Проводящая ткань растений

Что такое проводящая ткань растений

 

Проводящие ткани выполняют транспортную функцию, то есть облегчают процесс поглощения питательных веществ растениями. У высших представителей растительности они имеют вид сосудов и ситовидных трубок с пористыми стенками или отверстиями, которые ускоряют проникновение полезных веществ через клетки. Таким образом, в растениях формируется разветвлённая структура, которая объединяет все органы растений воедино. Она тянется от корневой системы до верхушек даже самых листочков и почек.

 

Проводящими тканями называются ксилема и флоэма, из которых образуется беспрерывная проводящая система. Ксилема – ткани сосудистых растений, которые проводят воду, насыщенную минеральными веществами. Флоэмой называются ткани, которые проводят органические вещества. Они образуются в процессе фотосинтеза.

 

 

Особенности проводящей ткани растений

 

 

Проводящие ткани имеют сложное строение. Они делятся на множество структур и функциональных элементов. Основными из них являются ксилема и флоэма.

 

Ксилема состоит из трахей и трахеидов, древесных и паренхиматозных волокон.

 

Флоэма состоит из проводящих, механических и паренхиматозных тканей. Самые важные – ситовидные трубки и клетки, объединённые в единую систему при помощи межклеточного пространства.

 

У ксилемы и флоэмы есть некоторые общие особенности:

  • их элементы имеют продолговатую форму и вытягиваются по направлению потока веществ;
  • поперечные стенки перфорированы и имеют пористую структуру, что благоприятно влияет на проведение питательных веществ;
  • проводящие структуры не содержат протопласта, который бы создавал барьер для поступления жидкости;
  • оба вида тканей являются сложными, в их состав входят различного рода элементы;
  • ксилема с флоэмой объединяются с помощью проводящих пучков.

 

 

Роль проводящей ткани

 

 

Проводящая ткань выполняет важную функцию, которая состоит в транспортировке питательных веществ, необходимых для полноценного роста и развития растений. Она является необходимой структурной составляющей органов вегетативной системы.

 

Ткань состоит из комплекса клеток и межклеточного пространства.

 

 

Признаки проводящей ткани

 

 

В структуру проводящих тканей входят живые и мёртвые продолговатые клетки в форме трубочек.

 

Стебельки растений имеют пучки проводящих тканей.

Они оснащены сосудами и ситовидными трубками.

 

 

Типы и виды проводящей ткани

 

 

Проводящие ткани делятся в зависимости от происхождения и периоду образования в организме растений. Если они возникли из первичной васкулярной латеральной меристемы (или прокамбия), тогда они считаются  первичными, а которые образовались из вторичной меристемы (или камбия) – считаются вторичными.

 

Проводящие ткани делятся на два типа:

  • древесина (флоэма);
  • луб (ксилема).

 

У них есть общие элементы – ситовидные трубки и сосуды, благодаря которым происходит поток минеральных и органических компонентов.

 

 

Проводящая ткань ксилема (древесина)

 

 

Ксилема является сложной тканью. В зависимости от функций, в её состав входят:

  • трахеальные компоненты, выполняют функцию проводника;
  • древесные волокна, отвечают за опорную функцию;
  • паренхимные компоненты, выполняют запасающие функции и транспортировку по растению пластических веществ.

 

 

Трахеальные элементы

 

 

Трахеальные элементы являются самыми высокоспециализированными клетками ксилемы. Они имеют вытянутую форму и как только достигают зрелости – погибают. Их лингнифицированные оболочки покрыты порами и имеют вторичное утолщение.

 

Процесс вторичные оболочки у них образуются в период роста клетки. В этот период клетки приобретают характерную вытянутую форму. Она может образоваться только до уплотнения оболочки. Для этого у высших растений       вырабатывается оптимальное приспособление – вторична оболочка, которая не покрывает клетку полностью. Она располагается в виде колец или спиралек. Благодаря таким уплотнениям молодые трахеальные элементы получаются вытянутыми, не теряя своего объёма.

 

Несмотря на все достоинства, спиралевидные и кольчатые элементы  не отличаются высокой механической прочностью. После достижения пика своего развития, в клетках формируются трахеальные участки со сплошными древесными оболочками. Как только формирование сплошной оболочки заканчивается, клетки прекращают свою жизнедеятельность.

 

Оболочка тканей, которые отвечают за проведение воды, не бывает идеально ровной. Она имеет пористую структуру с множественными отверстиями. Благодаря этому свойству взрослые структурные элементы получили ещё одно название – точечно-поровые. В результате процесса индивидуального роста и развития имеет место взаимное превращение таких трахеальных структур различной формы (спиральных, сетчатых, лестничных, точечно-поровых).

 

Проводящие элементы делятся на трахеиды и сосудистые членики. Трахеиды не имеют сквозных отверстий, а для члеников характерно перфорированное дно, что облегчает продвижение жидкости по сосудам.

 

 

Первыми обладают высшие растения с давних времён. Они имеют замкнутую оболочку, что затрудняет проникновение воды.

 

Впоследствии образовались более практичные элементы – членики сосудов. Они имеют на концах каждой клетки отверстия. Из множества таких клеток образуются сосуды, которые свободно переносят воду.

 

Именно наличие лигнина в их составе позволяют элементам выполнять барьерную функцию.

 

Трахеальные элементы в процессе развития направлены на защите и транспортировке организма.

 

Хвощевые, голосеменные и папоротниковые растения имеют древесину с гомогенной ксилемой. В её состав входят преимущественно трахеиды и в небольшом количестве древесные паренхимы. Широколиственные трахеиды с тонкими стенками несут проводящую функцию, а толстостенные выполняют защитную (механическую) функцию.

 

Покрытосеменные растительные организмы имеют совершенную гетерогенную древесину. В её состав входят сосуды, трахеиды, волокна – либриформы и паренхима, которая имеет свойство запасать питательные вещества.

 

Сосудистые членики растений имеют разнообразную морфологическую структуру.

 

Их первначальный эволюционный ряд начинается с трахеид со ступенчатой пористостью и скошенными кончиками. Простейшие лестничные имеют много перегородок. Со временем клетки становятся короче и шире, а их стенки вытягиваются и становятся из скошенного состояния в поперечное состояние.

 

В самых простых члениках перфорационная стенка состоит из множества перегородок. Со временем они теряются, и образуется одно большое отверстие.

 

Особенностью цветковых растений является то, что с появлением сосудов, у них сохранились трахеиды, так как совершенство высших растений не является безоговорочным преимуществом. Поэтому во влажной среде скорость проведения воды не особо важна. В них высокий процент члеников сосудов, у сосудов которых лестничная перфорация значительно выше, чем у растительности, растущей в засушливом климате. Соотношение проводящих элементов у различных растений зависит от условий, в которых они находятся, и напрямую определяет их водный баланс.

 

Второму эволюционном ряду развития проводящих тканей присуща механическая прочность. Трахеиды заменяют волокна либриформа. Это сопровождается уплотнением клеточной оболочки, сужение полости и повышение редукции окаймления пор. А поры между волокнами сузились, приобрели щелевидную форму. Также значительно уменьшилось их количество.

 

Для паренхимных клеток, из которых состоит древесина, характерным является свойство запасания жиров крахмальных отложений и прочих эргастических веществ.

 

По мере развития растений у них из латеральной меристемы прокамбия образуется первичная проводящая ткань – ксилема. Некоторым высшим растениям присуща активная работа вторичной боковой меристемы, которая задаёт старт развитию вторичной ксилеме.

 

В основном, первичную ксилему можно чётко разделить на протоксилему и метаксилему.

 

Первая стадия – протоксилема – образуется первой. Она состоит только из трахеальных элементов, погружённых в паренхиму. Оболочки таких структур имеют кольчатые утолщения и возможность растягиваться. У метаксилемы ткань имеет сложную организацию. Кроме трахеальных компонентов у неё располагаются волокна, а оболочки намного мощнее. Граница между стадиями роста не может быть чёткой.

 

 

 

Проводящая ткань флоэма (луб)

 

 

 

Флоэмой называется ткань сосудистых растений, которая отвечает за транспортировку пластических веществ, образовавшихся в процессе фотосинтеза от верхушки кроны к корням и по веточкам к плодам или цветкам растений. Как и у ксилемы, клетки флоэмы делятся на несколько типов. Ткань может быть первичной и вторичной. Для первичной флоэмы источником является прокамбий, а для вторичной флоэмы – камбий.

 

У первичной и вторичной флоэмы есть одинаковые типы клеток:

  • ситовидные элементы – состоят из ситовидных клеток или члеников ситовидных трубочек вместе с сопутствующими клетками, которые обеспечивают движение питательных веществ;
  • волокна и склереиды – выполняют опорную функцию;
  • паренхимные клетки – выполняют запасающую и транспортирующую функцию.

Элементы флоэмы за всё время своего развития перенесли ряд изменений, касающихся их строения и функций.

 

 

Проводящие пучки

 

 

Проводящими тканями образуются так называемые пучки. К ним примыкает дополнительная ткань, которую называют склеренхимой. Образовавшиеся пучки называются сосудисто-волокнистыми либо армированными.

 

В зависимости от способности к утолщению пучки бывают открытыми или закрытыми.

 

Открытые способны к дальнейшему утолщению и образуют камбий. А в закрытых пучках невозможно образование камбия. Также они не могут утолщаться.

 

У неполных проводящих пучков содержится только один вид ткани (или только флоэма, или только ксилема).

 

Полные пучки имеют разнообразную конструкцию:

  • коллатеральные пучки – флоэма находится над ксилемой;
  • биоколлатеральные пучки – имеют дополнительный слой флоэмы;
  • концентрические пучки – для них характерно взаимное окружение.

 

Амфивазильныая ксилема находится вокруг флоэмы, а амфикрибральная ксилема, наоборот, находится внутри флоэмы.

 

 

Проводящая ткань жилка

 

 

Жилки листа состоят из проводящей ткани. Сосуды ксилемы занимают верхнюю часть, а трубчатая флоэма располагается внизу. Мякоть листа не соприкасается с сосудистыми пучками, которые покрыты плотным слоем клеток паренхимы. Они не имеют в своём составе хлорофилл. Опытным путём доказано, что продукты фотосинтеза из губчатого ткани мезофилла попадают в клетки обкладки, которые перемещают их к ситовидным трубкам.

 

Также в состав жилки, кроме проводящей ткани, входят механические ткани. Они представлены лубяными и древесинными волокнами, которые обеспечивают прочность и устойчивость листовой пластины.

 

 

Функции проводящей ткани

 

 

Ксилема выполняет транспортную функцию. Она проводит воду и минеральные вещества, начиная с корневой части и заканчивая плодами и цветками растения. Моховидные растения проводящих элементов не имеют. Их работу компенсируют другие клетки стебля.

 

В качестве проводящих элементов у многих растений (папоротниковидных, голосеменных и хвощевидных) присутствуют трахеиды. Эти клетки имеют удлинённую форму с косыми заостренными концами и сквозными. Они расположены друг над другом. Транспортировка влаги и минералов при этом не может происходить с высокой скоростью.

 

У покрытосеменных растений проводящие элементы ксилемы представлены трахеями. Сосуды представлены цилиндрическими клетками, в которых отсутствуют поперечные перегородок. Они находятся друг над другом и образуют канал, через который быстро и без препятствий проходят вода и все минеральные компоненты.

 

Сосудистые стенки и трахеиды одревеневшие, благодаря этому состоянию обеспечивают прочность всех органов растений. Ксилема имеет не только проводящие свойства, но и создаёт механическую ткань – склеренхим, которая выполняет опорную и запасающую функции.

 

Флоэма отвечает за транспортировку органических элементов от листочков вниз к корневой системе. Это осуществляется с помощью ситовидных трубочек. Строение клеток имеет свои особенности: наличие цитоплазмы и отсутствие ядра. Их цитоплазмы сообщаются благодаря мелким отверстиям в поперечных стенках, которые визуально напоминают сито.

 

Покрытосеменные растения вместе с ситовидными трубками клетки имеются сопутствующие клетки с ядрами, которые способны исполнять дополнительные функции.

 

К флоэме относится также механическая (склеренхима) и запасающая ткань (паренхима). Вместе с проводящей системой ксилемы и флоэмы с волокнами паренхимы образуются пучки из сосудов и волокон, которые проникают во все органы растений.

 

 

Строение проводящей ткани

 

 

Проводящая ткань имеет живые или мёртвые удлинённые трубковидные клетки. Она сосредоточена в стеблях и листочках растений. В её составе выделяют сосуды и ситовидные трубки. Сосудами называются длинные трубки из отмерших клеток, которые не имеют перегородок. Они являются проводниками воды и минеральных питательных веществ. Именно по ним из корней по стеблям питание поступает к верхушкам.

 

Ситовидные трубки являются пористыми живыми клетками, без наличия ядра. Через них питательные вещества попадают из листьев к другим частям растений.

 

 

На спилах деревьев хорошо выделяются луб и древесина. Древесный слой представлен сосудиками, которые проводят вверх питательные вещества, а луб имеет трубочки, по которым питательные вещества спускаются от верхней части к корням.

 

 

Клетки проводящей ткани

 

 

У проводящей ткани имеются трахеиды и членики сосудов Трахеиды имеют вытянутую форму с целостными стенками. Транспорт необходимых для роста и развития компонентов происходит благодаря пористой структуре.

 

Членики сосудов являются вторым важным проводящим элементом. Они находятся друг над другом, и в местах их соприкосновения образуются пространство, которое называется перфорацией. Такие промежутки нужны для транспортировки полезных веществ по всем сосудам растения. В отличие от трахеид, скорость перемещения по сосудам значительно выше.

 

У обоих проводящих элементов клетки не имеют протопластов, тог есть признаком живых клеток. Благодаря этому транспортировка полезных веществ происходит быстро и без преград. Сосуды и трахеиды переносят растворы не только по вертикали, но и по горизонтали.

 

Прочная структура клеток обусловлена наличием уплотнению на стенках клеток. По типу утолщения на проводящих элементах бывают спиральными кольчатыми, лестничатыми, сетчатыми и сетчато-поровыми.

 

 

Проводящая ткань корня

 

 

 

Проводящие ткани располагаются в корневой системе и побегах. Они состоят из ксилемы и флоэмы. Благодаря им у растений проходит восходящий и нисходящий ток полезных веществ

 

Восходящий ток происходит благодаря ксилеме, по которой вверх поднимаются вода и минеральные компоненты.

 

Нисходящий ток происходит благодаря флоэме. Она обеспечивает транспорт органических веществ, которые синтезируются в надземных частях растения и спускаются вниз.

 

 

Проводящая ткань листа

 

 

Проводящие ткани образуют основу листьев, которая получила название жилка листа. В их состав входит первичные формы ксилемы и флоэмы, производных из прокамбия, которые объединяются в закрытые коллатеральные сплетения (пучки). Благодаря им в листочке образуется непрерывная система, которая напрямую связана с проводящей системой стебля растения. Только жилки среднего и крупного размера некоторых двудольных растений могут второй раз увеличиваться в ширину. Ксилема в листе направлена на верхнюю плоскость листа, а флоэма – на нижнюю его часть.

 

Пучки мелких жилок имеют немного проводящих элементов. На кончиках жилок находятся трахеальные элементы. Пучкам не свойственно соприкасаться с мезофиллом листьев. Их защищают крупные обкладочные клетки, которые регулируют движение веществ. Для листьев многих растений характерна связь эпидермы и проводящих пучков некоторыми структурными элементами, которые не только проводят воду, но и укрепляют лист.

 

Самую важную роль имеют небольшие жилки, находящиеся внутри мезофилла. Благодаря им лист насыщается влагой и всеми необходимыми минералами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика