Основные ткани

Основные ткани составляют большую часть тела растения. Они состоят из живых паренхимных клеток, тонкостенных, с простыми порами. Основная паренхима способна возвращаться к меристематической активности, например, при заживлении ран, образовании придаточных корней и побегов.

В зависимости от выполняемой функции различают основную (типичную), ассимиляционную, запасающую и воздухоносную основные ткани.

Основная паренхима. Она не имеет специфических, строго определенных функций, располагается внутри тела растения достаточно крупными массивами.

Типичная основная паренхима заполняет сердцевину стебля, внутренние слои коры стебля и корня. Ее клетки образуют вертикальные и горизонтальные тяжи (лучи), по которым в радиальном направлении перемещаются вещества. Из основной паренхимы могут возникать вторичные меристемы.

Ассимиляционная паренхима (хлоренхима). Главная ее функция – фотосинтез. Хлоренхима расположена в надземных органах, обычно под эпидермой. Особенно хорошо развита в листьях (мезофилл), меньше – в молодых стеблях.

Характерно наличие межклетников, облегчающих газообмен. Клетки тонкостенные, в постенном слое цитоплазмы много хлоропластов. Общий объем их может достигать 70...80 % объема протопласта.

Запасающая паренхима. Служит местом отложения избыточных в данный период питательных веществ. Запасающие ткани состоят из живых тонкостенных клеток.

Особенности их строения зависят от характера запасных веществ. Если это крахмал, клетки содержат много лейкопластов; если сахара или инулин, то крупные вакуоли; если белок, то много мелких вакуолей, образующих алейроновые зерна; если гемицеллюлоза, то толстые клеточные стенки (семена финиковой пальмы). В этих тканях накапливаются многие растительные продукты, используемые человеком.

У культурных, используемых в пищу растений, обычно гипертрофировано развитие запасающей паренхимы. Запасающие ткани широко распространены, развиваются в самых разных органах. Их можно обнаружить в клубнях картофеля, корнеплодах свеклы, моркови, луковицах лука, зерновках злаков, семенах подсолнечника, клещевины, а также в стеблях сахарного тростника, корневищах, корнях.

У растений засушливых мест – суккулентов (агавы, алоэ, кактусы) – в клетках запасающей паренхимы накапливается вода, так же как у растений засоленных местообитаний (солерос). В вакуолях водоносных клеток имеются слизистые вещества с высокой водоудерживающей способностью.

Воздухоносная паренхима (аэренхима). Выполняет вентиляционные, отчасти дыхательные функции, обеспечивая ткани кислородом. Состоит из клеток различной формы (например, звездчатых) и крупных межклетников. Хорошо развита в органах растений, погруженных в воду (в цветоножках кувшинки, стеблях пушицы, белокрыльника, рдеста, корнях камыша).

Механические ткани

Механические (опорные) ткани обеспечивают прочность растения, способность противостоять действию тяжести собственных органов, порывам ветра, дождю, снегу, вытаптыванию животными. Механические ткани играют в растении роль скелета.

Клетки механических тканей имеют сильно утолщенные клеточные стенки, которые даже после отмирания протопласта продолжают выполнять опорную функцию. Различают следующие механические ткани: колленхиму, склеренхиму и склереиды.

Колленхима. Развивается в стеблях и черешках листьев двудольных растений под эпидермой или несколько глубже. Колленхима образует сплошной цилиндр по периферии или тяжи по ребрам стеблей (Рис. 13). В корнях ее обычно нет.

Рис. 13 Колленхима:

а - уголковая колленхима в черешке листа свеклы; б - пластинчатая колленхима в стебле подсолнечника: 1 – кутикула; 2– эпидерма; 3– колленхима

Колленхима редко встречается у однодольных растений. Клетки колленхимы вытянуты в длину, живые, часто содержат хлоропласты. Клеточные стенки неравномерно утолщенные. В утолщениях чередуются слои целлюлозы и сильно обводненные слои, богатые пектином и гемицеллюлозой.

Живые клетки с неодревесневшими стенками способны долго расти и не задерживают рост органа. Функции опорной ткани колленхима может выполнять только в состоянии тургора.

В зависимости от характера утолщения стенок и их соединения различают уголковую, пластинчатую и рыхлую колленхиму.

Уголковая колленхима имеет стенки, утолщенные в углах клеток. Утолщения стенок соседних клеток смыкаются, образуя трех- и пятиугольники. Ее часто можно обнаружить под эпидермой над главной жилкой листьев, по ребрам травянистых стеблей. Хорошо развита уголковая колленхима в стеблях тыквы, георгины, черешке свеклы.

Пластинчатая колленхима имеет утолщенные тангентальные (параллельные поверхности органа) стенки клеток. Часто образует в стебле сплошное кольцо (в стеблях подсолнечника, баклажана, клевера).

Склеренхима. Встречается наиболее часто, самая важная механическая ткань наземных растений. Первичная склеренхима развита во всех вегетативных органах однодольных, реже двудольных растений; вторичная – у подавляющего большинства двудольных.

К летки склеренхимы – волокна, имеющие равномерно утолщенные, как правило, одревесневшие стенки. Их прочность близка к прочности стали. Полость клетки мала, поры простые, щелевидные, немногочисленные. Протопласт отмирает рано и опорную функцию выполняют мертвые клетки (Рис. 14).

Рис. 14 Склеренхима и склереиды:

а – волокна, б – каменистые клетки из плода груши

Склеренхимные волокна – сильно вытянутые прозенхимные клетки длиной от нескольких десятых долей миллиметра до 1 см (крапива) и даже 4 см (рами). Они обеспечивают прочность органов растений на растяжение, сжатие и изгиб.

Прочность волокон повышается благодаря тому, что фибриллы целлюлозы проходят в них винтообразно, меняя направление во внешних и внутренних витках. Концы клеток чаще заостренные (лен), могут быть ветвистыми (конопля), тупыми (крапива) и др.

Склеренхимные волокна могут встречаться в растении в виде отдельных клеток (элементарное волокно) или, соединяясь друг с другом по длине, образуют пучок (техническое волокно). Волокна выделяют с помощью мочки стеблей или механически. Лучшие результаты дает мочка, когда паренхимные ткани, окружающие пучки волокон, разрушаются в результате деятельности бактерий.

Для получения волокна используют стебли растений: рами (длина волокна 350...420 мм), лен (4...60 мм), кендырь (2...55 мм), конопля (2,2...40 мм), кенаф (4... 12 мм). Коэффициент прозенхимности (отношение длины к ширине) у льна в среднем составляет 1000, у конопли – 750, у рами – свыше 2000.

Волокна стеблей двудольных используют для изготовления различных тканей (волокна льна, рами, кенафа), реже – веревок (пенька, получаемая из конопли). Особо ценится неодревесневающее льняное волокно. Листовые волокна крупных однодольных используют для изготовления канатов и веревок (новозеландский лен, сизаль, или агава сизальская, абака, или текстильный банан).

Склереиды. Это клетки, чаще всего имеющие паренхимную форму. Они могут располагаться в растении плотными группами или одиночно. Окончательно сформировавшиеся склереиды – это мертвые клетки с толстыми одревесневшими стенками, пронизанными поровыми каналами, нередко ветвистыми. Поры простые. Склереиды имеют первичное происхождение. К ним относят каменистые и ветвистые клетки.

Каменистые клетки – округлые, обычно встречаются группами. Из них состоят косточки вишни, сливы, персика и скорлупа ореха. Они встречаются в сочных плодах груши, айвы, рябины, в корнях хрена среди тонкостенных клеток.

Ветвистые клетки имеют причудливую форму, выполняют роль опорных в листьях чая, камелии, маслины, в стеблях водных растений.