Сравнительная характеристика основных тканей растений. Ткани растений: Меристема, Паренхима и Покровные. Что мы узнали

План

1. Понятие о ткани.

2. Растительные ткани.

Основные понятия: ткань, дифференциация, анатомия растений, образующие (меристематичні) ткани, покровные ткани, основные ткани, проводящие ткани, механические ткани, выделительные образования.

Понятие о ткани

У большинства многоклеточных организмов во время их развития клетки начинают отличаться по строению и выполняемым функциям, то есть происходит их дифференциация (от лат. differentia - различие). Дифференциация клеток приводит к их специализации на выполнении определенных функций. Вследствие этого формируются ткани.

Ткань (от лат. textus, греч. histos) - это система клеток и межклеточного вещества, объединенных общей функцией, строением и происхождением.

Ткани растений является объектом изучения науки - анатомии растений (от греч. anatome - рассекать).

Растительные ткани

Особенностью тканей растений, что отличает их от тканей животных, является то, что в них почти нет межклеточного вещества и в их состав часто входят омертвевшие клетки. Растительные ткани делят на следующие группы:

o образующие (меристематичні); o основные; o механические;

o покровные; o ведущие; o выделительные.

Образующие, или меристематичні (от греч. meristos - делящийся), ткани - это такие ткани, которые обеспечивают образование других тканей и рост растений в высоту и толщину. Клетки этой ткани мелкие, расположены плотно друг к другу. Они имеют тонкие клеточные стенки и большое ядро, которое и обеспечивает деление клетки.

Образующие ткани расположены лишь в определенных участках растений:

o всегда на верхушке побега и кончике корня - верхушечная (апикальная) меристема, которая обеспечивает рост этих органов в длину (рис. 19, 20);

Рис. 19. Апикальная меристема побега:

1 - конус нарастания;

2 - протодерма;

3 - основная меристема;

4 - прокамбий;

5 - зачаток почки;

6, 7 - ведущая ткань; 8 - сердцевина.

o внутри многолетних корней и побегов и охватывает их центральную часть в виде цилиндра - боковая (латеральная) меристема (рис.20), которая обеспечивает рост этих органов в толщину;

o в основании междоузлий стебля некоторых растений (например, у злаков) - вставная (інтеркалярна) меристема (рис.20), которая обеспечивает рост в длину вследствие удлинения междоузлий;

в местах ранения растений - раневая меристема, которая обеспечивает регенерацию той или иной ткани. Образовательная деятельность верхушечной (апикальной) меристемы сохраняется на протяжении всего онтогенеза (индивидуального развития), поэтому растения способны к неограниченному росту.

Различают первичные и вторичные меристемы.

Первичные меристемы - ткани, в результате деятельности которых образуются постоянные ткани. В первичных меристем относятся: прокамбий, конус нарастания стебля и корня, перицикл и інтеркалярна меристема.

Вторичные меристемы - меристемы, которые образуются из первичных меристем или других специализированных тканей. До вторичных меристем принадлежат пучковый и міжпучковий камбий и телоген (пробковый камбий).

Рис. 20. Схема размещения первичной и вторичной меристемы у двудольных растений:

1 - верхушечная (апикальная);

2 - боковая (латеральная);

3 - вставная (інтеркалярна);

4 - камбий;

5 - телоген (пробковый камбий).

Клеточное деление в меристемах регулируется путем образования или поступления из других тканей веществ-регуляторов - фитогормонов.

Покровные ткани. Само название этих тканей указывает на расположение их в растительном организме - на поверхности органов. Они отграничивают внутренние ткани от внешней среды и защищают их. В зависимости от особенностей строения покровные ткани выполняют и другие функции.

Различают следующие виды покровных тканей:

o эпидерма (от греч. epi - сверху, derma - кожа), или кожура, - однослойная ткань, которая покрывает молодые органы растений, и выполняет барьерную, защитную, транспіраційну (испарение воды), газообмінну, сосущие (корневые волоски) и секреторную (волоски, железки) функции.

Ізолювальні свойства эпидермиса усиливаются образованием тонкой восковой пленки - кутикулы (от лат. cuticula - кожа). Кутикула препятствует испарению воды сквозь эпидермы и обеспечивает скатывание с листка капель дождевой воды.

связь со средой тканей, которые находятся под епідермою, осуществляется благодаря продихам (рис. 21), расположенным, например, у наземных растений на нижней стороне листа.

Рис. 21. Схематическое изображение передышки:

А - продих открытый; В - продих закрыт.

Устьица образованные двумя замыкающими клетками, способными закрывать и открывать щель между ними. В отличие от других клеток эпидермиса, замыкающие клетки содержат хлоропласты, которые синтезируют вещества, необходимые для регуляции открывания и закрывания устьиц. Благодаря способности продихових клеток открываться и закрываться растение регулирует интенсивность процессов транспирации (испарение воды) и газообмена.

Клетки эпидермиса часто образуют особые выросты - волоски. Одни из них защищают растение от перегрева, другие - от растительноядных животных. Например, жгучие волоски листьев и молодых побегов крапивы производят ядовитые вещества.

Разновидностью эпидермиса является ризодерма (от греч. rhiza - корень, derma - кожа) - живая покровная ткань, которая состоит из одного слоя живых клеток с длинными тонкими выростами - корневыми волосками. Ею образована всисна зона корня растения, через которую происходит поглощение воды и минеральных веществ из почвы.

Перидерма (от греч. peri - вокруг, derma - кожа) - многослойная вторичная покровная ткань растительного организма. Она состоит из пробки (внешний слой), пробкового камбия (средний слой), фелодерми (внутренний слой).

Пробки состоит из клеток с утолщенными клеточными стенками, в которых откладывается жироподобное вещество - суберин, что делает клеточные стенки непроницаемыми для воды и воздуха. Это приводит к отмиранию живого содержимого (протопласта) клеток. Пробка надежно защищает растение во время неблагоприятных периодов (например, зимой или во время засухи).

Связь одревесневших стеблей и корней с окружающей средой осуществляется через специальные отверстия в корке - сочевички (рис. 22). Они осуществляют газообмен и транспирацию. В отличие от устьиц, сочевички не способны открываться и закрываться, а в преддверии зимы закупориваются особыми веществами.

Рис. 22. Сочевичка кіркозону (Aristolochia) (за Рейвн, Зверт, Айкхорн, 1990)

Основные ткани - ткани, расположенные между покрывными и ведущими тканями. Основные ткани состоят из живых клеток со сравнительно тонкими клеточными стенками, между которыми обычно являются міжклітинники. Основные ткани составляют основную массу тела растений и занимают различное положение в них - листьях, коре, сердцевине и т.д. Их функциональная специализация зависит от положения в растительном организме. По функциям основные ткани подразделяют на следующие виды:

o Ассимиляционная ткань (от лат. assimilatio - уподібнюю), или парень-ренхіма (от греч. chloros - зеленый, enchyma - ткань), - основная фотосинтезуюча ткань, расположенная в листьях между верхней и нижней епідермою (рис. 23) и молодых стеблях в первичной коре. В клетках этой ткани сосредоточено много хлоропластов (откуда пошло название - парень-ренхіма), в которых происходит фотосинтез. Для этой ткани характерна развитая система межклеточных воздухоносных полостей, связанных с про-дихами. Это обеспечивает газообмен тканей, участвующих в фотосинтезе.

Рис. 23. Поперечный срез листа олеандру (Nerium oleander) (Рейвн, Эверт, Айкхорн, 1990)

Запасаюча ткань - рыхлая ткань, построенная из живых бесцветных клеток с тонкими клеточными стенками и крупными вакуолями, в которых накапливаются различные необходимые для растений соединения (углеводы, белки, липиды, витамины, вода, органические кислоты). Эта ткань располагается в сердцевине стебля, семенах, плодах, видоизмененных побегах и корнях.

Вентиляционная ткань, или аеренхіма (от греч. полиэстер - воздух, enchyma - ткань), - ткань, состоящая из мелких клеток, разделенных хорошо развитой системой крупных міжклітинників, которые объединяются в единую вентиляционную сеть и способствуют газообмену. Эта ткань характерна для растений, которые обитают в условиях, где может ощущаться нехватка воздуха. Обычно это водяные и болотные растения, например, кувшинки.

Ведущие ткани - это совокупность высокоспециализированных клеток, которые приспособлены к транспорту неорганических и органических веществ и являются основными компонентами проводящих пучков.

Различают следующие ведущие элементы (рис.24):

o Трахеїди - это мертвые удлиненные веретенообразные (прозенхімні) клетки с толстыми, обычно одревесневшими стенками, с заостренными концами, благодаря чему они соединяются между собой в продольные ряды с большой площадью контакта. В клеточных стенках есть сложные поры (окаймленные), сквозь которые проходит вода. Трахеїди обеспечивают восходящий поток воды с минеральными солями от подземной части растения к наземной. Благодаря здерев" янілим клеточным стенкам трахеїди, кроме ведущей, обеспечивают еще и опорную функцию. Трахеїди характерные для большинства высших споровых растений (кроме мохообразных) и голосеменных. В хвойных трахеїди размещены в древесине преимущественно правильными радиальными рядами.

Рис. 24. Ведущая ткань (по Яковлевим, Челомбитько, 2001): А - трахеїди; Б 1-5 - разные типы сосудов; В - ситоподібні трубки: 1 - ситоподібна клетка; 2 - клетка-спутник; 3 - поперечная стенка

с порами.

o Сосуды - это последовательно соединенные отмершие клетки, поперечные стенки между которыми исчезли. Они обеспечивают восходящий поток воды с минеральными солями от подземной части растения к наземной. Движущими силами передвижения веществ является корневое давление, транспирация (испарение воды через устьица), силы взаимодействия между диполями воды. Благодаря здерев" янілим клеточным стенкам сосуда, кроме ведущей, обеспечивают еще и опорную функцию. Сосуды характерны для покрытосеменных растений и некоторых голосеменных. Сосуды функционируют несколько лет, после чего закупориваются клетками паренхимы и начинают выполнять опорную функцию.

o Ситоподібні трубки - это живые (но без ядра) удлиненные клетки, последовательно расположенные друг над другом в виде цепочки. Поперечные стенки этих клеток имеют многочисленные мелкие отверстия, которые напоминают сито (откуда и происходит их название). Ситоподібні трубки "сопровождают" кліти-ни-спутники, имеющие ядра. Эти клетки вырабатывают вещества, необходимые для нормального функционирования ситоподібних трубок. Ситоподібними трубками, синтезированные в зеленых частях растения органические вещества передвигаются в других ее участков (нисходящий поток). В отличие от движения раствора минеральных веществ по сосудам, движение ассимилятов происходит с затратами энергии, которая тратится на загрузку веществ к ситоподібних элементов и поддержание градиента (разности давления) вдоль ситоподібної трубки. Ситоподібні трубки функционируют чаще всего один год, потом становятся непроницаемыми вследствие закупорки.

Сосуды и трахеїди являются основными компонентами ксилемы - комплекса тканей (ведущей, основной, механической), который исполняет главную роль в восходящем движении, и, кроме того, обеспечивает механическую прочность органов растений. В стеблях ксилема находится в древесине, а в корнях ее тяжи чередуются с тяжами флоэмы. Также ксилема есть в жилках листьев.

Ситоподібні трубки являются основными компонентами флоэмы - комплекса тканей (ведущей, основной, механической), который исполняет главную роль в нисходящем движении и обеспечивает механическую прочность органов растений. В стеблях флоэма находится в лубі коры, а в корнях ее тяжи чередуются с тяжами ксилемы. Флоэма также есть в жилках листьев.

Ксилема и флоэма об соединяются в единую транспортную магистраль - ведущий пучок. Система проводящих пучков за счет механических ткани является также опорной системой, которая придает форму органам растения и служит "скелет", что удерживает основные ткани органов.

Механическая ткань - это опорная ткань, которая обеспечивает растению прочность. Состоит из округлых (паренхимных) или удлиненных (прозе-нхімних) клеток, стенки которых утолщены и здерев" янілі. Клетки механических тканей могут быть как живыми, так и мертвыми.

Различают следующие виды механических тканей:

o Коленхима (рис. 25) - совокупность живых округлых (паренхимных) клеток с неравномерно утолщенными стенками, которая расположена в зонах первичного

Рис. 25. Коленхима:

1 - пластинчатая (осот);

2 - куткова (сахарная свекла).

роста стебля, первичной коре, черешках, вдоль срединной жилки листа. Клеточные стенки не здерев" янілі, способны растягиваться, выполняют механическую функцию только тогда, если клетки находятся в состоянии тургора.

o Склеренхима, или волокна (рис. 26) - это мертвые удлиненные (о-зенхімні) клетки с равномерно утолщенными здерев" янілими клеточными стенками и заостренными концами.

Рис. 26. Склеренхима:

а - группа луб" деревянных волокон стебля льна; б - луб"яне волокно (на поперечном разрезе): 1 - міжклітинна вещество;

2, 3 - слои утолщения стенки и поровые каналы в них; 4 - полость клетки.

Волокна склеренхіми, входящие в состав ксилемы, называются волокнами древесины. Волокна склеренхіми, входящие в состав флоэмы, называются луб "деревянными волокнами. Вместе с ведущими и основными тканями они являются компонентами сосудисто-волокнистых пучков. Склеренхима размещена в вегетативных органах (корнях, стебле, листьях) растения.

o Склереиды - мертвые единичные клетки с равномерно утолщенными здерев" янілими клеточными стенками, просякненими лигнином. Они встречаются в плодах (кам" янисті клетки в скорлупе ореха, в косточках вишни, сливы и т.д), листьях (опорные клетки) и предоставляют органам дополнительной прочности.

Выделительные образования - это образования, в которых входят секреторные клетки, секреторные полости (вместилища) и каналы. Классифицируют их в зависимости от размещения в растительном организме:

o образование внешней секреции (расположены на поверхности органов растения):

а) железистые волоски - вырасти видоизмененных эпидермальных (поверхностных) клеток, заполненные специфическими экскреторными веществами - эфирными маслами, бальзамами, смолами;

б) нектарники - тонкостенные паренхимной клетки в репродуктивных органах, которые вырабатывают нектар (сахара, ферменты, белки);

в) гідатоди, или водяные устьица - специализированные отверстия, через которые выделяется наружу избыток воды (гутація); по строению напоминают обычные устьица, но отличаются от них тем, что замыкающие клетки их больше и они неподвижны из-за того, что рано теряют живое содержимое; за замыкающими клетками расположены мелкие клетки, до которых доходят кончики водоносных сосудов; встречаются на краях листьев большинства растений, что растут в местах избыточного увлажнения субстрата;

o образование внутренней секреции (расположены между другими тканями):

а) молочники - живые клетки с вакуолею, что содержит жидкость, напоминающая молоко; это вещество называется млечным соком, или латекс (мак, молочай);

б) смоляные ходы - трубкообразные каналы, которые формируются вследствие расхождения клеток и заполняются смолами, эфирными маслами и т.д.; изнутри выстланы клетками железистого эпителия; образуются в стеблях, корнях, реже в листьях растений (характерные для хвойных, аралиевых).

Вопросы для самопроверки

1. Что такое ткань?

2. В чем заключается взаимосвязи "связь строения и функций образующей (покровной, основной, ведущей, механической, выделительной) ткани?

Интересно знать, что

^ Из млечного сока каучуконосных растений образуется каучук.

^ Из живицы, которая образуется в деревинній паренхиме стебля хвойных растений, добывают скипидар и канифоль.

^ Листья ясенцю, который растет в лесах Крыма, выделяют настолько много эфирного масла (смесь летучих органических веществ), что она подобно тучке окружает кустик растения. Если жаркого летнего дня до такого кустика поднести зажженную спичку, он вспыхнет ярким красноватым пламенем. Масло сгорает настолько быстро, что не вредит растению, откуда и народное название последней - "неопалимая купина".

Из истории науки

В Первые предположения о существовании фитогормонов высказал в 1881 году Чарльз Дарвин (1809-1882) в работе "The Power of Movement in Plant", посвященной исследованию движений у растений. В 1910 г. Фитинг, исследуя особенности опыления и оплодотворения в орхидей, предложил ввести в физиологию растений срок гормон. И не самый большой вклад в развитие гормонального направления в физиологии растений внес известный украинский ботаник Николай Григорьевич Холодный (18821953), который длительное время работал в Киевском университете, и имя которого носит Институт ботаники НАН Украины.

Растения – огромное царство, представленное как одноклеточными структурами, так и многоклеточными. Если в первом случае все жизненные процессы происходят внутри одной клеточной единицы, то во втором варианте организм имеет несколько видов клеток, объединенных между собой функциями и строением, называемых тканью.

Вконтакте

Определение и виды

Ткань – комплекс клеток, схожих по строению, веществу между ними и функционалу. Из них образуется система органов.

Особенности строения многоклеточного организма – это наличие многих видов тканей .

Растительные ткани подразделяются на группы. Их классификация происходит по разным признакам. Так, различают следующие виды:

• образовательную;
• проводящую;
• покровную;
• выделительную;
• основную;
• механическую.

Животные делятся на:

• покровную;
• соединительную;
• нервную;
• мышечную.

Растительные

• Образовательная – это общность клеток, которые находятся в постоянном делении , они небольшие по размеру, но у них крупные . Главная ее функция – рост.
• Покровная содержит как живые, так и мертвые структуры. Все они плотно соединяются, а у мертвых клеток стенки становятся толстыми и прочными. Она защищает от воздействия окружающего мира, обеспечивает связь дыхание и испарение.
• Механическая содержит только одревесневшие клетки, в которых нет живого вещества. Она придает опору и устойчивость.
• Проводящая служит способом передвижения минеральных растворов и органических соединений внутри растения. В ее составе есть живые, а также мертвые структуры, соединенные в трубочки и сосуды.
• Основной тип накапливает и образовывает питательные вещества. Примером служит мягкость плодов, другие мягкие части цветков и сердцевина стеля. Хлоропласты находятся в мякоти листьев.
• Выделительная служит для удаления продуктов метаболизма.

Образовательная

Тело растет благодаря образовательным тканям, которые также носят название меристем. Ее клеточная масса постоянно делится, благодаря этому происходит рост.

Из меристем образовываются все другие ткани организма . Состоят меристемы из двух видов клеточных структур: инициальных и производных от них.

Инициалы сохраняют способность к делению на протяжении всей жизни, а вот производные через несколько делений становятся элементами постоянного типа.

Меристемы по происхождению делятся на первичные и вторичные.

Существуют различия по их месторасположению :

• верхушечные (образуют точку роста, или конец корешка, или верхушку стебля);
• боковые (ответвления в стороны и ширина растения);
• вставочные (основания дерева и между узлами ветвей);
• травматические (пораженный участок затягивается благодаря их работе).

Важно! Образовательная ткань способствует наращиванию массы растения, его росту, создает сырье для создания других органов.

Большое многообразие тканей и клеток в них наводит на вопрос: у каких растений впервые появились подобные сложные структуры? Ученые отвечают, что у мхов. Правильнее сказать, у псилофитов, именно они первыми стали обитать на поверхности планеты , а не в водной среде.

Покровная

Этот тип ткани подразделяется на несколько видов: первичный, вторичный и третичный. Каждый из них имеет структуру, обусловленную его функциями, но при этом все они похожи. Покровные ткани растений имеют много клеточных элементов, а вот межклеточного вещества мало. Стенки структур плотно соприкасаются. Они отличаются быстрой регенерацией, срок их жизни недолгий, но благодаря быстрому делению происходит обновление.

Ее первостепенная функция – предохранение от воздействия окружающего мира. Еще через нее проходит выделение и обмен, еще одна из функций – это наличие рецепторов.

У животных в ней расположены клетки, выполняющие секреторную функцию.

Эпидерма относится к первичному виду покровной ткани. Ее появление у всех растений обусловлено переселением их на сушу. В первую очередь она защищает от высыхания.

Во вторичном виде выделяют перидерму. Ее можно наблюдать у растений высших видов, это плотная кора.

Ее строение предусматривает три слоя, каждый из которых берет на себя выполнение определенных назначений.

Первый дает защиту от механических воздействий , второй защищает от болезней, третий сохраняет оптимальную температуру. Называются они соответственно: феллоген, феллема, феллодерма.

Третичная разновидность появляется, когда перидерма полностью заменяется коркой. Это происходит с возрастом. На корнях и стволе верхний слой создает условия для отмирания внутренних слоев перидермы, вследствие чего образуется третичный вид.

Покровная ткань животных представлена еще разнообразнее. Различают однослойный и многослойный эпителий, последний также имеет классификацию. В зависимости от формы клеток он бывает цилиндрический, кубический и плоский. По функциям его разделяют на реснитчатый, железистый и чувствительный.

Проводящие системы

Проводящие ткани растений – необходимая часть жизни любого из организмов. По ним проходят потоки растворенных веществ. Так как растительные организмы существуют в наземной и подземной среде, то и поток веществ идет по двум направлениям. Один из них поднимает вещества, полученные от корней, к самым высоким веточкам и листьям, а другой доставляет продукты фотосинтеза к корням. Потоки получили названия нисходящий и восходящий . Первый поток образован проводящей тканью под названием ксилема, второй – флоэмой. Ксилема и флоэма образуют обширную систему, которая распространена в любой части растения.

Ксилема (она же древесина) состоит из трех элементов: трахей (сосудов) и трахеид, волокон дерева и перенхимы. Трахеи выполняют проводящую функцию, волокна – механическую, паренхимы – основную.

Разница между сосудами и трахеидами в том, что последние образовались значительно раньше. Сосуды представляют собой уже преобразованные трахеиды, по ним растворы передвигаются намного проще. Все из-за строения. Сосуды представляют собой несколько клеток, расположенных в виде трубочки, между которыми есть перфорации (сквозные отверстия).

Наглядно проводящую ткань покажет таблица:

Механическая

Что придает растениям стойкость к любым погодным условиям? В основе каждого из них есть механические ткани, они являются скелетом . Они служат защитой и придают прочность. Механический тип является очень важной составляющей, его функции неоценимы для организма. Он имеет в составе несколько клеточных элементов, имеющих разную структуру. Различают:

• склеренхиму;
• склереиды (часто включают в состав склеренхимы);
• колленхиму.

Склеренхиму характеризует отмирание живого вещества, остается лишь одеревеневшая оболочка. Для повышения прочности оболочки клетка пропитывается лигнином, специальным веществом. Различают несколько типов клеточных структур, образующих склеренхиму:

• склереиды;
• волокна;
• часть флоэмы и ксилемы (древесные волокна и лубяные).

Механический тип, в частности склеренхима, придает жесткость каркасу , эластичность, статическую устойчивость (от собственной массы у крупных деревьев), стойкость к природным катаклизмам. Фотосинтез через него не проходит, так как живое вещество отмирает.

Склереиды – это структурные элементы механической составляющей, образованные путем одревеснения тонкостенных клеток протопласта. Они могут образовываться из паренхимы или из меристемы.

Склереиды составляют основу косточек у плодов, скорлупу у орехов. Поэтому функция этой ткани не только в придании жесткости, а еще в защите от температурных перепадов и болезней, защита семян для дальнейшего размножения.

Колленхима, в отличие от предыдущих видов клеточных структур, имеет способность к фотосинтезу . Ее клетки живые, они делятся и растут, но их оболочки имеют утолщения, хотя сохраняются поры. По типу их сочленения выделяют:

• уголковую;
• пластичную;
• рыхлую колленхиму.

Важно! Эта ткань появляется только у молодых растений, она обеспечивает необходимую жесткость, но ее клетки не одревесневшие, что дает остальному организму нормально развиваться.

Выделительная

Каждая клетка способна выделять вещества. У животных есть специальная система для удаления продуктов метаболизма, а вот растения обделены ее наличием. Какая же их часть выводит продукты распада?

Отработанные вещества могут скапливаться в мертвых клетках, в вакуолях или в межклеточном пространстве. Есть структуры, помогающие растениям в выделительных процессах. По расположению их делят на внутренние или наружные .

Ткани наружной секреции представлены: нектарниками, гидатодами, железистыми волосками, солевыми железами и волосками, пищеварительными железками. Они удаляют продукты метаболизма наружу из организма. Представить наглядно это можно, вспомнив нектар растений, жгучие листья крапивы, капельки воды или раствора на стебле и листьях.

Ткани внутренней секреции представлены такими, которые не выводят вещества непосредственно из растения, а накапливают в специальных частях. Если это токсичные продукты, то их отделяют от других тканей. Различают во внутренней секреции: млечники, идиобласты, вместилища лизигенные и схизогенные.

Виды тканей у растений

Изучаем — ткани растений

Труды, описывающие животные и растительные ткани, появились еще в XVII веке. Первые ботаники-анатомы - Грю и Мальпиги - исследовали важнейшие из них, а также ввели такие понятия, как прозенхима и паренхима. В целом изучением структур занимается биология. Ткани имеют различия в составе, задачах, происхождении. Далее рассмотрим подробнее основные особенности этих структур. В статье будет представлена таблица растительных тканей. В ней можно увидеть основные категории структур, их месторасположение и задачи.

Биология: ткани. Классификация

Схема разделения структур в соответствии с физиологическими задачами была разработана Габерландтом и Швенденером на рубеже XIX-XX веков. Растительные ткани представляют собой группы элементов, имеющих одинаковое происхождение, однородный состав и выполняющие одну задачу. Классификация структур проводится по разным критериям. Например, к растительным тканям относятся:

• Основные.
• Проводящие.
• Меристемы (образовательные).
• Покровные.
• Выделительные.
• Механические.

Если растительные ткани состоят из клеток, обладающих более-менее одинаковой структурой и задачами, то их называют простыми. Если элементы неодинаковы, то всю систему именуют комплексной, либо сложной. Типы растительной ткани той или иной категории разделяются, в свою очередь, на группы. К примеру, образовательные структуры включают в себя:

• Верхушечные.
• Боковые - вторичные (феллоген, камбий) и первичные (перицикл, прокамбий).
• Раневые.
• Вставочные.

Типы растительной ткани основного вида включают в себя запасающую и ассимиляционную паренхиму. Проводящими структурами считают флоэму (луб) и ксилему (древесину).

Покровные (пограничные) растительные ткани:

• Наружные: вторичные (перидерма), первичные (эпидерма), третичные (ритидом, или корка); веламен, ризодерма.
• Внутренние: экзо- и эндодерма, обкладочные клетки от проводящих пучков листьев.

Механические структуры (скелетные, опорные) разделены на склеренхиму (склереиды, волокна), колленхиму. И последней группой являются выделительные (секреторные) ткани растительного организма.

Образовательные структуры: общие сведения

Запасающие структуры

В этих тканях в определенный момент развития культуры начинают откладываться продукты обмена. Это, в частности, жиры, углеводы и прочие. Клетки в запасающей ткани, как правило, тонкостенные. Структура широко представлена в утолщениях корней, луковицах, клубнях, сердцевине стеблей, семенных зародышах, эндосперме и прочих областях.

Механические покровы

Опорные ткани выступают в качестве своего рода арматуры или "стереома" (от греч. "твердый", "прочный"). Основной задачей структур является обеспечение сопротивления динамическим и статическим нагрузкам. В соответствии с этим ткани имеют определенное строение. У наземных культур они больше развиты в осевом участке побега - стебле. Клетки могут располагаться по периферии, отдельными областями или сплошным цилиндром.

Колленхима

Она представляет собой простую первичную опорную ткань с живым клеточным содержимым: цитоплазмой, ядром, иногда хлоропластами. Выделяют три категории колленхимы: рыхлую, пластинчатую и уголковую. Такая классификация проводится в соответствии с характером утолщений клеток. Если оно по уголкам, то структура уголковая, если параллельно поверхности у стебля и достаточно равномерно, то это пластинчатая колленхима. Сформирована ткань из основной меристемы и располагается под эпидермой на расстоянии в один или несколько слоев от нее.

Склеренхима

Эта механическая ткань считается достаточно распространенной. Она состоит из структурных элементов с одревесневшими и равномерно утолщенными стенками и щелевидными порами в небольшом количестве. Клетки в склеренхиме в длину вытянуты, для них характерна прозенхимная форма с заостренными концами.

Проводящие структуры

Эти ткани обеспечивают транспортировку питательных соединений. Осуществляется она в двух направлениях. Транспирационный (восходящий) ток водных растворов и солей идет по трахеидам и сосудам от корней к листьям по стеблю. Ассимиляционное (нисходящее) движение происходит от верхних частей к подземным посредством специальных ситовидных трубок флоэмы. можно в некотором роде сравнить с кровеносной системой людей, поскольку она имеет радиальную и осевую сети. Питательные вещества проникают в каждую клетку организма.

Выделительные волокна

Секреторные ткани - специальные образования, обладающие способностью выделять либо изолировать в себе капельножидкую среду и продукты метаболизма. Последние именуются секретами. Если они выходят из растения, то в этом участвуют ткани наружной секреции, а если остаются внутри - соответственно, участвуют внутренние структуры. Формирование жидких продуктов связано с активностью мембран и комплекса Гольджи. Секреты этого типа предназначены для защиты растений от уничтожения животными, повреждений болезнетворными микроорганизмами или насекомыми. Внутрисекреторные структуры представлены в форме смоляных ходов, идиобластов, эфиромасличных каналов, млечников, вместилищ для выделений, железок и прочего.

Таблица растительных тканей

Название	Месторасположение	Функции
Верхушечная	Кончики корней очки побегов	Рост в длину органов за счет формирование тканей корня, листьев, стебля, цветков
Боковая	Между древесиной и лубом корней и стеблей	Рост стебля и корня в толщину; камбий откладывает внутрь клетки древесины, а наружу — луба
Кожица (эпидерма)	Покрывает листья, зеленые стебли, все части цветка	Защита органов от колебаний температуры, высыхания, повреждений.
Пробка	Покрывает зимующие клубни, стебли, корни, корневища
Корка	Покрывает нижний участок стволов деревьев
Сосуды	Ксилема (древесина), проходящая вдоль жилок листьев, корня, стебля	Проведение воды и минеральных веществ из почвы в корень, стебель, листья, цветки
Ситовидные трубки	Флоэма (луб), расположенный вдоль жилок листьев, корня, стебля	Проведение органических соединений в корень, стебель, цветки из листьев
Сосудисто-волокнистые пучки	Центральный цилиндр стебля и корня; жилки цветков и листьев	Проведение по древесине минеральных соединений и воды; по лубу — органических продуктов; укрепление органов, объединение их в единое целое
Механическая	Вокруг сосудисто-волокнистых проводящих пучков	Укрепление органов благодаря формированию каркаса
Ассимиляционная	Зеленые стебли, мякоть листа.	Газообмен, фотосинтез.
Запасающая	Корнеплоды, плоды, клубни, луковицы, семена	Запас белков, жиров, и пр. (крахмала, сахара, фруктозы, глюкозы)

Тканями называют комплексы клеток, обладающих сходным строением, имеющих единое происхождение и выполняющих одинаковые функции. Растительные ткани возникли в процессе эволюции с переходом растений к наземному образу жизни и наибольшей специализации достигли у цветковых. Формирование тканей происходило параллельно с дифференцировкой тела растения на органы. Растения, не имеющие расчленения тела на вегетативные органы, как правило, не содержат дифференцированных тканей. Классификация растительных тканей основана на единстве выполняемых функций, происхождении, сходстве строения и расположении клеток в органах растения. По этим критериям ткани делят на несколько групп: меристематические или образовательные, покровные, основные, механические, проводящие, выделительные.

Таблица. Растительные ткани (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Название ткани	Строение	Местонахождение	Функции
Образовательная: 1. Верхушечная	Молодые тонкостенные клетки с крупным ядром и густой цитоплазмой, делятся путем митоза	Почки побегов, кончики корней (конусы нарастания)	Рост органов в длину благодаря делению клеток, образование тканей корня, стебля, листьев, цветков
2. Боковая (камбий)		Между древесиной и лубом стеблей и корней	Рост корня и стебля в толщину; камбий внутрь откладывает клетки древесины, наружу - клетки луба
Покровная: 1. Кожица (эпидерма)	Плотно сомкнутые живые клетки с утолщенной наружной стенкой и устьицами	Покрывает листья, зеленые стебли, все части цветка	Защита органов от высыхания, колебаний температуры, повреждений
2. Пробка	Мертвые клетки, стенки пропитаны жироподобным веществом суберином	Покрывает зимующие стебли, клубни, корневища, корни
3. Корка (покровный комплекс)	Много слоев пробки и других мертвых тканей	Покрывает нижнюю часть стволов деревьев
Проводящая: 1. Сосуды	Полые трубки с одревесневающими стенками и отмершим содержимым	Древесина (ксилема), проходящая вдоль корня, стебля, жилок листьев	Проведение воды и минеральных веществ из почвы в корень, стебель, листья, цветки
2. Ситовидные трубки	Вертикальный ряд живых клеток с ситовидными поперечными перегородками	Луб (флоэма), расположенный вдоль корня, стебля, жилок листьев	Проведение органических веществ из листьев в стебель, корень, цветки
3. Проводящие сосудисто-волокнистые пучки	Комплекс из древесины и луба в виде отдельных тяжей у трав и сплошного массива у деревьев	Центральный цилиндр корня и стебля; жилки листьев и цветков	Проведение по древесине воды и минеральных веществ; по лубу - органических веществ; укрепление органов, связь их в единое целое
Механическая (волокна)	Длинные клетки с толстыми одревесневающими стенками и отмершим содержимым	Вокруг проводящих сосудисто-волокнистых пучков	Укрепление органов растения благодаря образованию каркаса
Основная: 1.Ассимиляционная	Столбчатая и губчатая ткань с большим количеством хлоропластов	Мякоть листа, зеленые стебли	Фотосинтез, газообмен
2. Запасающая	Однородные тонкостенные клетки, заполненные зернами крахмала, белка, каплями масла, вакуолями с клеточным соком	Корнеплоды, клубни, луковицы, плоды, семена	Отложение в запас белков, жиров, углеводов (крахмал, сахар, глюкоза, фруктоза)

Образовательные ткани благодаря постоянному митотическому делению их клеток обеспечивают не только рост, но и образование всех тканей растения. Часть дочерних клеток дифференцируется, т.е. превращается в клетки различных тканей. Другие, сохраняя:вои меристематические свойства, продолжают делиться и образуют все новые и новые клетки. Меристемы возникают в зиготе на ранних этапах развития зародыша и являются первичной тканью, из которой состоит весь зародыш. В процессе роста растения меристемы сохраняются в точках роста – апикальные меристемы (верхушка стебля и кончик корня), а также вдоль стебля – боковые меристемы. Верхушечные меристемы обесточивают рост растения в длину, а боковые – в ширину. Существуют еще вставочные меристемы, которые сохраняются в зонах роста (основание черешков листьев и междоузлия). Меристемы, имеющие свое происхождение от меристем зародыша, называют первичными, к ним относятся верхушечные. К вторичным меристемам принадлежат ткани, которые образуются из первичных меристем и клеток других тканей. Это боковые меристемы – камбий, раневые меристемы (камбий обеспечивает рост стебля в ширину, раневые – регенерацию тканей при повреждениях). Покровные ткани находятся в контакте с внешней средой и обеспечивают защиту растений от неблагоприятных воздействий среды: механических повреждений, низких температур, чрезмерного испарения воды, проникновения микроорганизмов и др. Кроме того, покровные ткани осуществляют обмен веществ между организмом и внешней средой. Различают три вида покровных тканей: кожицу, или эпидерму, пробку и корку.

Эпидерма состоит из одного слоя плотно прилегающих друг к другу клеток. Ее поверхность покрыта воскоподобным веществом – кутином, образующим кутикулу. Кутикула снижает испарение воды, воск делает поверхность органов несмачиваемой. Эпидерма покрывает листья и молодые побеги растения. Клетки кожицы содержат хлоропласты, Одной из функций эпидермы являются газообмен и транспирация, т.е. испарение воды. Эти процессы обеспечиваются устьицами – отверстиями, окаймленными двумя замыкающими клетками. При изменении осмотического давления внутри клеток щель может расширяться и сужаться, регулируя транспирацию и газообмен. Предполагают существование двух процессов, изменяющих осмотическое состояние вакуолярного сока. На свету происходит гидролиз крахмала в глюкозу, которая повышает осмотическое давление в вакуоли. Считают, что изменение давления регулируется также ионами калия, концентрация которых увеличивается в светлое время суток. У многих высших растений некоторые клетки кожицы образуют выросты, так называемые волоски, имеющие разнообразную форму и выполняющие различные функции. Нитевидные волоски, в большом количестве покрывающие зеленые части растений, ослабляют иссушающее действие ветра и солнца. Жгучие волоски имеют форму шипа, который при прикосновении вонзается в кожу и клеточный сок с раздражающими веществами вспрыскивается в ранку.

Существуют также железистые волоски и нектарники, выполняющие секреторную функцию. Пробка образуется на смену эпидерме и покрывает стебли и корни многолетних растений. Образование пробки связано с появлением вторичной меристемы – феллогена. Феллоген образуется под кожицей и располагается в виде кольца; при делении его клетки, откладывающиеся наружу, превращаются в пробку. Пробка состоит из нескольких рядов мертвых плотно сомкнутых клеток, утолщенные стенки которых пропитаны суберином веществом, плохо пропускающим воздух и воду. Благодаря этому пробка предохраняет стволы и ветви от излишней потери воды, резких колебаний температуры и др. Для газообмена и транспирации в пробке имеются чечевички-отверстия, которые прикрыты рыхлой тканью, состоящей из живых, слабо опробковевших клеток. Корка образуется в результате того, что феллоген организует слои пробки, которые могут препятствовать поступлению веществ и воды в клетки паренхимы. Феллоген также захватывает механические ткани и луб. В результате происходит отмирание участков тканей. На поверхности органа образуется корка – комплекс мертвых тканей. Толстые слои корки надежно предохраняют стволы деревьев от разного рода повреждений. Трещины в корке, на дне которых имеются чечевички, обеспечивают газообмен. Механические ткани, подобно арматуре железобетонных конструкций, создают каркас всем тканям и органам растения.

Клетки могут располагаться тяжами вдоль осевых органов, сопровождать проводящие пучки и образовывать трехмерные структуры, создающие опору для других тканей. Прочность и упругость клеток механических тканей обусловлены утолщенными и целлюлозными или одревесневевшими оболочками. Наиболее важные механические ткани – лубяные и древесные волокна – хорошо развиты в стебле. В корне механическая ткань сосредоточена в центре органа. Волокна механической ткани сопровождают проводящие пучки. Проводящие ткани обеспечивают транспорт веществ в теле растений. От корней в стебель и листья осуществляется перенос минеральных веществ, всасываемых из почв, – восходящий ток. Он обеспечивается ксилемой, или древесиной. Движение органических веществ, продуктов фотосинтеза к местам их использования или отложения в запас (к корням, плодам, семенам и другим органам) составляет нисходящий ток. Он осуществляется флоэмой, или лубом, располагающимся кнаружи от древесины. Основными элементами ксилемы являются трахеиды и трахеи (сосуды), окруженные древесными волокнами.

А – сосуды ксилемы с кольчатым, спиральным и сетчатым утолщением стенок; Б – клетки флоэмы: 1 – клетки камбия, 2 – ситовидные клетки, 3 – клетки-спутницы

Трахеиды-вытянутые мертвые клетки, одревесневевшие стенки которых имеют углубления (поры), затянутые перовой мембраной. Ток жидкости по трахеидам медленный и происходит путем фильтрации через мембраны соседних клеток. Трахеиды – наиболее древние проводящие элементы. Они встречаются у цветковых растений, а у голосеменных и папоротникообразных являются единственными проводящими элементами ксилемы. У покрытосеменных имеются также сосуды. Трахеи представляют собой полые трубки, состоящие из продольного ряда Клеток – члеников.

Перегородки между члениками содержат сквозные отверстия (перфорации) или полностью разрушаются, что многократно увеличивает скорость тока раствора. В состав флоэмы входят ситовидные трубки и клетки-спутницы, окруженные лубяными волокнами. Ситовидная трубка состоит из вертикального ряда живых клеток, поперечные перегородки между которыми продырявлены в виде сита, сквозь них проходят тяжи цитоплазмы. Транспорт веществ осуществляется по цитоплазме члеников. Предполагают, что клетки-спутницы совместно с члениками ситовидных трубок составляют единую физиологическую систему и в известной степени регулируют функции ситовидных трубок, способствуя току ассимилятов. Элементы ксилемы и флоэмы с волокнами механической ткани образуют сосудисто-волокнистые пучки. Они располагаются во всех органах и объединяют растение в единое целое. Основные ткани паренхимы) составляют большую часть всех органов растений. Они заполняют промежутки между проводящими и механическими тканями и присутствуют во всех вегетативных и генеративных органах. Эти ткани образуются за счет дифференцировки апикальных меристем и состоят из живых паренхиматозных клеток, разнообразных по строению и функциям. Различают ассимиляционную, запасающую, воздухоносную и водоносную паренхимы. Клетки ассимиляционной паренхимы содержат хлоропласты и специализируются на фотосинтезе. Они расположены под эпидермой листьев, молодых зеленых стеблей и плодов. В клетках запасающей паренхимы накапливаются избыточные в данный период развития растения продукты обмена веществ: углеводы, белки, жиры и др. Она хорошо развита в стеблях, корнях, корневищах, клубнях, луковицах. воздухоносная паренхима представлена в разных органах болотных и водных растений и состоит из клеток с тонкими стенками. Пространства между клетками (межклетники) заполнены воздухом и сообщаются с внешней средой через устьица или чечевички.

Растения засушливых мест обитания (кактусы, агавы, алоэ) в стеблях и листьях содержат водоносную паренхиму, которая служит для запасания воды, В вакуолях клеток этой ткани содержатся слизистые вещества, обеспечивающие удержание влаги. Выделительные ткани представлены различными образованьями (чаще многоклеточными, реже одноклеточными), выделяющими из растения или изолирующими в его тканях продукты обмена веществ либо воду. Листья многих растений способны выделять воду в условиях избыточной влажности. По проводящим пучкам вода подается к эпидерме, в которой по краям листа находятся водяные устьица. Млечники образуют млечный сок (латекс). У насекомоядных растений на листьях находятся желёзки, выделяющие пищеварительные соки. В цветках обычно содержатся нектарники, образующие сахаристую жидкость – нектар. Он служит средством привлечения животных, опыляющих растения. Смоляные ходы хвойных, эфиромасличные ходы цитрусовых выделяют вещества, имеющие защитное значение.

Любая ткань представляет собой группу клеток, сходных по строению и происхождению, а также выполняющих общую функцию. Все ткани делятся на 2 большие группы:

• простые - состоящие из одного вида клеток;
• сложные - состоящие из разных типов клеток, которые, кроме своих основных, выполняют также дополнительные функции.

Морфологические особенности тканей (т.е., особенности строения) зависят от выполняемых ими функций. У растений выделяют следующие типы тканей:

• образовательные,
• покровные,
• механические,
• проводящие,
• основные.

Давайте рассмотрим краткую характеристику каждой их них.

Образовательные

Образовательные ткани также называют меристемами, что в переводе с греч. «meristos» означает «делимый». Несложно догадаться, что их основной функцией является обеспечение роста растения за счет практически постоянного деления входящих в ткань клеток.

Сами клетки - достаточно мелкие, поскольку просто не успевают вырасти. Среди основных особенностей их строения можно выделить тонкие оболочки, плотное прилегание клеток друг к другу, крупные ядра, обилие митохондрий, вакуолей и рибосом. Митохондрии выполняют роль поставщиков энергии для различных клеточных процессов, а рибосомы синтезируют молекулы белка, необходимые для образования новых клеток.

Выделяют 2 подтипа меристем:

• Первичная - обеспечивающая первичный рост в длину. Она составляет зародыш семени, а у взрослого растения эта ткань сохраняется в верхушках побегов и кончиках корней.
• Вторичная - обеспечивающая рост стебля в диаметре. Данная группа делится на верхушечные, боковые, вставочные и раневые вторичные меристемы. Они состоят из камбия и феллогена.

Покровные

Покровные ткани образуют поверхность тела растений, находятся на всех органах. Главной их функцией является обеспечение устойчивости организма к механическим воздействиям и резким температурным колебаниям, а также защита от чрезмерного испарения влаги и проникновения внутрь патогенных микроорганизмов.

Данные ткани делятся на 3 основных типа:

• Эпидерма (также называют эпидермисом или кожицей) - первичная ткань из одного слоя мелких прозрачных клеток, которые плотно прилегают друг к другу. Она покрывает листья и молодые побеги. Поверхность данной ткани имеет специальные образования, именуемые устьицами, которые регулируют процессы газообмена и движения воды по телу растения. Также она обычно покрыта специальной кутикулой или восковым налетом, что представляет собой дополнительную защиту.
• Перидерма - вторичная ткань, покрывающая стебли и корни. Она приходит на смену эпидермису у многолетних растений, реже - у однолетних. Состоит из пробкового камбия (иначе называемого феллогеном) - мертвого слоя клеток, стенки которых пропитаны водонепроницаемым веществом. Образуется путем деления и дифференцирования феллогена внутрь и наружу, в результате чего формируется 2 слоя - феллодерма и феллема соответственно. Таким образом, перидерма имеет 3 слоя: феллема (пробка), феллоген, феллодерма. Так как клетки пробки пропитаны суберином - жироподобным веществом, которое не пропускает воздух и воду, то вследствие этого содержимое клеток отмирает и они заполняются воздухом. Плотный пробковый слой является надежной защитой растений от неблагоприятных внешних факторов.
• Корка - третичная ткань, приходящая на смену пробке. Как правило, она составляет кору деревьев и некоторых кустарников. Образуется в результате того, что в глубоких тканях коры закладываются новые участки феллогена, из которых, соответственно, формируются новые слои пробки. Из-за этого наружные ткани изолируются от центральной части стебля, деформируются и отмирают, а поверхность стебля покрывается мертвой тканью из нескольких слоев пробки и отмерших участков коры. Безусловно, толстая корка обеспечивает более высокую защиту, нежели пробка.

Механические

Эти ткани состоят из клеток с толстыми оболочками. Они обеспечивают своеобразный «каркас», т.е., поддерживают форму растения, делают его более устойчивым к механическим воздействиям. Среди особенностей этих тканей можно выделить мощное утолщение и одревеснение оболочек, тесное примыкание клеток друг к другу и отсутствие в их стенках перфораций. Наиболее сильно они развиты в стеблях, где представлены древесинными и лубяными волокнами, но также есть в центральной части корней. Выделяют 2 разновидности механической ткани:

• Калленхима - состоит из живых клеток с неравномерно утолщенными оболочками, что позволяет значительно укреплять молодые растущие органы. Кроме того, клетки этой ткани весьма легко растягиваются, поэтому не мешают удлинению растения.
• Склеренхима - состоит из вытянутых клеток с равномерно утолщенными оболочками, которые, к тому же, часто являются одревесневшими, их содержимое отмирает на ранних стадиях. Оболочки этих клеток имеют очень высокую прочность, поэтому они формируют ткани вегетативных органов наземных растений, составляя их осевую опору.

Проводящие

Проводящие ткани обеспечивают перенос и распределение по телу растения воды и минеральных веществ. Выделяют 2 основных разновидности таких тканей:

• Ксилема (древесина) - главная водопроводящая ткань. Состоит из специальных сосудов - трахей и трахеидов. Первые представляют собой полые трубки со сквозными отверстиями. Вторые - узкие, вытянутые в длину мертвые клетки с заостренными концами и одревесневшими оболочками. Ксилема отвечает за транспортировку жидкости с растворенными в ней минеральными веществами восходящим током - от корней к наземной части растения. Также выполняет опорную функцию.
• Флоэма (луб) - представлена ситовидными трубками, обеспечивает обратный, нисходящий ток: разносит питательные вещества, синтезируемые в листьях, к другим частям растения, в том числе - к корням. Находится в тесной взаимосвязи с ксилемой, образуя вместе с ней определенные комплексные группы в органах растений - так называемые проводящие пучки.

Основные

Основные ткани (паренхимы), как следует из названия, составляют основу органов растений. Они образованы живыми тонкостенными клетками и выполняют несколько функций, поэтому их разделяют на несколько разновидностей. В частности, это:

• Ассимиляционные - содержат большое число хлоропластов, соответственно, отвечают за процессы фотосинтеза и образование органических веществ. В основном, из этих тканей сформированы листья растений, чуть меньше их содержится в молодых зеленых стеблях.
• Запасающие - аккумулируют полезные вещества, в том числе белки и углеводы. Это ткани корнеплодов, плодов, семян, луковиц, клубней и стеблей древесных растений.
• Водоносные - накапливают и сохраняют воду. Как правило, эти ткани формируют органы растений, произрастающих в сухом и жарком климате. Могут содержаться как в листьях (например, у алоэ), так и в стеблях (у кактусов).
• Воздухоносные - за счет большого количества межклетников, заполненных воздухом, транспортируют его к тем частям организма, сообщение которых с атмосферой затруднено. Они характерны для водных и болотных растений.

Как мы видим, растительные ткани не менее многообразны и сложны, чем животные. Наибольшей специализации они достигли у покрытосеменных растений: у них выделяют до 80 видов тканей.

← Вернуться