Ткани растений: основные, механические, выделительные

Основные ткани (паренхимы). Паренхима – это ткань, которая заполняет пространство внутри тела растения между другими специализированными тканями. Клетки паренхимы живые крупные тонкостенные, обычно округлой формы.

В зависимости от выполняемой функции выделяют несколько видов основных тканей (рис. 6).

Рис. 6. Основные ткани: А — ассимиляционная паренхима в листе; Б — аэренхима; В — запасающая паренхима в клубне картофеля; 1 — столбчатый мезофилл; 2 — губчатый мезофилл; 3 — проводящий пучок
Ассимиляционная паренхима. Находится в основном в листьях и в молодых стеблях под эпидермой. Состоит из тонкостенных клеток, большую часть цитоплазмы которых занимают многочисленные хлоропласты, отсюда ее другое название – хлоренхима. Основная функция – фотосинтез. Хлоренхиму, расположенную в листе между двумя слоями эпидермы, называют мезофиллом. Если пластинка листа расположена горизонтально и у листа можно различить верхнюю и нижнюю сторону, мезофилл дифференцируется на губчатый и столбчатый (см. рис. 45).

Запасающая паренхима. Широко распространена в корнях и стеблях растений, в корнеплодах, клубнях, луковицах, в мякоти плодов и семенах. Она состоит из крупных округлых или многоугольных клеток, накапливающих органические вещества (углеводы, белки, жиры).

Водоносная паренхима. Клетки этой паренхимы накапливают воду в вакуолях. Распространена у суккулентных растений, произрастающих в засушливых условиях, например кактусы накапливают влагу в стебле, а алоэ – в мясистых листьях.

Воздухоносная паренхима (аэренхима). Ткань с хорошо развитыми межклетниками, которые связаны с внешней средой через устьица и чечевички. Система межклетников образует в теле некоторых растений воздухоносные полости и ходы, по которым воздух доставляется к тем частям растения, связь которых с атмосферой затруднена. Аэренхимой богаты стебли и корни водных, болотных и других растений, обитающих в условиях недостатка воздуха и, как следствие, затрудненного газообмена.

Механические (опорные) ткани. Любая растительная клетка в той или иной степени обладает механическими свойствами благодаря тургорному давлению. Это особенно важно для молодых растений, не имеющих механических тканей. Однако по мере роста у наземных растений возникает необходимость в развитии «арматуры», которая скрепляет ткани и обеспечивает прочность органов растения. Нужен «скелет», выполняющий опорную функцию. В качестве такой «арматуры» выступают специализированные механические ткани, клетки которых имеют утолщенные стенки. В корне механическая ткань располагается в основном в центре, придавая органу прочность на растяжение. В стеблях травянистых растений она расположена ближе к периферии, способствуя упругости и гибкости органа.

В зависимости от формы клеток и способа утолщения их силенок различают два типа механической ткани: колленхиму и склеренхиму.

Колленхима. Это первая по времени образования механическая ткань, состоящая их живых клеток, округлых или вытянутых (рис. 7). Стенки клеток, состоящие из целлюлозы и пектина, неравномерно утолщены в местах соединения нескольких клеток. Колленхима обеспечивает упругость органов растения только при наличии в клетках достаточного количества воды, что увеличивает тургор оболочки. Встречается в растущих частях стебля, в черешках, плодоножках, листовых жилках. Располагается в виде сплошного цилиндра или отдельными тяжами непосредственно под эпидермой или отделена от нее несколькими слоями паренхимных клеток.

Рис. 7. Колленхима стебля подсолнечника: А — поперечный разрез; Б — продольный разрез; В - микрофотография
Склеренхима. Состоит из мертвых клеток: длинных с толстыми одревесневшими оболочками (волокон) и коротких (склереид).

Типичные волокна склеренхимы входят в состав перицикла стеблей. Имеются они и в проводящих тканях: в лубе (флоэме) – лубяные волокна, в древесине (ксилеме) – древесинные волокна, или либриформ (рис. 8). В текстильной промышленности используют волокна некоторых растений (лен, конопля), оболочки которых не одревесневают и состоят из чистой целлюлозы.

Рис. 8. Склеренхима стебля подсолнечника: А — поперечных разрез; Б — продольный разрез; В - микрофотография

Склереиды (каменистые клетки) – это округлые или ветвистые клетки с сильно утолщенными, одревесневшими, очень твердыми оболочками (рис. 9). Образуют скорлупу орехов, косточки сливы, абрикоса, персика и др.

Рис. 9. Склереиды (каменистые клетки) в мякоти плода груши: А — при малом увеличении (к группе каменистых клеток прилегают клетки паренхимы); Б — при большом увеличении
Выделительные ткани. Любая живая клетка обладает способностью к выделению веществ, как по градиенту концентрации, так и против. Однако если у животных процесс выделения продуктов метаболизма сопровождается выведением их из организма, то у растений ненужные вещества могут накапливаться в вакуолях, в мертвых клетках или в межклеточных пространствах. Целостная выделительная система у растительных организмов отсутствует. Существует лишь специализированные структуры, которые в зависимости от расположения подразделяют на наружные и внутренние.

Ткани наружной секреции. К наружным выделительным структурам относят железистые волоски, нектарники, гидатоды, пищеварительные железки, солевые железы и волоски.

Железистые волоски. Развиваются из клеток эпидермы, морфологически они очень разнообразны. Их секрет состоит Из эфирных масел или смол, растворенных в эфирных маслах. К железистым волоскам функционально близки жгучие волоски крапивы.

Нектарники. Расположены в цветках или других частях растения. Выделяют сахаристую жидкость – нектар, привлекающую насекомых-опылителей.

Гидатоды. Выделяют избыточную воду через специальные водяные устьица в условиях высокой влажности и сниженной транспирации. Состоят из бесцветных живых клеток с тонкими стенками, примыкающими к проводящей ткани. Состав выделяемой жидкости варьирует в зависимости от вида растения: от почти чистой воды до сложной смеси веществ.

Пищеварительные железки. Присутствуют у хищных насекомоядных растений (у росянки, непентеса, жирянки и др.). Выделяют ферменты и кислоты, необходимые для переваривания жертвы.

Солевые железы. Развиваются у растений, живущих на засоленных почвах (вербеновые, злаки). Расположены в листьях. Выводят избыток минеральных, веществ в виде ионов на поверхность листа, где они сначала откладываются на кутикуле, а затем смываются дождем.

Солевые волоски. Состоят из двух клеток: одна образует головку, другая – ножку. Соли постепенно накапливаются в вакуоли верхней клетки. Когда их концентрация достигает определенного уровня, головка отваливается, и на ее месте образуется новая накопительная клетка.

Ткани внутренней секреции. Внутренние выделительные ткани не выводят продукты метаболизма за пределы организма, а накапливают их в себе. Если вещество токсично, вокруг накопительной структуры образуются отложения суберина, который изолирует его от окружающих тканей. В зависимости от строения и происхождения различают несколько типов внутренних выделительных структур: идиобласты, схизогенные и лизигенные вместилища, млечники.

Идиобласты. Специализированные структуры, расположенные по всему телу растения среди клеток других тканей. Состоят их мелких клеток с развитой эндоплазматической сетью и комплексом Гольджи. Связаны многочисленными плазмодесмами друг с другом и с соседними клетками. Накапливают дубильные вещества, эфирные масла. Идиобласты с кристаллами щавелевокислого кальция (оксалата кальция) – мертвые клетки (рис. 10).

Рис. 10. Кристаллы оксалата кальция в клетках черека бегонии
Схизогенные вместища. Образуются в результате разъединения клеток и скопления секрета в обширных межклетниках (рис. 11). К ним относят смоляные ходы хвойных и некоторых сложноцветных. Смола обладает бактерицидными свойствами, а также защищает растения от поедания травоядными животными.
Рис. 11. Ткани внутренней секреции (по Л. И. Курсанову): А – схема возникновения и развития схизогенных вместилищ; Б – схизогенное вместилище плюща в молодом состоянии, поперечный срез стебля; В – то же, в более взрослом состоянии; Г – схема возникновения и развития лизигенных вместилищ; Д – лизигенное вместилище выделений ясенца, поперечный разрез через лист; в клетках вместилища начинают образовываться капли эфирного масла; Е – то же позже; оболочки и протопласты большинства клеток вместилища растворились, эфирное масло слилось в крупную каплю; 1 – плотно сомкнутые клетки; 2 – появление межклетника; 3 – деление окружающих клеток (показано пунктирными линиями); 4 – образование полости
Лизигенные вместилища. Образуются в результате разрушения нескольких смежных клеток (см. рис. 11). Такие структуры можно обнаружить в кожуре цитрусовых.

Млечники. Представляют собой живые клетки, накапливающие в вакуолях млечный сок. Выделяют два типа млечников: членистые и нечленистые. Членистые образуются из цепочки живых клеток, оболочки которых в местах контакта разрушаются, и протопласты сливаются; они характерны для некоторых сложноцветных. Нечленистый млечник – это одна многоядерная клетка, которая удлиняется и ветвится по мере роста растения (молочаи).

Млечный сок мака содержит вещества, используемые в фармацевтической промышленности, в том числе опий – наркотическое вещество. Особенно много его в маке снотворном.

Вопросы для повторения и задания

  1. Какие выделяют виды основных тканей? Назовите их функции.
  2. Какие растительные ткани выполняют опорную функцию?
  3. Сравните строение колленхимы и склеренхимы.
  4. В чем особенности выделения у растительных организмов по сравнению с животными?
  5. Расскажите о тканях наружной секреции.
  6. Как образуются схизогенные и лизигенные вместилища?
  7. Объясните, почему в идиобластах хорошо развита эндоплазматическая сеть и комплекс Гольджи.