Вегетативные органы растений

6. Механические ткани

Механические ткани выполняют функцию «внутреннего скелета», его арматуру. Они защищают растение от давления ветра, дождя, снежного покрова и помогают выдерживать тяжесть собственного тела; скрепляют органы между собой. Они возникли в ходе эволюции в результате приспособления к наземной жизни. Чем в менее влажной среде произрастает растение, тем более развита механическая ткань. Существует три основные группы механических тканей: колленхима, склеренхима и склереиды.

Колленхима (от греч. колла – клей) – паренхимная ткань с неравномерным утолщением клеток, находящихся в состоянии тургора. Это простая, первичная ткань, находится непосредственно под эпидермисом. Служит для укрепления растущих органов. Возникает она рано, когда клетки ещё растягиваются в длину. Колленхима помимо того, что придает растению прочность, способна растягиваться по мере роста молодых органов. Колленхима располагается по периферии органа (по краю листа, сплошным слоем в стебле или вдоль его ребер).

Типичная колленхимная клетка живая, имеет слоистую утолщенную оболочку, в которой встречаются редкие простые поры, пронизанные многочисленными плазмодесмами. Она рано вакуолизируется. Ядро в ней крупное, а в цитоплазме много митохондрий и диктиосом, имеются хлоропласты. В утолщенных участках слои богатые пектином и гемицеллюлозой и с большим содержанием воды, чередуются со слоями, образованными преимущественно целлюлозой.

В зависимости от характера утолщений стенок и соединения клеток между собой различают уголковую, пластинчатую и рыхлую колленхиму.

В уголковой колленхиме оболочка сильно утолщается в углах. Утолщенные оболочки соседних клеток обычно сливаются между собой, так что границы отдельных клеток трудно обнаружить.

В пластинчатой – оболочка утолщается сплошными параллельными слоями, перпендикулярные поверхности органа стенки остаются тонкими.

В рыхлой – клетки на очень ранней стадии формирования разъединяются в углах с образованием схизогенных межклетников. Утолщение происходит на тех участках стенок, которые примыкают к межклетникам. Она может выполнять функцию проветривания тканей.

Чаще всего типы колленхимы комбинируются. Колленхима характерна для молодых органов, так как дает возможность роста. Более широко она распространена у двудольных, у однодольных – в области стеблевых узлов соломины злаков (предохраняет от полегания).

Склеренхима (от греч. склерос - твердый) имеет клетки прозенхимной формы и представляет собой длинные, плотно расположенные волокна с заостренными концами и утолщенной, чаще всего одревесневшей оболочкой. Клетки склеренхимы называются склеренхимными клетками, или элементарными волокнами. Склеренхима встречаются в органах почти всех высших растений: в корне, стебле, листьях, плодах, цветках в виде отдельных тяжей или цилиндров, группами или рассеянно.

По происхождению различают первичную (образуется из клеток основной меристемы апекса или из клеток перицикла) и вторичную склеренхиму (формируется из камбия).

В зависимости от расположения в теле растения волокна подразделяются на две большие группы: древесинные (ксилемные) волокна и лубяные (флоэмные) волокна.

Лубяные волокна встречаются в стебле и корне, а также в листовых черешках и пластинках, в цветоножках, плодоножках. Чаще формируются в стеблях травянистых растений. Клетки лубяных волокон длинные, толстостенные, длиной от 40 до 120 мм (лен, конопля, джут, рами, крапива). За счет интрузивного роста лубяных клеток создается исключительная прочность ткани. По происхождению лубяные волокна бывают первичными (из клеток перицикла) – у травянистых двудольных растений; и вторичными (из клеток камбия) – у древесных двудольных. Вторичные лубяные волокна короче первичных и чаще одревесневают. Свойства лубяных волокон очень ценны для текстильной промышленности.

Древесинные волокна, или либриформ – механические элементы древесины. Формируются из клеток камбия, иногда из перицикла – перициклические волокна (не одревесневают, сохраняя целлюлозные стенки). Древесинные волокна могут образовываться из элементов ксилемы – трахеид. В доказательство тому существуют переходные элементы между клетками либриформа и водопроводящими элементами. Они короче лубяных волокон (не более 2 мм), одревесневшие оболочки снабжены простыми порами, расположенными по спирали. У некоторых растений полость волокон либриформа перегорожена неполными тонкими перегородками – перегородчатый либриформ (у винограда). Клетки древесинных волокон очень прочные, но не обладают эластичностью. Главная их функция – опора для водопроводящих тканей и для всего растения. Склеренхима развита у всех высших растений, у лиственных растений либриформ занимает значительную часть древесины.

Склереиды представлены клетками самой разнообразной формы, с равномерно утолщенными слоистыми стенками, пронизанными простыми, нередко ветвящимися порами. Стенки склереид всегда сильно одревесневают. Живое содержимое клеток, не имеющих системы пор, отмирает. Наиболее распространена форма склереид – каменистые клетки, одна из форм которых – одиночные клетки – идиобласты. Склереиды по форме делятся на следующие типы:

брахиосклереиды (короткие, изодиаметрические) – широко распространены в коре, лубе и сердцевине стеблей, в мякоти плодов;

макросклереиды (удлиненные, палочкообразные) – «палисадный» эпидермальный слой в семенах бобовых;

остеосклереиды (форма трубчатой кости) – влистьях многих двудольных и всеменной кожуре;

астросклереиды (звездчатые) – в листьях двудольных;

нитевидные (длинные, тонкие клетки);

трихосклереиды (ветвистые, тонкостенные).

Склереиды в большинстве случаев имеют первичное происхождение. Они возникают из клеток апикальной меристемы, или из меристематических клеток по периферии. В склереиды могут превращаться и клетки протодермы.

ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ

1. Органы высших растений

У первых сухопутных растений произошла дифференциация на две части тела – надземную и подземную.

У высших растений 2 типа органов: вегетативные (vegetatio - расти) - выполняют основные функции организма, отвечающие за развитие и рост растения, которыми являются корень, стебель и лист, и генеративные (generare – рождаться) - участвуют в размножении и расселении растений – цветок, плод, семя.

Вегетативные органы могут видоизменяться, например луковицы, клубни, корнеплоды, корневища, усики, шипы и т.д. Корень и стебель образуют единую вертикальную ось – осевые органы. Они обычно ветвятся, что расширяет поверхность соприкосновения со средой и увеличивает численность органов.

В процессе роста и формирования вегетативных органов растения наблюдаются две закономерности: полярность и симметрия.

Полярность – тело любого растения имеют нижнюю и верхнюю часть, которые отличаются физиологическими свойствами. Верхняя часть называется апикальной, а нижняя – базальной. Физиологические различия между полюсами растения находят своё выражение в явлении тропизма (от греч. тропос - поворот) – движения вегетативных органов, ростовые движения, связанные с воздействием света, силы тяжести, влаги, химических раздражителей. Тропизм может быть фототропизм, гидротропизм, геотропизм, хемотропизм. Тропизмы делятся на:

1. «+» - движение в сторону раздражающего фактора;

2. «-» - движения от раздражающего фактора.

В строении различных органов наблюдается определенная симметрия. Корень, стебель, плоды (яблоко, арбуз, коробочка, цветки лютика, соцветия сложноцветных) имеют радиальную, лучевую симметрию или полисимметрию – через эти органы можно провести несколько осей симметрии. Косточка грецкого ореха имеет бисимметрию – можно провести две оси симметрии по двум взаимно перпендикулярным плоскостям. Листья, семена каштана, цветки бобовых имеют моносимметрию – через органы можно провести одну ось симметрии. Лист ильма, некоторые цветки орхидных отличаются отсутствием симметрии, через них нельзя провести не одной оси симметрии – это асимметрия. Дорзовентральность (от лат. dorsum – спина, ventrum – брюхо) – спиннобрюшное строение органов (листья).