что относят к элементам механической ткани растений
Механические ткани растений
Механи́ческие ткани растений
Арматура растений, стереометрическая система тканей, обеспечивающих прочность растений, т. е. их способность противостоять воздействию статических (например, сила тяжести) и динамических (например, порывы ветра) нагрузок. К М. т. р. относятся: Колленхима, Склеренхима, Каменистые клетки, во вторичной коре — Лубяные волокна, а в древесине — Либриформ. К М. т. р. иногда относят некоторые покровные ткани, толстостенные трахеиды, располагающиеся в поздних годичных слоях хвойных и выполняющие наряду со своей основной функцией также и механическую. Тонкостенные, нежные ткани также играют механическую роль, если находятся в состоянии Тургора; они заполняют пространство между М. т. р. и тем самым увеличивают прочность растения. Выполнение основных функций М. т. р. обеспечивается сильными утолщениями клеточных оболочек, прочной связью клеток друг с другом, большой упругостью оболочек, а также и характером распределения М. т. в растении. По упругости и прочности при растяжении М. т. р. (например, склеренхима) близки к стали, мало уступают по упругости каучуку, а по способности противостоять динамическим нагрузкам без деформаций значительно превосходят сталь. Начало систематическому изучению М. т. р. было положено нем. ботаником С. Шведенером (1874), а в России — В. Ф. Раздорским (с 1912), создавшим теорию осуществления строительно-механических принципов в строении растений. Раздорский рассматривает растение и его органы не как конструкции, статически сопротивляющиеся внешним механическим воздействиям (как полагал Шведенер), а как динамическую систему живого организма, меняющуюся в зависимости от внешних условий. Механические ткани травянистых растений образуют сетку («каркас»), часть их тяжей проходит наклонно; сплетение тканей, перегородки в узлах полых стеблей, кожица и сросшиеся с ней периферические части обеспечивают особую прочность стебля. Во вторичной коре древесных растений арматурная сетка состоит из тяжей и пластинок лубяных механических волокон и склереид. В древесине тяжи либриформа армируют основную массу сосудов и трахеид. На М. т. р. влияют условия среды, например у растений, живущих в воде, они развиты очень слабо. Мощность М. т. р. повышается с увеличением интенсивности освещения, влажности почвы, а также с понижением влажности воздуха.
Лит.: Раздорский В. Ф., Анатомия растений, М., 1949; его же, Архитектоника растений, М., 1955.
Механические ткани растений
Механические ткани это опора и каркас растения, как скелет у человека. Они пронизывают все части растения, для того чтобы растение было способно противостоять смещению центра тяжести: нагрузкам на сжатие, изгиб и растяжение.
Классифицируют механические ткани на основе микроскопической картины: выделяют ткани с равномерно утолщенными клеточными стенками и неравномерно утолщенными.
Колленхима имеет неравномерно утолщенные клеточные стенки, в основе которых находятся полисахариды: целлюлоза, гемицеллюлозы. Важно отметить, что клетки колленхимы являются хлорофиллоносными, то есть способны к фотосинтезу, так что в подземных частях растения колленхима не встречается. Эта ткань подразделяется на следующие составляющие:
Характерна для молодых стеблей многих деревьев. В отличие от уголковой колленхимы клетки имеют форму параллелепипеда, вытянуты параллельно поверхности стебля, их наружные и внутренние стенки утолщены.
На раннем этапе развития клетки данной ткани разъединяются в углах с последующим образованием межклетников (пространства в тканях растения), имеются в стеблях красавки, мать-и-мачехи, горца земноводного.
Представлены вытянутыми и заостренными клетками, форма которых называется «прозенхимная». Клетки плотно прилежат друг к другу, их оболочка очень прочная, клеточные стенки утолщены равномерно. Волокна встречаются во всех органах растения в виде тяжей, могут быть рассеянны в проводящей ткани, собираться в группы или идти сплошным цилиндрическим кольцом.
Стенки этих клеток сильно одревесневшие, могут быть пропитаны кремнеземом, известью, кутином. В случае, если диаметр клеток одинаковый (плоды груши) их также называют каменистые клетки (брахисклереиды). Палочковидные склереиды встречаются в семенах бобовых. Остеосклереиды имеют расширение на обоих концах клетки, встречаются в листьях чая. В листьях камелии cклереиды приобретают удивительную форму, напоминающую звезду, они называются астросклереидами.
Как вы уже убедились, склереиды представляют собой мертвые клетки самых различных форм, обнаруживаются во многих органах растения.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Разновидности тканей
Растительный организм состоит из нескольких видов тканей. Они различаются по строению и функциям. Основные группы тканевых структур:
Общая характеристика
Чтобы было проще понять, какое место занимают механические ткани в жизни растений и что они делают, стоит вспомнить, как много неблагоприятных факторов воздействует на организмы. Климатические катаклизмы, жара, холод, недостаток и избыток влаги, солнечные лучи, угроза стать пищей животных — всё это растения испытывают на себе ежесекундно.
Благодаря ткани, включённой в структуру организма, дикорастущие и культурные виды растений переносят землетрясения, сильные ветры, снегопады, ливни и прочие явления природы. Каждое растение приспосабливается к окружающей среде по-разному. Все 6 типов ткани неодинаково концентрируются в частях растений даже в рамках одного вида. Во всех случаях функциональная значимость обусловлена необходимостью защиты от внешних угроз. Кроме того, с её участием протекают процессы жизнедеятельности.
По мнению ботаников, механическую ткань можно сравнить с остовом или скелетом. Подобно арматуре она обеспечивает прочность и устойчивость живого организма, его способность выживать в изменчивых условиях. Роль механической ткани в растении состоит в том, что она помогает сохранять целостность.
Пример: при шквалистом ветре деревья гнутся, но не ломаются. В этом случае срабатывают защитные свойства тканей.
Строение клеточных структур помогает при катаклизмах не только большим деревьям, но и кустарникам, полукустарникам, травам. Степень защиты во всех случаях разная, но в целом именно такое строение механической ткани обеспечивает хорошую приспособляемость к негативным факторам.
Классификация по типу строения
Структура слоёв различается, в зависимости от этого их делят на несколько видов. Все они формируются из меристемы, которая бывает первичной и вторичной. Меристематическая ткань — это обобщающее название для частей растения, состоящих из клеток, сохраняющих жизнеспособность и интенсивно делящихся на протяжении всей жизни. Типы структур:
Клетки этих структур устроены особым образом: они имеют довольно толстые стенки, которые придают устойчивость живому организму. Благодаря такой структуре растение имеет возможность противостоять факторам, описанным выше. Внутри клеток есть содержимое, которое бывает мёртвым или живым. Структурные элементы склереиды рассматриваются некоторыми учёными как часть склеренхимы.
Особенности колленхимы
В процессе эволюции колленхима образовалась из основной ткани. В ней может содержаться некоторое количество хлорофилла, тогда с участием этой структуры осуществляется фотосинтез. Колленхима есть только у молодых растений. Она находится сразу за покровной тканью, выстилая отдельные органы, но иногда может располагаться глубже. Эта ткань способна выполнять свою функцию только тогда, когда клетки сохраняют тургор.
Все клетки колленхимы непрерывно растут и делятся, сохраняя жизнеспособность до окончания периода вегетации. У них утолщённые оболочки, благодаря которым тканевая структура выполняет опорную функцию. Вода проникает внутрь через поры в защитном слое. Клетки вбирают ровно столько влаги, сколько требуется для поддержания тургора. Когда достигается определённое давление, всасывание влаги прекращается. В зависимости от того, какое сочленение имеют клетки, в биологии есть 3 вида колленхимы:
В теле растения колленхимой богаты листья и черешки. Также она присутствует в стебле, окружая его наподобие цилиндра. Все клетки ткани живые и неодревесневшие, поэтому они не создают помех для роста побегов, листьев и цветков. Основные функции — опорная и фотосинтезирующая, причём первая осуществляется в меньшей степени, так как в большей мере поддержку обеспечивает склеренхима.
Колленхима очень прочная. Если внести результаты опытов с измерениями в таблицу, станет видно, что по прочности на разрыв ткань не уступает свинцу, алюминию и некоторым другим металлам. В старых органах она может образовывать одревесневшие оболочки.
Описание и функции склеренхимы
Клетки этого типа отличаются тем, что их оболочки обычно одревесневшие. Они сильно утолщены со всех сторон. Живое вещество — протопласт. По мере взросления клетки оно отмирает. Повышенную прочность клетка приобретает благодаря тому, что её вещество пропитывается лигнином. Это сложное полимерное соединение, входящее в состав почти всех видов растений. Склеренхима отличается высокой прочностью на излом. По этому параметру она не уступает стали. Структуру ткани образует несколько типов клеток:
Строение и расположение каждого типа различаются. Волокна — это прозенхимные структуры с небольшим количеством пор и одревесневшими оболочками. На рисунках в книгах по биологии видно, что эти клетки вытянуты в длину и имеют заострённые концы. Части растения, где сконцентрированы волокна:
Все эти участки характеризуются тем, что в них заканчиваются ростовые процессы. Либроформа и остальные типы клеток играют важную роль, поскольку они окружают проводящие ткани. Особенность склеренхимы в том, что все её клетки не содержат живого вещества и окружены прочной одревесневшей оболочкой. Благодаря этой ткани растения приобретают устойчивость, не ломаются под сильными порывами ветра и тяжестью снежного покрова.
Склеренхима образуется из прокамбия, камбия и меристемы. В растительном организме она находится в листьях, плодоножках, цветоложе, корнях, черешках, цветоножках и стволовой части.
Функция ткани состоит в том, чтобы образовывать крепкий и целостный каркас, который служит скелетом. Он помогает растениям переносить динамические нагрузки, возникающие в связи с природными катаклизмами. Благодаря одревесневшим тканям деревья выдерживают массу кроны. В процессе фотосинтеза склеренхима не участвует, поскольку в её структуре нет живых клеток.
Образование, расположение и свойства склереид
Склереиды формируются из обычных клеток. Это происходит так: протопласт постепенно отмирает, а оболочки утолщаются, при этом происходит их одревеснение. Склереиды образуются из паренхимы и первичной меристемы. Места, где они локализуются, позволяют понять, насколько высока прочность таких структур. Части растения, в которых присутствуют склереиды:
Некоторые виды формируют плоды, в структуру которых также включена ткань этого вида. Благодаря такому строению вещество становится непривлекательным для животных. Варианты формы клеток:
Значение клеток обусловлено тем, что они выполняют арматурные функции, но их роль этим не ограничивается. Благодаря склереидам растительные организмы хорошо переносят температурные перепады, противостоят бактериям и грибам, восстанавливаются после повреждения животными. В комплексе с другими видами тканевых структур склереиды формируют механический каркас, отличающийся высокой устойчивостью.
У разных видов ткань этого типа распределяется неодинаково. Так, у водорослей, относящихся к низшим растениям, она расположена по всему организму, но присутствует в минимальном количестве. Виды, растущие в воде, практически не нуждаются в опоре, поэтому склеренхима им почти не нужна.
Растения, которые встречаются в тропиках или просто во влажной среде, также не склонны к одревеснению (склерификации). Зато у тех видов, что произрастают в засушливых регионах, наблюдается максимальное одревеснение и утолщение клеточных оболочек. Экологи называют такие растения склерофитами. За счёт сильного развития механических тканей растительные организмы отлично приспособлены к жизнедеятельности в засушливых условиях.
Важно, что содержание различных видов тканевых структур различается у однодольных и двудольных видов.
Первые склонны формировать большое количество склеренхимы. Это особенность деревьев, кустарников и многолетних трав. Для двудольных однолетних видов больше характерно образование колленхимы.
Ткани растений
Образовательная ткань (меристема) обеспечивает рост растения. Состоит из мелких постоянно делящихся клеток.
Механическая ткань придаёт прочность органам растений.
Проводящая ткань состоит из проводящих элементов, волокон механической ткани и паренхимы.
Как всё это расположено
Еще можно почитать
Задания части 1
Выберите один, наиболее правильный вариант. Элементы проводящей системы листа, состоящие из неживых клеток
1) ситовидные трубки
2) волокна
3) сосуды
4) клетки камбия
2. Установите соответствие между особенностями и видами растительных тканей: 1) образовательная, 2) покровная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) обеспечивает рост растений
Б) клетки тонкостенные без хлоропластов и вакуолей
В) имеются устьица
Г) имеются чечевички
Д) обеспечивает газообмен
Е) клетки интенсивно делятся
ПРОВОДЯЩИЕ ТАБ
Проанализируйте таблицу. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) восходящий ток воды и минеральных солей
2) между корой и древесиной
3) выделение продуктов обмена веществ
4) нисходящий ток органических веществ
5) образовательная ткань
6) ситовидные трубки
7) кора
8) сердцевина
КСИЛЕМА
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных признаков характерны для ксилемы?
1) является основной тканью растения
2) служит для проведения воды от корней к листьям
3) клетки имеют сильно вытянутую форму
4) в клетках есть хлоропласты
5) стенки клеток утолщены
6) клетки живые
ФЛОЭМА
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных признаков характерны для флоэмы?
1) служит для проведения воды от корней к листьям
2) является проводящей тканью растения
3) клетки лишены клеточной стенки
4) в клетках есть хлоропласты
5) клетки лишены ядер
6) клетки имеют клетки-спутницы
2. Установите соответствие между характеристиками и структурами проводящих тканей растений: 1) сосуды, 2) ситовидные трубки. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) наличие клеток-спутниц
Б) образуют древесину
В) расположение клеток в лубе
Г) передвижение воды с минеральными веществами
Д) обеспечение нисходящего тока веществ
Е) мёртвые толстостенные клетки
3. Установите соответствие между характеристиками и структурами проводящих тканей растений: 1) сосуды, 2) ситовидные трубки, 3) волокна. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) многоклеточные полые трубки с одревесневшими стенками и отмершим содержимым
Б) вертикальные ряды живых клеток
В) длинные клетки с толстыми одревесневающими стенками и отмершим содержимым
Г) обеспечивают нисходящий ток воды с органическими веществами
Д) придают механическую прочность органам растений
Е) обеспечивают восходящий ток воды и минеральных веществ
2. Установите соответствие между примерами и типами растительных тканей: 1) проводящие, 2) покровные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) эпидермис
Б) механическое волокно
В) пробка
Г) трахеиды
Д) ситовидная трубка
Е) корка
ПОКРОВНЫЕ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие структуры растения участвуют в процессе фотосинтеза?
1) камбий
2) луб
3) устьица
4) хлоренхима
5) ксилема
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ТКАНЕЙ
Установите последовательность расположения слоев на спиле дерева, начиная с пробкового слоя
А) камбий
Б) луб
В) пробка
Г) древесина
Д) сердцевина
ТКАНИ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ
1. Установите соответствие между тканью и организмом, для которого она свойственна: 1) растение, 2) животное.
А) эпителиальная
Б) запасающая
В) соединительная
Г) механическая
Д) образовательная
Е) покровная
2. Установите соответствие между тканью и царством организмов, для которого эта ткань характерна: 1) растения, 2) животные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) проводящая
Б) мышечная
В) запасающая
Г) основная
Д) соединительная
3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие ткани из перечисленных присутствуют только у растений?
1) покровная
2) проводящая
3) основная
4) соединительная
5) эпителиальная
Особенности строения и функции механической ткани растений
Клетки животных и растений состоят из разных волокон. Они различаются по строению и выполняемым функциям. Из 6 групп наиболее важной считается механическая ткань растений. Она помогает им выстоять в ветреную погоду. Названия других волокон: образовательные, проводящие, выделительные.
Описание волокон
Растения являются многоклеточными организмами, представленными в виде мхов, папоротников, цветков, водорослей. Их клетки имеют плотные оболочки и хлоропласты (пластиды зеленого цвета), обеспечивающие фотосинтез (процесс получения энергии из неорганических веществ). На рисунках со строением растительных клеток выделяются следующие группы волокон:
Функциональные особенности
Механическая ткань похожа на скелет, который придает опору и прочность растению. Подобные функциональные возможности позволяют живому организму переносить погодные ненастья, сохраняя свою целостность, поэтому основная функция, какую выполняет механическая ткань — защитная.
Состоит она из следующих разновидностей волокон:
Структура склеренхимы
У клеток присутствует одревесневшая и утолщенная оболочка. Внутри находится живое содержимое, которому свойственно со временем отмирать. Клеточные структуры могут пропитываться лигнином, который повышает прочность склеренхим. Значение показателя совпадает с параметром строительной стали.
Клетки, входящие в состав склеренхимы:
По структуре клетки похожи на удлиненные и заостренные оболочки с незначительным количеством пор. Склеренхимы локализуются в стебле, черешках, в центре корня. Особенность их строения заключается в том, что они мертвые (склереиды), но имеют прочную древесную оболочку. В комплексе склеренхимы делают растение устойчивым по отношению к сильным ветрам, непогоде.
Функции склереиды
Механическая ткань склереида имеет тонкие стенки и образуется за счет постепенно отмирания протопласта (содержимое растительной клетки) с последующим одревеснением оболочки и многократного ее утолщения. Существует 2 способа развития клеток:
Из склереид формируется скорлупа орехов и косточки разных плодов. Они могут быть короткими, каменистыми, разветвленными, удлиненными. Подобные структуры могут присутствовать в мякоти плодов с целью их защиты от поедания животными и птицами. Склереиды любого типа помогают механической ткани выполнять опорную функцию.
Они защищают семена от температурных перепадов, предупреждая поражение плода грибком и бактериями. Кроме защитной функции, механические ткани формируют устойчивый и полноценный каркас.
По количеству склеренхим меньше всего в водорослях, так как вода выполняет для них функцию опоры. Незначительной степени одревесневания подвергаются тропические растения и представители влажного места обитания. Растения, которые обитают в засушливых зонах, состоят из большого количества механической ткани. Колленхима больше присутствует у однолетних двудольных представителей. Однодольные многолетние травы, кустарники и деревья больше состоят из склеренхимы.