Особенности строения, характеристика и функции механической ткани растений

Разновидности тканей

Растительный организм состоит из нескольких видов тканей. Они различаются по строению и функциям. Основные группы тканевых структур:

1. Образовательная. Она подразделяется на следующие типы: вставочные, верхушечные, боковые и раневые. Функция механических тканей этой группы заключается в образовании новых и росте существующих клеток, восстановлении повреждённой структуры. Образовательное тканевое вещество сконцентрировано в верхушечной части стебля, на кончиках корня, в черешках листьев и междоузлиях.
2. Основная. Она включает в себя фотосинтезирующую часть, а также паренхиму, которая делится на водоносные, губчатые, столбчатые, запасающие и воздухоносные виды. Основная структура выполняет несколько функций: участвует в газообмене и фотосинтезе, отвечает за накопление питательных веществ и запасание воды. Части растения, где локализуется паренхима и фотосинтезирующее вещество, — плоды, стебли и листья.
3. Проводящая. Группа включает флоэму и ксилему, которые доставляют воду и питательные вещества к стеблю и листьям. От этих участков соединения транспортируются в плоды. Проводящая ткань обладает высокой упругостью, она находится в клетках луба и сосудах, расположенных в древесине.
4. Покровная. Основные виды — эпидерма, корка и пробка. В организме растения они участвуют в газообмене, а также отвечают за транспирацию и выполняют защитную функцию. Места локализации покровной структуры — корни, корневища, кора и листья.
5. Выделительная. Деление на разновидности отсутствует. Функции выделительной ткани: выделение влаги, продуктов переработки питательных веществ, сока, нектаров. Части растения, где локализуется тканевое вещество, — волоски, млечники, нектарники.

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:

• склеренхима;
• колленхима;
• склереиды.

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:

1. Пластинчатая. Стенки клеток довольно плотные, с равномерным утолщением, располагаются вплотную одна к другой, а по отношению к стеблю — параллельно. Пример растения, имеющего пластинчатую ткань, — подсолнечник.
2. Уголковая. Клеточные оболочки наиболее толстые посередине и в углах. Примыкание образуется именно в этих местах. Такая ткань у щавеля, гречихи, тыквы.
3. Рыхлая. Клетки отстоят друг от друга, поэтому образуется межклеточное пространство. Утолщения равномерные, средние по величине. Рыхлая ткань у мать-и-мачехи, красавки. Эта структура способна выполнять фотосинтезирующую функцию.

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:

• либроформа;
• склереиды;
• волокна;
• структуры в составе флоэмы, ксилемы и проводящих тканей.

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:

• черешки;
• срединная часть корня;
• стебель;
• междоузлия.

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:

• косточки плодов;
• костянки ягод;
• ореховая скорлупа.

Некоторые виды формируют плоды, в структуру которых также включена ткань этого вида. Благодаря такому строению вещество становится непривлекательным для животных. Варианты формы клеток:

1. Остеосклереиды. Похожи на берцовые кости человека, отсюда и название.
2. Удлинённые. Структура напоминает волокна.
3. Брахисклереиды. Клетки короткие, округлые, по форме похожи на паренхимные.

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.