§ 32. Ткани и органы растений

Ткани растений. У растений выделяют несколько типов тканей: образовательные, покровные, механические, проводящие и основные.

Образовательные ткани (меристемы) остаются эмбриональными тканями. Благодаря постоян­ному делению клеток они прини­мают участие в образовании всех постоянных тканей растения и обес­печивают рост растения в течение всей его жизни. Клетки образовательной ткани тонкостенные, с мелкими вакуоля­ми, с крупным ядром в центре. Клетки плотно прилегают друг к другу и могут делиться в разных направлениях.

Верхушечные меристемы находят­ся на кончиках побегов и корней, а боковые — внут­ри побегов и корней (прокамбий, камбий, перицикл).

Покровные ткани расположе­ны на границе с внешней средой, т.е. на поверхности корней, стеб­лей, листьев, плодов. Они выпол­няют главным образом защитную функцию — защищают внутрен­ние структуры растения от травм, от действия низких температур, от перегрева, от излишнего ис­парения и иссушения, от проник­новения болезнетворных организ­мов и т.п.

Различают три вида покровной ткани: эпидермис (кожица), пери­дерму и корку.

Эпидермисом покрыты листья и молодые стебли. Клетки эпидер­миса живые, они плотно прилегают друг к дру­гу, образуя один слой. Они бесцвет­ны, так как не содержат хлорофил­ла. Часто покрыты восковым на­летом или волосками, что являет­ся дополнительным защитным приспособлением. Одни волоски защищают растение от пере­грева, другие, часто ядовитые (вспомним крапиву), — от поедания животными. Особое значение для поглощения воды и минеральных веществ из почвы имеют корневые волоски — выросты кле­ток эпидермиса всасывающей зоны корня.

Многоклеточные железистые волоски и другие видоизменения эпидермиса секретируют несколько типов веществ, среди которых наиболее распростра­нены эфирные масла, бальзамы, смолы и нектар.

В некоторых местах между клетками кожицы имеются устьица, которые регули­руют водный и газовый режим рас­тения.

К осени стебли кустарников и веточки деревьев начинают буреть, что свидетельствует о замене эпи­дермиса более прочной покровной тканью — перидермой. Наружная часть перидермы называется проб­кой. Ее образование связано с дея­тельностью боковой образовательной ткани — пробкового камбия, формируемого под кожицей. Клет­ки пробки располагаются друг над другом в несколько рядов (рис. ).

Оболочка клеток пробки постепен­но пропитывается суберином, содер­жимое клеток отмирает и они за­полняются воздухом. Отмирает и слущивается также и кожица, ко­торую слой пробки отделяет от живых тканей.

Живые ткани, лежащие под проб­кой, нуждаются в газообмене и уда­лении избытка влаги. Эти функции выполняют чечевички — рыхло рас­положенные клетки перидермы.

Старые ветки и стволы деревь­ев покрыты еще более сложным комплексом мертвых тканей — кор­кой. Она возникает за счет все бо­лее глубокой закладки пробкового камбия среди живой паренхимной ткани. Участки паренхимы, оказав­шиеся снаружи от слоя пробки, быстро отмирают. Поэтому у ста­рых деревьев корка имеет большую толщину.

Механические ткани придают прочность различным частям растения. Взаимодей­ствуя с другими тканями, они об­разуют «внутренний скелет» расте­ния. Различают два вида механи­ческой ткани: колленхиму и скле­ренхиму.

Колленхима представлена жи­выми клетками с неравномерно утолщенными (за счет отложения целлюлозы и пектиновых веществ) с неодревесневшими стенками (рис. ).

В стебле по мере старения кол­ленхимы развивается мертвая ткань — склеренхима. Ее клетки имеют равномерно утолщенные оболочки (рис. ), которые со вре­менем одревесневают (оболочки пропитываются специальным веществом – лигнином), в результа­те чего содержимое клеток отми­рает. Длинные клетки механичес­кой ткани, расположенные груп­пами по периферии, называются волокнами (например, у льна длина волокон достигает 40 мм). Чем сильнее развита механиче­ская ткань в стебле, тем более мощную надземную массу может формировать растение.

Проводящие ткани служат для передвижения воды с растворенны­ми в ней минеральными вещества­ми от корней ко всем частям расте­ния, а также для доставки ко всем органам, в том числе и к корням, органических веществ.

Ксилема (у деревьев и кустарни­ков она называется древесиной) — это водопроводящая система растения. Она состоит из трахеальных элемен­тов (трахеид и сосудов), волокон и паренхимных клеток (рис. ).

Трахеиды — узкие, полые, мерт­вые клетки с утолщенными одре­весневшими оболочками, способ­ствующими усилению их механи­ческой прочности и препятствую­щими их деформации. Проникно­вение растворов из одной трахеиды в другую происходит путем фильтрации через поры в их обо­лочках.

Трахеиды свойственны голосе­менным, папоротникам, хвощам, плаунам и примитивным покрыто­семенным.

Сосуды (трахеи) — тоже мер­твые элементы проводящей ткани. Они состоят из коротких широких клеток, которые расположены одна над другой. На их поперечных стен­ках формируется одно или несколь­ко сквозных отверстий, обеспечи­вающих более быстрый, чем через поры, транспорт воды. Сосуды характерны только для покрытосеменных растений.

Флоэма — сложная проводящая ткань, в состав которой входят си­товидные трубки и клетки-спутни­цы (рис. ), а также паренхимные клетки и механические элементы. Ситовидные трубки образованы живыми безъядерными клетками, поперечные перегородки между ко­торыми имеют сквозные круглые отверстия (продырявлены наподобие сита). Через эти отверстия в соседние клет­ки проходят тонкие тяжи цитоплаз­мы. Благодаря этому клет­ки сообщаются друг с другом. По ситовидным трубкам, которые, как и сосуды, проходят по всей длине растения, передвигаются органичес­кие вещества. Прилегающие к си­товидным трубкам клетки-спутни­цы обеспечивают жизнедеятель­ность ситовидных трубок, которые из-за отсутствия в них ядра в зна­чительной степени утратили призна­ки самостоятельных клеток.

Ксилема и флоэма обычно нахо­дятся во взаимодействии друг с другом и образуют так называемые проводящие пучки. Их легко увидеть на листьях в виде жилок.

Основные ткани, или паренхи­ма, составляют основную и боль­шую часть тела растения. Это один из немногих видов тканей, которые в зависимости от положения в теле растения и особенностей его обита­ния способны выполнять различ­ные функции — осуществление фотосинтеза, запасание питатель­ных веществ, воды, воздуха. По функции различают хлорофиллоносную (хлоренхима), запасаю­щую, воздухоносную (аэренхима) паренхиму.

Хлорофиллоносная паренхима, или ассимиляционная ткань, находится в зеленых листьях и стеблях растений и выполняет функцию фотосинтеза. В клет­ках этой ткани в большом количестве со­держатся хлоропласты.

В клетках запасающей паренхимы откладываются в твердом или растворен­ном виде запасные питательные вещества (крахмал, сахара, белки), которые впос­ледствии используются растением в про­цессе жизнедеятельности. У растений, периодически испытывающих недостаток воды, в запасающих тканях стебля (как­тусы, молочаи) или листьев (алоэ, очит­ки) накапливается вода. Большое коли­чество запасающей паренхимы имеется в стеблях древесных растений, корневи­щах, клубнях, луковицах, корнеплодах, плодах. Иногда в запасающих тканях накапливаются продукты обмена ве­ществ: смолы, органические кислоты, кристаллы щавелевокислого кальция.

У высших растений, обитающих в воде (кувшинки, кубышки, рдесты и др.), раз­вивается особый тип основной ткани — воздухоносная паренхима, или аэренхи­ма. Ее основная функция — обеспечение нормального газообмена в теле растения в условиях пониженной аэрации. Клетки воздухоносной паренхимы располагаются рыхло, так что между ними образуются крупные межклетники, по которым циркулируют газы.

Органы растений. Как вы помните из курса биологии 7 класса, у растений выделяют вегетативные и генеративные органы. Вегетативными органами являются корень и побег. Генеративные органы подразделяются на органы бесполого и полового размножения.

Корень - вегетативный орган, обеспечивающий закрепление растения в почве, всасывание почвен­ного раствора и его транспорт к надземным частям. Различные виды корней (главный, боковые, придаточные) формируют корневую систему. Корни отсутствуют у моховидных. Функцию корней у них выполняют ризоиды – нитевидные вытянутые клетки нижней части стебля.

Побег состоит из осевой части — стебля, на котором расположены листья и почки. На некоторых побе­гах размещены репродуктивные органы растений (цветки, спорангии и др.).

Стебель обеспечивает вза­имосвязь органов растения между собой, осуществляет транспорт веществ. Листья выполняют функции фотосинтеза, испарения воды и газообмена.

По­чки — это зачаточные побеги. Вегетативные почки со­стоят из зачаточного стебля с конусом нарастания и зачаточных листьев, а генеративные — содержат зачатки цветков и соцветий.

Вегетативные органы растений способны видоизме­няться. Это связано с осуществлением ими определен­ных функций и обеспечивает приспособление к определенным условиям среды произрастания. Так, в клубнях, корневищах, луковицах, корнеплодах запа­саются питательные вещества. В неблагоприятные периоды существования надземная часть растений мо­жет отмирать, а живыми остаются только видоизменен­ные их подземные части. При наступлении благо­приятных условий из подземных частей развиваются надземные побеги. Листья и побеги могут превра­щаться в колючки (кактусы, боярышник и др.), защищающие растения от растительноядных живот­ных. С помощью вегетативных органов и многих их видоизменений происходит вегетативное размноже­ние растений.

Органы бесполого размножения растений называют спорангиями (от греч. спора — семя и ангейон - сосуд, вместилище). Они расположены или поодиночке, или собраны вместе в сложные структу­ры (например, сорусы у папоротников, стробилы у хвощей и плаунов).

Органы полового размножения обеспечивают образование и созревание по­ловых клеток, процессы оплодотворения, а у семенных растений (голосеменных и покрытосеменных) — так­же и опыление. Они бывают разнообразны по строе­нию и у различных групп имеют разное название (например, у споровых растений они называются антеридиями и архегониями). У цветковых растений генеративными органами являются цветок и плод.

Растения ведут прикреплен­ный образ жизни, поэтому для них характерна радиальная симмет­рия.

1. Какие основные ткани выделяют у растений? 2. Почему ткани возникли у наземных растений, а не у растений водоемов? 3. Какие вы знаете разновидности покровных тканей? Каковы их функции? 4. Какую функцию выполняет эпидермис, каково в связи с этим строение его кле­ток? 5. Что такое механические ткани? Каковы особен­ности их строения и функций? 6. Каковы принципиальные различия в строе­нии ксилемы и флоэмы? 7. Какие вегетативные и генеративные орга­ны выделяют у растений и каковы их функ­ции? 8. Как вы думаете, почему ткани возникли у наземных растений, а не у водных?