Механическая ткань растений: специфические особенности строения и функции

Так же, как и у животных, в телах растений имеются различные ткани. Из них построены органы, которые, в свою очередь, формируют системы. Структурная единица в целом все та же - клетка.

Однако ткани растений и животных различаются между собой и по строению, и по выполняемым функциям. Поэтому попробуем разобраться, что собой представляют эти структуры у представителей флоры. Более подробно рассмотрим, что такое механическая ткань растений.

Ткани растений

Всего можно выделить 6 групп тканей в растительном организме.

1. Образовательная включает в себя раневые, верхушечные, боковые и вставочные типы. Предназначена для восстановления структуры растений, различного вида роста, принимает участие в формировании других тканей, образует новые клетки. В зависимости от выполняемой функции становится понятно, где будут локализованы участки с образовательной тканью: черешки листьев, междоузлия, кончик корня, верхняя часть стебля.
2. Основная состоит из разных видов паренхимы (столбчатая, воздухоносная, губчатая, запасающая, водоносная), а также фотосинтезирующей части. Функция соответствует названию: запасание воды, накопление запасных питательных веществ, фотосинтез, газообмен. Локализация в листьях, стеблях, плодах.
3. Проводящие ткани - ксилема и флоэма. Основное назначение - транспортировка минеральных веществ и воды к листьям и стеблю и обратная доставка питательных соединений к местам накопления. Располагаются в сосудах древесины, специализированных клетках луба.
4. Покровные ткани включают в свой состав три основных разновидности: это пробка, корка, эпидерма. Роль их в первую очередь - защитная, а также транспирация и газообмен. Расположение в теле растения: поверхность листьев, коры, корня.
5. Выделительные ткани осуществляют выработку сока, нектаров, продуктов метаболизма, влаги. Располагаются в специализированных структурах (нектарниках, млечниках, волосках).
6. Механическая ткань растений, ее строение и функции будут рассмотрены ниже подробнее.

Механические ткани: общая характеристика

Сложные и неоднородные погодные условия, климатический катарсис, не всегда мягкие перепады природы - от всего этого человека защищает жилище. И часто таким убежищем для животных становятся именно растения. А кто же спасет их самих? Благодаря чему они способны выдерживать и шквальный ветер, и землетрясения, извержения вулканов и град, снегопады и тропические ливни? Оказывается, выстоять им помогает включенная в состав структура - механическая ткань.

Такая структура не всегда равномерно распределена у одного и того же растения. Также неодинаково ее содержание и у разных представителей. Но в той или иной степени она есть у всех. Механическая ткань растений имеет свое особое строение, классификацию и выполняемые функции.

Функциональная значимость

Одно название данной структуры говорит о роли и значении, которое она имеет для растений,- механическая прочность, защита, опора. Часто механическая ткань приравнивается к арматуре. То есть это своеобразный скелет, остов, придающий опору и прочность всему растительному организму.

Данные функции механической ткани чрезвычайно важны. Благодаря их наличию растение способно переносить сильнейшие погодные ненастья, при этом сохраняя целостность всех частей. Часто можно видеть, как деревья раскачиваются от сильных порывов ветра. Однако не ломаются, проявляя чудеса пластичности и прочности. Это происходит благодаря тому, что работают механические свойства тканей. Также можно видеть и устойчивость кустарников, высоких трав, полукустарников, небольших деревьев. Все они удерживаются в нормальном состоянии, словно стойкие оловянные солдатики.

Конечно, это объясняют особенности строения клеточных структур и разновидности механических тканей. Можно разделить их на группы.

Классификация

Различают три главных типа таких структур, каждая из которых имеет свои особенности строения механической ткани.

1. Колленхима.
2. Склеренхима.
3. Склереиды (часто рассматривается как часть склеренхимы).

Каждая из перечисленных тканей может формироваться как из первичной, так и из вторичной меристемы. Все клетки механической ткани имеют толстые прочные клеточные стенки, что во многом и объясняет способность выполнять перечисленные функции. Содержимое каждой клетки может быть как живым, так и мертвым.

Колленхима и ее строение

Эволюция данного типа структуры идет от основных тканей растений. Поэтому чаще всего колленхима содержит пигмент хлорофилл и способна к осуществлению фотосинтеза. Формируется данная ткань только в молодых растениях, выстилая их органы сразу под покровной, иногда чуть глубже.

Обязательное условие для колленхимы - тургор клеток, только в этом случае она способна выполнять возложенные на нее функции арматуры, опоры. Такое состояние возможно, так как все клетки данной ткани - живые, растущие и делящиеся. Оболочки очень утолщенные, однако сохраняются поры, через которые и происходит забор влаги и установка определенного тургорного давления.

Также строение механических тканей данного типа подразумевает несколько типов сочленения клеток. По этому признаку принято выделять три вида колленхимы.

1. Пластинчатая. Клеточные стенки утолщены достаточно равномерно, располагаются плотно друг к другу, параллельно стеблю. Вытянутые по форме (пример растения, содержащего этот тип ткани,- подсолнечник).
2. Уголковая колленхима - оболочки утолщены неравномерно, в углах и середине. Смыкаются между собой именно этими частями, образуя небольшие пространства (гречиха, тыква, щавель).
3. Рыхлая - название говорит за себя. Клеточные стенки утолщенные, но соединение их - с большими межклеточными пространствами. Часто выполняет фотосинтезирующую функцию (красавка, мать-и-мачеха).

Еще раз следует указать на то, что колленхима - это ткань только молодых, одногодовалых растений и их побегов. Основные места локализации в теле растения - черешки и главные жилки, в стебле по бокам в форме цилиндра. Данная механическая ткань содержит только живые, неодревесневшие клетки, не препятствующие росту растений и их органов.

Выполняемые функции

Помимо фотосинтезирующей, можно назвать также функцию опоры как основной. Однако она играет не такую большую роль в этом, как склеренхима. Тем не менее прочность колленхимы на разрыв сравнима с прочностью металлов (алюминия, например, и свинца).

Кроме того, функции механической ткани данного типа объясняются также способностью формировать вторичные одревесневающие оболочки в старых органах растений.

Склеренхима, типы клеток

В отличие от колленхимы, клетки данной ткани имеют чаще всего одревесневшие оболочки, сильно утолщенные. Живое содержимое (протопласт) со временем отмирает. Часто клеточные структуры склеренхимы пропитываются особым веществом - лигнином, повышающим их прочность во много раз. Прочность на излом у склеренхимы сравнима с параметрами строительной стали.

Основные типы клеток, входящих в состав такой ткани, следующие:

• волокна;
• склереиды;
• структуры, входящие в состав проводящих тканей, ксилемы и флоэмы - лубяные волокна и древесинные (либриформа).

Волокна представляют собой удлиненные и заостренные кверху прозенхимные структуры с сильно утолщенными и одревесневшими оболочками, пор очень мало. Локализуются в местах окончания ростовых процессов растения: междоузлиях, стебле, центральной части корня, черешках.

Лубяные и древесинные волокна имеют большое значение как сопровождающие проводящих тканей, окружающие их.

Особенности строения механической ткани склеренхимы состоят в том, что все клетки мертвые, с прочно сформировавшейся древесной оболочкой. Все вместе они дают колоссальную устойчивость растениям. Формируется склеренхима из первичной меристемы, камбия и прокамбия. Локализуется в стволах (стеблях), черешках, корнях, цветоножках, цветоложе, плодоножках и листьях.

Роль в растительном организме

Выполняемая функция механической ткани склеренхимы очевидна - обеспечение целостного крепкого каркаса, обладающего достаточной прочностью, эластичностью и силой, чтобы выдерживать динамические и статические воздействия со стороны массы кроны (у деревьев) и природных катаклизмов (у всех растений).

Функция фотосинтеза для склеренхимных клеток нехарактерна вследствие отмирания их живого содержимого.

Склереиды

Данные структурные элементы механической ткани образуются из обычных тонкостенных клеток путем поэтапного отмирания протопласта, склерификации (одревеснения) оболочек и их многократного утолщения. Развиваются такие клетки двумя способами:

• из основной меристемы;
• из паренхимы.

Убедиться в прочности и жесткости склереид можно, обозначив места их локализации в растениях. Из них состоит скорлупа орехов, косточки плодов.

По форме эти структуры могут быть весьма различны. Так, выделяют:

• короткие округлые каменистые клетки (брахисклереиды);
• разветвленные;
• сильно удлиненные - волокнистые;
• остеосклереиды - по форме напоминают человеческие берцовые кости.

  

Часто такие структуры встречаются даже в мякоти плодов, что защищает их от поедания различными птицами и животными. Склереиды всех типов составляют особенности механических тканей, помогают им выполнять опорные функции.

Значение для растений

Роль таких клеток заключается не только в арматурных функциях. Также склереиды помогают растениям:

• защищать семена от перепадов температур;
• не допускать поражения плодов бактериями и грибами, а также укусами животных;
• формировать в комплексе с другими механическими тканями полноценный устойчивый механический каркас.

Присутствие механических тканей у разных растений

Распределение таких типов тканей неодинаково у различных представителей флоры. Так, например, меньше всего склеренхимы содержат низшие водные растения - водоросли. Ведь для них функцию опоры играет вода, ее давление.

Также не слишком одревесневают и запасаются лигнином тропические растения, все представители влажных мест обитания. А вот обитатели засушливых условий механическими тканями обзаводятся по максимуму. Это отражается и в их экологическом названии - склерофиты.

Колленхима больше характерна для однолетних двудольных представителей. Склеренхима же, напротив, большей частью формируется в однодольных многолетних травах, кустарниках и деревьях.