То что покрывает покров
Покровные ткани
Покровные ткани, о которых пойдет речь далее, призваны сохранить целостность растения и структуру его органов и тканей. Защитить от механических повреждений, или в случае возникновения таковых, ограничить зону повреждения от окружающей среды. Защитить внутреннюю среду растения от болезнетворных микроорганизмов, предотвратить излишнее испарение воды с поверхности листа (защита от высыхания). Для создания барьера клетки этой ткани плотно примыкают друг к другу, не имеют межклетников.
Эпидерма (эпидермис, кожица)
Эти клетки вместе с прилежащими к ним побочными клетками образуют устьичный аппарат. Сами замыкающие клетки бобововидной формы, между ними имеется устьичная щель.
К ночи падает интенсивность фотосинтеза, среда клетки становится более гипотонична, вода уходит из замыкающих клеток в побочные, тургор замыкающих клеток снижается, и они распластываются, закрывая устьичную щель.
У листьев, плавающих на поверхности воды, устьица находятся только на верхней стороне листа: к примеру у кувшинки (500 устьиц на 1 мм 2 ), у надводных (воздушных) листьев устьица обычно расположены на нижней стороне листа. У подводных растений устьтица отсутствуют.
Трихомы подразделяются на: кроющие, физиологически защищающие ткани листа от перегрева и уменьшающие испарение воды, и железистые, наиболее ярким примером которых являются жгучие волоски на стебле крапивы, знакомые каждому не понаслышке)) В железистых волосках скапливается секрет. При соприкосновении с волоском его головка легко отламывается, и жидкость изливается в кожу, вызывая местное воспаление.
Перидерма
Слово перидерма происходит от греч. περι — около и греч. δερμα — кожа. Век эпидермы, расположенной на корнях, стеблях и корневищах, недолог. Многолетние растения увеличиваются в размере, и на смену эпидерме, которая слущивается и отпадает, приходит перидерма, вторичная покровная ткань, развивающаяся из феллогена (вторичной меристемы).
При делении клеток феллогена наблюдается закономерность: клетки пробки (феллемы) откладываются наружу, а клетки феллодермы, состоящей из живых клеток с запасными питательными веществами, внутрь.
Корка
Является третичной покровной тканью, которая образуется у многолетних растений в корневище, стебле и корне. Корка ежегодно наращивается, за счет сезонного образования феллогеном нового слоя перидермы, который оттесняет старый наружный слой флоэмы и перидермы на периферию, что приводит к изоляции данных тканей, и они отмирают. Получается, что корка это и есть совокупность многочисленных отслоенных и погибших элементов перидермы и вторичных флоэм.
Эпиблема (ризодерма)
Слово эпиблема происходит от греч. ἐπίβλημα – покрывало, покрытие от греч. ἐπί — на, над и греч. βλημα — бросаю, кладу. Это первичная покровная ткань молодых растений. Происхождение эпиблемы связано с делением клеток дерматогена. Эта ткань уникальна, именно она формирует корневые волоски в зоне всасывания корня.
Эпиблема охватывает все до зоны проведения корня, ее длина может составлять несколько сантиметров. Пика своего развития эпиблема достигает в зоне всасывания, где из нее формируются корневые волоски, всасывающие воду вместе с растворенными в ней минеральными солями. Активное всасывание веществ энергетически затратный процесс, в связи с этим эпиблема богата митохондриями.
Экзодермой называются клетки первичной коры корня, которые располагаются под эпиблемой. В зоне проведения после слущивания эпиблемы экзодерма может опробковевать и выполнять защитную функцию.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Ткани и органы, которые защищают организм от внешнего воздействия, т.е., поддерживающие гомеостаз, составляют покровную систему.
В покровную систему входят:
Давайте разберем каждый орган отдельно.
Состоит из клеток покровной ткани, у которой 2 основные характеристики:
1. Очень мало межклеточного пространства — клетки плотно соединены друг с другом;
2. Клетки кожи очень быстро делятся митозом, старые отмирают и заменяются новыми, более молодыми.
Кожа состоит из трех слоев:
Основная функция кожи — защита организма как механически, так и термозащита — основную роль на себя в этом берет, конечно, подкожно-жировая клетчатка.
Волосяной покров
Волосы — это производное эпидермиса кожи.
У волоса есть верхняя (на коже) часть — стержень, и внутренняя часть — та, что располагается в коже — волосяной корень, или луковица. Луковица находится в «мешочке» — фолликул волоса.
Железы внешней секреции
Еще одно название для таких желез — экзокринные, т.е., выделяющие секрет не в кровь, а наружу.
Если говорить о покровной системе, то это сальные и потовые железы.
Сальные железы располагаются почти всегда рядом с волосами на коже. Они увлажняют, смягчают кожу, а точнее ее внешний огрубевший слой, и еще очень важная функция — выделение фермента, защищающего от бактерий.
Кровеносные и лимфатические сосуды — питают кожу, доставляя кислород и питательные вещества, а так же принимают кислород, который попадает в кожу через поры.
Т.о, покровная система выполняет для человека роль «одежды»:
1) защищает тело от внешних повреждений;
2) воспринимает раздражения из окружающей среды;
3) выделяет продукты метаболизма — обмена веществ;
4)поддерживает постоянную температуру тела.
Индусы считают, что кожа — индикатор состояния здоровья человека. Все внутренние болезни проявляются на коже, и по ее состоянию можно точно поставить человеку диагноз.
В середине XVII в. в богатых итальянских городах любили устраивать пышные празднества. Вельможи стремились превзойти друг друга в изысканности и пышности. В 1646 г. в Милане состоялось праздничное шествие, которое возглавил «золотой мальчик» — олицетворение «золотого века». Тело ребенка было покрыто золотой краской. Праздник удался.
Мальчик же вскоре после шествия стал никому не нужен и был забыт. Всю ночь он провел в холодном замке. Он сильно мерз: золотая краска, покрывавшая тело, вызвала резкое расширение сосудов кожи, в результате он потерял много тепла, температура его тела резко понизилась. Мальчик заболел и вскоре умер.
Долгое время никто не мог объяснить причину гибели ребенка. Предполагали, что золотая краска нарушила потоотделение, поступление в организм воздуха. Только значительно позже, в XIX в., опыт, проделанный над двумя мужчинами, которых покрыли лаком, показал, что причина в нарушении терморегуляции организма.
Покровная система человека. Все, что надо знать
И снова здравствуйте! Вот и все, системный цикл заметок подходит к концу. Покровная система человека – завершающая тема. Вот что вы узнаете по прочтении статьи: как устроена и работает покровная система человека, что происходит с нею во время тренировки и какие упражнения являются лучшими для улучшения состояния кожи.
Итак, занимайте свои места в зрительном зале, будет интересно.
Покровная система человека: что, к чему и почему?
Ровно три месяца потребовалось нам, чтобы разобрать все темы цикла. Теперь вы знаете о сердечно-сосудистой, мышечной, нервной, лимфатической, иммунной, эндокринной, пищеварительной, репродуктивной, дыхательной, выделительной и скелетной системах, осталось разобрать покровную. Мы постараемся сделать это с минимальным количеством теории и анатомии, с акцентом на практику. Последние две заметки нам это удавалось, удастся и в этой.
Примечание:
Для лучшего усвоения материала все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.
Анатомия покровной системы
Кожа является самым крупным органом тела. Наряду с волосами, ногтями, железами и нервами она является частью покровной системы. Эта система действует как защитный барьер между агрессивной окружающей средой и внутренними органами человека. У взрослых кожа составляет около 16% от общей массы тела. На разных частях тела кожа неоднородна по своей толщине и текстуре. Например, кожа под глазами тонкая, на подошвах ног и ладонях, толстая.
Кожа выполняет множество важных функций: тактильные, защита организма от вторжения микроорганизмов, химических веществ и других факторов окружающей среды, предотвращение обезвоживания, модулирование температуры тела и электролитного баланса, синтез витамина D.
Кожа человека состоит из трех слоев:
Вспомогательные структуры также обладают пониженной активностью: волосы и ногти истончаются, количество кожного сала и пота уменьшается. Пониженная потливость очень часто приводит к тому, что пожилые люди хуже переносят сильную жару. Другие клетки кожи, такие как меланоциты и дендритные клетки, также становятся менее активными, что приводит к бледности кожи и снижению иммунитета. Сморщивание кожи происходит из-за уменьшения выработки коллагена и эластина в дерме, ослабления мышц, лежащих под кожей, и неспособности кожи удерживать достаточное количество влаги.
Давайте разберем каждый структурный элемент подробней, но без углубления в детали и начнем с…
№1. Эпидермис
Эпидермис покрывает почти всю поверхность тела, защищая дерму. Структурно эпидермис имеет толщину всего около 0,1 миллиметра, но состоит из 40-50 рядов сквамозных эпителиальных клеток. Эпидермис является бессосудистой областью тела: он не содержит кровеносных сосудов. Клетки эпидермиса получают питательные вещества путем диффузии жидкости из дермы.
Почти 90% эпидермиса состоит из клеток, известных как кератиноциты. Кератиноциты развиваются из стволовых клеток у основания эпидермиса и начинают продуцировать и хранить белок кератин. Кератин делает кератиноциты очень жесткими и водостойкими. Приблизительно в 8% эпидермальных клеток меланоциты формируют второй, наиболее многочисленный, тип клеток. Меланоциты вырабатывают пигмент меланин для защиты кожи от ультрафиолетового излучения и солнечных ожогов. Клетки Лангерганса являются третьими по распространенности клетками эпидермиса. Роль клеток Лангерганса заключается в обнаружении и борьбе с патогенными микроорганизмами, которые пытаются проникнуть в организм через кожу.
№2. Дерма
Дерма в основном состоит из плотной нерегулярной соединительной ткани наряду с нервной тканью и кровеносными сосудами. Дерма намного толще эпидермиса и придает коже прочность и эластичность. Внутри дерма разделена на папиллярный и ретикулярный слои.
Папиллярный слой содержит множество пальцевидных отростков, называемых кожными сосочками, которые выступают поверхностно к эпидермису. Кожные сосочки увеличивают площадь поверхности дермы и содержат множество нервов и кровеносных сосудов, которые проецируются на поверхность кожи. Кровь, текущая через кожные сосочки, обеспечивает питательными веществами и кислородом клетки эпидермиса. Нервы кожных сосочков реагируют на прикосновения, болевое воздействие и температуры через клетки эпидермиса.
Ретикулярный слой является более толстой и жесткой частью дермы, состоит из плотной нерегулярной соединительной ткани, которая содержит много жестких коллагеновых волокон и волокон эластина, проходящих во всех направлениях для обеспечения прочности и эластичности кожи. Ретикулярный слой также содержит кровеносные сосуды для поддержки клеток кожи и нервной ткани.
№3. Гиподерма
В общем виде все три слоя представляют собой такую картину (кликабельно) :
Следующий элемент покровной системы это…
№4. Волосы
№5. Ногти
№6. Потовые железы
Это экзокринные железы, залегающие в дерме кожи. Существует два основных типа потовых желез: эккриновые и апокриновые.
Первые находятся почти в каждом участке кожи и выделяют секрецию воды и хлорида натрия. Пот доставляется через воздуховод к поверхности кожи и используется для понижения температуры тела.
Апокриновые потовые железы расположены в основном в подмышечных и лобковых областях. Апокриновые потовые железы бездействуют до полового созревания, после чего они вырабатывают густую маслянистую жидкость. Переваривание апокринового пота бактериями, живущими на коже, формирует особый запах тела.
№7. Сальные железы
Это экзокринные железы, находящиеся в дерме кожи, которые производят кожное сало.
Сальные железы находятся в каждой части кожи, за исключением толстой кожи ладоней и подошв ног. Кожное сало вырабатывается в сальных железах и переносится по протокам к поверхности кожи или волосяным фолликулам. Кожное сало способствует водонепроницаемости и повышению эластичности кожи. Оно также смазывает и защищает кутикулу волос.
№8. Церуминовые железы
Это особые экзокринные железы, встречающиеся только в дерме ушных каналов. Церуминовые железы производят воскообразный секрет, известный как церумен, для защиты ушных каналов и смазывания барабанной перепонки. Ушная сера защищает уши, задерживая пыль и патогены, которые попадают в ушной канал. Серная кислота вырабатывается непрерывно и медленно выталкивает серу наружу, где она выпадает из уха или удаляется вручную.
Очень часто люди чистят уши сухими ватными палочками, вставляя ее очень глубоко. Этого делать не следует. Правильная гигиена уха, без травмирования, включает в себя очистку только наружного уха.
Собственно, по анатомии это все. Теперь давайте выясним…
Как работает покровная система человека
Покровная система человека решает следующие задачи:
Последовательно разберем каждую из них.
№1. Кератинизация
№2. Температурный гомеостаз
№3. Синтез витамина D
Витамин D, необходимый для усвоения кальция из пищи, вырабатывается под действием ультрафиолета. Эпидермис содержит в себе молекулы стерола, которые превращают ультрафиолет в витамин D3. Витамин D3 превращается в почках в кальцитриол, активную форму витамина D. Когда наша кожа не подвергается воздействию достаточного количества солнечного света, у нас может развиться дефицит витамина D, что может привести к серьезным проблемам со здоровьем.
№4. Защита
Кожа защищает внутренние органы от патогенов, механических повреждений и ультрафиолетового излучения. Патогены не могут проникнуть в организм через неповрежденную кожу. Незначительные механические повреждения от грубых или острых предметов в основном поглощаются кожей, прежде чем она может повредить нижележащие ткани. Эпидермальные клетки размножаются постоянно, чтобы быстро восстановить любое повреждение кожи. Меланоциты в эпидермисе вырабатывают пигмент меланин, который поглощает ультрафиолет прежде, чем он может пройти через кожу.
№5. Изменение цвета кожи
№6. Кожные ощущения
Пластинчатые тельца, находящиеся глубоко в дерме, передают давление и вибрацию. Во всей дерме есть много свободных нервных окончаний, они могут быть чувствительными к боли, теплу или холоду. Плотность этих сенсорных рецепторов в коже изменяется по всему телу, в результате чего некоторые области тела более чувствительны к прикосновению, температуре или боли, чем другие области.
№7. Экскреция
В дополнение к потоотделению, кожные потовые железы также выделяют продукты жизнедеятельности из организма. Пот, производимый эккринными потовыми железами, обычно содержит воду с растворенными в ней электролитами и микроэлементами: натрий, соль хлористоводородной кислоты, калий, кальций и магний. Когда эти электролиты достигают высоких уровней в крови, их присутствие в поте также увеличивается, что помогает уменьшить их количество в организме. Также пот помогает выводить продукты метаболизма: молочная кислота, мочевина, мочевая кислота и аммиак. Наконец, эккринные потовые железы выводят из организма алкоголь.
Вот какое количество функций выполняет наша покровная система. Собственно, с теорией закончили, переходим к практике. Выясним…
Что происходит с нашей кожей во время физической активности?
№1. Пампинг крови
Упражнения повышают частоту сердечных сокращений и улучшают кровообращение, доставляя столь необходимый кислород, витамины и питательные вещества в уставшие клетки кожи. Результат? Улучшение состояние кожи (при соблюдении определенных условий) после тренировки. Со временем регулярные физические упражнения способствуют эффективному кровообращению, улучшают общее состояние кожи.
№2. Производство бОльшего количества коллагена и эластина
Коллаген и эластин придают коже силу и эластичность, делая ее упругой и молодой. С возрастом естественная способность нашего организма вырабатывать эти белки снижается, вызывая складки, морщины и дряблость кожи. Гормон стресса кортизол ускоряет этот процесс, расщепляя коллаген и эластин. Регулярные тренировки могут противодействовать процессу старения, снижая уровень кортизола, высвобождая эндорфины, способствуя выработке коллагена и эластина.
№3. Усиленное питание кожи
Упражнения повышают уровень кислорода на поверхности и помогают питать кожу. Это связано с тем, что физические упражнения перекачивают питательные вещества по всему телу, помогая восстановить свойства кожи путем регенерации клеток и увеличения выработки коллагена.
№4. Очищение организма
№5. Активация лимфатической системы
Ну, и в заключении выясним, что из себя представляют…
Лучшие упражнения для покровной системы человека
Мы обязательно расскажем про физическую активность для здоровья кожи, но сначала “выкатим” инструкцию, как следует обращаться с кожей до, во время и после тренировки. Итак, запомните:
Что касается самих упражнений и физической активности, то практикуйте следующее:
Если что-то из указанного будет присутствовать в вашей программе тренировок на постоянной основе, а рацион будет здоровым, вы надолго забудете про косметологические кабинеты.
Собственно, это была последняя содержательная информация. Подытожим.
Послесловие
Вот и отстрелялись. Цикл из 12 заметок по системам человека закрыт. Мы довольны проделанной работой и тем результатом, который она принесет в будущем. Обязательно подтягивайтесь в следующую пятницу, мы будем говорить о дачной продукции. До связи!
PS. как вам цикл? Годится?
PPS. Спортивное питание европейского качества со скидкой 40%. Не упустите возможность выгодно закупиться на 2019! Скидочная ссылка http://bit.ly/AZBUKABB
С уважением и признательностью, Протасов Дмитрий.
Характеристика основной ткани растений. Покровные ткани
Располагаются на границе с внешней средой. Большинство состоит из плотно сомкнутых живых, реже мертвых клеток.
Выполняют барьерную роль, защищая внутренние органы от высыхания и повреждения.
Какие первичные покровные ткани различают?
Различают первичные покровные ткани:
Эпидерма и ее основные особенности:
Отсутствуют межклетники, клетки плотно сомкнуты. Главная функция эпидермы регуляция газообмена и транспирация, т.е. испарение воды растением. Они осуществляются через устьица, но могут частично и через кутикулу. Форма клеток эпидермы различна. Внутри клетки присутствует одна крупная вакуоль.
Выполняет механическую функцию и предохраняет от испарения.
Брюшные (около щели) толще сменных. Щель может расширяться и сужаться, регулируя транспирацию и газообмен. Под ней лежит дыхательная или воздушная полость, окруженная клетками мякоти листа. Клетки эпидермы, примыкающие к замыкающим называются побочные или около устьичными. Вместе они образуют устьичный аппарат.
Волоски, выстилающие устьица, называются устьичными криптами. Число устьиц на листе сильно варьирует от 10-20 до 200-300 на 1 кв.мм. Механизм их работы очень сложен и зависит от температуры, света, воды. Они составляют 1-2% от площади листа.
Что такое эпидермальные трихомы?
Формы эпидермальных трихом:
Они имеют форму волосков (кроющих или железистых, которые будут рассмотрены в составе выделительных тканей), чешуек и др. Функции большинства типов трихом неясны. Кроющие трихомы могут быть одноклеточными (у яблони), многоклеточными неразветвленными (у картофеля) или разветвленными (у коровяка), звездчатыми (у лоха)
Немного про волоски …
Волоски способны долго оставаться живыми. Но часто протопласты в них отмирают, волоски заполняются воздухом. Такие волоски защищают растение от сильной солнечной инсоляции, излишнего испарения и колебаний температуры.
Многие высокогорные растения (эдельвейс) отличаются сильным опушением. Некоторые мертвые волоски, например, покрывающие семена хлопчатника, достигают в длину 55 мм и широко используются в текстильной промышленности. Трихомы защищают растение от насекомых
Чем гуще опушение, тем реже насекомые используют его в качестве пищи или для откладки яиц, на крючковатые трихомы насекомые и их личинки накалываются.
Эпидерма функционирует, как правило, один год, обычно к осени ее заменяет пробка.
Эпиблема: не редко называется ризодерма. Она возникает из дерматогена, через нее идет поглощение воды и минеральных солей из почвы. Это волосконосный слой во всасывающей зоне коры. Корневые волоски формируются не у всех клеток эпидермы коры, а через специальные трихобласты.
Цитологические особенности эпиблемы связаны с ее функциями. Это тонкостенные клетки, лишенные кутикулы, с вязкой цитоплазмой, с большим числом митохондрий (активное поглощение веществ происходит с затратой энергии).
Поглощающая поверхность эпиблемы увеличивается в 10 раз и более за счет образования корневых волосков. Корневой волосок представляет собой вырост клетки длиной 1. 2 (3) мм.
При образовании корневого волоска наружная стенка клетки выпячивается, ядро перемещается в его растущий конец, где располагается в постенной цитоплазме. Здесь же находятся многочисленные диктиосомы аппарата Гольджи, продуцирующие вещества для построения клеточной стенки. Центральная вакуоль занимает большую часть клетки. Продолжительность жизни клеток эпиблемы до 15. 20
Поговорим о вторичных покровных тканях…
Что представляет собой перидерма?
Сплошная многослойная вторичная покровная ткань стеблей и корней многослойных растений.
Третичная покровная ткань….
В многолетних осевых органах растений развивается несколько перидерм. Постепенно они отмирают и образуют мощный покровный комплекс- корку или «ритидом». Она формируется на стволах многолетних деревьев и на корнях.
Как образуется корка?
Корка состоит из нескольких слоев пробки и заключенных между ними отмерших тканей.
Типы образуемых корок:
Если образование перидерм происходит не по всей окружности ствола, а отдельными полудугами, то корка формируется неправильными кусками. Такая корка называется чешуйчатой и образуется у большинства растений.
Корка не способна к растяжению, поэтому при утолщении ствола в ней появляются трещины. На дне трещин во внутренней перидерме имеются чечевички, обеспечивающие газообмен.
Также выполняет защитную роль: защищает от ожога, резких смен температуры, холода, болезни.
Веламен, как и ризодерма, происходит из поверхностного слоя апикальной меристемы корня. Эта своеобразная ткань покрывает корни эпифитов и некоторых других растений, приспособленных к жизни на периодически пересыхающих почвах (аспидистра, аспарагус, алоэ, кливия). Веламен от ризодермы отличается многослойностью. Протопласт веламена отмирает и поэтому всасывает воду не осмотическим, а капиллярным путем.
Вторичная покровная ткань Перидерма возникает при заложении феллогена в эпидерме, субэпидермальном слое (под эпидермой) или в более глубоких слоях первичной коры. Она замещает эпидерму в тех стеблях и корнях, которые разрастаются в толщину путем вторичного роста. Перидерма состоит из трех основных компонентов: феллогена (пробковый камбий), за счет которого перидерма длительное время нарастает в толщину, производя к поверхности феллему (пробку), выполняющую защитную функцию, а внутрь феллодерму (подпитывающую ткань).
Третичная покровная ткань
Корка (ритидом) приходит на смену перидермы. У большинства древесных растений она образуется в результате многократного заложения новых прослоек перидермы во все более глубокие ткани первичной коры. Живые клетки, заключенные между этими прослойками отмирают. Таким образом, корка состоит из чередующихся слоев пробки и заключенных между ними отмерших прочих тканей первичной коры.
Смотреть что такое «Покровные ткани» в других словарях:
Ткани растений, расположенные на границе с внеш. средой. Состоят из плотно сомкнутых клеток. Первичная покровная ткань (эпидерма, или эпидермис) развивается на листьях и молодых стеблях. Толстые наруж. стенки её клеток покрыты кутикулой,… …
Растений наружные ткани, защищающие растения от внешних неблагоприятных воздействий и регулирующие сообщение внутренних тканей с внешней средой (поглощение и выделение веществ, газообмен, транспирация). Первичная покровная ткань эпидермис, или… … Большой Энциклопедический словарь
Растений, наружные ткани, защищающие растения от внешних неблагоприятных воздействий и регулирующие сообщение внутренних тканей с внешней средой (поглощение и выделение веществ, газообмен, транспирация). Первичная покровная ткань эпидермис, или… … Энциклопедический словарь
Растений, наружные ткани, защищающие растения от внешних неблагоприятных воздействий и выполняющие функции поглощения и выделения; через них осуществляется газообмен между растительным организмом и внешней средой. Различают первичные и… … Большая советская энциклопедия
Растений, наруж. ткани, защищающие р ния от внеш. неблагоприятных воздействий и регулирующие сообщение внутр. тканей с внеш. средой (поглощение и выделение в в, газообмен, транспирация). Первичная П. т. эпидермис, или кожица, вторичная перидерма … Естествознание. Энциклопедический словарь
Системы клеток, сходные по строению, происхождению и функциям, различаются по размерам, форме и расположению. В состав ткани входят тканевая жидкость (заполняет межклеточные пространства) и находящиеся между клетками вещества, напр. соли кальция… … Биологический энциклопедический словарь
Покровная ткань одевает все тело растения и выполняет защитную роль. Её главная физиологическая функция – защита внутренних живых тканей от избыточного испарения. Покровная ткань предохраняет растения от перегрева, переохлаждения, проникновения микробов и от других неблагоприятных воздействий. В некоторых случаях она выполняет еще всасывающую, секреторную, механическую функции, иногда содержит резерв воды.
Покровные ткани классифицируются по происхождению. Первичная покровная ткань – эпидерма – образуется из верхнего слоя клеток апикальной первичной меристемы стебля – протодермы. У большинства растений она состоит из одного слоя плотно сомкнутых клеток. Стенка клетки, граничащая с внешней средой, более толстая, чем остальные. Защитная функция эпидермиса усиливается дополнительными образованиями – волосками, кутикулой, восковым налетом. Органы растений, покрытые кутикулой, имеют блестящую, «лакированную» поверхность, например листья фикуса, брусники, стебли кактуса, плоды шиповника, пшеницы, семена фасоли и т.п. Кутикула непроницаема для воды. Восковой налет выполняет ту же функцию, что и кутикула. Он хорошо заметен на стеблях и листьях ржи, листьях капусты, сосны, ириса и других растений. В отличие от кутикулы легко стирается. У тропических растений слой воска на листьях достигает толщины в несколько миллиметров.
Третичная покровная ткань – корка образуется путем многократного заложения пробкового камбия с последующим формированием перидермы. Со временем клетки наружных слоев перидермы и располагающихся между ними тканей отмирают и деформируются, образуя на поверхности стебля мощный комплекс мертвых тканей, состоящий из нескольких слоев пробки и отмерших участков коры. Это и есть корка
Покровные ткани расположены снаружи всех органов растений на границе с внешней средой. Они состоят из плотно сомкнутых клеток и выполняют барьерную роль, предохраняя органы растений от неблагоприятных воздействий. Эти ткани возникли с выходом растений на сушу и весьма разнообразны по строению и функциям.
Корни первичного строения, одевает эпиблема, регулирующая и обеспечивающая всасывание и выделение растворов. Строение эпиблемы мы рассмотрим в курсе анатомии корня.
Корни вторичного строения у двудольных покрыты перидермой и коркой, а у однодольных – экзодермой.
Наружные стенки обычно толще остальных. Их внутренний, наиболее мощный, слой состоит из целлюлозы и пектина. Клеточные стенки могут пропитываться кремнеземом (режущие стебли и листья хвощей, некоторых осок и злаков) или содержать слизи (эпидерма клейких, легко распространяющихся семян льна, айвы и др.).
С наружной стороны вся эпидерма покрыта сплошным слоем кутикулы. Помимо кутина в ее состав входят вкрапления воска, что еще больше снижает проницаемость кутикулы для воды и газов. На поверхности кутикулы воск может образовать сплошной налет, состоящий из чешуек, палочек и других структур. Этот сизый, легко стирающийся налет хорошо заметен на листьях капусты или плодах сливы, винограда. Если его удалить, то плоды будут быстрее портиться. Мощность кутикулы и ее состав во многом определяют химическую стойкость и проницаемость эпидермы. В условиях засушливого климата у растений развивается более толстая кутикула. У растений, погруженных в воду, кутикулы нет.
Клетки эпидермы имеют живой протопласт, обычно с хорошо развитой эндоплазматической сетью и аппаратом Гольджи. У некоторых растений (традесканции) в цитоплазме можно видеть лейкопласты. У водных растений, папоротников, обитателей тенистых мест, а также и многих светолюбивых растений (герань, подсолнечник, кактусы) встречаются хлоропласты.
Стенки замыкающих клеток утолщены неравномерно: брюшные (обращенные к щели) толще спинных (примыкающих к эпидерме). Замыкающие клетки содержат хлоропласты с хорошо развитыми тилакоидами и многочисленные митохондрии в активном состоянии. Устьица могут находится как в открытом состоянии так и в закрытом. Механизм открывания и закрывания устьичной щели основан на осмотических явлениях. При повышении тургора тонкие стенки растягиваются, увлекая за собой толстые, и устьичная щель увеличивается. При падении тургора она закрывается, так как замыкающие клетки принимают первоначальное положение.
Главная роль в изменении тургора и объема замыкающих клеток принадлежит ионам калия. При открывании устьиц они перемещаются из соседних клеток в замыкающие, затрачивая энергию, которую возмещают митохондрии. Существенное значение имеет и наличие хлоропластов: в результате фотосинтеза повышаются концентрация сахаров и осмотическое давление. За счет всасывания воды объем вакуоли существенно увеличивается, тургор растет и устьице открывается. В темноте при недостаточном обводнении устьичная щель закрывается из-за понижения тургора в замыкающих клетках.
Эпидерма очень эффективно регулирует транспирацию. Если устьица открыты полностью, то транспирация идет с такой же скоростью, как если бы эпидермы не было совсем. При закрытых устьицах она резко снижается.
Помимо волосков на эпидерме образуются эмергенцы, в формировании которых принимают участие более глубоко расположенные ткани. К ним относят жгучие волоски крапивы, шипы розы, ежевики.
Эпидерма функционирует, как правило, один год, обычно к осени ее заменяет пробка.
Клетки пробки соединены очень плотно, без межклетников, их клеточные стенки вначале очень тонкие, затем утолщаются. Вторичные клеточные стенки состоят из слоев суберина и воска, не пропускающих воду и воздух. Опробковение стенок ведет к отмиранию протопласта. По мере того как эпидерму сменяет перидерма, зеленый цвет побегов переходит в бурый. «Вызревшие» к осени побеги первого года жизни, защищенные перидермой, способны к перезимовыванию. Пробка защищает органы растений от потери воды, проникновения болезнетворных организмов, резких колебаний температуры, так как обладает малой теплопроводностью.
Степень сформированности перидермы и ее характер необходимо учитывать при выборе способов и режима хранения овощей. В перидерме корнеплодов моркови слой пробки тонок, феллоген здесь продуцирует преимущественно феллодерму, она мощнее, чем феллема. Корнеплоды во избежание иссушения хранят в песке. Успех хранения клубней картофеля зависит во многом от сформированности перидермы. С молодых клубней слой пробки легко снимается, так как рвутся живые тонкостенные клетки феллогена. После того как феллоген дифференцируется в постоянные ткани, картофель можно закладывать на хранение.
Корка не способна к растяжению, поэтому при утолщении ствола в ней появляются трещины. На дне трещин во внутренней перидерме имеются чечевички, обеспечивающие газообмен. Корка надежно предохраняет стволы от механических повреждений, лесных пожаров, резкой смены температур.
Основные ткани составляют большую часть тела растения. По происхождению основные ткани почти всегда первичны, образуются из апикальных меристем. Они состоят из живых паренхимных клеток, сильно варьирующих по форме, но в типичном случае паренхима основной ткани состоит из клеток, у которых длина немногим больше, чем ширина, чаще почти изодиаметрических. Клеточная оболочка первичная тонкостенная, с простыми порами. Иногда первичная оболочка сильно утолщается, что особенно характерно для запасающей паренхимы семян некоторых растений (Asparagus, Coffea arabica, хурма Diospyros, финиковая пальма Phoenix dactylifera). Углеводы таких оболочек рассматриваются как запасные вещества, используемые зародышем во время прорастания. Основная паренхима способна возвращаться к меристематической активности, например при заживлении ран, образовании придаточных корней и побегов.
Основные ткани выполняют функции: синтеза, накопления и использования органических веществ. В зависимости от выполняемой функции различают основную (типичную), ассимиляционную, запасающую и воздухоносную основные ткани.
Основная паренхима не имеет специфических, строго определенных функций. Она располагается внутри тела растения достаточно крупными массивами. Типичная основная паренхима заполняет сердцевину стебля, внутренние слои коры стебля и корня. Ее клетки образуют вертикальные и горизонтальные тяжи (лучи), по которым осуществляется радиальный транспорт веществ. Из основной паренхимы могут возникать вторичные меристемы.
Запасающая паренхима. Служит местом отложения избыточных в данный период питательных веществ. Запасающие ткани состоят из живых тонкостенных клеток. В крахмалоносных клетках пластиды имеют довольно простое внутреннее строение и могут быть классифицированы как амилопласты; они встречаются у многих семян и подземных запасающих органов. Паренхимные клетки в цветках и плодах часто содержат хромопласты. У некоторых семян в паренхиме запасающей ткани или зародыша хранятся твердый белок или жиры. В различных органах растения паренхимные клетки могут становиться особенно заметными благодаря накоплению в вакуолях антоцианов или таннинов или вследствие отложения в них кристаллов той или иной формы. Клетки запасающей паренхимы могут иметь толстые клеточные стенки (накапливается гемицеллюлоза в семенах финиковой пальмы), или накапливают жиры.
В этих тканях накапливаются многие растительные продукты, используемые человеком. У культурных пищевых растений обычно гипертрофированно развитие запасающей паренхимы. Запасающие ткани широко распространены, развиваются в самых разных органах. Их можно обнаружить в клубнях картофеля, корнеплодах свеклы, моркови, луковицах лука, зерновках злаков, в семенах подсолнечника, клещевины, а также в стеблях сахарного тростника, корневищах, корнях.
Воздухоносная паренхима (аэренхима). Выполняет вентиляционные, отчасти дыхательные функции, обеспечивая ткани кислородом. Состоит из клеток различной формы (например, звездчатых) и крупных межклетников. Хорошо развита в органах растений, погруженных в воду (в цветоножках кувшинки, в стеблях пушицы, белокрыльника, рдеста, в корнях камыша).
Механические (опорные) ткани обеспечивают прочность растения, способность противостоять действию тяжести собственных органов, порывам ветра, дождю, снегу, вытаптыванию животными. Механические ткани имеют сильно утолщенные клеточные стенки, которые даже после отмирания протопласта продолжают выполнять опорные функцию.
У проростков, в молодых участках органов механических тканей нет, необходимую упругость они имеют благодаря тургору. По мере развития органа в нем появляются специализированные механические ткани – колленхима и склеренхима.
Развивается у двудольных растений. Колленхима, которую рассматривают как опорную ткань, состоит из толстостенных клеток. Клетки колленхимы вытянуты в длину, содержат протопласты со всеми органеллами, часто содержат хлоропласты, способные к возобновлению меристематической активности. Для колленхимы характерны первичные, утолщенные и нелигнифицированные (неодревесневшие) оболочки клеток.
Расположение колленхимы в растении
Для колленхимы очень характерно периферическое положение. Она располагается либо непосредственно под эпидермой, либо на расстоянии одного или нескольких слоев от нее. В стеблях колленхима часто образует сплошной слой, расположенный по окружности вдоль оси стебля. Она встречается, иногда в форме тяжей, в выступающих ребрах многих травянистых стеблей и тех деревянистых, которые еще не вступили в стадию вторичного роста. В черешках колленхима распределяется так же, как и в стеблях. В листовой пластинке она находится в тех жилках, в которых проходят более крупные проводящие пучки, причем иногда она располагается по обеим сторонам жилок, а иногда только с одной, обычно нижней, стороны. Корни редко содержат колленхиму.
Связь структуры с функцией
Колленхима приспособлена, прежде всего, для выполнения функции опоры растущих листьев и стеблей. Функции опорной ткани колленхима может выполнять только в состоянии тургора. Ее оболочки начинают утолщаться на ранних этапах развития побега, однако образующееся утолщение пластично и способно к растяжению. Поэтому оно не препятствует удлинению стебля и листа. На более продвинутой стадии развития колленхима как опорная ткань сохраняется в тех частях растения (многие листья, некоторые травянистые стебли), для которых не характерна сильно развитая склеренхима. В связи с обсуждением опорной роли колленхимы интересно отметить, что в развивающихся частях растения, подвергаемых механическим нагрузкам (действию ветра или груза, приложенного к наклонным побегам), утолщение оболочки начинается раньше и становится более массивным, чем у растений, которые не подвергались таким нагрузкам.
В старых частях растения колленхима может становиться жесткой или превращаться в склеренхиму путем отложения вторичных одревесневших оболочек. Если она не претерпевает этих изменений, то ее роль как опорной ткани снижается вследствие развития склеренхимы в более глубоких частях стебля или черешка. Более того, в стеблях с вторичным ростом основной опорной тканью становится ксилема благодаря преобладанию в ней клеток с одревесневшими вторичными оболочками и обилию длинных перекрывающих друг друга клеток.
Различают первичную и вторичную склеренхиму. Первичная склеренхима развита во всех вегетативных органах однодольных, реже двудольных растений; вторичная – у подавляющего большинства двудольных. Клетки склеренхимы имеют равномерно утолщенные, как правило, одревесневшие стенки. Их прочность близка к прочности стали. Полость клетки мала, поры простые щелевидные, немногочисленные. Протопласт отмирает рано и опорную функцию выполняют мертвые клетки. Различают два основных типа склеренхимы: волокна и склереиды.
Волокна – сильно вытянутые прозенхимные клетки длиной от нескольких десятых долей миллиметра до 1 (крапива) и даже 4 см (рами). Они обеспечивают прочность органов растений на растяжение, сжатие и изгибы. Прочность волокон повышается благодаря тому, что фибриллы целлюлозы проходят в них винтообразно, меняя направление во внешних и внутренних витках. Концы клеток чаще заостренные (лен), могут быть ветвистыми (конопля), тупыми (крапива) и др.
У многих растений первичные волокна значительно длиннее, чем вторичные. Так, у конопли первичные волокна достигают 12,7 мм, а вторичные – всего 2,2 мм. Для практического использования такие особенности имеют существенное значение. Склеренхимные волокна могут встречаться в растении в виде отдельных клеток (элементарное волокно) или, соединяясь с друг другом по длине, образуют пучок (техническое волокно). Волокна выделяют с помощью мочки стебля или механически. Лучшие результаты дает мочка, когда паренхимные ткани, окружающие пучки волокон, разрушаются в результате деятельности бактерий.
Волокна стеблей двудольных растений используют для изготовления различных тканей (особо ценится неодревесневающие волокна льна) реже веревок (пенька, получаемая из конопли).
Склереиды – клетки, чаще всего имеющие паренхимную форму. Они могут располагаться в растении плотными группами или в виде одиночных клеток. Окончательно сформировавшиеся склереиды – это мертвые клетки с толстыми одревесневшими стенками, пронизанными поровыми каналами, нередко ветвистыми. Поры простые. Склереиды имеют первичное происхождение. К ним относятся каменистые (брахисклереиды) и ветвистые (астеросклереиды) клетки.
Каменистые клетки – округлые, обычно встречаются группами. Из них состоят косточки вишни, сливы, персика и скорлупа ореха. Они встречаются в сочных плодах груши, айвы, рябины и в корнях некоторых растений. В некоторых сортах груш наблюдается раздревеснение каменистых клеток при созревании плода.
Ветвистые клетки имеют разнообразную форму, играют роль опорных в листьях чая, камелии, маслины, в стеблях водных растений.
Покровные ткани защищают растение от неблагоприятных воздействий внешней среды: солнечного перегрева, излишнего испарения, резкого перепада температуры воздуха, иссушающего ветра, механического воздействия, от проникновения вовнутрь растения болезнетворных грибов и бактерий и т.д. Как и другие постоянные ткани, покровные ткани формируются в процессе онтогенеза из меристем. Различают первичную и вторичную покровные
Клетки эпидермы разных растений неодинаковы по форме и размерам. У многих однодольных растений клетки вытянуты в длину, у большинства двудольных имеют извилистые боковые стенки, что повышает плотность их сцепления друг с другом (рис. 21). Эпидерма верхней и нижней частей листа также отличается своим строением: так, на нижней стороне листа в эпидерме большее число устьиц, а на верхней стороне их гораздо меньше; на листьях водных растений с плавающими на поверхности листьями (кубышка, кувшинка) устьица есть только на верхней стороне листа, а у полностью погруженных в воду растений устьица отсутствуют.
В эпидерме многих растений есть защитные приспособления от неблагоприятных условий: волоски, кутикула, восковой налет и др.
формировании которых принимают участие помимо клеток эпидермы более глубокие слои клеток.
