Тканини рослин

Назад до змісту довідника

Клітина рослин характеризується наявністю оболонки, яка складається з целюлози та пектинових речовин. Під оболонкою розташовується цитоплазматична мембрана. Всередині клітини знаходиться цитоплазма з комплексом органел, властивих усім еукаріотам, та ядро. Необхідно зазначити, що в клітині рослин містяться органели, не характерні для інших еукаріотів: вакуоля та пластиди. Детальніше будову клітини розглянуто в інших статтях довідника.

Тканина — це група клітин і міжклітинної речовини, подібних за будовою, походженням, яка пристосована до виконання однієї або кількох функцій. Тканини бувають прості (складаються з однорідних клітин) і складні (складаються з різних за формою клітин). Клітини, що належать до однієї тканини, можуть бути розсіяні поодинці серед клітин інших тканин і роз’єднані між собою. Такі клітини називають ідіобластами.

У рослин виділяють твірні, покривні, провідні, механічні, основні та видільні тканини.

ТВІРНІ ТКАНИНИ (МЕРИСТЕМИ)

Вони утворюють нові клітини й забезпечують ріст рослини. Здатність до поділу зберігається лише у клітин меристем. Клітини, що виникають з меристем, диференціюються і дають початок усім тканинам рослин. Меристеми можуть зберігатися протягом усього життя рослин (у деяких дерев — тисячі років і більше).

Усі твірні тканини складаються з недиференційованих клітин. Їхні клітини характеризуються невеликими розмірами, тонкою оболонкою, відносно великим ядром, що займає центральне положення, відсутністю великої центральної вакуолі та хлоропластів. У цитоплазмі багато рибосом і мітохондрій, що пов’язано з інтенсивним перебігом процесів синтезу білків та інших речовин.

Виділяють кілька типів меристем:

Верхівкові (апікальні) меристеми — розташовані на верхівці вегетативних органів (пагін, корінь). Вони нарощують відповідні органи в довжину.
Бічні меристеми — розташовані в осьових органах і утворюють циліндричні шари, що на поперечному розрізі мають вигляд кілець. Одні з бічних меристем виникають безпосередньо на верхівці органа в тісному зв’язку з верхівковими меристемами — їх називають первинними (прокамбій і перицикл). Інші бічні меристеми виникають пізніше і їх називають вторинними (камбій і фелоген). Вторинні бічні меристеми у більшості однодольних рослин відсутні. Камбій визначає ріст органа в товщину. Клітини камбію двох типів: довгі веретеноподібні та короткі.
Вставні меристеми — розташовані в основах міжвузлів (наприклад, у злаків). Вони забезпечують швидкий вставний ріст пагона, мають тимчасовий характер і зрештою перетворюються на постійні тканини. Також вставні меристеми трапляються в основі черешків листків.
Травматичні (раньові) меристеми — виникають при загоюванні пошкоджених тканин і органів. Вони виникають біля пошкодженої ділянки шляхом дедиференціації живих клітин з подальшим утворенням корка або інших тканин.

ПОКРИВНІ ТКАНИНИ

Вони розташовуються на поверхні органів рослин.

Функції: бар’єрна, захист від висихання, пошкодження та поїдання тваринами; газообмін, випаровування води, поглинання речовин.

Виділяють первинні (утворюються з первинних меристем) та вторинні (виникають із фелогену) покривні тканини.

Епідерма, або шкірка міститься на поверхні листків, молодих стебел, квіток. Клітини епідерми живі, прозорі й дуже міцно з’єднані одна з одною, міжклітинна речовина практично відсутня. Зовні знаходиться кутикула (це речовина, що складається з рослинних восків). Епідерма захищає рослину від втрати води та механічних пошкоджень, виконує бар’єрну функцію, бере участь у виділенні різних речовин, може функціонувати як всисна тканина.

Епідерма також має складові

Основні клітини — це основна маса епідерми. Часто ці клітини мають звивисті стінки для збільшення міцності. Хлоропласти цих клітин дрібні й нечисленні.
Продихи складаються із замикаючих клітин з нерівномірно потовщеними оболонками, між якими знаходиться продихова щілина. Ця щілина може змінювати свій просвіт, регулюючи транспірацію та газообмін. Іноді клітини, що прилягають до замикаючих, відрізняються від основних клітин епідерми, — тоді їх називають навколопродиховими клітинами. Навколопродихові клітини разом із замикаючими клітинами утворюють продиховий комплекс. Удень, під час фотосинтезу, замикаючі клітини поглинають іони калію, у них підвищується осмотичний тиск і збільшується об’єм (за рахунок всисання води), оболонка нерівномірно розтягується і продихова щілина відкривається. Ближче до вечора інтенсивність фотосинтезу падає, відбувається відтік іонів та води із замикаючих клітин, їхній об’єм зменшується і продихова щілина закривається.
Трихоми (волоски) — це зовнішні вирости епідерми.

Ризодерма (епіблема) — первинна покривна тканина молодого кореня. Клітини розташовані в один ряд, вони живі, з тонкою оболонкою, містять багато рибосом і мітохондрій. У зоні всисання клітини ризодерми утворюють вирости — кореневі волоски.

Перидерма — це вторинна покривна тканина. Вона утворюється на стеблі та корені й складається з кількох шарів клітин. У помірному кліматі в рослин з’являється в середині літа.

У перидермі виділяють три частини: корок (розташований на поверхні органів і складає основну масу перидерми; клітини корка мертві й щільно прилягають одна до одної), фелоген (вторинна меристема, що складається з одного шару клітин; завдяки його роботі перидерма росте в товщину) і фелодерму (виконує функцію живлення фелогену). Основні функції: захист від втрати вологи, бар’єр, механічний захист, захист від переохолодження та перегрівання. У корку є ділянки з пухко розташованими клітинами — сочевичками (слугують для газообміну). На зиму сочевички закриваються.

Кірка (ритидом) — утворюється в більшості дерев на зміну перидермі (у яблуні через 6—8 років, у граба — через 50 років). У деяких дерев не утворюється (евкаліпт). Кірка складається з шарів корка та інших відмерлих тканин кори, що чергуються. Клітини кірки мертві й не можуть розтягуватися, тому на ній періодично утворюються тріщини, які не доходять до живих тканин.

МЕХАНІЧНІ ТКАНИНИ

Функції: захисна, підтримання певного положення органів у просторі. У водних рослин механічні тканини розвинені слабо або не розвинені взагалі.

Коленхіма — це первинна механічна тканина молодих пагонів, яка складається з живих клітин із нерівномірно потовщеними клітинними стінками. Її клітини не дерев’яніють і завдяки цьому розтяжні, що дозволяє рости органу в цілому. Найчастіше міститься безпосередньо під епідермою. Виділяють кутову та пластинчасту коленхіму. Клітини кутової коленхіми характеризуються оболонкою, потовщеною по кутах; при цьому оболонки сусідніх клітин зливаються між собою, утворюючи багатокутники. У клітинах пластинчастої коленхіми потовщені частини оболонки розташовані паралельно поверхні стебла.

Склеренхіма складається з мертвих клітин, з дуже товстими, рівномірно потовщеними та здерев’янілими оболонками. Склеренхіма знаходиться відразу під покривними тканинами або розташовується біля провідних тканин. За міцністю клітини склеренхіми близькі до сталі, а за здатністю протистояти динамічним навантаженням перевершують її. Виділяють первинну (виникає з первинних меристем) і вторинну (утворюється з клітин камбію) склеренхіму. Розрізняють два основні типи склеренхіми: волокна та склереїди.

Волокна являють собою сильно видовжені клітини, з дуже товстою оболонкою і вузькою порожниною. Волокна, що входять до складу флоеми, називаються луб’яними, а ті, що входять до складу ксилеми, — деревинними.

Склереїди можуть бути округлими, розгалуженими або іншої форми. Можуть утворювати суцільні групи (шкаралупа горіха, кісточка сливи) або розташовуватися серед інших тканин поодинці, у вигляді ідіобластів (плоди груші).

ПРОВІДНІ ТКАНИНИ

Основна функція — транспорт речовин по рослині. Провідні тканини поділяються на первинні (розвиваються з первинних твірних тканин) і вторинні (утворюються з похідних камбію). Включають дві групи — ксилему (деревина) та флоему (луб). По ксилемі знизу вгору (від коренів до листків — висхідний тік) піднімається вода з розчиненими в ній мінеральними речовинами; також по ксилемі рухаються органічні речовини, що синтезуються в коренях. По флоемі зверху вниз рухаються органічні речовини (низхідний тік); але вони можуть рухатися і вгору (наприклад, до квіток, плодів або на верхівку пагона). Обидві тканини утворюють всередині рослини безперервну розгалужену систему, з’єднуючи всі органи рослини. Обидві тканини є складними, основними їхніми елементами є провідні, які видовжені у напрямку току речовин.

Ксилема складається з:

Провідні елементи: судини і трахеїди.

Трахеїди (у риніофітів, папоротеподібних, голонасінних і покритонасінних) — сильно видовжені у довжину клітини з непорушеними первинними стінками. Рух речовин з однієї трахеїди в іншу відбувається шляхом фільтрації через пори.
Судини (у покритонасінних) — мертві клітини з товстою оболонкою, між сусідніми клітинами виникають наскрізні отвори, тому судина нагадує собою трубку.
Обидва типи провідних елементів можуть проводити речовини і в поперечному напрямку. Трахеїди — еволюційно давніші елементи, судини з’явилися пізніше шляхом перетворення трахеїд.

Механічні волокна — клітини з товстими оболонками, що збільшують міцність тканини.

Запасаючі елементи — живі паренхімні клітини, розташовані між провідними елементами.

Будова ксилеми

Рис. 1 Будова ксилеми

Променеві елементи — утворені живими паренхімними клітинами, виконують функцію транспорту речовин у радіальному напрямку.

Флоема (рис. 2) складається з перелічених далі клітин

Провідні елементи — це ситоподібні трубки (у квіткових) та ситоподібні клітини (у папоротеподібних і голонасінних). Це живі клітини, що також утворюють вертикальний ряд, на поперечних перегородках знаходиться безліч отворів (перфорацій; тому ця сторона нагадує сито — звідси й назва). Біля окремих клітин ситоподібних трубок знаходяться клітини-супутниці, які забезпечують живлення провідних елементів. Клітини провідних елементів у зрілому стані не містять центральної вакуолі та ядер, але залишаються живими.

Будова флоеми

Рис. 2 Будова флоеми

Механічні елементи — це луб’яні волокна. Найчастіше залягають у вигляді прошарків, між якими та під захистом яких знаходяться живі тонкостінні елементи лубу.

Луб’яна паренхіма — утворює вертикальні та горизонтальні (луб’яні промені) тяжі. Вертикальні тяжі виконують функцію запасання речовин, горизонтальні — транспорту речовин у цьому напрямку.

Часто ксилема і флоема розташовуються разом, утворюючи провідні пучки. Пучки бувають відкриті (у них є камбій, характерні для дводольних) і закриті (немає камбію, характерні для однодольних).

ВИДІЛЬНІ ТКАНИНИ

Функції: видалення продуктів обміну речовин та зайвої води; накопичення та ізоляція від інших органів продуктів обміну речовин.

Види видільної тканини:

Молочники — це живі клітини, що містять у вакуолях молочний сік, зазвичай білого кольору (у чистотілу — яскраво-помаранчевий). Молочний сік, що витікає при пошкодженні молочника тропічної рослини гевея, називають латексом. З латексу шляхом обробки отримують натуральний каучук. Молочники бувають членисті та нечленисті. Членисті молочники утворюються при злитті вмісту окремих клітин, що контактують одна з одною (айстрові, макові, дзвоникові). Нечленисті молочники являють собою гігантську клітину, яка безперервно росте і галузиться (молочайні).
Видільні тканини зовнішньої секреції: Залозисті волоски — це похідні епідерми та/або тканин, що лежать глибше. Вони містять різні речовини, у тому числі жалкі (кропива). Нектарники виділяють цукристу рідину для приваблення комах-запилювачів. Найчастіше знаходяться у квітках. Гідатоди виділяють назовні воду і розчинені в ній солі. Також вони працюють при тимчасовому надлишковому надходженні води (наприклад, вранці після прохолодних і вологих літніх ночей на поверхні листків приворотня або суниць можна спостерігати крапельки води).
Видільні тканини внутрішньої секреції: Клітини-ідіобласти розсіяні всередині органа. Вони накопичують різні речовини (оксалат кальцію, слизи тощо), у тому числі отруйні.

Вмістища виділень бувають схизогенні (виникають з міжклітинників; це смоляні ходи у хвойних) і лізигенні (виникають на місці групи клітин, які розпадаються після накопичення речовин; зустрічаються у цитрусових).

ОСНОВНІ ТКАНИНИ

Асиміляційна — відповідає за фотосинтез. Має відносно просту будову і складається з досить однорідних тонкостінних паренхімних клітин, у яких міститься велика кількість хлоропластів. Ця тканина розташовується в листках і молодих стеблах безпосередньо під епідермою, рідше вона знаходиться в глибині стебла, під механічною тканиною.

Запасальна — знаходиться найчастіше в коренях і пагонах або в спеціалізованих органах (бульби, цибулини або кореневища). В основному запасальні тканини у вегетативних органах формуються у багаторічних рослин, у однорічників запасальні тканини знаходяться в насінні та плодах. Ці тканини представлені живими паренхімними клітинами.

Повітроносна (аеренхіма) — це тканина із сильно розвиненими міжклітинниками, основна функція якої — вентиляція. Клітини в ній можуть мати різну форму (округлу, зірчасту тощо). Іноді до її складу входять механічні та видільні клітини. Найбільш сильно вона розвинена у рослин, занурених у воду або тих, що мешкають на болоті.

Водоносна — це тканина, що найчастіше розвивається у рослин, які мешкають в умовах недостатнього зволоження (кактуси, агави, алое). Її основна функція — запасання води.