Арматура растений стереометрическая система тканей обеспечивающих прочность растений
Механические ткани растений
Механические ткани растений - арматура растений, система тканей, обеспечивающих прочность растений, т. е. их способность противостоять воздействию статических (например, сила тяжести) и динамических (например, порывы ветра) нагрузок.
К механическим тканям относятся колленхима и склеренхима. Выполнение основных функций обеспечивается сильными утолщениями клеточных оболочек, прочной связью клеток друг с другом, большой упругостью оболочек, а также и характером распределения механических тканей в растении. Основные разновидности механических тканей – колленхима и склеренхима.
Колленхима (от греческого kólla — клей и énchyma — ткань), живая ткань. Клетки паренхимные или удлиненные с неравномерно утолщенными оболочками. Различают:
уголковую колленхиму (утолщения клеточной стенки расположены в углах клетки),
пластинчатую колленхиму (утолщения клеточной стенки расположены параллельно слоям клеток),
рыхлую колленхиму (разновидность уголковой колленхимы с крупными межклетниками)
Часто в клетках колленхимы содержатся хлоропласты, но функция фотосинтеза не основная функция этой ткани. Расположена под эпидермой стеблей; в периферических частях первичной коры стеблей, в черешках и срединных жилках листьев, стеблевых узлах злаков. Живые клетки колленхимы не препятствуют росту молодого органа, в котором они находятся. Клетки колленхимы отсутствуют в корне, т.к. дополнительную опору ему придает почва.
Склеренхима (от греч. skleros — твёрдый и enchyma — ткань), механическая ткань растений, состоит из клеток с равномерно утолщенными, часто одревесневшими клеточными стенками. Неодревесневшие волокна склеренхимы (у льна и других прядильных культур) — ценное сырьё для текстильной промышленности. По прочности клетки склеренхимы не уступают стали, по упругости и эластичности — каучуку. Склеренхима объединяет клетки двух типов: волокна и склереиды (каменистые клетки).
Волокна — сильно вытянутые клетки, длиной от нескольких десятых мм до 1 см (крапива) и даже 35 см (полукустарник семейства Крапивных - рами), с заострёнными концами и слоистыми пористыми стенками. Волокна располагаются вокруг сосудов древесины (древесинные волокна (либриформ)) и сосудов флоэмы (лубяные волокна).
Среди волокон наибольшее экономическое значение имеют лубяные волокна. Лубяные волокна (Л.в.), волокна, содержащиеся в стеблях наземных семенных растений; лишённые живого содержимого длинные прозенхимные клетки. Стенки Л. в. — сильно и равномерно утолщённые. Длина Л. в. до 2 мм. У многих растений стенки лубяных волокон пропитаны лигнином; у некоторых же растений оболочки лубяных волокон состоят почти сплошь из целлюлозы, обладают эластичностью и большой прочностью. Технические лубяные волокна широко используются в текстильной промышленности для выработки пряжи. Различают лубяные волокна:
тонкие, гибкие, мало одревесневшие (лён);
грубые, толстостенные, сильно одревесневшие (пенька, кенаф, джут, манильская пенька).
Пряжа из льняного волокна используется для выработки тканей; из волокна пеньки сизаля и манильской пеньки — для изготовления канатов, верёвок, шпагата и других кручёных изделий; из волокон джута и кенафа — в основном для производства мешков.
Рис. 1. Каменистые клетки мякоти плода груши: 1 — поровые каналы в продольном разрезе, 2 — вторичная стенка
Каменистые клетки, или склереиды, являются мертвыми, паренхимными клетками, имеющими очень утолщенные слоистые одревесневшие оболочки. Оболочки пронизаны радиальными поровыми каналами. Каменистые клетки обычно встречаются в твердых стенках плодов (скорлупа ореха, косточка сливы, вишни), в мякоти плодов груши, айвы, в листьях чая.
Склереиды иногда имеют неправильную, причудливую, звездообразную форму.
ПРОВОДЯЩИЕ ТКАНИ
В растении наблюдается 2 противоположных тока воды и растворенных в ней веществ:
1. Восходящий ток (вода + минеральные вещества) идет от корней в стебли и листья. Весной может нести сахара и другие органические вещества (пасока), отложенные на зиму в корнях, клубнях и др. органах. Этот ток идет по ксилеме – древесине.
2. Нисходящий ток (вода + органические вещества) идет из листьев. Часть органических веществ движется вверх в созревающие плоды и семена. Этот ток идет по флоэме (лубу)
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ — обеспечивают прочность растений. Состоят из толстостенных клеток, часто с одревесневшими оболочками. Основные виды механических тканей: колленхима и склеренхима … Большой Энциклопедический словарь
Механические ткани — (ботан.) различные по происхождению и строению ткани (известные элементы древесины и луба, колленхима, каменистые клетки), играющие в жизни растения М. роль, т. е. придающие органам растения крепость и устойчивость. См. Ткани растительные … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ — обеспечивают прочность р ний. Состоят из толстостенных клеток, часто с одревесневшими оболочками. Осн. виды М.т.: колленхима и склеренхима … Естествознание. Энциклопедический словарь
механические ткани
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ — опорные ткани растения, обеспечивающие его прочность. Обусловливают способность органов растения противостоять статическим (напр., сила тяжести) и динамическим (порывы ветра и т. п.) нагрузкам. В самых молодых участках растущих органов М. т. нет … Биологический энциклопедический словарь
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ — обеспечивают прочность растений. Состоят из толстостенных клеток, часто с одревесневшими оболочками. Основные виды механических тканей: колленхима и склеренхима … Большой Энциклопедический словарь
Механические ткани — (ботан.) различные по происхождению и строению ткани (известные элементы древесины и луба, колленхима, каменистые клетки), играющие в жизни растения М. роль, т. е. придающие органам растения крепость и устойчивость. См. Ткани растительные … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ — обеспечивают прочность р ний. Состоят из толстостенных клеток, часто с одревесневшими оболочками. Осн. виды М.т.: колленхима и склеренхима … Естествознание. Энциклопедический словарь
Механические ткани растений
Механические ткани растений, арматура растений, стереометрическая система тканей, обеспечивающих прочность растений, т. е. их способность противостоять воздействию статических (например, сила тяжести) и динамических (например, порывы ветра) нагрузок. К М. т. р. относятся: колленхима, склеренхима, каменистые клетки, во вторичной коре — лубяные волокна, а в древесине — либриформ. К М. т. р. иногда относят некоторые покровные ткани, толстостенные трахеиды, располагающиеся в поздних годичных слоях хвойных и выполняющие наряду со своей основной функцией также и механическую. Тонкостенные, нежные ткани также играют механическую роль, если находятся в состоянии тургора; они заполняют пространство между М. т. р. и тем самым увеличивают прочность растения. Выполнение основных функций М. т. р. обеспечивается сильными утолщениями клеточных оболочек, прочной связью клеток друг с другом, большой упругостью оболочек, а также и характером распределения М. т. в растении. По упругости и прочности при растяжении М. т. р. (например, склеренхима) близки к стали, мало уступают по упругости каучуку, а по способности противостоять динамическим нагрузкам без деформаций значительно превосходят сталь. Начало систематическому изучению М. т. р. было положено нем. ботаником С. Шведенером (1874), а в России — В. Ф. Раздорским (с 1912), создавшим теорию осуществления строительно-механических принципов в строении растений. Раздорский рассматривает растение и его органы не как конструкции, статически сопротивляющиеся внешним механическим воздействиям (как полагал Шведенер), а как динамическую систему живого организма, меняющуюся в зависимости от внешних условий. Механические ткани травянистых растений образуют сетку («каркас»), часть их тяжей проходит наклонно; сплетение тканей, перегородки в узлах полых стеблей, кожица и сросшиеся с ней периферические части обеспечивают особую прочность стебля. Во вторичной коре древесных растений арматурная сетка состоит из тяжей и пластинок лубяных механических волокон и склереид. В древесине тяжи либриформа армируют основную массу сосудов и трахеид. На М. т. р. влияют условия среды, например у растений, живущих в воде, они развиты очень слабо. Мощность М. т. р. повышается с увеличением интенсивности освещения, влажности почвы, а также с понижением влажности воздуха.
Лит.: Раздорский В. Ф., Анатомия растений, М., 1949; его же, Архитектоника растений, М., 1955.
Значение слова КОЛЛЕНХИМА в Большой советской энциклопедии, БСЭ
(от греческого kolla - клей и enchyma, буквально - налитое, здесь - ткань), одна из первичных механических тканей растений. Клетки паренхимные или удлиненные с неравномерно утолщенными оболочками. Различают уголковую, пластинчатую и рыхлую К. (по расположению утолщений в углах клетки, по тангентальным стенкам или около межклетников, см. рис. ). К. встречается главным образом в первичной коре молодых растущих стеблей двудольных растений. Клетки К. живые, в состоянии тургора прочные. Их стенки состоят преимущественно из целлюлозы или из целлюлозы и пектина. В более толстых стеблях травянистых растений К. часто выполняет запасающую или ассимилирующую функцию.
Значение ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА в Большой советской энциклопедии, БСЭ
волокна , волокна, содержащиеся в стеблях наземных семенных растений; лишённые живого содержимого длинные прозенхимные клетки. Стенки Л. в. - сильно и равномерно утолщённые, часто с хорошо выраженной слоистостью, с простыми порами и очень узкой клеточной полостью. Средняя длина Л. в. 1-2 мм , однако первичные Л. в., возникающие из прокамбия, большей частью длиннее (20-400 мм ), а вторичные (камбиального происхождения) - короче. У многих растений стенки Л. в. пропитаны лигнином ; у некоторых же растений оболочки Л. в. состоят почти сплошь из целлюлозы , обладают эластичностью и большой прочностью. Технические Л. в., получаемые путём первичной обработки лубяных культур, широко используются в текстильной промышленности для выработки пряжи. Различают Л. в.: тонкие, гибкие, мало одревесневшие (лён, рами); грубые, толстостенные, сильно одревесневшие (пенька, кенаф, джут, манильская пенька). Технические Л. в. состоят из склеенных между собой пучков элементарных волокон. Пряжа из льняного волокна используется для выработки тканей; из волокна пеньки сизаля и манильской пеньки - для изготовления канатов, верёвок, шпагата, сердечников для стальных канатов и других кручёных изделий; из волокон джута и кенафа - в основном для производства мешков. Волокно канатника, обладающее большой ломкостью, имеет в текстильной промышленности ограниченное применение; из него изготовляется пряжа для мешковой тары и для производства кабеля, где оно заменяет волокно джута.
Первичная обработка лубяных культур состоит из биологических (мочка) и механических (мятьё, трепание, выделение луба) процессов и включает получение тресты (из стеблей льна, конопли, иногда кенафа) или луба (из стеблей джута и кенафа), а из них - Л. в. Распространённый способ приготовления тресты - росяная мочка, или расстил: стебли после обмолота (солома) расстилают (см. Льнорасстилочная машина ) на стлище (луг, поле) ровными рядами, где они вылёживаются 15-25 сут . Под действием плесневых грибов (Cladosporium herbarum и Alternaria tenuis), тепла, влаги и света пектин и другие вещества стеблей разлагаются, и связь Л. в. с окружающими тканями нарушается. При холодноводной мочке солому в снопах, тюках, контейнерах и т.п. погружают в водоём (пруд-копанец, культурное мочило) на 10-15 сут . В результате жизнедеятельности главным образом пектиносбраживающих бактерий (Clostridium felsineum и Cl. pectinovorum) Л. в. отделяются от тканей. На льно- и пенькозаводах для промышленного приготовления тресты применяют тепловую мочку в воде, подогретой до 36-37 |С. Это позволяет получать тресту за 70-80 ч , а при использовании ускорителей (мочевина, аммиачная вода и др.) - за 24-48 ч . Ещё более сокращают процесс запаривание соломы в автоклавах под давлением 2-3 ат (до 75-90 мин )и замачивание в слабом растворе кальцинированной соды, кислот и специальных эмульсии (до 30 мин ). Тресту высушивают и обрабатывают на мяльных и трепальных машинах (см. Льноконоплемялка и Льнотрепальная машина ), где волокно очищается от древесины (костры), покровных и паренхимных тканей.
Луб выделяют из стеблей на лубоотделительной машине, затем его подвергают биологической мочке и обрабатывают на трепально-промывной машине. Л. в. сушат, мягчат и сортируют. Технология, при которой из стеблей сначала получают луб, перспективна и для льна.
Лит.: Дербенев С. И., Лунев И. Я., Миронов К. М., Технология промышленной биологической мочки лубяного сырья, 2 изд., М., 1968; Егоров М. Е. и Лебедев Я. А., Первичная обработка льна-долгунца в колхозах и совхозах, М., 1968; Марков В. В., Первичная обработка лубяных культур, 2 изд., М., 1969.
МЕХАНИЧЕСКИХ (АРМАТУРНЫХ) ТКАНЕЙ
Механические ткани в теле растения выполняют опорную функцию, придавая определенную конфигурацию отдельным органам. Чаще всего они играют роль арматуры, располагаясь среди других тканей и придавая им, в сочетании с остальными тканями растения, дополнительную прочность. Механические ткани обеспечивают сопротивление растения статическим (сила тяжести) и динамическим (порывы ветра, удары дождя и т. д.) нагрузкам. Общим и главным их признаком является утолщение клеточных оболочек и тесная сомкнутость конструктивных элементов. В процессе эволюции растений механические ткани возникли в связи с совершенствованием ветвления и развитием вегетативной массы растения.
В онтогенезе растения первичные механические ткани образуются из основной меристемы, вторичные – из камбия.
Различают два типа механических тканей – колленхиму и склеренхиму.
Колленхима(от греч. colla – клей и enchyme – налитое) представляет собой ткань из живых клеток длиной 1–2 мм с неравномерно утолщенными стенками. Утолщения возникают на первичной оболочке за счет отложения молекул целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. Они никогда не пропитываются лигнином и не одревесневают, сохраняют упругость, оставаясь живыми, как правило, в течение всей жизни растения. В связи с тем, что оболочки клеток имеют первичное строение, они способны к растяжению и не препятствуют росту других клеток, находящихся рядом. Именно поэтому колленхима является опорной тканью молодых растущих в длину органов. Клетки колленхимы вытягиваются параллельно длинной оси органа, в котором закладывается эта ткань. Важной особенностью колленхимы является то, что она выполняет свою функцию опоры только в состоянии тургора. В противном случае при потере растением воды тонкие участки клеточных оболочек спадаются и побеги теряют упругость, увядают.
Колленхимные ткани имеют первичное происхождение, часто образуются из внешних слоев апикальной меристемы побега (в корне колленхима не образуется) и поэтому расположены (у двудольных) под эпидермисом в первичной коре. При этом колленхима образует как бы полый цилиндр или сосредотачивается в ребрах (например, стеблей яснотки или черешков листа подорожника, сельдерея), что, несомненно, повышает прочность органа. Присутствие упругой колленхимы в черешке листа позволяет ему менять свою ориентацию в пространстве вслед за солнцем. В листьях двудольных растений колленхима окружает среднюю жилку и служит опорой проводящим пучкам. У однодольных колленхима находится в узлах злаков и предохраняет растения от полегания.
В зависимости от характера утолщения клеточных стенок различают три типа колленхимы – уголковую, пластинчатую и рыхлую. В уголковой колленхиме утолщения сосредотачиваются по углам клеток, располагаясь в соседних клетках напротив друг друга. В результате клетки выглядят многогранными (5–6-гранными), а совокупность утолщенных оболочек соседних клеток имеет вид трех-пятиугольников. Утолщенные участки целлюлозных оболочек выглядят блестящими. Уголковую колленхиму можно наблюдать в черешках бегонии, ревеня, свеклы, тыквы, щавеля, гречихи и других растений. В пластинчатой колленхиме утолщенные тангентальные (параллельные поверхности органа) клеточные стенки расположены параллельными рядами. В таких клетках радиальные стенки остаются более тонкими. Пластинчатая колленхима развивается в стеблях подсолнечника, бузины, баклажана, астранции. Рыхлая колленхима начинает формироваться как уголковая, однако между клетками образуются большие межклетники, которые играют роль схизогенных вместилищ выделений или аэренхимы. Полость клетки при этом сильно уменьшается и почти не видна. Такой тип колленхимы можно наблюдать в черешках лопуха, подбела, в цветоносах растений из семейства лилейные (валоты, лилии, чеснока).
Клетки колленхимы, располагаясь под эпидермисом в периферической части первичной коры, могут содержать хлоропласты и выполнять не только опорную, но и функцию фотосинтеза. Со временем оболочки клеток колленхимы могут утолщаться, одревесневать и колленхима превращается в склеренхиму, а могут, наоборот, терять утолщения и превращаться в запасающую паренхиму. Эволюционно колленхима возникла из клеток паренхимы и близка к ней по строению.
Второй тип механической ткани – склеренхима (от греч. scleros – твердый) Она встречается во всех органах растения и располагается не только под эпидермисом, как колленхима. В отличие от колленхимы, клетки склеренхимы имеют равномерно утолщенные клеточные стенки, в которых располагаются немногочисленные простые поры. Как правило, оболочки зрелых клеток склеренхимы пропитываются лигнином и одревесневают, а живое содержимое клеток постепенно отмирает. Таким образом, зрелые клетки склеренхимы, в отличие от колленхимы, чаще всего мертвые. Такие клетки не способны вытягиваться, поэтому окончательное их созревание происходит после того, как закончится рост окружающих клеток. Оболочки склеренхимных клеток обладают высокой прочностью, близкой к прочности стали. Они хорошо выдерживают динамические нагрузки и не испытывают остаточной деформации, поэтому обеспечивают прочность на сжатие, разрыв, изгиб. Высокая прочность на разрыв означает возможность значительного растяжения без разрыва, а прочность на сжатие – достаточное сопротивление изгибу.
Иногда клетки склеренхимы не одревесневают, как, например, волокна льна. Иногда, благодаря многочисленным разветвленным простым порам, клетки сохраняют живое содержимое (например, каменистые клетки в плодах).
По происхождению различают склеренхиму первичную и вторичную. Первичная склеренхима возникает из меристем апексов (располагается в стебле под эпидермисом, например, у однодольных растений), из прокамбиальных тяжей (находится в обкладке проводящих пучков) или из перицикла (перициклическая склеренхима, например, в стеблях кирказона, купены, подсолнечника). Вторичная склеренхима формируется из камбия и входит в состав проводящих пучков либо образуется в результате одревеснения колленхимы.
В зависимости от строения выделяют два типа склеренхимы – волокна и склереиды.
Волокна – это сильно вытянутые прозенхимные клетки с заостренными концами (скошенными поперечными стенками). Клетки растут скользящим (интрузивным) ростом, перекрывают друг друга, что повышает их прочность. Они имеют толстые клеточные стенки и очень узкую полость клетки. Их длина в среднем 1–4 мм, но у текстильных культур значительно больше: до 60 мм у льна, до 350 мм у рами. У текстильных культур волокна не одревесневают, остаются целлюлозными, сохраняют гибкость и эластичность. Чем длиннее волокна, тем лучше. Номер волокна у льна отражает его длину: чем выше номер, тем длиннее волокно. Волокна, расположенные во флоэме, или в лубе, как ее часто называют, носят название лубяных волокон. Склеренхимные волокна, которые находятся в ксилеме (древесине) называются древесинными, или либриформом. Они короче лубяных (не более 2 мм) и всегда одревесневают. Эволюционно волокна либриформа образовались из трахеид – водопроводящих элементов ксилемы.
Волокна могут также входить в состав других тканей, располагаясь целыми группами или поодиночке. У многих растений, особенно у однодольных, волокна составляют механическую обкладку проводящих пучков. Механические ткани, которые входят в состав сосудисто-волокнистых пучков, характеризуются относительно короткой длиной и тонкой стенкой по сравнению с механическими элементами, которые находятся вблизи поверхности органа.
Склереиды представляют собой клетки, близкие по форме к паренхимным, с толстыми слоистыми стенками и простыми разветвленными порами. Содержимое их обычно отмирает, но иногда сохраняется, как в плодах груши и айвы. У этих растений при созревании плодов клетки раздревесневают и становятся тонкостенными паренхимными запасающими клетками. Обычно наиболее богаты склереидами кора (клюква), сердцевина, флоэма осевых органов (хинное дерево), а также плоды и семена (бобовые), листья. Клетки округло-эллиптической формы называются брахисклереидами (от греч. brachys – короткий), или каменистыми клетками. Их можно найти в плодах груши, айвы. Астросклереиды (от греч. astron – звезда) характеризуются вытянутыми отростками, они чаще встречаются в толстых кожистых листьях, обеспечивая их устойчивость к разрывам (например, у фикуса, камелии, инжира, в черешках кувшинок и кубышек). Склереиды, похожие на берцовую кость, называют остеосклереидами (от греч. osteon – кость). Склереиды могут встречаться поодиночке – в таком случае их называют идиобластами (например, в листьях инжира, камелии). Они также могут образовывать группы или даже ткань, например, в косточке (внутриплоднике) вишни, сливы, абрикоса и т. д., в скорлупе (вне[194864] плоднике) грецкого ореха и фундука.
Степень развития механических тканей во многом зависит от местообитания растений. Она невелика у гигрофитов и значительна у ксерофитов – растений засушливых местообитаний.
В теле растения механические ткани имеют определенную локализацию: в корнях они располагаются в центре органа, а в стеблях – в виде кольца. Такое расположение оправдано тем, что положение корня в пространстве поддерживается еще и почвой, поэтому механические ткани обеспечивают прежде всего прочность органа на сжатие. Действие на побег различных быстро меняющихся и разнонаправленных нагрузок (порывы ветра, капли дождя, вытаптывание животными) требует более эффективного расположения опорных тканей, которое обусловливает прочность на изгиб и растяжение, большую устойчивость растения. Необходимо отметить, что строение органов растения соответствует принципу достижения прочности при экономной затрате материала. В. Ф. Раздорский, занимавшийся изучением строительно-механических принципов в конструкции растений, сравнивал их с железобетонными сооружениями, в которых арматуру составляют механические ткани, а роль заполнителя – все прочие живые ткани. Конструктивные особенности растений учитываются в одном из разделов бионики – науки, решающей задачу создания совершенных технических систем.
2. Механические (опорные) ткани. Их типы, расположение в теле растения.
Механическая ткань — вид ткани в растительном организме, волокна из живых и мёртвых клеток с сильно утолщённой клеточной стенкой, придающие механическую прочность организму. Возникает из верхушечной меристемы, а также в результате деятельности прокамбия и камбия.
Степень развития механических тканей во многом зависит от условий обитания: они почти отсутствуют у растений влажных лесов, у многих прибрежных растений, но зато хорошо развиты у большинства растений засушливых местообитаний. Прочность этих растений в большой степени определяет упругость оболочек составляющих их живых клеток, насыщенных водой. Дополнительная прочность достигается развитием ксилемы, состоящей из толстостенных одревесневших элементов. Одревеснение сначала было свойственно элементам ксилемы, а после распространилось и на оболочки клеток других тканей. Этот процесс, которому предшествовало утолщение оболочек, и определил появление у растений специализированной механической ткани – склеренхимы. Другая механическая ткань – колленхима, характерна, главным образом, для двудольных покрытосеменных растений. Обе механические ткани характеризуются плотным смыканием клеток и сильным утолщением их оболочек. Но эти ткани различаются другими признаками.
Колленхима — производная основной меристемы. Является эластичной опорной тканью первичной коры молодых стеблей двудольных растений, а также листьев. Состоит из живых клеток с неравномерно утолщёнными не одревесневшими первичными оболочками, вытянутые вдоль оси органа; Клетки колленхимы живые, долго сохраняющие способность к делению, обычно содержат хлоропласты, поэтому участвуют в фотосинтезе. Колленхима бывает 3 типов: уголковатая, пластинчатая и рыхлая. В уголковатой колленхиме утолщены стенки в углах многогранных клеток. Пластинчатая колленхима состоит из клеток более вытянутых параллельно поверхности стебля. Утолщены наружные и внутренние стенки клеток. В богатой межклетниками рыхлой колленхиме утолщены стенки клеток, ограничивающие межклетники. Встречается в однолетних стеблях и листьях, в сочленениях между черешками и листочками сложных листьев.
Склеренхима — (лубяные волокна) прочная ткань из быстро отмирающих клеток с одревесневшими и равномерно утолщенными оболочками, обеспечивает прочность органов и всего тела растений. Склеренхима – ткань мертвая. Различают два типа склеренхимных клеток: волокна и склереиды. Волокна — это длинные тонкие клетки, обычно собранные в тяжи или пучки (например, лубяные или древесинные волокна). Склереиды — это округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками. Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки вишни, сливы; они придают мякоти груш характерный крупчатый характер. Склереиды возникают в следствие склерификации первоначально живых тонкостенных клеток.
Склереиды развиваются либо из клеток основной меристемы, либо из дифференцированных паренхимных клеток. Склеренхима, как и колленхима – ткань первичная.
Механические ткани присутствуют во всех органах растения, но наиболее они развиты по периферии стебля и в центральной части корня.
Наряду с волокнами и склереидами, составляющими склеренхиму, у высших растений, клетки, специализирующиеся в выполнении механической функции, входят в состав проводящих тканей. Это древесинные волокна (волокна либриформа), лубяные, или флоэмные волокна.
Основные ткани растения. Их типы, функции, расположение в теле растения.
Ткани растений– это группы клеток, которые в определенном порядке располагаются в теле растения и предназначены для выполнения различных функций в жизнедеятельности растения. Все многоклеточные организмы имеют клетки различной структуры, совокупности которых являются тканями. Степень дифференцировки клеток тканей растений возрастает от низших растений к высшим. В отличие от тканей животных, у растений процесс образования тканей из первичных клеток можно наблюдать не на зародыше, а в растущих частях тела растения. Первичные клетки растения однородны, имеют примерно равные размеры и пропорции, состоят из протоплазмы и ядра. Из этих клеток формируется первоначальная меристема. Она в свою очередь позднее делится на составляющие: первый внешний слой (протодерм), из которого образуется кожица; срединный слой (прокамбий), являющийся предшественником сосудисто-волокнистых пучков; слой основной меристемы, который находится между протодермом и прокамбием и называется основной паренхимой или основной тканью растений, из нее появляется сердцевина, часть проводящей паренхимы. Это образовательная ткань растений.
О том, как проходит сосудисто-волокнистый пучок, можно судить по нервации листьев. Образуется характерная сеть, причем пучки листьев соединены с пучками стеблей, которые формируют разветвленную систему, переходящую в корень. Это проводящая ткань растения. Если изучать строение этой системы, можно увидеть, что образуется сплошной скелет во всем теле растения. Он состоит из правильно связанных друг с другом пучков, хотя они соединены по-разному у разных растений. Скелет растения из проводящих волокон, по которым перемещаются питательные вещества от листьев к корню и наоборот, представляет собой механическую ткань растения. У растений формируется практически замкнутое кольцо сосудисто-волокнистых структур, а парехима центральной части ствола тесно связана с паренхимой коры через маленькие «окна» в сосудисто-волокнистом кольце, в которых находятся паренхиматические клетки. В процессе длительного преобразования клеток камбия образуется ряд слоев сосудисто-волокнистых образований. У многих деревьев это внутренний слой (наиболее древний) – первичная древесина, камбий и вторичная кора (паренхима, включающая луб). Под кожицей формируется пробковая ткань растения, основная функция которой – защитная так же, как и кожицы. Таким образом, кожица и пробковая ткань являются покровными тканями растений. Функции покровной ткани растения – предохранение органов растения от высыхания, влияния высоких и низких температур, повреждений и других неблагоприятных факторов внешней среды. Классификация тканей растений разработана по генетическим и морфологическим признакам. Характеристика тканей растений определяется расположением ткани и выполняемым ею функциям. К системам защиты относится покровная ткань (кожица, корка, пробка) и механическая ткань или система скелета (толстостенный луб, склеренхима, колленхима, либриформ). Система питания включает всасывающую систему (ризоиды, кожица корня, корневые волоски), усвояющую (ассимиляционную) систему (губчатая ткань, хлорофиллоносная паренхима), проводящую ткань (сосудистые пучки, проводящая паренхима, млечные сосуды), накапливающую систему (водоносная ткань, ткань с запасами питательных веществ) и выделительную ткань (железки, хранилища слизей, смол, масла). Функции тканей растений разнообразны в зависимости от типа ткани растения. Покровная ткань выполняет защитную функцию. Благодаря проводящей ткани, обеспечивается передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ внутри растения. Функция механической ткани – обеспечение прочности органов растения. Элементы ткани этого вида формируют каркас для поддержания всех составных частей растения и противодействия любым механическим повреждениям. Как заметно из названия «основная ткань», именно она представляет собой основу органов растения. Основная ткань выполняет множество различных функций. Поэтому выделяют ее подтипы - ассимиляционная, запасающая, воздухоносная и водоносная паренхима. Клетки ассимиляционной ткани ответственны за фотосинтез, в клетках запасающей паренхимы содержатся запасы белков, жиров, углеводов, других веществ. Водоносная паренхима обеспечивает накопление воды. А воздухоносная ткань (аэропаренхима), имеющаяся у водных растений, обеспечивает доставку воздуха к тем частям растения, куда его доступ затруднен.
Образование системы побегов: направление роста, типы и степень ветвления, положение боковых побегов на материнском.
По направлению роста различают побегипрямостоячие, поникающие, восходящие, лежачие (или стелющиеся), ползучие, вьющиеся, лазающие.
Линейный рост обеспечивается за счет работы интеркалярных, апикальных меристем. Вследствие образования новых метамеров (междоузлие + узел с листом + пазушная почка) осуществляется верхушечный (апикальный) рост.
Из верхушечной почки развивается главный стебель – ось 1 порядка, из его боковых почек – боковые стебли (оси 2 порядка), которые, в свою очередь, ветвятся, образуя оси 3 порядка. Ветвление бывает дихотомическим (верхушечное) ( мхи, плауны, папоротники, водоросли) когда конус нарастания расщепляется надвое, т.е. образуются 2 побега: равный и неравный имоноподиальное (боковое),когда именно 1 апекс обеспечивает нарастание побега, образуется 1 главный побег и когда основной побег развивается из верхушечной почки, а из боковых почек вырастают тонкие боковые побеги (хвойные).
Симподиальное -одна из верхних пазушных почек образует ось 2 порядка, которая растёт в том же направлении, что и ось 1 порядка, смещая в сторону её отмирающую часть (покрытосеменные, лиственные деревья)
Ложнодихотомическоеветвление - когда верхушечная почка не развивается, или когда развивающийся из нее побег быстро отмирает, а из 2 других боковых почек вырастают 2 равноценных побега.
Монохазиальный побег, когда 1 боковой побег на материнском, дихазий (2),плейохазий (3).
Интенсивность ветвления– это число порядков образовавшихся в процессе ветвления.
Обилие ветвления– это процент реализованных почек.
Расположение на материнском побеге: акротонное (на верхушке стебля), базитонное (у основания), мезотонное (посередине).
Почки растений. Их строение, типы, Листосложение в почке.
Почка - зачаток побега. В почке различают зачаточный стебель, имеющий конус нарастания, зачаточные цветки или листья (в зависимости от вида почки). Расположение почек в пазухах листьев: по одной либо группами:
Сериальноерасположение (жимолость) – почки находятся 1 под другой, нижняя самая крупная.Коллатеральное расположение - находятся в одной плоскости, поперечно по отношению к стеблю, по обеим сторонам от наиболее крупной средней почки (у лука, бамбука).
Не приурочены к пазухам листьев - адвентивные (придаточные) - на междоузлиях, гипокотиле, корнях, листьях, часто образуются после механических повреждений или при вегетативном размножении, обеспечивая формирование системы побегов и их ветвление. Придаточные и пазушные почки, долгое время находятся в состоянии покоя -спящие.
Верхушечные - образование почки происходит на конце побега, осуществляется рост побега в длину.
Почки возобновления - у многолетних растений, которые находятся в течение определенного промежутка времени в покое в связи с неблагоприятные условия внешней среды, а при наступлении теплой влажной погоды образуют побеги.
Зимующие почки:
закрытые - в основании находятся плотные кожистые кроющие чешуи могут быть опушены простыми или железистыми волосками, перидерма (защита от неблагоприятных факторов).Высокое осмотическое давление в клетках, дубильные вещества.
Открытые - без кроющих чешуй, опушены. Уст-ть к низким температурам определяется осмотическим давлением.
Типы листосложения:
Плоское (сирень) - листья не сложены.
Сложенное (липа, черёмуха) - листья сложены по средней жилке.
Складчатое (клён, ольха)- многочисленные складки вдоль боковых жилок.
Свёрнутое (фикус) - скручены по всей длине в виде трубочки.
Завёрнутое (тополь) - края пластинки завернуты на верхнюю сторону.
Зимующие почки:
Вегетативные - содержат сформировавшийся зачаток олиственного побега;
генеративные - зачаток цветка или соцветия;
Строение многолетних стеблей хвойных растений. Гистологические элементы древесины и луба.
У голосеменных растений до окончания дифференциации прокамбия в первичные проводящие ткани, из среднего слоя его клеток, делящихся периклинально, вычленяются клетки камбия, имеющие более или менее таблитчатые очертания поперечных сечений. Наружу и внутрь они откладывают клетки, дифференцирующиеся в элементы вторичной флоэмы и ксилемы. Начавшееся вторичное утолщение некоторое время идет одновременно с продолжающейся дифференциацией клеток прокамбия в элементы первичных проводящих тканей. После её окончания увеличение объёма проводящих тканей осуществляется только камбием. Вторичное утолщение, обусловленное деятельностью камбия, по своему характеру напоминает вставочный рост: вторичные ткани вклиниваются между первичными, отодвигая к периферии первичную флоэму. Развивающийся таким образом коллатеральный проводящий пучок называют открытым, в отличие от закрытого, состоящего только из первичных проводящих тканей. При формировании биколлатерального проводящего пучка первичная флоэма дифференцируется и из наружных, и из внутренних клеток прокамбия, а затем эндархно закладывается первичная ксилема. Дальнейшее развитие биколлатерального пучка происходить так же, как и коллатерального; биколлатеральные пучки всегда открытые. Флоэма и ксилема будут располагаться на поперечном срезе стебля двумя кольцами, вставленными одно в другое.
Основные элементы древесины хвойных пород – трахеиды, осуществляющие восходящий ток воды, и паренхимные клетки лучей. У хвойных встречаются также тяжевая паренхима и смоляные ходы, окруженные обкладкой из паренхимных клеток, а в лучах – лучевые трахеиды, по которым вода перемещается в радиальных направлениях.
Обязательные компоненты луба хвойных – ситовидные клетки, осуществляющие транспорт продуктов ассимиляции, а также клетки тяжевой и лучевой паренхимы.
Видоизменения побега. Их строение и функции.
Видоизменение побега (или метаморфоз) – это глубокое анатомо-морфологическое изменение органов (в данном случае побега) приводящее к гипертрофированному выполнению одной из функций и, как правило, связано с изменением внешних факторов.
Степень метаморфизма весьма различна.
Метаморфозы наземных побегов:
Функциональное разделение побега:
а) скелетные побеги
б) побеги обрастания
в) побеги обогащения – разветвляются из силлептических почек и определяют рост плотности и размера кроны.
У травянистых есть ещё одна группа – Монокарпический побег – "однолетние" репродуктивные побеги, отмирающие после цветения.
Суккуленты – одна из форм ксероморфизма, основная функция – запас влаги. Различают стеблевые и листовые суккуленты. Наличествует процесс превращения листовых суккулентов в стеблевые: л. суккулент => глохидий => колючка.
Колючка – её образование связано с уменьшением размеров листа/побега, значительной склерификацией и выполнением защитной функции. Колючка может быть листового или стеблевого происхождения. Превращаться в Колючку могут: лист, прилистники, центральная жилка. Если превращается побег то только весь.
Усик выполняет в основном опорную функцию.
Кладодий и Филлокладий– полное срастание листа со стеблем до потери границ между ними. Оба являются видоизмененными боковыми побегами. Кладодий достаточно редок. В случае Филлокладия видоизмененный побег имеет форму листа со всем ему характерным. На филлокладии также есть видоизмененные листья. Оба выполняют функции листа. Отличие – у Кладодия наличествует способность к длительному росту т.к. форма в виде зелёных побегов, а у филлокладия рост ограничен – лист.
Резид – укороченный побег. Формируется в первые годы жизни на поверхности почвы. Верхние части очень быстро отмирают.
Столоны (наземные) – "усы" или "плети" основная функция – расселение. Недолговечны. (предположительно однолетние.)
Бульбиллы – маленькие луковицы в пазухах листа.
Метаморфозы подземных побегов:
Клубень – главная функция – запасающая, чаще всего в стеблевой части, сохранение возможности апекального роста, участвует в размножении. Расположение почек-глазков соответствует листорасположению.
а) Лигнотубер – клубни разнообразной формы свойственные тропическим формам с очень сильной степенью одревеснения, образуется из нижнего междоузлия.
Луковица – запас питательных веществ, участие в размножении.
а) Плёнчатая луковица (репчатый лук) – есть листья запасающие и кроющие, а стебель – донце с отходящими придаточными корнями.
б) Чешуйчатая луковица (лилия) – все листья одного типа.
в) Луковица чеснока.
Луковицы ветвятся моно- и симподиально. При моноподиальном ветвлении – цветок образуется из верхушечной почки, а всё остальное из боковых почек. При симподиальном ветвлении. – цветок образуется из боковых почек, а новая луковица из верхушечной почки.
г) "надземные" луковицы – треть луковицы над поверхностью, остальное - под.
Корневище – функция запас и расселение.
а) с длинными междоузлиями (злаки, пырей и т.д.)
б) с короткими междоузлиями.
Ветвление моно- и симподиальное. При моноп. ветвлении – цветок образуется из верхушечной почки, а всё остальное из боковых почек. При симп. в. – цветок образуется из боковых почек, а всё остальное из верхушечной почки.
У некоторых видов образуется ксилоподий – одревесневшее корневище (Диаскарея Японская).
Также встречается Чешуйчатое корневище – Ахименос.
Корневища также подразделяют на гипогенное (в почве) и геогипогенное (сначала на поверхности => под землёй).
Клубнелуковица – функция - запас веществ в теблевой части. Сверху покрыта кроющими чешуйками (крокус).
Каудекс – запас питательных веществ, участие в размножении.
Столоны (подземные) – предназначены для расселения. Недолговечны. (предположительно однолетние.)
Читайте также: