14. Механические ткани: общие черты строения, размещение в теле растения. Значение механических тканей
Механические ткани — это опорные ткани, придающие прочность органам растений. Они обеспечивают сопротивление статическим (сила тяжести) и динамическим (порывы ветра и т.п.) нагрузкам. Этим объясняется расположение тканей в органах растений, их тип и особенности клеток. В самых молодых участках растущих органов механических тканей нет, так как живые клетки в состоянии высокого тургора обусловливают их форму благодаря своим упругим оболочкам. По мере развития органов в них появляются специализированные механические ткани. Сочетаясь с другими тканями, они образуют как бы арматуру органа, поэтому их иногда называют арматурными. Механические ткани наиболее развиты в осевой части побега — стебле. Здесь они располагаются по его периферии: либо отдельными участками в гранях, либо сплошным цилиндром. Тем самым достигается наилучшее использование механических свойств ткани при изгибе органа. Напротив, в корне, который выдерживает главным образом сопротивление на разрыв, механическая ткань сосредоточена в центре. Механические ткани могут формироваться как в первичном, так и во вторичном теле растения.
Наиболее заметная особенность клеток механических тканей — их значительно утолщенные оболочки, которые продолжают выполнять опорную функцию даже после отмирания их живого содержимого.
Механические ткани чаще всего выполняют свое назначение в сочетании с остальными тканями растения, образуя их арматуру. К данному типу тканей относятся колленхима и склеренхима.
Колленхима — это механическая ткань, являющаяся первичной и служащая для укрепления молодых стеблей и листьев во время роста. Клетки колленхимы живые, с неравномерно утолщенными неодревесневшими стенками, вследствие чего они способны растягиваться при росте органа. В зависимости от характера утолщения стенок различают:
- уголковый (оболочка утолщается в углах, где сходятся 3-5 клеток),
- пластинчатый (тангенциальные стенки утолщаются сплошными параллельными слоями),
- рыхлый (утолщение оболочек происходит на участках, примыкающих к межклетникам) типы колленхимы.
Склеренхима состоит из мертвых клеток с равномерно утолщенными и, как правило, лигнифицированными оболочками.
Распределение механических тканей в теле растения
В 1874 году немецкий ботаник Швенденер подробно охарактеризовал распределение механических тканей в разных органах растения. При этом он исходил из сопромата. Швендерен впервые показал, что в листьях растений механические ткани по расположению часто напоминают двутавровые балки. Вертикально стоящий стебель подвергается изгибам в разных направлениях. Поэтому Швендерен сравнивает его с такой конструкцией, как вертикальная труба. В этой конструкции наиболее экономно и прочно будет распределение механических элементов в виде комплекса двутавровых балок. стеблях махиначеские ткани располагаются близко к поверхности.
В корнях механические элементы располагаются иначе: они сосредоточены в центре органа. Это связано с тем, что корню в почве не грозит опасность изгиба или излома. Они заякоривает растения в почве. Поэтому корень противостоит напряжениям, стремящимся выдернуть его из почвы. Т.к. он противоедйствует разрыву. Так что ткань располагается в центре.
Существенный вклад в эту проблему внес также советский ботаник В.Ф.Раздорский. ОН указал, что механические ткани нельзя рассматривать изолированно от других тканей растения.Разработал теория строительно-механических принципов строения растений. Железобетон.В теле растения тяжи механических тканей играют роль арматуры. Они погружены в упругую массу живых клеток. Это и обеспечивает прочность.Растения непрерывно подвергается нагрузкам. Органы растений должны возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки.
25 Проводящие ткани Проводящие ткани
Общие черты ксилемы и флоэмы:
1) Ксилема и флоэма образуют в теле растения непрерывную разветвленную систему, соединяющие все органы.
2) Ксилема и флоэма представляют собой сложные ткани. В их состав входят проводящие, механические, запасающие, выделительные элементы.
3) Проводящие элементы ксилемы и флоэмы вытянуты по направлению тока веществ.
4) Стенки проводящих элементов ксилемы и флоэмы содержат поры и перфорации, облегчающие прохождение веществ.
Иногда по ксилеме могут передвигаться и другие вещества. Например, березовый сок. Весной запасные вещества мобилизуются и бегут вверх.
Читайте также: Некротические ткани как выглядит
Поры – тонкие участки оболочки, через которые осуществляется ток веществ.
Ксилема – древесина. Комплекс тканей, основной частью которой являются проводящие элементы. Кроме того, в ее состав входят механические волокна и живые паренхимные клетки. Проводящие элементы называется трахеитами или членики-сосуды.И трахеиды и членики-сосуды вытянуты и лишены живых протопластов.
Трахеиды – замкнутые удлиненные клетки с вытянутыми концами. Трахеиды в длину имеют несколько миллиметров, а в поперечнике не превышают десятых долей миллиметра. Характерно местное утолщение вторичной оболочки.
Трахеиды в зрелом состоянии — это мертвые прозенхимные клетки, суженные на концах и лишенные протопласта . Длина трахеид в среднем составляет 1-4 мм, поперечник же не превышает десятых и даже сотых долей миллиметра. Стенки трахеид одревесневают, утолщаются и несут простые или окаймленные поры , через которые происходит фильтрация растворов. Большая часть окаймленных пор находится около окончаний клеток, т.е. там, где растворы просачиваются из одной трахеиды в другую. Трахеиды есть у спорофитов всех высших растений , а у большинства хвощевидных , плауновидных , папоротниковидных и голосеменных они являются единственными проводящими элементами ксилемы .
Вторичная роль утолщений – обеспечивать прочность. Выполняют также механическую функцию.
Сосуды – длинные полые трубки длиной в несколько сантиметров. Иногда длина может достигать двух или пяти метров. Сосуды состоят из отдельных члеников. Членики располагаются вертикальными рядами друг на друге. Торцовая или поперечная стенка имеет перфорации.
В онтогенезе сосуды образуются из вертикальных рядов паренхимных клеток.
Присутствуют разные типы перфорации: простая, множественная (лестничная и сетчатая)
Среди указанных типов перфораций наиболее примитивная и древняя – лестничная, а наиболее продвинутая – простая. Самые примитивные сосуды с лестничной перфорацией насчитывают более ста перекладин. Между этими признаками существует корреляция – чем длиннее членики сосуда, тем более наклонна поперечная стенка, тем многочисленнее и мельче перфорация.
Сосуды с узкими длинными члениками характерны для древесных растений. А более продвинутая трава имеет короткие членики с простой перфорацией.Типы сосудов и трахеид определяются по характеру утолщений на их боковых стенках. По характеру утолщений на боковых стенках различают следующие типы:
3) Сетчатые;
Кольчатые способны вытягиваться в длину. Располагаются в интенсивно растущих молодых органах. На стенках сосудов между кольчатыми и спиральными утолщениями могут располагаться разные типы пор. Эти сосуды сравнительно мелкие и тонкостенные, их стенки одревесневают лишь частично. Более эффективно проводят воду, чем трахеиды.При движении через трахеиды, воде надо преодолевать замыкающую пленку пор. Поэтому сосуды более продвинуты, чем трахеиды. Сосуды передают раствор не только в продольном направлении, но и в поперечном.Второй компонент ксилемы – механическая ткань (склеренхима). В составе ксилемы – либриформ.Паренхимные клетки, составляют древесинную паренхиму. Древесинная паренхима обычно образует вертикальные ряды. Кроме того, во вторичной ксилеме она находится в сердцевинах луча. Они в основном выполняют запасающую функцию. Иногда оболочки отдельных паренхимных клеток утолщаются и одревесневают. В этом случае паренхимные клетки превращаются в склереиды. Первичная ксилема возникает при формировании первичных структур в теле растения из прокамбия, а вторичная ксилема возникает из камбия.Самые первые элементы первичной ксилемы – мелкие слабо одревесневшие спиральные и кольчатые сосуды и трахеиды образуют протоксилему. Развивающиеся несколько позднее элементы более крупные и составляют метаксилему.
Протоксилема возникает в первую очередь, обычно ее составляют кольчатые и спиральные сосуды и трахеиды. Метаксилема возникает из прокамбия, когда органы прекратили свой рост и не способны вытягиваться в длину.
Вторичная ксилема образуется гораздо позже из камбия и характеризуется наличием крупных сосудов.
Строение, роль и функции механической ткани растений
Населяющие сушу растительные организмы постоянно подвергаются воздействию ветра, силы тяжести, снегопадов т. д. Кроме этого, они могут вытаптываться человеком или животными. Основная задача механической ткани растений заключается в противодействии нагрузкам на растяжение, сжатие и изгиб. Эти покровы являются своеобразным каркасом, пронизывающим все части растительного организма.
Читайте также: Как вшить кружева в ткань
Классификация покровов
Растения имеют несколько типов тканей. Они различаются строением и выполняемыми функциями. Выделяют 6 типов покровов растительных организмов:
- Основной. Ткань представлена паренхимой и принимает активное участие во всех жизненно важных процессах — фотосинтезе, газообмене, создании запасов питательных веществ и т. д.
- Образовательный. Классифицируется на несколько типов покровов — вставочный, боковой, раневый, верхушечный. Основной задачей этой ткани является создание новых клеток и восстановление структур, получивших повреждения.
- Проводящий. Предназначена для доставки питательных элементов и воды к листочкам и стеблю.
- Выделительный. Основными функциями этого вида покрова растения является выведение лишней влаги, а также продуктов метаболизма.
- Покровный. Выделяют три типа этой ткани — пробка, эпидерма и корка. Они выполняют защитную функцию, и принимает участие в процессах газообмена.
- Механический.
Общая характеристика
Чтобы быстрее разобраться с функциями механического покрова растений, следует вспомнить различные неблагоприятные факторы внешней среды, воздействие которых они испытывают ежесекундно. Однако благодаря наличию в их структуре особой ткани, растительные организмы способны переносить сильный ветер, землетрясения, ливневые дожди и т. д.
Каждое растение в процессе эволюции приспособилось к среде своего обитания. Именно поэтому все виды тканей даже у растительных организмов одного вида концентрируются в их частях по-разному. Таким образом, функционал механической ткани обусловлен необходимостью защиты от негативного воздействия внешней среды.
Основная роль механической ткани заключается в сохранении целостности растения. В качестве примера можно привести деревья, которые под воздействием ветра гнуться, но не ломаются.
Строение механической ткани
Познакомившись с общей характеристикой механической ткани, остается выяснить, как она выглядит и какие клетки входят в ее состав. Она состоит из нескольких типов клеточных структур. Входящие в их состав клеточки способны делиться на протяжении всего своего жизненного цикла. Выделяют два типа механического покрова:
Клетки этих структур устроены примерно одинаково. Они обладают толстыми стенками, что увеличивает устойчивость растения.
Клетки колленхимы
В основе клеточек колленхимы находятся два полисахарида: гемицеллюлаза и целлюлоза. Это один из покровов растения, где протекает фотосинтез. Таким образом, колленхима встречается только в надземных частях растительного организма. Ткань делится на три составляющие:
- Уголковая. Клетки имеют форму шестиугольников. Эта ткань утолщена неравномерно. Дело в том, что ее клеточки имеют более толстые стенки в углах. Уголковая колленхима характерна для двудольных растений.
- Пластинчатая. Встречается на молодых побегах многих видов деревьев. Ее клеточки напоминают параллелепипеды, вытянутые вдоль поверхности стебля.
- Рыхлая. На ранней стадии развития клетки этого типа покрова разъединяются в углах, после чего образуют межклетники.
Устройство склеренхимы
Этот вид покрова составляют омертвевшие клеточки. Склеренхиму можно встретить только у высших растений. В сравнении с колленхимой она способны выдерживать более высокие нагрузки. Стенки клеток склеренхимы пропитаны особым веществом — лигнином. Оно представляет собой смесь полимеров.
Склеренхима бывает двух типов:
Клеточная структура склереидов имеет одну важную особенность — стенки ее элементов одревеснели и часто дополнительно пропитаны кутином, кремнеземом либо известью. При этом склереиды делятся на 4 типа: каменистые, остеосклереиды, астросклереиды и палочковидные. К первому принадлежат клеточки, диаметр которых одинаков. Их можно встретить у плодов груши.
Остеосклереиды характеризуются расширенными концами клеток и встречаются, например, у чая. Палочкообразные клеточки характерны для бобовых. Астросклереиды приняли форму звезды и создают уникальный рисунок клеточной структуры. Эти клетки можно найти в листочках камелии.
Склеренхимные волокна имеют вытянутую форму и заострены на концах. Благодаря этому они могут располагаться на минимальном расстоянии друг от друга. Стенки их клеточек равномерно утолщены. Волокна встречаются в любом органе растительного организма. Они могут образовывать группы, составлять кольца либо равномерно распределены по проводящей ткани.
Уже из описания клеток, которые входят в состав механического покрова, можно точно сказать, какую функцию они выполняют. Все типы этой ткани растений предназначены для обеспечения целостности растительного организма. Благодаря особому строению клеток они обладают высокой эластичностью и прочностью.
Читайте также: Кость из ткани своими руками
Ботаника как наука, Растительная клетка , страница 17
v астросклереиды (звездчатые) – в листьях двудольных;
v нитевидные (длинные, тонкие клетки);
v трихосклереиды (ветвистые, тонкостенные).
Склереиды в большинстве случаев имеют первичное происхождение. Они возникают из клеток апикальной меристемы, или из меристематических клеток, расположенных по периферии. В склереиды могут превращаться и клетки протодермы.
Распределение механических тканей в теле растения
Растения обладают поразительной способностью противостоять различным механическим нагрузкам Целесообразность строения растений с точки зрения механики пытались объяснить Галилей, а затем Гук и Грю. Но лишь много лет спустя, в 1874 г., немецкий ботаник Швенденер подробно рассмотрел распределение механических тканей в различных органах растения с точки зрения теории сопротивления материалов.
Швенденер показал, что в листьях растений механические ткани по расположению напоминают двутавровые балки: целесообразное расположение механических материалов вверху (противодействие раздавливанию) и внизу («работа на разрыв»), где они выполняют наибольшую нагрузку, а в центре с целью экономии и облегчения конструкции материал употребляется в поперечном направлении для предотвращения смятия конструкции.
Вертикальный стебель (по Швенденеру) можно сравнить с конструкцией вертикальной трубы – наиболее экономное и прочное распределение механических элементов по периферии, в виде комплекса двутавровых балок.
Рис.2 Схема двутавровой балки
В корне же, которому в почве не грозит опасность изгиба и излома, механические ткани располагаются в центре, что усиливает функцию «заякоривания» растения в почве.
Сов. Ботаник В.Ф. Раздорский указал, что механические ткани нельзя рассматривать изолированно от других тканей, так как прочность достигается сочетанием наличия арматуры (каркаса) механических тканей и упругой массы живых клеток.
Растения непрерывно подвергается разнообразным динамическим нагрузкам (порывам ветра, ударом дождевых капель, вытаптыванию животными). Значит органы растений должны действовать подобно пружинам, которые способны возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки (конструкция сплошной упругой пружины).
1. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И., Шорина Н.И. Ботаника. Морфология и анатомия растений. М., 1988.
2. Бавтуто Г.А., Еремин Л.М. Ботаника. Анатомия и морфология растений. Мн., 1997.
3. Ерей Л.М., Бавтуто Г.А. Атлас контроля знаний по анатомии и морфологии растений. Мн., 1999.
Цель лекции: Изучить особенности строения и выполняемые функции ксилемы; выделить понятия трахеиды, трахеи; изучить механизм проведения воды по телу растения.
Проводящие ткани – это группы специализированных клеток для проведения необходимых растению веществ. Они возникли в связи с выходом растений на сушу и решением проблемы снабжения органов и тканей питательными и другими веществами. Вещества по растению двигаются в двух противоположных направлениях, и поэтому существуют два типа проводящих тканей:
q ксилема проводит воду с растворенными минеральными солями в направлении снизу вверх (от корней к листьям), т.е. осуществляет восходящий ток;
q флоэма проводит вещества, синтезируемые листьями, в направлении сверху вниз (от листьев к корням), т.е. осуществляет нисходящий ток.
Наибольшее развитие проводящие ткани достигли у папоротникообразных и семенных растениях, которые объединяются в группу сосудистых. В онтогенезе растения эти ткани развиваются очень рано, иногда ещё в зародыше семени.
Ксилема (древесина) (от греч. ксилос — дерево) – комплекс тканей. Основной частью которого являются проводящие элементы – сосуды и трахеиды (трахеальные элементы), волокна и паренхимные клетки. Сосуды и трахеиды проводят воду и растворенные в ней минеральные вещества от корней к стеблю и листьям, а весной органические соединения, называемые пасокой, синтезируемые или преобразованные в корне. Пасока содержит т 3-8% сахаров, эти органические вещества передвигаются в почки и дают энергию для их распускания. Пасоку выделяют деревья и травянистые растения (из клена сахарного можно получить 1,5-2 кг сахара в год – выделяет от 50-150 л пасоки).
- 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