ТКАНИ И ОРГАНЫ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ

Органыэто части тела, состоящие из различных тканей, имеющие определенную форму и выполняющие определенные функции. Вегетативные органы обеспечивают обмен веществ и рост растения. К ним относят корень, стебель, лист. Генеративные органы осуществляют половое размножение растений; это цветок, плод, семя.

Тканью называется группа клеток, структурно и функционально взаимосвязанных друг с другом, сходных по происхождению, строению и выполняющих определенные функции в организме. Ткани возникли у высших растений в связи с выходом на сушу и наибольшей специализации достигли у покрытосеменных. Важнейшими тканями растений являются образовательные, покровные, проводящие, механические и основные.

Образовательные ткани (меристемы). Клетки образовательных тканей тонкостенные, многогранные, плотно сомкнутые, с густой цитоплазмой, с крупным ядром и очень мелкими вакуолями. Они способны к митотическому делению и обеспечивают рост растения и образование всех его тканей. Меристемы возникают в зиготе на ранних этапах развития зародыша. В процессе роста растения меристемы сохраняются в точках роста — апикальные меристемы (верхушка стебля и кончик корня), а также вдоль стебля — боковые меристемы. Верхушечные меристемы обеспечивают рост растения в длину, а боковые — в ширину. Существуют еще вставочные меристемы, которые сохраняются в зонах роста (основание черешков листьев и междоузлия стебля). Меристемы, имеющие свое происхождение от меристем зародыша, называют первичными, к ним относятся верхушечные. К вторичным меристемам принадлежат ткани, которые образуются из первичных меристем и клеток других тканей. Это боковые меристемы — камбий, раневые меристемы (камбий обеспечивает рост стебля в ширину, раневые — регенерацию тканей при повреждениях).

Покровные ткани располагаются на поверхности всех органов растения. Они выполняют защитную функцию — предохраняют растения от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, резких колебаний температуры, излишнего испарения и т.п. Кроме того, покровные ткани осуществляют обмен веществ между организмом и внешней средой. Различают три группы покровных тканей — кожицу (эпидерму), пробку и корку.

Эпидерма состоит из одного слоя плотно прилегающих друг к другу клеток. Ее поверхность покрыта воскоподобным веществом — кути- ном, образующим кутикулу. Кутикула снижает испарение воды, воск делает поверхность органов несмачиваемой. Эпидерма покрывает листья и молодые побеги растения. Клетки кожицы содержат хло- ропласты. В эпидерме листьев и зеленых стеблей имеются устьица (отверстия, окаймленные двумя замыкающими клетками), которые регулируют транспирацию (испарение воды) и газообмен растения. У большинства растений при неодинаковом водоснабжении в ночные часы, а иногда и днем тургор (напряженное состояние оболочек живых клеток) в замыкающих клетках понижается, и устьичная щель замыкается, снижая тем самым уровень транспирации. С повышением тургора устьица открываются. Считают, что главная роль в изменении тургора принадлежит ионам калия. Существенное значение в регуляции тургора имеет присутствие в замыкающих клетках хлоропластов. Крахмал хлоропластов, превращаясь в глюкозу, повышает концентрацию клеточного сока. Это способствует притоку воды из соседних клеток и повышению тургорного давления в замыкающих клетках.

У многих высших растений некоторые клетки кожицы образуют выросты, так называемые волоски, имеющие разнообразную форму и выполняющие различные функции. Нитевидные волоски, в большом количестве покрывающие зеленые части растений, ослабляют иссушающее действие ветра и солнца. Жгучие волоски имеют форму шипа, который при прикосновении вонзается в кожу и клеточный сок с раздражающими веществами вспрыскивается в ранку. Существуют также железистые волоски и нектарники, выполняющие секреторную функцию.

Пробка образуется на смену эпидерме и покрывает стебли и корни многолетних растений. Вторичная меристема образуется под кожицей и располагается в виде кольца; при делении ее клеток образуется пробка. Пробка состоит из нескольких рядов мертвых, плотно сомкнутых клеток, утолщенные стенки которых пропитаны суберином — веществом, плохо пропускающим воздух и воду. Благодаря этому пробка предохраняет стволы и ветви от излишней потери воды, резких колебаний температуры и др. Для газообмена и транспирации в пробке имеются чечевички — отверстия, которые прикрыты рыхлой тканью, состоящей из живых, слабо опробковевших клеток.

Корка образуется у деревьев и кустарников на смену пробке. В более глубоко лежащих тканях коры закладываются новые участки делящихся, формирующие новые слои пробки. Вследствие этого наружные ткани изолируются от центральной части стебля, деформируются и отмирают. На поверхности стебля постепенно образуется комплекс мертвых тканей, состоящий из нескольких слоев пробки и отмерших участков коры. Толстая корка служит более надежной защитой для растения, чем пробка. Трещины в корке, на дне которых имеются чечевички, обеспечивают газообмен.

Механические ткани, подобно арматуре железобетонных конструкций, создают каркас всем тканям и органам растения. Клетки могут располагаться тяжами вдоль осевых органов, сопровождать проводящие пучки и образовывать трехмерные структуры, создающие опору для других тканей. Прочность и упругость клеток механических тканей обусловлены утолщенными целлюлозными или одревесневшими оболочками. Наиболее важные механические ткани — лубяные и древесные волокна — хорошо развиты в стебле. В корне механическая ткань сосредоточена в центре органа. Волокна механической ткани сопровождают проводящие пучки.

Проводящие ткани обеспечивают передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ по растению. Различают два вида — ксилему (древесину) и флоэму (луб).

Ксилема — это водопроводящая ткань высших сосудистых растений, обеспечивающая передвижение воды с растворенными в ней минеральными веществами от корней к листьям и другим частям растения (восходящий ток). Она также выполняет опорную функцию. В состав ксилемы входят трахеиды и трахеи (сосуды) (рис. 21.1), древесинная паренхима и механическая ткань. Трахеиды представляют собой узкие, сильно вытянутые в длину мертвые клетки с заостренными концами и одревесневшими оболочками. Проникновение растворов из одной трахеиды в другую происходит путем фильтрации через поры — углубления, затянутые мембраной. Жидкость по трахеидам протекает медленно, так как по- ровая мембрана препятствует движению воды. Трахеиды встречаются у всех высших растений, а у большинства хвощей, плаунов, папоротников и голосеменных служат единственным проводящим элементом ксилемы. У покрытосеменных растений наряду с трахеидами имеются сосуды. Трахеи (сосуды) — это полые трубки, состоящие из отдельных члеников, расположенных друг над другом. В члениках на поперечных стенках образуются сквозные отверстия — перфорации или эти стенки полностью разрушаются, благодаря чему скорость тока растворов по сосудам многократно увеличивается. Оболочки сосудов пропитываются лигнином и придают стеблю дополнительную прочность.

Проводящие ткани

Рис. 21.1. Проводящие ткани: а — сосуды ксилемы с кольчатым, спиральным и сетчатым утолщением стенки; б — клетки флоэмы:

1 — клетки камбия, 2 — ситовидные трубки, 3 — клетки-спутницы

Флоэма проводит органические вещества, синтезированные в листьях, ко всем органам растения (нисходящий ток). Она состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами (см. рис. 21.1), паренхимы и механической ткани. Ситовидные трубки образованы живыми клетками, расположенными одна над другой. Их поперечные стенки пронизаны мелкими отверстиями, образующими как бы сито. Клетки ситовидных трубок лишены ядер, но содержат в центральной части цитоплазму, тяжи которой через сквозные отверстия в поперечных перегородках проходят в соседние клетки. Ситовидные трубки, как и сосуды, тянутся по всей длине растения. Клетки-спутницы соединены с члениками ситовидных трубок многочисленными цитоплазматическими мостиками. Эти клетки, по-видимому, выполняют часть функций, утраченных ситовидными трубками (синтез ферментов, образование АТФ). Ксилема и флоэма находятся в тесном взаимодействии друг с другом и образуют в органах растения особые комплексные группы — проводящие пучки. Они располагаются во всех органах и объединяют растение в единое целое.

Основные ткани (паренхимы) составляют большую часть всех органов растений. Они заполняют промежутки между проводящими и механическими тканями и присутствуют во всех вегетативных и генеративных органах. Эти ткани образуются за счет дифференцировки апикальных меристем и состоят из живых паренхиматозных клеток, разнообразных по строению и функциям. Различают ассимиляционную, запасающую, воздухоносную и водоносную паренхимы. Клетки ассимиляционной паренхимы содержат хлоропласты и специализируются на фотосинтезе. Они расположены под эпидермой листьев, молодых зеленых стеблей и плодов. В клетках запасающей паренхимы накапливаются избыточные в данный период развития растения продукты обмена веществ: углеводы, белки, жиры и др. Она хорошо развита в стеблях, корнях, корневищах, клубнях, луковицах. Воздухоносная паренхима представлена в разных органах болотных и водных растений и состоит из клеток с тонкими стенками. Пространства между клетками (межклетники) заполнены воздухом и сообщаются с внешней средой через устьица или чечевички. Растения засушливых мест обитания (кактусы, агавы, алоэ) в стеблях и листьях содержат водоносную паренхиму, которая служит для запасания воды. В вакуолях клеток этой ткани содержатся слизистые вещества, обеспечивающие удержание влаги.

Выделительные ткани представлены различными образованиями (чаще многоклеточными, реже одноклеточными), выделяющими из растения или изолирующими в его тканях продукты обмена веществ либо воду. Листья многих растений способны выделять воду в условиях избыточной влажности. По проводящим пучкам вода подается к эпидерме, в которой по краям листа находятся водяные устьица. Млечники образуют млечный сок (латекс), у насекомоядных растений на листьях находятся железки, выделяющие пищеварительные соки. В цветках обычно содержатся нектарники, образующие сахаристую жидкость — нектар. Он служит средством привлечения животных, опыляющих растения. Смоляные ходы хвойных, эфиромасличные ходы цитрусовых выделяют вещества, имеющие защитное значение.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >