Образовательная ткань: функции и строение

Эволюция животного и растительного мира постепенно вела к усложнению их организации. Поэтому современное разнообразие видов настолько велико, что просто поражает воображение. Усложнение внутреннего строения находило отражение в каждой эволюционной ветви.

Это особенно сказалось на растениях, которые сумели преобразоваться от низших подводных видов до расселенных по всему земному шару высших представителей, имеющих сложное внутреннее и внешнее строение. Большую роль в этом сыграло развитие особых структур - тканей, которые и составляют основную часть особей данного царства.

Меристемы: определение и понятие

Всего можно выделить пять основных типов тканей растительных организмов. Среди них следующие:

• меристемы, или образовательные ткани;
• запасающие;
• проводящие;
• механические;
• основные.

Каждая из них имеет особое строение, различные типы клеток, и выполняет определенную важную функцию в жизни растения. Особого внимания заслуживает образовательная ткань, ведь именно она дает начало практически всем остальным и обеспечивает главную отличительную особенность растений от других живых организмов - неограниченный рост в течение всей жизни.

Если давать более точное биологическое определение данному типу ткани, то оно будет звучать так: образовательная ткань, или меристема - это общее название особого вида тканей, которые состоят из активных в течение всей жизни клеток, постоянно делящихся и обеспечивающих рост и развитие растения в целом.

Кроме того, именно меристемы дают начало многим другим типам тканей в организме. Например, механическим, проводящим, покровным и прочим. За счет них происходит заживление пораненных участков на теле растения, быстрое восстановление утраченных структур (листьев, частей стебля, корня). Можно с уверенностью сказать, что образовательная ткань - одна из самых главных, которая позволяет растениям существовать. Поэтому ее строение и функции рассмотрим подробнее.

Клетки образовательной ткани. Общая информация

Можно выделить два основных типа клеток, которые составляют меристемы:

1. Многоугольные, или изодиаметрические. Содержат очень крупное ядро, которое занимает почти все внутреннее пространство. Имеют рибосомы, митохондрии, мелкие разбросанные по цитоплазме вакуоли. Оболочка довольно тонкая. Между собой расположены достаточно рыхло. Такие клетки формируют эумеристемы. Они дают начало всем типам тканей, кроме проводящих.
2. Прозенхимные клетки. Имеют, напротив, очень крупные вакуоли, заполненные клеточным соком. Между собой соединены более плотно, форма удлиненная, кубическая или призматическая. Образовательная ткань, построенная из них, дает начало проводящим системам, камбию и прокамбию растений.

Таким образом, в зависимости от типа клеток, формирующих ткань, определяется и выполняемая ею функция.

Также можно выделить еще два типа клеток меристем:

1. Инициальные - активно делящиеся в течение всей жизни клетки, обеспечивающие накопление общей массы образовательной ткани. Они же дают начало и другой группе.
2. Производные клетки - могут отличаться от предыдущих формой, размерами, количеством вакуолей и прочими параметрами.

Эти типы структур у некоторых видов растений могут вообще быть неразличимы, по крайней мере, морфологически.

В целом строение образовательной ткани позволяет выделять несколько типов, составляющих ее классификацию.

Классификация меристем

В основу можно положить несколько разных признаков. Первый из них - это морфология клеток, составляющих ткань. По данной особенности различают:

• пластинчатые меристемы - клетки кубической формы с однослойной оболочкой, формирующие покровную ткань;
• колончатые образовательные ткани - формируют сердцевину стеблей и стволов деревьев, клетки призматической формы с плотной оболочкой;
• массивные меристемы - дают начало нарастанию в толщину, представлены многоугольными клетками.

Следующий признак для классификации - это способность к дифференцировке на другие структуры. По этому признаку все меристемы можно разделить на шесть групп:

1. Зародышевая образовательная ткань. Ее название говорит само за себя. Формирует первичные ткани эмбриона.
2. Верхушечные меристемы, также называемые апикальными. Образуют: прокамбий, эпидерму, проводящие ткани, паренхиму.
3. Раневые образовательные ткани. Образуются на местах повреждений и обеспечивают быстрое восстановление утраченного органа или затягивание ранения.
4. Интеркалярные - обеспечивают вставочный рост растений в высоту и ширину.
5. Боковые, или латеральные - обеспечивают утолщение осевых структур организма за счет отложения камбия или феллогена.
6. Краевая меристема - именно она формирует полотно листа.

Последняя классификация, по которой можно разделить все меристемы на две группы, - генетическая. По ней они делятся на:

• первичные - связаны с зародышевыми и верхушечными тканями;
• вторичные - камбий, прокамбий и прочие.

Очевидно, что различные признаки классификации подтверждают важное значение рассматриваемых структур, особенно их роли в жизни растений.

Пластинчатая меристема

Это образовательная ткань, функции которой заключаются в формировании эпидермы растения. Именно пластинчатые меристемы создают покровные ткани, которые защищают организм от внешних воздействий, поддерживают определенную форму и структуру.

Клетки пластинчатой образовательной ткани располагаются в один ряд, очень интенсивно делятся, причем перпендикулярно относительно рабочего органа. В результате формируется наружный эпидермис растения.

Колончатые ткани

Другое название данных тканей - стержневые. Они получили его за удлиненную призматическую форму составляющих структуру клеток, которые располагаются тесно друг с другом и имеют достаточно толстую оболочку.

Колончатая ткань дает начало и полностью формирует сердцевину стеблей и стволов растений. Делятся клетки данной ткани также перпендикулярно относительно осевых органов.

Массивные меристемы. Краткая характеристика

Особенности образовательной ткани, которая называется массивной, в том, что она дает возможность растению накопить массу недифференцированных клеток, которые приводят к утолщению и росту массы. При этом происходит это достаточно равномерно.

В будущем каждая часть клеточной массы преобразуется в ту или иную ткань, то есть специализируется и будет выполнять свою функцию. Так формируются, например, ткани спорангия и прочие.

Функции образовательной ткани растений

Роль, которую играют меристемы, огромна. Можно обозначить несколько основных самых важных функций, которые выполняют рассматриваемые ткани:

1. Обеспечивают растению неограниченный рост в течение всей жизни.
2. Дают начало для дифференцировки и специализации всех остальных типов тканей в организме.
3. Обеспечивают нормальное развитие растений.
4. Устраняют повреждения и восстанавливают утраченные структуры.

Однако основная выполняемая функция образовательной ткани - это многократное деление клеток и накопление их в большой массе для возможности постоянного использования частями растения, а значит, сохранения его роста и активности в течение всей жизни. Именно по этой причине в организме животных и человека подобных тканей нет. Ведь они растут лишь до генетически определенных (изначально заложенных в геноме) размеров.

Апикальная меристема

Данная образовательная ткань, функции и строение которой мы рассмотрим, является одной из самых главных из всех видов меристем. Для этого есть ряд причин.

1. Именно апикальная ткань называется еще и верхушечной, так как после развития зародыша она остается в конусе нарастания (верхушке побега).
2. Апикальная меристема позволяет стеблю и корням увеличиваться в длину.
3. Со временем именно верхушечная ткань преобразуется во флоральную и меристему соцветия, позволяя сформироваться цветкам со всеми его частями.
4. Дает начало всем остальным типам образовательных тканей.

Поэтому мы и говорим о высокой степени значимости апикальных меристем в жизни растений.

У данной разновидности ткани есть несколько производных, которые она формирует в теле растения. Они следующие:

• покровная ткань;
• протодерма;
• прокамбий;
• проводящие ткани;
• основные;
• массивные.

Наравне с апикальными идут по значению и латеральные, или боковые меристемы. Они дают начало камбию и феллогену, формируют так называемые годичные кольца, которые хорошо видны на поперечных срезах стеблей и стволов.

Первичные образовательные ткани

К ним относятся те, что первыми закладываются в теле эмбриона. В первую очередь, это меристемы зародыша и апикальные (верхушечные). Одни из них сохраняются всю жизнь, а другие отмирают, сформировав первичное тело растения.

Так как апикальные меристемы мы уже рассматривали более подробно выше, то нет смысла повторять все еще раз. Первичные ткани - это и есть апикальные образовательные структуры.

Вторичные меристемы

В данную группу входит массивная меристема, которая позволяет растению на более поздних этапах развития наращивать массу. Это образовательная ткань, функции которой заключаются, главным образом, в формировании утолщений осевых органов растений.

Особую роль в этом играют камбий и феллоген. Чаще всего в действие вторичные меристемы вступают после окончания верхушечного роста растения, однако бывают и исключения. Как, например, в случае с камбием.

Также важно значение раневых меристем, которые приводят к образованию каллуса - массы клеток. Они затягивают собой место ранения или повреждение на растении.