7. Tkanki roślinne – wyspecjalizowane grupy komórek 7.1. Tkanki

7. Tkanki roślinne – wyspecjalizowane grupy komórek
•
•
•
•
•
•
Tkanką nazywamy grupę komórek wyspecjalizowanych do pełnienie określonej funkcji w organizmie.
Komórki tworzące tkankę mają najczęściej wspólne pochodzenie (czyli wywodzą się z tej samej części
zarodnika) i zbliżoną budową (choć zdarzają się tkanki zbudowane z kilku odrębnych typów komórek).
Najważniejszą cechą tych komórek jest konieczność przystosowania się do lądowego trybu życia (mając
na myśli komórki roślinne).
Komórki roślinne połączone są pektynami, czyli cukrowcami, które splatają ze sobą ściany
sąsiadujących komórek. Łączność między nimi jest możliwa dzięki systemowi jamek, przez które
przenikają pasma cytoplazmy, zwane plazmodesmami.
W zależności od stopnia ewolucyjnego zaawansowania danej grupy roślin zielonych oraz od stopnia
przystosowania do warunków lądowych stopień wykształcenia tych roślin jest różny.
Najbardziej rozwinięte rośliny to nasienne.
Wyróżniamy dwa podstawowe typy tkanek: twórcze i stałe.
7.1. Tkanki twórcze
•
•
Rośliny mają „nieograniczony wzrost” ponieważ rosną przez całe życie.
Rośliny przyrastają w ściśle określonych miejscach – najczęściej na szczycie łodygi i korzenia (wzrost)
oraz pomiędzy wiązkami przewodzącymi (grubość). Jest to tak zwany wzrost zlokalizowany. Takie wzrastanie
umożliwiają znajdujące się w tych miejscach specyficzne tkanki, zwane tkankami twórczymi lub merystemami.
Charakterystyka komórkowa tkanek twórczych
•
Komórki tworzące tkanki merystematyczny mają charakter embrionalny.
•
Są drobne, mają cienkie ściany komórkowe, gęstą cytoplazmę z niewielkimi wodniczkami, duże
jądro.
•
W komórkach znajdują się w nich proplastydy, czyli nie w pełni wykształcone plastydy.
•
Ich najważniejszą cechą jest zdolność do podziałów, dzięki tej cesze są one miejscem tworzenia się coraz
to nowych komórek, które później różnicują i przekształcają w komórki tkanek stałych.
Rodzaje merystemów
•
Merystemy zazwyczaj dzieli się ze względu ich występowania w roślinie.
•
Merystemy:
Wierzchołkowe:
Wstawowe
(interkalarne):
Boczne:
Przyranne
(kallus):
Archesporialne:
Tworzą: stożki
wzrostu łodygi i
korzenia.
Umiejscowione są:
na szczycie rosnącej
łodygi i korzenia.
Powodują: przyrost
na długość i
nieznaczny na
grubość.
Stożki wzrostu
zbudowane są z
komórek delikatnych i
wrażliwych na
uszkodzenia, są
chronione w łodydze
przez specjalnie
ukształtowane liście
okrywające, a w
korzeniu – przez
ochronną
wielokomórkową
czapeczkę.
Tworzą się one
zazwyczaj u tych
roślin, które szybko
wykształciły na
szczycie łodygi
kwiat lub
kwiatostan.
Tworzą: wtórne przyroście
łodygi i korzenia na grubość.
Wyróżnia się dwa rodzaje:
*Kambium(miazga twórcza):
Tworzy się w postaci walca
wzdłuż łodygi i korzenia,
pomiędzy łykiem i drewnem
pierwotnym.
Powoduje: przyrost na grubość,
który spowodowany jest
tworzeniem się merystem
nowych komórek drewna (zwykle
środka walca) i łyka (na zewnątrz
walca).
*Fellogen (miazga
korkotwórcza):
Tworzy się pod skórką łodygi
(czyli pod pierwotną tkanką
okrywającą) i produkuje nowe
warstwy komórek wtórnej tkanki
okrywającej, zwane korkiem.
Miazga korkotwórcza w typowej
postaci nie występuje w
korzeniu, jest w nim
zastępowana przez zewnętrzną
warstwę komórek walca
osiowego, czyli okolnicę.
Tworzy się w
miejscach
zranienia rośliny
najczęściej z
okolicznych
komórek tkanki
miękiszowej.
Powoduje:
stopniowe
zabliźnianie się i
zarastanie ran
Kallus powstaje
zazwyczaj u roślin
wieloletnich,
mających postać
drzew lub
krzewów.
Tworzą: haploidalne
zarodniki.
Umiejscowione są:
w zarodniach.
Merystemy
zarodkowe, z których
w całości zbudowane
są zarodki znajdują się
nasionach. Z takiej
tkanki biorą początek
niektóre inne
merystemy. W jego
komórkach zachodzą
podziały mejotyczne.
•
Umiejscowione
są: wzdłuż łodygi
w tak zwanych
węzłach.
Powodują:
przyrost pędu na
długość.
Można je
zaobserwować u
niektórych roślin
jednoliściennych
(traw, turzyc), a
spośród
dwuliściennych
między innymi
także w
goździkowych.
Często stosuje się podział tkanek merystematycznych na pierwotne i wtórne.
Pierwotne:
Wtórne:
Np. wierzchołkowe, interkalarne, niektóre archesporialne.
To takie, które wywodzą się bezpośrednio z zarodkowego i
powodują przyrost pierwotnej rośliny.
Np. boczne, przyranne, pozostałe archesporialne.
Powstają w komórkach należących do tkanek stałych, w
określonych sytuacjach przyjmują powtórnie formę embrionalną zdolną do podziałów.
7.2. Tkanki stałe
•
•
•
•
Cechą wyróżniającą komórki tych tkanek jest niezdolność do podziałów.
Są większe od komórek merystematycznych, mają grubszą wtórną ściankę komórkową, dużą
wakuolę, często zajmującą prawie całe wnętrze komórki oraz w pełni wykształcone plastydy.
Są tak wyspecjalizowane, że czasem z komórki pozostaje tylko zgrubiała ściana a cale wnętrze (cytoplazma i
wszystkie organelle) ulegają zniszczeniu.
Wyróżnia się następujące rodzaje tkanek stałych: okrywająca, miękiszowa, wzmacniająca, przewodząca
oraz wydzielnicza.
Tkanka okrywająca
•
Tkankę ta tworzy zewnętrzną powłokę roślin, chroni ją przed niekorzystnym wpływem czynników
środowiska zewnętrznego oraz przed nadmiernym parowaniem wody.
•
Tkankę okrywająca dzielimy na: pierwotną i wtórną.
•
Tkanka pierwotna u roślin zielonych, a także w młodych organach drzew i krzewów ma postać
jednowarstwowej skórki.
•
W częściach nadziemnych skórka nosi nazwę epidermy, a w korzeniach ryzodermy bądź epiblemy.
Komórki epidermy:
Ściśle do siebie przylegają, są żywe i pozbawione chloroplastów (wyjątkowo chloroplasty mogą
być w skórce roślin cieniolubnych). Ich zewnętrzna ściana jest pogrubiona i dodatkowo
pokryta z wierzchu, czyli adkrustowana warstwą tłuszczowców. Związki te zwane są
kutyną, i tworzą jednolitą powłokę otaczającą całą nadziemną część rośliny – kutykuę.
Komórki ryzodermy: Część podziemna rośliny nie ma tej warstwy ochronnej (zazwyczaj).
•
•
Skórka jest tkanką niejednorodną.
Jej komórki przekształcają się w charakterystyczne wytwory, np. aparaty szparkowe, włoski, kolce, a także
włośniki.
Aparaty
szparkowe:
Są konieczne do przewietrzania rośliny i kontrolowania parowania wody, czyli transpiracji.
Składają się z dwóch komórek szparkowych (wątrobowce – wyjątek), między którymi znajduje się
szczelina. Napływ wody do tych komórek powoduje zwiększenie w nich uwodnienia, czyli turgoru. W
zależności od typu aparatu szparkowego powoduje to albo wygięcie komórek (w dwuliściennych)
albo ich rozsunięcie (u jednoliściennych), co prowadzi do powiększenia szczeliny. I odwrotnie, jeśli
wody brakuje w komórkach. Największe skupisko aparatów szparkowych to spodnia powierzchnia liści,
choć spotykane też są na wierzchu liści, na niezdrewniałych łodygach, na owocach. Nie ma ich w
skórce korzenia.
Włoski:
Są tworami jedno- lub wielokomórkowymi. Spełniają różne funkcje.
*Rozgałęzione włoski tworzą grubą „filcową” powłokę na liściach i łodygach, zwaną kutnerem.
Taka puchata warstwa chroni roślinę przed nadmiernym nasłonecznieniem i gwałtownymi zmianami
temperatury, ograniczając parowanie, a także zniechęca pasożyty. Występują m.in., u szarotki
alpejskiej i dziewanny.
*Włoski czepne są zaopatrzone w różnego rodzaju haczyki, dzięki którym umożliwiają roślinom
przyczepienie się do podłoża. Występują m.in., u chmielu i przytulii czepnej.
*Włoski parzące pełnią funkcje obronne. Występują m.in., u pokrzywy.
*Włoski wydzielnicze (gruczołowe) produkują olejki zapachowe (np. pelargonii) lub enzymy
trawienne w wypadku roślin owadożernych (np. rosiczki). Włoski są charakterystyczne dla nadziemnej
części rośliny.
Kolce:
W ich tworzeniu bierze udział skórka oraz leżąca poniżej tkanka miękiszowa. W przeciwieństwie do
cierni, które są skróconymi pędami, kolce nią mają własnej wiązki przewodzącej i dają łatwo się
odłamać. Występują m.in., u róży, na jej łodydze.
Włośniki:
Tworzone są przez ryzodermę (skórkę korzenia) w jego szczytowej części. Są zawsze
jednokomórkowe. Ich rolą jest zwiększenie powierzchni, która pobiera wodę i związki nieorganiczne
(sole mineralne). Włośników nie mają rośliny wodne i żyjące w mikoryzie elektroficznej z grzybami.
•
•
•
•
•
Korkek (fellem) to wtórna tkanka okrywająca, tworzy się na organach wykazujących wtórny przyrost na
grubość, zastępując skórkę, która z czasem odpada.
Korek jest wytworem fellogenu i składa się z licznych martwych komórek, z których pozostały jedynie
ściany komórkowe wypełnione powietrzem. Ściany te zawierają substancje zwaną suberyną.
Jest on strukturą lekką i całkowicie nieprzepuszczalną dla gazów i pary wodnej. Dzięki takiej budowie
korka, jest on znakomitym izolatorem termicznym. Ogranicza parowanie i wymianę gazową, dlatego
wykształcone są przetchlinki, czyli miejsca w których komórki nie przylegają ściśle do siebie.
W przeciwieństwie do aparatów szparkowych, przetchlinki składają się z martwych komórek i są stale
otwarte. Fellogen, oprócz tworzenia nowych komórek korka, często odkłada też jedną lub kilka warstw żywych
komórek do wewnątrz. Mają one cechy komórek miękiszowych i zwane są fellodermą.
Łącznie wszystkie te trzy warstwy (korek, fellogen i felloderma) tworzą korkowicę.
Tkanka miękiszowa
•
Przez botaników bywa nazywana parenchymą, ale nie należy traktować jej jak parenchymę wypełniającą
wnętrze jamy ciała płazińców.
•
Jest podstawowym rodzajem tkanek, które budują wnętrze rośliny.
•
Jej komórki są: duże, mają dużą wakuolę, cienkie ściany komórkowe, pomiędzy komórkami
występują mniejsze lub większe przestwory komórkowe.
•
Podstawową postacią tej tkanki jest – miękisz zasadniczy, oprócz jego występuje też w kilku innych odmianach.
•
Charakterystyka miękiszów:
Miękisz asymilacyjny:
Jego komórki mają liczne soczewkowate chloroplasty; jego tkanka, która ma największy udział w fotosyntezie.
Miękisz ten przybiera takie formy jak:
Miękisz gąbczasty:
ma duże przestwory komórkowe;
występuje u roślin: jednoliściennych,
dwuliściennych i paprotników.
Miękisz palisadowy:
zbudowany jest z komórek
cylindrycznych o małych przestworach;
występuje w górnej części liści u
dwuliściennych i paprotników.
Miękisz wieloramienny:
jego komórki mają silnie pofałdowaną
powierzchnię; występuje w igłach
niektórych nagonasiennych.
Miękisz spichrzowy:
Nie posiada chloroplastów; zawiera liczne ziarna materiałów zapasowych tj. skrobi, tłuszczów lub białek; występuje w
organach spichrzowych roślin, czyli np. w bulwach ziemniaków, korzeniach marchewki, liści kapusty, cebuli oraz w
mięsistych częściach owoców i w nasionach.
Miękisz wodonośny:
Służy do magazynowania wody; występuje u roślin mających ograniczony dostęp do wody, na przykład u kaktusów,
rozchodników czy wilczomleczy, czyli u tak zwanych sukulentów.
Miękisz powietrzny (przewietrzający):
Ma bardzo rozwinięty system przestworów międzykomórkowych, tworzące prawdziwe kanały wentylacyjne, którymi
gazy mogą swobodnie przemieszczać się w roślinie. Taki miękisz występuje u roślin bagiennych i wodnych mających
takie organy jak (np. korzeń), w których wymiana gazowa jest utrudniona.
Tkanka wzmacniająca
•
Tkanka ta jest przystosowana do obciążeń mechanicznych występujących w środowisku lądowym.
•
Komórki tkanki wzmacniającej mają zgrubiałe ściany, ich rozmieszczenie w roślinie powoduje wytrzymałość
na czynniki dynamiczne (np. wiatr), a także statyczne (np. masa liści czy owoców).
•
Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje tkanki wzmacniającej: kolenchymę oraz sklerenchymę:
Kolenchyma (zwarcica):
•
•
•
•
•
•
•
Jest zbudowana z komórek żywych.
Często jej komórki zawierają chloroplasty.
Jej komórki mają celulozowo-pektynowe
wzmocnienia.
Albo w narożnikach komórek – kolenchymę
kątową.
Albo na stycznych powierzchniach kolejnych
warstw komórek – kolenchymę płatową.
Tkanka ta występuje w ogonkach liściowych oraz
w obwodowych częściach młodych łodyg
zielonych.
Nie hamuje wzrostu tych organów, bo zbudowana
jest z elastycznych komórek.
Sklerenchyma (twardzica):
•
•
•
•
•
•
•
Jest zbudowana z komórek martwych.
Jej komórki zawierają często samą ścianę
komórkową.
W tych ścianach odkłada się cukier lignina
(pomiędzy włóknami celulozowymi), czyli ściany
są inkrustowane ligniną.
Ściany te nazywa się zdrewniałymi.
Włókna sklerenchymatyczne to wydłużone
(do 10cm w łodygach) elementy sklerenchymy.
Elementy sklerenchymy mogą też być graniaste
bądź okrągławe i wtedy nazywane są
komórkami kamiennymi lub sklereidami
(tworzą takie struktury, jak łupiny nasion np.
orzechy, pestki; są też rozpuszczane w tkance
miękiszowej np. w pobliżu gniazda nasiennego
owocu gruszy.
Ogólnie włókna spotyka się w łodygach, które
zakończyły swój wzrost, a także w drewnie
wtórnym.
Tkanka przewodząca
•
Tkanka służy do transportu substancji w roślinie.
•
Transport odbywa się w dwóch kierunkach: od korzeni do liści – woda i sole mineralne; od liści po całej
roślinie, w tym też organów spichrzowych – produkty fotosyntezy (asymilaty).
•
•
•
•
•
Rośliny dużo łatwiej transportują wodę niż asymilaty.
Wodę przewodzą łatwiej, ponieważ parując tworzy podciśnienie wyciągające w górę następne porcje
wody bez użycia energii rośliny. Nazywa się to biernym mechanizmem transportu, zwany też siłą ssącą
liści.
Produkty fotosyntezy natomiast muszą być jakby na siłę przepychane z komórki do komórki przy użyciu
energii pochodzącej ze związków chemicznych (takich jak ATP). Proces ten nazywa się transportem
aktywnym.
Z powodu transportu aktywnego i biernego mechanizmu transportu, tkanka przewodząca dzieli się na: drewno
(ksylem) oraz łyko (floem).
Charakterystyka drewna i łyka:
Drewno (ksylem):
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Służy do transportu wody i soli mineralnych (czyli
mechanizm transportu biernego).
Zbudowane jest z martwych komórek.
Ewolucyjnie starsze komórki nazywa się cewkami.
Cewki mają wrzecionowaty kształt i liczne jamki
lejkowate o złożonej budowie.
Jamki te składają się z dwóch „lejków”
odwróconych do siebie szerszymi stronami.
Pośrodku jamki znajduje się krążek – torus,
zawieszony on jest na ściankach pierwotnych
komórek i pełni funkcje zatyczki.
Przepływ wody odbywa się przez jamki z
komórki do komórki, czyli nie w linii prostej.
Bardziej zaawansowana forma drewna stworzona
jest z naczyń.
Naczynia to ustawione w pionowo szeregi
komórki, u których zanikły poprzeczne ściany, tak
że tworzą rury, którymi woda może swobodnie
wędrować w górę.
Ścianki są wzmocnione w formie np. spiralek,
pierścieni.
Cewki występują u paprotników i
nagonasiennych, a naczynia u okrytonasiennych.
Łyko (floem):
•
•
•
•
•
•
•
Przewodzi produkty fotosyntezy.
Zbudowane jest z komórek żywych.
Pierwotniejszą formą łyka są komórki
sitowe, które na swojej powierzchni mają
skupiska prostych jamek, tak zwane pola sitowe.
Bardziej zaawansowaną formą komórek łyka są
rurki sitowe, ułożone podobnie jak rurki
naczyniowe jedna na drugiej w ciągi
komunikacyjne.
W takim wypadku pola sitowe ułożone są na
poprzecznych ścianach rurek.
W dojrzałych komórkach łyka na ogół zanika
jądro komórkowe, a jego funkcje częściowo
przejmują jądra sąsiednich komórek
przyrurkowych.
Komórki sitowe występują u paprotników i
nagonasiennych, a rurki sitowe u
okrytonasiennych.
Drewno i łyko nie są tkankami jednorodnymi. Prócz wyżej wymienionych występują też w nich: włókna
drzewne i łykowe – pełniące funkcje wzmacniające oraz komórki miękiszowe – pełniące funkcje odżywcze.
•
•
•
•
U roślin wykazujących wtórny przyrost na grubość wyodrębnia się dwa rodzaje tkanki przewodzącej:
pierwotną (tworzy się bezpośrednio z merystemów wierzchołkowych) i wtórną (tworzy się przez merystemy
boczne).
Tkanka wydzielnicza różni się od pozostałych tym, że nie zawsze tworzy wielokomórkowe struktury.
Zazwyczaj komórki tej tkanki są wyspecjalizowane, wydzielające określone substancje.
Biorąc pod uwagę położenie, wyodrębniamy dwie grupy utworów wydzielniczych:
Powierzchniowe:
Wewnętrzne:
*Do tej grupy należą włoski gruczołowe i miodniki –
*Zaliczamy do nich rury mleczne, które zbudowane są z
znajdują się w kwiatach okrytonasiennych i wydzielają
nektar, który zwabia owady.
*Wypotniki, inaczej szparki wodne lub hydatody
wydzielają wodę w postaci płynnej (kroplami).
*Zdarza się, że skórka pokrywająca płatki kwiatów
pełni funkcje wydzielnicze i wydziela substancje
zapachowe.
komórek, u których zanikły poprzeczne ściany. Wnętrze
utworów wypełnia sok mleczny (białka, cukry, woski,
garbniki, alkaloidy, kauczuk).
*Kanały żywiczne tworzą się ze specjalnie
ukształtowanych przestworów międzykomórkowych w
tkance miękiszowej. Występują one najczęściej u roślin
iglastych. We wnętrzu kanałów żywicznych znajduje się
żywica, która zabezpiecza roślinę przed infekcjami.
*Zbiorniki olejków eterycznych u pomarańczy i innych
cytrusów tworzone są też w przestworach
międzykomórkowych, ale powstają przez rozpad
komórek wydzielniczych.