Tkaniny Roślinne – Materiały Dla 2 Klasy Biolchem

Podział tkanek roślinnych

Tkanki roślinne dzielą się na dwie główne grupy: tkanki twórcze (merystematyczne) i tkanki stałe. Tkanki twórcze składają się z komórek intensywnie się dzielących, dzięki czemu rośliny mogą rosnąć. Mają niewielkie komórki o cienkich ścianach, duże jądra i małe wakuole.

Tkanki stałe natomiast posiadają komórki wyspecjalizowane do pełnienia określonych funkcji. Możemy je podzielić na:

• Tkankę okrywającą (skórka, korek)
• Tkankę miękiszową (miękisz zasadniczy, asymilacyjny, spichrzowy, powietrzny)
• Tkankę przewodzącą (drewno, łyko)
• Tkankę wzmacniającą (zwarcica, twardzica)

Warto wiedzieć! Tkanki żywe zawierają protoplasty oraz celulozowo-pektynową ścianę komórkową, podczas gdy tkanki martwe utraciły protoplasty, a ich ściana komórkowa zawiera dodatkowo ligninę lub suberynę.

Do tkanek twórczych zaliczamy stożki wzrostu łodygi i korzenia oraz miazgę. Dzięki nim roślina może rosnąć zarówno na długość, jak i na grubość.

Tkanka merystematyczna (twórcza)

Tkanka merystematyczna jest odpowiedzialna za wzrost rośliny. Zbudowana jest z żywych komórek z cienkimi ścianami, dużym jądrem i małymi wakuolami lub ich brakiem. Te komórki regularnie się dzielą, umożliwiając roślinie rozwój.

Wzrost organów roślinnych może być:

• Dyfuzyjny ograniczony - zachodzi w liściach, kwiatach i owocach; ustaje, gdy organ osiągnie właściwy kształt
• Zlokalizowany nieograniczony - zachodzi w korzeniach i łodygach przez całe życie rośliny

Merystemy pierwotne dzielą się na wierzchołkowe (na szczycie łodyg i korzeni) oraz wstawowe (przy podstawie międzywęźli). Z kolei merystemy wtórne (boczne) obejmują miazgę (kambium) i miazgę korkotwórczą (felogen).

Ciekawostka! W miejscach uszkodzenia rośliny pojawia się specjalna tkanka przyranna, która zasklepia rany, a u paproci występuje tkanka zarodnikotwórcza wytwarzająca zarodniki.

Merystemy boczne są odpowiedzialne za przyrost wtórny roślin. Miazga wytwarza nowe komórki tkanki przewodzącej, a miazga korkotwórcza tworzy elementy korkowicy, co pozwala korzeniom i łodygom zyskać wtórną budowę anatomiczną.

Tkanka okrywająca

Tkanka okrywająca pokrywa powierzchnię wszystkich narządów roślinnych, stanowiąc naturalną barierę ochronną. Zabezpiecza roślinę przed uszkodzeniami, drobnoustrojami oraz pośredniczy w wymianie substancji między rośliną a środowiskiem zewnętrznym.

Skórka jest pierwotną tkanką okrywającą, utworzoną z żywych komórek bez chloroplastów. Komórki skórki ściśle do siebie przylegają, co utrudnia utratę wody i wnikanie mikroorganizmów. Zewnętrzne ściany komórek skórki liści i młodych łodyg pokrywa kutykula - warstwa ochronna z wosku.

Epiderma (skórka pędu) zbudowana jest z jednej warstwy żywych, ściśle przylegających komórek o grubszych ścianach pokrytych kutykulą. Komórki mają kształt wydłużony i prostokątny, zawierają drobne leukoplasty, ale nie mają chloroplastów.

To ważne! Aparaty szparkowe w epidermie umożliwiają wymianę gazową między wnętrzem rośliny a środowiskiem, otwierając się i zamykając w zależności od zmian turgoru w komórkach szparkowych.

Wytwory epidermy to także różne rodzaje włosków. Żywe włoski zwiększają powierzchnię parowania, a martwe ograniczają transpirację. Kutner (gęste włoski) chroni przed niskimi temperaturami, włoski czepne pomagają w przytwierdzaniu się, a włoski gruczołowe wydzielają różne substancje.

Ryzoderma i korkowica

Ryzoderma (skórka korzenia) wytwarza włośniki, które zwiększają powierzchnię chłonną korzenia i pobierają wodę z solami mineralnymi. Zbudowana jest z jednej warstwy żywych, ściśle przylegających komórek o ścianach pokrytych kutykulą. W przeciwieństwie do epidermy, nie posiada aparatów szparkowych ani chloroplastów.

Włośniki powstają w strefie włośnikowej i mają postać cienkościennych, cylindrycznych wypustek. Znacząco zwiększają powierzchnię chłonną korzenia, co ułatwia pobieranie wody i soli mineralnych z gleby.

Zapamiętaj! Główna różnica między epidermą a ryzodermą polega na funkcji - epiderma chroni, podczas gdy ryzoderma pobiera substancje z gleby.

Korkowica (peryderma) pokrywa starsze części rośliny, w których zachodzi wtórny przyrost na grubość. Ma postać szarej lub brunatnej powłoki, której ściany komórkowe zawierają suberynę, dzięki czemu nie przepuszczają wody i powietrza. Składa się z trzech warstw: fellemu (korka), fellogenu (miazgi korkotwórczej) i fellodermy (miękiszu korkowego).

Tkanka miękiszowa

Tkanka miękiszowa występuje we wszystkich organach roślin i stanowi ich główną część. Jest to tkanka podstawowa i najbardziej rozpowszechniona. Choć jest tkanką stałą, jej komórki zachowują zdolność podziałową, co czyni ją najmniej wyspecjalizowaną.

Zbudowana jest z żywych, cienkościennych komórek zawierających duże wakuole i protoplast. Pomiędzy komórkami znajdują się przestwory międzykomórkowe służące do przewietrzania. Tkankę miękiszową dzielimy na pierwotną i wtórną.

Miękisz zasadniczy wypełnia przestrzenie między innymi tkankami. Znajduje się w młodych łodygach i korzeniach, wchodzi w skład kory pierwotnej oraz buduje owocnie, płatki kwiatów i miękisz owoców. Jest zbudowany z cienkościennych komórek.

Czy wiesz? Tkanka miękiszowa mimo prostej budowy pełni kluczowe funkcje w roślinie - od fotosyntezy po magazynowanie wody i substancji odżywczych.

Korkowica dzieli się na powierzchniową (warstwa fellogenu tworzy się z komórek skórki) i głębinową (warstwa fellogenu tworzy się z komórek kory pierwotnej lub perycyklu). Kompleks tkanek w korkowicy zapewnia roślinie ochronę i kontrolę nad wymianą gazową.

Rodzaje miękiszu

Miękisz asymilacyjny zawiera liczne chloroplasty i występuje głównie w liściach. Dzieli się na kilka typów:

• Palisadowy - komórki wydłużone, ułożone prostopadle do powierzchni liścia
• Gąbczasty - komórki nieregularne z dużymi przestworami powietrznymi
• Wieloramienny - występuje w igłach roślin iglastych

U roślin dwuliściennych w blaszce liściowej na górnej części występuje miękisz palisadowy, a na spodniej - gąbczasty. Taki układ zapewnia optymalną fotosyntezę i wymianę gazową.

Miękisz spichrzowy magazynuje substancje zapasowe, głównie skrobię. Występuje najczęściej w korzeniach i bulwach. Komórki zawierają liczne ziarna skrobi i inne materiały zapasowe, które roślina wykorzystuje w okresach zwiększonego zapotrzebowania.

Ciekawostka! Miękisz wodny doskonale rozwinięty u sukulentów ma wielkie wakuole pełne substancji śluzowych i pektyn, które pęcznieją pochłaniając wodę, co pozwala roślinie przetrwać długie okresy suszy.

Miękisz powietrzny występuje w organach roślin wodnych. Posiada duże przestwory wypełnione powietrzem, co ułatwia przemiany metaboliczne oraz umożliwia roślinom unoszenie się na wodzie i lepszy dostęp do światła. Jest świetnie przystosowany do specyficznych warunków życia w środowisku wodnym.

Tkanka wzmacniająca

Tkanka wzmacniająca nadaje roślinie wytrzymałość i odporność na urazy mechaniczne, jednocześnie zachowując elastyczność. Dzieli się na kolenchymę (zwarcicę) i sklerenchymę (twardzicę).

Kolenchyma jest zbudowana z żywych, przylegających komórek o wydłużonym kształcie. Charakterystyczną cechą są nierównomiernie zgrubiałe ściany komórkowe, które zawierają dużo wody, co nadaje im elastyczność. Występuje głównie w ogonkach liściowych, szypułkach owoców i szybko rosnących pędach, zawsze pod epidermą.

Sklerenchyma składa się z martwych komórek otoczonych grubą, zdrewniałą ścianą wysyconą ligniną. Zwiększa odporność organów roślinnych na uszkodzenia. W jej skład wchodzą:

• Włókna sklerenchymatyczne (stereidy) - silnie wydłużone komórki o zwężonych końcach, mające grubą i zdrewniałą ścianę komórkową. W liściach tworzą pochwy sklerenchymatyczne, a w łodygach i korzeniach układają się w pierścienie.

To warto wiedzieć! Włókna lnu i konopi wykorzystywane do produkcji tkanin to właśnie włókna sklerenchymatyczne, które dzięki swojej wytrzymałości znajdują zastosowanie w przemyśle.

• Komórki kamienne (sklereidy) - komórki o różnych kształtach: równowymiarowe, wydłużone lub nieregularnie rozgałęzione, z bardzo grubą i silnie zdrewniałą ścianą komórkową. Budują łupinę nasienną i nadają charakterystyczną ziarnistość gruszkom.

Tkanka przewodząca - drewno

Tkanka przewodząca transportuje substancje wewnątrz rośliny i dzieli się na drewno i łyko. Drewno odpowiada za transport wody i soli mineralnych w górę rośliny. U roślin wieloletnich wczesną wiosną drewno przewodzi substancje odżywcze z tkanek spichrzowych korzenia i pnia w kierunku rozwijających się pędów liściowych.

Ściany komórkowe drewna zawierają ligninę, która umożliwia przyleganie wody. W drewnie wyróżniamy dwa główne elementy przewodzące:

Cewki:

• Występują w drewnie paprotników i roślin nagonasiennych
• To martwe, wydłużone komórki o zdrewniałej ścianie z jamkami
• Woda przepływa z komórki do komórki przez jamki
• Komórki nachodzą na siebie zwężonymi końcami, tworząc podłużne pasma

Naczynia:

• Występują u roślin okrytonasiennych
• To długie i szerokie rurki zbudowane z wielu pustych, cylindrycznych komórek zwanych członami
• Dojrzałe człony naczyń to komórki martwe o zdrewniałej ścianie z charakterystycznymi zgrubieniami
• Ściany poprzeczne mają duże otwory umożliwiające swobodny przepływ wody

Ważne! Transport wody w naczyniach jest znacznie wydajniejszy niż w cewkach, co daje roślinom okrytonasiennym przewagę ewolucyjną.

Średnica członów naczyń jest wielokrotnie większa niż średnica cewek, co sprawia, że naczynia są wydajniejszym systemem transportu wody w roślinie.

Tkanka przewodząca - łyko i elementy wzmacniające

Oprócz elementów przewodzących, drewno zawiera również elementy wzmacniające (włókna drzewne) i elementy spichrzowe (miękisz drzewny). Włókna drzewne to martwe komórki z grubą ścianą zawierającą ligninę, występujące pojedynczo lub grupami. Miękisz drzewny składa się z żywych komórek tworzących pasma tkanki miękiszowej, które zapewniają łączność z pozostałymi tkankami i magazynują substancje aktywne.

Łyko (floem) to żywa tkanka niejednorodna, która przewodzi produkty fotosyntezy i inne związki organiczne. Głównymi elementami przewodzącymi łyka są:

Komórki sitowe:

• Występują u paprotników i roślin nagonasiennych
• Są żywe, mają celulozowo-pektynową ścianę komórkową
• Posiadają pola sitowe z pasmami cytoplazmy łączącymi protoplasty sąsiadujących komórek
• Nie mają jądra ani aparatu Golgiego

Rurki sitowe:

• Występują u roślin okrytonasiennych
• Są zbudowane z członów tworzących długie rurki
• Mają dużą wakuolę i celulozowo-pektynową ścianę
• Przylegają do nich komórki przyrurkowe, które sterują metabolizmem i zaopatrują w ATP

Pamiętaj! Komórki przyrurkowe są kluczowe dla funkcjonowania rurek sitowych - choć są mniejsze, zawierają wszystkie organelle i dostarczają energię niezbędną do transportu.

Łyko zawiera również włókna łykowe (martwe komórki z ligniną, pełniące funkcję wzmacniającą) oraz miękisz łykowy (żywe komórki kontaktujące się poprzez plazmodesmy, pełniące funkcję spichrzową).

Wiązki przewodzące

Wiązki przewodzące to pasma tkanki przewodzącej drewna i łyka zlokalizowane w bezpośrednim lub bliskim sąsiedztwie, biegnące wzdłuż rośliny od korzenia przez łodygę do liści. Dzielą się na różne typy:

Ze względu na budowę:

• Wiązki proste - drewno i łyko występują osobno
• Wiązki złożone - drewno i łyko występują razem:
  • Koncentryczne - jedna tkanka otacza drugą
  • Naprzeciwległe - drewno i łyko leżą naprzeciwko siebie

Ze względu na obecność kambium:

• Wiązki zamknięte - brak warstwy kambium, nie ma możliwości przyrostu na grubość
• Wiązki otwarte - między drewnem i łykiem występuje miazga, możliwy jest przyrost na grubość

To istotne! Typ wiązek przewodzących determinuje zdolność rośliny do przyrostu wtórnego - rośliny z wiązkami otwartymi mogą rosnąć na grubość przez wiele lat, podczas gdy rośliny z wiązkami zamkniętymi (np. jednoliścienne) mają ograniczoną zdolność przyrostu.

Wiązki przewodzące stanowią główne szlaki transportu wody, soli mineralnych i produktów fotosyntezy w roślinie. Ich układ jest charakterystyczny dla różnych grup roślin i może być używany jako cecha diagnostyczna w systematyce roślin.