Занятие № 13. Механические ткани.

Вы наверняка знаете, что у растений отсутствует скелет, который бы помогал ему противостоять действию тяжести собственных органов (ветвей, листьев, цветков, плодов и пр.), а также действию ветра, дождя, снега и т.п. Кроме того, из-за отсутствия нервной системы оно не может быстро мобилизовать (как это делают животные) мускульное сопротивление порывам бури и разным другим давлениям и нагрузкам. Однако растение успешно противостоит этим нагрузкам. Необходимую ему прочность даёт комплекс всех тканей. Растение в целом можно рассматривать как природное сооружение, существующее благодаря целесообразным принципам его строения.

Значительная прочность растения достигается, прежде всего, тургором (давлением жидкости внутри клетки, равным давлению на клетку снаружи) живых клеток и тканей.

Большую роль в прочности растений исполняют механические ткани.

Высшие растения всю жизнь проводят на одном месте. Форма тела растений, особенности деревьев, представляет значительную по площади поверхность. Оснастка этой поверхности в виде мощной кроны, а также глубокая корневая система должны оказывать сопротивление бурям, ливням, граду и т.д. в течение десятков и сотен лет жизни. Давление самой кроны на ствол дерева представляет постоянно действующую силу, напряжение которой меняется в зависимости от количества плодов, ветвей, листьев, снега и т.д.

Обычно считают, что функции сопротивления всем видам давления и нагрузки выполняет лишь специальные механические ткани. Между тем прочность органов растения зависит не только от механических тканей, но и от всей массы остальных тканей.

Растение можно сравнить во многих случаях с железобетонным сооружением. Последнее состоит из железного каркаса (арматуры), вокруг и в промежутках которого размещают основную массу (бетон). Каркас, погружённый в массу бетона, играет роль скелета, скрепителя бетонных материалов. Комплекс механических тканей (арматура растения) подобен каркасу, находящемуся в массе основной, проводящей и других тканей.

Различают механические ткани с равномерно и неравномерно утолщёнными клеточными стенками.

Классификация механических тканей

Колленхима. Ткань, клетки которой имеют неравномерно утолщённые клетки. Различают уголковую и пластинчатую колленхиму. Стенки клеток колленхимы состоят из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. Клетки являются хлорофиллоносными, поэтому в подземных органах колленхима не встречается.

Колленхима в листьях подорожника

Во многом колленхима напоминает паренхиму, но для неё характерно дополнительное отложение целлюлозы в уголках клеток. Это отложение происходит уже после формирования первичной клеточной стенки. Кроме того, клетки колленхимы вытягиваются параллельно длинной оси органа, в которой закладывается эта ткань. В стеблях и листовых черешках опорная функция колленхимы усиливается ещё и благодаря тому, что эта ткань располагается у поверхности органа. Часто она залегает непосредственно под эпидермой, во внешней зоне коры, постепенно переходя в паренхиму к центральной части органа, т.е. образует в трёх измерениях как бы в полый цилиндр. В других случаях она может образовывать рёбра, повышающие прочность органа, как, например, в мясистых черешках листьев сельдерея или в ребристых стеблях таких растений, как яснотка. В листьях двудольных колленхима окружает среднюю жилку и служит опорой проводящим пучкам.

Клетка уголковой колленхимы имеет форму шестиугольного многогранника, у которого утолщение целлюлозной оболочки идёт вдоль рёбер, а на поперечном срезе утолщения клеточной стенки заметны по углам этого многогранника. Уголковая колленхима встречается в стеблях двудольных растений (в основном травянистых), в черешках листьев по обеим сторонам крупных жилок листа. Колленхима не препятствует росту органа в длину, в котором она расположена.

Клетка пластинчатой колленхимы имеет форму параллепипеда, у которой утолщается только пара граней (стенок), заметных на поперечном срезе с тангентальных сторон, т.е. находящихся параллельно поверхности стебля. Пластинчатая колленхима встречается, как правило, в стеблях древесных растений.

Склеренхима. Ткань, клетки которой имеют одревесневшие (пропитанные лигнином особым веществом, вызывающим обревеснение)

1 – 6 – склеренхимные волокна 7-8 - склереиды

равномерно утолщённые клеточные стенки. Ядро и цитоплазма разрушаются. Существует две разновидности склеренхимы – склеренхимные волокна и склереиды. Волокна собраны в пучки или тяжи.

Склеренхимные волокна образуют ткань, состоящую из клеток вытянутой формы с заострёнными концами и поровыми каналами в клеточных стенках. Эти клетки плотно примыкают друг к другу и их оболочки обладают высокой прочностью. На поперечном срезе клетки многогранны.

Если склеренхимные волокна встречаются в древесине (ксилеме), то они называются древесными волокнами (либриформ). Они защищают сосуды от давления других тканей, являясь

Пенька – волокна конопли

механической частью ксилемы (древесины).

Если склеренхимные волокна встречаются в лубе (флоэме), то они называются лубяными волокнами (камбиформ). Лубяные волокна могут быть и неодревесневшими, обладая при этом большой прочностью и эластичностью, что находит большое практическое применение в текстильной и др. промышленности (например, волокна льна, джута, конопли).

Пенька (волокна конопли)

Лапти (лыко липы)

Склереиды (каменистые клетки)

Склереиды обычно возникают из клеток основной паренхимы в результате утолщения и лигнификации (одревеснения) их клеточных стенок. Они имеют различную форму и встречаются во многих органах растения. Склереиды более или менее изодиаметричной формы (с одинаковым диаметром клетки) называются брахисклереидами, или каменистыми клетками (в плодах груши, косточки вишни)

Склереиды, имеющие расширение на обоих концах клетки – остеосклереиды – встречаются в листьях чая. Склереиды, форма которых напоминает звезду, называются астросклереидами (в листьях камелии). Удлинённые палочковидные клетки склереид находятся в семенах бобовых.