Основні відомості

Проростки та молоді трав'янисті рослини підтримують вертикальне положення завдяки тургору (лат. Іturgeo – наповнююсь) - внутрішньоклітинному напруженню, зумовленому тиском вмісту клітин. У старіших рослин диференціюються механічні тканини, які надають їм міцності. Іноді ці тканини називають опорними чи навіть арматурними [3].

Сукупність механічних тканин є каркасом, який підтримує всі органи рослини, протидіє зламу і розриву. Ці тканини складаються з клітин із товстими стінками, часто (але не завжди) здерев'янілі. У багатьох випадках це — мертві клітини.

За формою механічні тканини бувають прозенхімного (в основному в осьових органах) та паренхімного (в листках і плодах) типу. Клітини цих тканин відносно великі з дуже потовщеними і міцними оболонками, щільно з’єднуються одна з одною, в них мало пор.

Залежно від форми клітин, хімічного складу клітинних стінок і способу їхнього потовщення механічні тканини поділяють на три групи: коленхіму, склеренхіму, склереїди.

Коленхіма складається з живих клітин прозенхімної або паренхімної форми, протопласти яких містять усі типові органели. Особливістю клітин коленхіми є нерівномірне потовщенння їхніх целюлозних оболонок, що надає їм своєрідного вигляду і відрізняє від інших типів клітин.

Завдяки близькому розташуванню коленхіми до поверхні органів та наявності в ній хлоропластів, створюються умови для здійснення в ній процесів фотосинтезу. Крім того, клітини коленхіми можуть видозмінюватись, а також переходити в стан меристематичної активності при закладанні в ній коркового камбію чи у відповідь на поранення тканини.

Коленхіма майже завжди розміщується на периферії органа і утворюється раніше, ніж інші механічні тканини. Вона може мати вигляд суцільного шару, що складається з кількох рядів клітин, або бути зібраною в окремі тяжі. У рослин і родин зонтичних і губоцвітих, що мають ребристі стебла, тяжі коленхіми зосереджені в корі та виступах стебла.

За характером потовщення стінок розрізняють такі типи коленхіми: кутову, пластинчасту та пухку.

Якщо потовщення розташовані у кутах, то коленхіму називають кутовою, якщо потовщуються дві протилежні стінки, а дві інші залишаються тонкими, коленхіму називають пластинчастою (рис. 29). Стінки клітин коленхіми здатні розтягуватися завдяки наявності тонких ділянок, тому вона є опорою молодих ростучих органів. Коленхіма характерна для дводольних рослин.

Рис. 29. Типи коленхіми:

А – пластинчаста в корі дуба (Quercus robur); Б – пластинчаста (1); і кутова (2) у стеблі баклажана (Solanum melongena);

В – кутова в черешку листка бегонії (Begonia rex);

Г – пухка в черешку листка лопуха (Arctium sp.)

Склеренхіма складається з прозенхімних клітин з рівномірно потовщеними стінками. Живі лише молоді клітини. З віком вміст їх відмирає. Після того, як сформуються клітини склеренхіми, їхня цитоплазма відмирає, і клітинна порожнина заповнюється повітрям. Це дуже поширена механічна тканина вегетативних органів наземних рослин. На відміну від коленхіми, вторинні оболонки її клітин потовщені та здебільшого здерев'янілі (лігніфіковані). За міцністю на розрив волокна склеренхіми близькі до сталі. Звичайно вона розташовується глибше від коленхіми, серед паренхімних клітин або біля провідних пучків [3].

Розрізняють два основних типи склеренхіми: волокна і склереїди. Волокна мають форму прозенхімних клітин із загостреними кінцями, товсті оболонки і вузьку клітинну порожнину. Такі волокнисті елементи зустрічаються в різних ділянках осьової частини стебла і кореня, в тканинах листків і плодів.

За хімічним складом стінки клітини розрізняють два види склеренхімних волокон: волокна лубу — стінка целюлозна або трохи здерев'яніла, волокна деревини (лібриформ) — стінка завжди здерев'яніла.

Склеренхімні волокна утворюються у вегетативних органах майже всіх судинних рослин, але слабо виражені у водних — гідрофітів. Ці волокна первинної склеренхіми мають прокамбіальне походження, вони властиві стеблам, листкам та кореням багатьох однодольних рослин, де входять до складу судинно-волокнистих пучків або утворюють відокремлені тяжі механічного призначення (листки агави, юкки, злаків).

До склеренхіми волокнистого типу належать також луб'яні (флоемні) волокна, які поділяються на первинні і вторинні. Початок первинним луб'яним волокнам дає протофлоема, що формується в тих частинах рослин, які не продовжують інтенсивно рости.

Оскільки ці волокна зосереджуються на периферії флоемної зони стебла багатьох дводольних, їх ще називають периферійними волокнами.

Початок вторинним луб'яним волокнам дає вторинна меристема — камбій. У корі багатьох деревних рослин (шовковиця, липа, яблуня, виноград тощо) вторинні луб'яні волокна утворюють значні масиви складені з поздовжніх тяжів, орієнтованих паралельно осі органа. Завдяки цьому кора рослин стає дуже еластичною і міцною на розрив.

Ще одним різновидом склеренхіми є волокна деревини (лібриформ) (рис. 30) — механічна тканина вторинної деревини, що утворюється з камбію. Клітини лібриформу прозенхімні, загострені на кінцях, їхні оболонки завжди здерев'янілі, пори щілиноподібні. Лібриформ дуже поширений у вищих рослин.

Рис. 30. Волокна деревини стебла герані:

А, Б – поперечний розріз при малому (А) та великому (Б) збільшенні;

В – поздовжній розріз: 1 – стінка клітини; 2 – проста пора; 3 – порожнина клітини

Склереїди являють собою мертві паренхімні клітини з рівномірно потовщеними здерев'янілими стінками. Вони бувають у плодах (кам'янисті клітини), листках (опорні клітини) та інших органах (рис. 31).

Рис. 31. Склероїди плоду груші:

А – поздовжній розріз плоду груші (Pyrus sp,); Б- групи склероїд серед клітин паренхіми (1); В – склероїди; 2 – стінка клітини; 3 – проста пора в плані; 4 – проста пора в розрізі;

5 – порожнина клітини

Склереїди, або кам'янисті клітини, також виконують механічну функцію. Вони утворюються з паренхімних клітин лубу, в яких відбувається склерифікація. Остання полягає в тому, що стінки клітини дуже потовщуються і дерев'яніють, а живий вміст відмирає. Кам'янисті клітини можуть бути круглими, багатокутними, циліндричними, розгалуженими. Ці клітини є в різних частинах тіла рослини, але більше їх можна виявити в корі, стеблах, листках і плодах, де вони зустрічаються поодиноко або у вигляді скупчень з кількох кдітин. Звичайно кам'янисті клітини трапляються групами серед тонкостінних клітин. Їх можна бачити в м'якуші плодів айви, груші, горобини, в кісточках слив, вишень, абрикоса. Часто кам'янисті клітини відіграють не лише механічну, а й захисну роль [3].

Опорні клітини відрізняються від кам'янистих химерною формою. Вони відіграють роль своєрідної арматури в листках чаю, камелії, маслини, в стеблах водяних рослин.

Не всі рослини мають у своїх осьових органах механічні тканини всіх різновидностей (наприклад, у корі стовбура сосни немає навіть склеренхімних волокон, у липи є лише луб'яні волокна, у ялини, граба та берези — тільки кам'янисті клітини, а в корі дуба, вільхи, верби та клена є і луб'яні, і кам'янисті клітини).