Раздел I. Строение и размножение растений

Глава I. Растительная клетка (цитология) Клеточное строение растений

Определение клетки. Клетка - это наименьшая структурная и биологическая единица живой материи. Ей присущи все жизненные свойства - питание, дыхание, рост, раздражимость, размножение, наследственность и др. Клетка появилась на определённом этапе эволюции органического мира как результат постепенного усложнения и совершенствования живого вещества. Известны и неклеточные (доклеточные) формы жизни - вирусы и фаги, однако универсальным структурным элементом тела подавляющего большинства живых существ является клетка - основа строения, развития и всей жизнедеятельности организма. В клетке протекают сложнейшие биохимические процессы, которые обусловливают все признаки жизни. Одноклеточные организмы представляют собой отдельные свободноживущие клетки, приспособленные к выполнению всех жизненно необходимых функций. У многоклеточных организмов клетки, как правило, специализируются на выполнении какой-нибудь одной функции, приобретая характерные особенности строения. Клетки многоклеточного организма морфологически и физиологически тесно связаны между собой, и поэтому он представляет собой единое целое.

Количество клеток, составляющих тело растения, весьма различно и колеблется от одной до нескольких сотен миллиардов.

Форма и величина клеток. Форма растительных клеток очень разнообразна (цилиндрическая, шаровидная, звездчатая, многогранная и др.) и тесно связана с выполняемой ими физиологической функцией. Но среди этого разнообразия различают 2 основные формы - паренхимную и прозенхимную. Паренхимные клетки могут быть изодиаметрическими, т. е. длина, ширина и толщина у них почти одинаковы, или слегка вытянутыми, причём длина превышает ширину не более чем в 2...3 раза. Такие клетки образуются в результате более или менее равномерного роста во всех направлениях.

Прозенхимные клетки отличаются сильно вытянутой формой, длина у них значительно (иногда во много раз) превышает ширину. Они возникают в том случае, если рост идёт преимущественно в одном направлении.

Клетки растений имеют обычно микроскопические размеры - от 10 до 100 мкм в поперечнике. Наименьшими размерами отличаются бактериальные клетки - 0,5...5 мкм. Особенно крупными бывают паренхимные клетки, приспособленные для накопления запасов воды и питательных веществ. У некоторых растений они достигают в диаметре нескольких миллиметров и видны невооружённым глазом (в мякоти плодов арбуза, лимона, томата). Особенно большие размеры имеют прозенхимные клетки прядильных растений. Так, длина лубяных волокон у льна достигает 20...40 мм, у крапивы - 80 мм, у субтропического растения рами - 500 мм. Поперечник этих клеток обычно не превышает 50...100 мкм.

Среди одноклеточных растений известны водоросли и грибы, тело которых достигает больших размеров и даже имеет довольно сложное внешнее строение. В качестве примера можно привести морскую зелёную водоросль каулерпу. Тело каулерпы представляет собой одну громадную клетку, длиной до 60 см, причудливо расчлененную на отдельные части, которые по внешнему виду напоминают листья, стебли и корни высшего растения (рис. 1). В клетке имеется множество ядер, но отсутствуют внутренние перегородки, что позволяет рассматривать каулерпу как гигантский одноклеточный организм. Сходное, но более простое строение имеет грибница плесневого гриба мукора, состоящая из одной сильно разветвлённой многоядерной клетки, а также сифонные водоросли ботридиум, вошерия и некоторые другие низшие растения. Подобные формы иногда относятся к особой группе неклеточных организмов. Отдельные виды растений, как правило, характеризуются определённым анатомическим строением и часто отличаются специфической, только им присущей формой клеток.