменном уровне организации).
Т.о., механические ткани – играют роль опорной системы и придают прочность растениям.
Основные функции:
1) опорная (образуют внутренний скелет органов растения)
2) защитная (обеспечивают мех. прочность и устойчивость к мех. воздействиям)
Выполняют функции в сочетании с другими тканями, следовательно играют роль арматуры и часто называются арматурными.
Механические (арматурные) ткани – специализированные ткани, в сочетании с другими образующие арматуру органов и всего тела растения.
Выделяют 2 основных типа мех. тканей: колленхиму и склеренхиму.
1. Колленхима (“colla”– клей) — состоит из живых прозенхимных клеток с тупыми и скошенными концами.
1. Неравномерно утолщенные оболочки
2. Нет границы между первичной и вторичной оболочками, и они не одревесневают.
3. Это живые клетки, имеют хлоропласты.
4. Могут вести фотосинтез (поэтому колленхима с хлоропластами часто называется
хлоренхимаи располагается непосредственно сразу под эпидермой).
5. Выполняют свои функции только в состоянии тургора. Если её клетки теряют воду, то растения увядают.
Образуются в молодых побегах, в растущих листьях непосредственно из апикальных меристем, следовательно, если бы клетки колленхимы были мертвыми, с вторичными равномерными утолщениями и одревеснением, то они не могли бы растягиваться и расти путем растяжения вслед за другими тканями, следовательно не выполняли бы свои функции. Поэтому колленхима – ткань молодых растений.
Виды колленхимы.
Уголковая к. – утолщенные по углам части оболочек 3-5 клеток сливаются и образуют 3-5-угольники;
Рыхлая к. – с межклетниками между слившимися утолщенными участками оболочек (у водных растений);
Пластинчатая к. – утолщенные части оболочек расположены параллельными слоями.
Колленхима развита в основном у двудольных растений.
Склеренхима (греч. “skleros”- твердый) – разновидность мех. ткани, обеспечивающей прочность органов и всего тела растения. Встречается у всех цветковых (и у однодольных, и у двудольных).
1) Клетки часто с равномерно утолщенными вторичными оболочками, которые чаще всего одревесневают (имеют большую прочность к раздавливанию, но выше хрупкость).
Читайте также: Какие функции тканей бывают
2) Мертвые клетки. Протопласт, как правило, отмирает после формирования оболочек.
Т.е. основные функции выполняют мертвые клетки.
Склеренхимапредставлена волокнамии склереидами.
Волокна– длинные прозенхимные, чаще всего одревесневшие клетки, заостренные на концах с толстыми стенками и узкой полостью. Пор мало.
(исключения, неодревесневшие лубяные волокна ряда растений, например, льна).
Волокна бывают: 1) лубяные(входят в состав луба-флоэмы) (более длинные и тонкие) и 2) древесинные (волокна либриформа)(входят в состав древесины).
Могут быть и другие волокна, которые входят в состав других тканей и располагаться группами или одиночно.
Склереиды – клетки склеренхимы, не обладающие формой волокон.
1. – округлые – каменистые клетки – брахисклереиды.
2. – ветвистые – астросклереиды и т.д.
Как и волокна образуют либо сплошные группы, слои (в скорлупе орехов, косточке вишни, сливы, персика, абрикоса), либо располагаются поодиночке или группами из нескольких клеток – идиобластов (напр., идиобласты в мякоти плодов груши, айвы).
Идиобласты (греч. idios – особый, blastos – зародыш) – клетки тканей, расположенные одиночно среди массивов других тканей (характерны для механических и выделительных тканей).
Значение для человека.
1) Древесинные волокна, образуют древесину — стройматериалы, бумага и т.п.
2) Лубяные волокна – луб (лапти, дранка и т.п.)
3) Неодревесневшие лубяные волокна пластичны —- ткани. Лён— льняная ткань, крапива —посконь и т.п.
Особенности строения и функции механической ткани растений
Клетки животных и растений состоят из разных волокон. Они различаются по строению и выполняемым функциям. Из 6 групп наиболее важной считается механическая ткань растений. Она помогает им выстоять в ветреную погоду. Названия других волокон: образовательные, проводящие, выделительные.
Описание волокон
Растения являются многоклеточными организмами, представленными в виде мхов, папоротников, цветков, водорослей. Их клетки имеют плотные оболочки и хлоропласты (пластиды зеленого цвета), обеспечивающие фотосинтез (процесс получения энергии из неорганических веществ). На рисунках со строением растительных клеток выделяются следующие группы волокон:
- Образовательные. В группу могут входить верхушечные, раневые, вставочные типы. С их помощью восстанавливается структура растения, образуются новые клетки. Они образуют листья, стебель, плод. Функции образовательной ткани: запас воды, накопление питательных веществ, газообмен, фотосинтез.
- Проводящие. Волокна транспортируют минеральные вещества и воду к листьям, стеблю. Они могут находиться в сосудах древесины.
- Покровные. К ним относятся пробка, кора, эпидерма. Их роль в жизнедеятельности растений: защита, газообмен и транспирация (движение воды по клеткам с последующим испарением). Расположение покровных волокон: корень, кора, листья.
- Выделительные. Ткани участвуют в выработке сока, нектара, продуктов метаболизма. Находятся в особых структурах, включая волоски.
- Механические. Волокна распределены у растений неравномерно. Для них характерно особое строение, классификация.
Функциональные особенности
Механическая ткань похожа на скелет, который придает опору и прочность растению. Подобные функциональные возможности позволяют живому организму переносить погодные ненастья, сохраняя свою целостность, поэтому основная функция, какую выполняет механическая ткань — защитная.
Состоит она из следующих разновидностей волокон:
Структура склеренхимы
У клеток присутствует одревесневшая и утолщенная оболочка. Внутри находится живое содержимое, которому свойственно со временем отмирать. Клеточные структуры могут пропитываться лигнином, который повышает прочность склеренхим. Значение показателя совпадает с параметром строительной стали.
Клетки, входящие в состав склеренхимы:
- волокна,
- склереиды (клетки проводящей ткани),
- ксилема (лубяные волокна),
- флоэма (древесинные волокна).
По структуре клетки похожи на удлиненные и заостренные оболочки с незначительным количеством пор. Склеренхимы локализуются в стебле, черешках, в центре корня. Особенность их строения заключается в том, что они мертвые (склереиды), но имеют прочную древесную оболочку. В комплексе склеренхимы делают растение устойчивым по отношению к сильным ветрам, непогоде.
Читайте также: Комбинация вязания крючком с тканью
Подобная функция важна для сохранения целостности кроны у деревьев (груша, яблоко, черешня, вишня). С ее помощью ветки и ствол выдерживает динамические и статические воздействия со стороны массы кроны.
Функции склереиды
Механическая ткань склереида имеет тонкие стенки и образуется за счет постепенно отмирания протопласта (содержимое растительной клетки) с последующим одревеснением оболочки и многократного ее утолщения. Существует 2 способа развития клеток:
Из склереид формируется скорлупа орехов и косточки разных плодов. Они могут быть короткими, каменистыми, разветвленными, удлиненными. Подобные структуры могут присутствовать в мякоти плодов с целью их защиты от поедания животными и птицами. Склереиды любого типа помогают механической ткани выполнять опорную функцию.
Они защищают семена от температурных перепадов, предупреждая поражение плода грибком и бактериями. Кроме защитной функции, механические ткани формируют устойчивый и полноценный каркас.
По количеству склеренхим меньше всего в водорослях, так как вода выполняет для них функцию опоры. Незначительной степени одревесневания подвергаются тропические растения и представители влажного места обитания. Растения, которые обитают в засушливых зонах, состоят из большого количества механической ткани. Колленхима больше присутствует у однолетних двудольных представителей. Однодольные многолетние травы, кустарники и деревья больше состоят из склеренхимы.
Прочнейший скелет растения, или механическая ткань
Механическая ткань растений является их незаменимой частью. Она обеспечивает защиту растения от различных негативных воздействий: сильного ветра, дождя, неосторожного соприкосновения с животными или людьми. Эта ткань оберегает от окружающей среды даже хрупкие цветки и травы.
Недаром эта ткань носит другое название — арматурная. Внутри растения она образует некое подобие скелета, позволяя растительному организму сохранять упругость и прочность одновременно.
Что такое механическая ткань
Если рассматривать сущность растительных тканей в широком смысле, то они представляют собой совокупность клеток, имеющих схожие характеристики и функции.
В биологии принято выделять шесть разновидностей тканей:
- покровные — обеспечивает наружную защиту, к ним относятся пробка, кожица и корка древесных растений;
- образовательные ткани (меристемы) — находятся в зоне роста (верхушках побегов или окончаний корней)
- проводящие ткани — способствуют передвижению питательных веществ по растительному организму с помощью ситовидных трубок;
- основные ткани (паренхима) — выполняют функцию фотосинтеза, обеспечивают воздухообмен с окружающей средой;
- механические — делают растение устойчивым и прочным;
- выделительные — выводят из растения ненужные вещества (воду, соли, эфирное масло, смолу, нектар цветков).
Основной признак клеток механического типа — толстые и плотные оболочки. На них возложена задача обеспечивать растению гибкость и сопротивляемость.
Расположение
Каждый орган растения включает в себя некоторую долю арматурной ткани. Однако самое большое ее количество сосредоточено в стебле, который играет роль оси. Здесь ткань находится в отдалении от центра стебля, разбиваясь на части или образуя сплошной покров. В корне, который окружен почвой и не может сломаться, совокупность механических клеток приходится на центральную часть корневой системы.
Наиболее хорошо механический тип развит у тех растений, которые произрастают в засушливых местах. Напротив, очень небольшое его количество имеют обитатели влажных лесов или растущие по берегам рек, озер или морей.
Читайте также: Как сделать маску супергероя своими руками из ткани
Арматурная ткань имеет первичное происхождение и делится на несколько разновидностей в зависимости от нескольких факторов: состава, формы клеток, а также способа утолщения клеточных оболочек.
Колленхима
Относится к первичному типу ткани. Свойственна молодым растущим побегам, так как состоит из живых, постепенно увеличивающихся клеток, которые сильно вытянуты вдоль органа.
Эти клетки имеют неравномерно утолщенною оболочку и в зависимости от нее делятся на три вида:
- уголковая — оболочка утолщается в тех местах, где соединяются несколько клеток (от трех др пяти), встречается в стеблях тыквы, свеклы, георгина;
- пластинчатая — имеет клетки, которые вытянуты параллельно линии стебля (у подсолнечника и баклажана);
- рыхлая — оболочки клеток утолщаются между промежутками (лопух, крапива, мать-и-мачеха, марь белая).
Колленхима иногда может содержать в себе хлоропласты, поэтому способна играть и фотосинтезирующую роль.
Склеренхима
Самый распространенный и наиболее прочный тип растительного скелета. Клетки склеренхимы мертвые, с равномерно утолщенными одревесневшими оболочками очень высокой прочности. Они имеют вытянутую форму с заостренными концами (прозенхиму).
В отличии от колленхимы особенность склеренхимы заключается в большей упругости. Также она дает возможность растениям избегать чрезмерных изгибов из-за собственной массы. Склеренхима состоит из волокон и склереидов.
Волокна
Как и у всей склеренхимы, клетки волокон имеют узкое длинное строение с толстыми клеточными стенками. Имеют немногочисленные поры простой формы. Волокна могут располагаться как отдельными участками, так и группой. Они образуют отдельный слой под эпидермисом стеблей, коры или корней.
Волокна не уступают по прочности стали, однако менее упругие и пластичные. Когда органы растения прекращают свой рост, волокна также перестают дифференцироваться.
Склереиды
Представляют собой омертвевшие паренхимные клетки, имеющие одревесневшие оболочки большой толщины.
Склереиды весьма разнообразны по форме. Ниже приведена таблица, основанная на их классификации.
| Форма склереидов | Описание |
| Брахисклереиды | Короткая форма, напоминающая шар, самый распространенный тип склереидов |
| Остеосклереиды | Имеют вытянутую цилиндрическую форму |
| Трихосклереиды | Очень тонкие ветвящиеся клетки, отростки которых могут проникать в межклетники |
| Астросклереиды | Также имеют несколько ответвлений, по форме схожи со звездами |
| Макросклереиды | Длинные клетки в форме палочки |
| Нитевидные склереиды | Тонкие длинные тела делают их похожими на волокна |
| Идиобласты | Расположены одиночно, выполняют опорную функцию, наиболее часто встречаются у вечнозеленых представителей |
Склереиды находятся практически во всех растительных органах: в плодах, листьях или стеблях. Формируются они на протяжении всей жизни организма.
Использование
Материалы, получаемые из механического типа, широко используются в текстильной промышленности и сельском хозяйстве. В частности, особую ценность представляют собой лубяные волокна, входящие в состав склеренхимы однолетних или многолетних растений.
В промышленности
Из мягких лубяных волокон, получаемых из льна или рами, изготавливают ткань для одежды и пряжу. Лен-долгунец обладает высокими тонкими стеблями, а волокна составляют примерно четверть от всей массы растения. Рами можно встретить в странах с субтропическим климатом. Его волокна отличаются высоким качеством и очень мягкие на ощупь. Подходит для изготовления постельного белья или сетей для ловли рыбы.
Существуют растения обладающие и грубыми волокнами. Произрастают они в основном в тропиках. Волокна абаки и листьев агавы очень прочные и жесткие, из них делают канаты, веревки, мешковину.
Лубяные волокна находятся также в коре деревьев. Например, так называемое «лыко» получают из липы еще с древнейших времен. Оно подходит для изготовления кистей, веревок, рыболовецких сетей, мочалок.
Видео
В этом видео рассказывается о механическом типе ткани.