Покровная ткань – строение и функции

Все растения наземного типа имеют защитный слой покровных тканей с разной клеточной структурой, уровнем плотности, устойчивости к инфекционным, паразитарным микроорганизмам, воздействию внешних факторов окружающей среды.

Что такое покровная ткань в биологии

Покровная ткань － это многофункциональная наружная оболочка, которая классифицируется на несколько видов в зависимости от периода закладки ее клеточного материала. Эта часть растений контактирует с атмосферной средой окружающего мира. Наружные оболочки защищают жизненно важные органы растительных организмов от пересыхания, резких перепадов холодных и высоких температур, механического воздействия внешних факторов, грибковых, вирусных и бактериальных микроорганизмов.

Через тонкую оболочку покровных тканей стебля реализуется функция газообмена. В структуре эпидермы поглощение кислорода и выведение углекислого газа проходит через растительный орган устьица. После образования очередного слоя покровной ткани － перидермы, происходит отмирание клеток эпидермы, их слущивание до полного осыпания. В дальнейшем процесс газообмена протекает через чечевички. Это природные образования на поверхности стеблей растений, которые внешне напоминают мелкие бугорки. Органы данного типа можно наблюдать на стволах молодых деревьев.

Эпидерма растений, как самостоятельный слой покровной ткани, несет в себе дополнительные образования, а именно:

1. Эмергенцы. Особые наросты, в формировании которых принимает участие не только покровная ткань, но и клетки, лежащие под ее поверхностью. Ярким примером эмергенцев являются шипы у роз, волоски на стебле хмеля, колючки малины и ежевики.
2. Трихомы. Специальные железистые волоски, которые являются частью поверхностного слоя эпидермы. Данные выросты присутствуют на стеблях и ветвях большинства наземных растений.

Трихомы отличаются от эмергенцев тем, что в образовании последних участвует не только оболочка эпидермы, но и глубокие субэпидермальные ткани.

Особенности строения покровной ткани

Отличительной особенностью строения покровной ткани наземных растений является их разное функциональное предназначение и неодинаковые периоды закладки из клеточного материала.

Первичная покровная ткань

Эпидерма － это первичный наружный слой, который располагается на поверхности стебля. Внешние оболочки, покрывающие корень, имеют следующие классификационные обозначения:

1. Экзодерма. Наружный слой клеток с повышенной плотностью и жесткостью поверхности, который выстилает внешнюю оболочку корневища. По мере старения растения происходит огрубение слоя экзодермы. Данный тип первичной покровной ткани необходим для того, чтобы корневая система не теряла влагу, аккумулировала питательные вещества, имела надежную защиту от инфекционных и паразитарных микроорганизмов. Экзодерма встречается в корне взрослых уже сформировавшихся растений.
2. Ризодерма. Разновидность наружной оболочки первичного типа, на основе которой формируется корневой волосок. Это молодые побеги растений. Зарождение клеток ризодермы происходит из внешнего слоя меристемы. По мере поглощения корнем минеральных и органических веществ увеличиваются его объемы, повышается плотность покровной оболочки.

Топографические экзодерма и эпидерма имеют похожие внешние характеристики, но эти виды тканей несопоставимы по форме клеток, а также имеют разный механизм образования. Фактически эпидерма － это кожица растений.

Вторичная покровная ткань (перидерма)

Комплекс тканевых волокон, состоящий из феллодермы и феллогена － это вторичный наружный слой. Перидерма является конструктивным элементом общего строения стебля большинства представителей растительного мира. Вторичную защитную оболочку данного типа нельзя отнести ни к органам, ни к тканям. Данный слой принято называть анатомо-топографическими зонами отдельных частей растений.Вторичная покровная ткань, расположенная в стеблях, чешуйках почек на ветвях, по функциональному назначению заменяет более тонкий слой эпидермы. В структуре корневой системы перидерма развивается под толщей первичной коры, клетки которой отмирают, а затем сбрасываются растением в процессе естественного обновления. Вторичный защитный слой представлена в корневищах и клубнях большинства представителей многолетней флоры. Намного реже перидерма встречается у однолетних растений.

Принцип формирования вторичной покровной ткани выглядит следующим образом:

1. Клетки феллогена подвергаются вычленению последовательными делениями по периклинальному принципу.
2. Из каждой старой клетки образуется 3 новых структурных единицы, одна из которых является клеткой феллогена.
3. Клетки феллогена повторно делятся по периклинальному типу, выдавливая наружу структурные единицы феллемы.
4. Образуется внутренняя оболочка феллодерма.

Существует биологическая закономерность, что клеток феллемы всегда в 3 раза больше, чем аналогичных структурных единиц феллодермы. В процессе формирования вторичной покровной ткани молодые клетки оттесняются к периферическим частям растения, а затем проходят стадию природной дифференцировки.

Вторичная покровная ткань состоит из следующих частей, которые перечислены в таблице ниже.

Клетки перидермы образуют радиальные ряды. У большинства растений вторичный защитный слой изолирован от окружающей атмосферы оболочкой феллемы. За счет этого в структуре перидермы образуются отдельные участки под названием чечевички. Это полости, обеспечивающие растению стабильный газообмен в условиях изоляции от кислорода.

Третичная покровная ткань (корка)

Дополнительный слой внешней оболочки － это корка или ритидом. Данная часть растения представляет собой участки коры стебля, ствола, молодых побегов и старой корневой системы.

Корка состоит из первичной коры и флоэмы вторичного типа. Эти 2 вида тканей разграничены перидермой. По мере старения растения периферические участки корки опадают, а старая оболочка феллогена отмирает. Вместо отмерших клеток вдали от центра образуется новый слой ритидома. За счет этого бесконечного процесса растение обеспечивает внешнюю оболочку ствола и корневой системы несколькими слоями перидермы.

Активное омертвление клеток корки связано с отсутствием газообмена в ее структуре и полной водонепроницаемостью. По характеру заложения третичной покровной ткани выделяют ее следующие подвиды:

1. Кольцевая корка. Встречается у винограда, ломоноса.
2. Чешуйчатый ритидом. Характерен для дуба и сосны.

У кустарников образование третичного защитного слоя практически не происходит, так как из-за особенностей развития растений этого вида, сброс корки с их стеблей происходит очень быстро. Бук и некоторые другие древесные растения не имеют признаков образования корки.

Функции покровной ткани растений

Покровная ткань листа, стебля, молодых побегов и корневой системы выполняет следующее функциональное предназначение:

• защищает все части растения от инфекционных микроорганизмов и паразитов;
• предупреждает высыхание в жаркий период года;
• обеспечивает надежную теплоизоляцию в период похолодания или в сезон зимовки;
• принимает участие в газообмене, активируя специализированные участки в виде чечевичек (данный орган гарантирует насыщение покровных тканей растения даже в условиях их изоляции от окружающей среды);
• способствует герметизации стебля от проникновения избыточного количества влаги;
• обеспечивает газонепроницаемость тканей там, где попадание кислорода в структуру растения вызовет его гибель.

Наличие у растения 3 защитных слоев гарантирует ему полноценное развитие, устойчивость перед воздействием стрессовых факторов окружающей среды. Повреждение или преждевременное отмирание эпидермы, перидермы, корки вызывает болезнь и скорую гибель стебля.

Интересные факты

В таблице ниже представлены ответы на наиболее популярные вопросы из курса биологии, посвященного покровным тканям растений.

Стебли, листья, корневая система и молодые побеги растений защищены слоем покровных тканей. Эпидерма, перидерма и корка － это три оболочки с общими функциями, направленными на сохранение растения от потери влаги, разрушения атмосферным воздухом, вымерзания, разложения инфекционными микроорганизмами.